羊毛工业洗、炭、漂表面活性剂的应用与发展

1、毛纺工业30年来在原毛洗涤、炭化、色毛漂白工艺上减少纤维损伤，提高产率，节能，环保及综合质量方面与表面活性剂的应用，开发有密切相关性，就笔者的见解作一叙述。羊毛炭化指的是针对羊毛上植物性草杂用硫酸腐蚀、烤焦、以致脱落分离的工艺。炭化工艺中最重要的是减少羊毛损伤的前提下获得提高产率和白而松散的炭化毛。1977年时，用3.5%（66°Be硫酸），35%的轧酸液率，产率每小时80kg，碳化毛损伤达20%-30%，实现高产优质，采用浓酸快速工艺势所必然。浓酸快速工艺的实施，关键在于表面活性剂的使用。若能做到羊毛吸水时不优先吸酸，而高温焙烘时羊毛所结合的酸尽量的减少，则羊毛损伤就大为减少。笔者

2、认为，用带有弱阳荷性的非离子剂封闭住羊毛的基团，则浸酸后的羊毛吸酸量大为减少，最多可减少三分之二的吸酸。使用非离子剂有两个问题待解决。其一 传统非离子剂疏水的碳氢疏水链太短，其对羊毛亲和力不够大，必须用扩链剂扩大分子量，以增加其对羊毛的亲和力。本文发现如用多乙烯多胺与C5-C6脂肪二羧酸先生成聚酰胺，然后用，如二甲基氨丙基胺等的扩链剂扩链，最后接上环氧基（环氧化试剂包括环氧氯丙烷，环氧溴丙烷，溴化环氧丁烷，氯化环氧已烷等）。可以达到羊毛吸酸量减少80%的效果。相比之下如下产品的效果都不能与之相比，如环氧化双六乙烯二胺，聚丙烯酸、双氰胺-双酰胺氨塑树脂(不环保)，接上环氧氯丙烷的聚酰胺Herco

3、sett125树脂(可能分子量太大)。非离子表面活性剂第二缺点是浊点太低，在100-115高温下，浊点以上，这些非离子剂会离析出来不起作用，而羊毛遇到浓缩的酸受损严重。因此添加阴离子表面活性剂以提高非离子的浊点是必要的。有效的阴离子剂有二丁基萘磺酸钠，十二烷基苯磺酸钠，但是更为疏水一点的二异丁基萘磺酸钠，二异戊萘基磺酸钠更为有效。虽然在水中溶解度低。用三乙二醇丁醚增溶复配效果很好，适合作炭化羊毛保护剂。在浸酸的前一槽助剂配比是：1%环氧扩链聚酰胺0.6%二异丁基萘磺酸钠(含10%三缩乙二醇丁醚)，应用8%(66°Be硫酸)液，轧液率35%，产量为250-300kg/小时，羊毛烘干时含

4、酸率不会高于1%，草籽炭化率符合质量标准，羊毛白度，松散度显著提高，用于纺纱牵伸效率提高，千锭时断头率减少40%，回丝减少了30%，毛纱强力提高了15%，毛纱乌斯脱不均匀减少了9%；此炭化毛染色时，染料对炭化毛上色率明显增加，而传统炭化毛吸酸不匀而造成尖染夹花现象消失。此工艺目前处于国内外领先。传统的羊毛洗涤，洗毛的温度50-60碱性洗毛，用碳酸钠调PH 8.5-9.5，添加十二烷基苯磺酸钠的方法，对羊毛损伤大，手感差。为了减少损伤后来采用中性洗毛法，温度没变只是PH 6.0-7.0，选用的阴离子洗剂主要有：烷基磺酸钠，对甲氧基脂肪胺苯磺酸钠，烷基苯磺酸钠等，为了提高洗净效果，往往加入硫酸钠，

5、氯化钠，多磷酸钠等电介质，电介质加多了会使羊毛弹性降低，影响质量。另一方面阴离子表面活性剂去油污效果差，那时添加的非离子表面活性剂是壬基酚聚氧乙烯醚(EO)10或异辛基酚聚氧乙烯醚(EO)9.5.这种阴、非离子复配型的表面活性剂所洗出的羊毛其白度、手感、松散度均属于中挡水平。笔者认为，这里有二个主要障碍会使洗出羊毛难以获得上佳水平。二个障碍是羊毛上脂肪钙、镁皂(又称石灰皂)和粘土性污垢，它们都不溶于水，用传统表面活性剂很难洗掉。尤其是大多数国产的羊毛。对付脂肪钙、镁皂即使添加了螯合剂EDTA(乙二胺四乙酸)及其钠盐再加上非离子剂洗液也不能洗掉。原因是脂肪钙镁皂与螯合剂EDTA形成了凝胶粘沾在羊

6、毛上。只有使凝胶充分消散的情况下，才能彻底去除，一种方法是将EDTA钠盐改用胺盐：如EDTA-MEA(单乙醇胺盐)、EDTA-EN(乙烯二胺盐)、EDTA-NTA(氮川三醋酸盐)。上述改良了的胺盐螯合剂虽然可有效消散脂肪钙、镁皂凝胶，但是对洗涤作用没有协和增溶的作用，更不能去有效洁净羊毛上粘土性污垢。这就需要设计一种对粘土污垢和脂肪钙、镁皂(通常钙：镁比为4：1-3：1的复合皂)能协和增溶的表面活性剂复配处方。本文发现带阳离子的聚胺与阴离子表面活性剂和超支链分散剂拼合下，可以不发生沉淀有效地增溶包埋粘土污垢和脂肪钙、镁皂而生成溶胶，并将溶胶从羊毛上剥离下来并稳定地悬浮在洗液中，不会再向羊毛上沉

7、积，最终显著提高了洗净毛的白度和松散度。这三类表面活性剂如下。(1)聚胺类增溶分散剂是平均分子量为600的聚乙烯亚胺(PEI)接环氧乙烷，用甲基亚磺酸中和，再用硫酸二甲酯季铵化，最后用氯磺酸磺化的产品较为适合的亚胺是4.9二氧-1，12十二烷二胺(DODD)(EO)20和双(六亚甲基)三胺(EO)20季铵化后再硫酸化的产品。(2)阴离子表面活性剂是一类有增溶性质的表面活性剂，适合的有C1 2- C 1 7支链化烷基醇(EO)1.0-7.0硫酸盐，C11-C16烷基苯磺酸盐，C12-C17支链化烷基苯硫酸盐，油酰肌氨酸盐；分子量7000左右的马一丙共聚物；特别是异构醇C13聚氧乙烯醚羧酸钠和异构

8、醇C10聚氧乙烯醚羧酸钠这类助剂耐氧化、硬水、电介质、有好的润湿渗透和除油污效果，可与任何离子表面活性剂相容，其疏水部分能对粘土性污垢，及脂肪钙，镁皂有一定的锚固能力，并通过其亲水基因增溶分散于洗液中。(3)超支链超级分散剂：超级分散剂种类很多，本文主要选择超支链化的超级分散剂。虽然超支链化的聚合物，并不是每一个重复单位内都有支链连接上，但这种结构上的不规正，无碍于我们净洗去污的要求，因为价格便宜，合成方便，因此是首选的。如：一类主要是在3，5位上合成的超支链化聚酯聚醇作超级分散;另一类是采用星形（聚醚一聚酯）嵌段共聚的超支链聚合物作超级分散剂。通式是A-(B)M-C-(-DP)n .上式A是

9、带活性亲电或亲核基团的功能键如-O-Pro，Pro是选自苄基、乙酰基等的保护剂；B是选自杂原子，如烯烃-O-烯烃-O-、烯烃-O-烯烃，芳基-O-，-O-芳基-，(-O-烯烃)x和(-烯烃-O-)x,X=1-3;m为0或1.0;n是芯聚物上聚合臂的个数一般为1-10，本文以4-5为佳；C是双、叁、多羟基芯聚物，如2、2（羟烷基）-1，3-丙二醇，2羟烷基-2-烷基-1，3-丙二醇，2羟基-2-烷基1，3-丙二醇，2、2双烷基-1，3-丙二醇，5-羟烷基-1，3-二?烷，5，5-双(羟烷基)-1，3-二?烷，5羟基-1，3-二?烷，5-烷基-5羟烷基-1，3-二?烷；1-omega基二醇，如1，

10、4丁二醇，1，5戊二醇，1，6已二醇，1，6环已基二甲醇，2甲-2-乙基-1，3丙二醇，2甲基-1，3丙二醇，2-乙基-2-丁基-1，3丙二醇，新戊基乙二醇；二羟甲基丙基，1，1-羟基环乙烷，甘油，三羟甲基乙烷，羟甲基丙烷，季戊四醇，脱水壬基七醇，双季戊四醇，甘露糖醇，二缩甘油，双三羟甲基丙基，苄氧基丙二醇，苄氧基乙氧基丙二醇等；D是-NH-基，-O-基，或-S-基等；P是以共价形式接在端基上的聚合物，如聚(乙二醇)，聚(烯烃醇)，聚(乙烯呲咯烷酮)，聚(羟烷基甲基丙烯酰胺)，聚(羟烷基甲基丙烯酸酯)、聚多糖、聚(-羟基酸)，聚(乙烯醇)，聚磷腈，聚恶唑啉，聚(N-丙烯醇-吗啉)及其共聚物，端

11、聚物或混合物；典型的超支链聚合物。超支链聚合物中间体如(2-苄氧基乙氧基)乙基-1，3丙酸(BEEP)为碳氢疏水芯分子体，再用总分子量约为9千的聚乙二醇扩展支链或丁酸琥珀酰亚胺酯的聚乙二醇醚扩展支链。具体复配中以亲水的超支链分散剂，如分散剂619，或Tilo27000为主体，再配以稍为偏疏水一点的超支链分散剂，如W310，WB-17250，WB-17275,SRE-4026或DUDO(BYK)分列产品（亲水剂：疏水剂=5：1-10：1.0）。这样上述(1)：(2)：(3)配比为(1)1.0-2.0：(2)0.25-0.5：(3)0.2-0.3(3)是用50%浓度的)，上述配比既不会有(1)，(

12、2)，(3)试剂间相互沉淀，也不会出现凝胶，又有很好的协和增溶性，用于洗羊毛可显出上佳的白度和松散性，足以染出亮艳而显高雅的颜色。羊毛织物的清洗中，如若基质上含有茶渍或洒渍等相对较为亲水的污渍则在洗涤配方中还得加上如下的组合剂：用C8-C16(EO)1.5-(EO)7.0)醋酸盐，其中尤以碳链短的去除污渍更为明显，如C9-C11(EO)2.5醋酸盐与N甲基N十二烷基二缩乙二醇醋酸酯季胺盐氯化物，此双组份以1.0：1.0的比例复配到整个净洗配方之中，占整个助剂重量的2.0-15.0% o.w.f.此工艺目前处于国内外领先。上世纪末，漂白是利用亚铁离子对羊毛色素和蛋白角质的亲合力差异，先将亚铁离子

13、预先媒染于羊毛的含色素部位，交替用热水将亚铁离子在羊毛不含色素的部位上冲洗下来。这样可以减少重金属对羊毛的催化损伤。其方法和步骤一直延用至今。（1）亚铁催化剂媒染的方法硫酸亚铁(含六份结晶水)10g/L亚磷酸(50%) 1-2g/L羟甲基咪唑啉衍生物（羊毛保护剂）3%，owf于80处理60分钟。温水冲洗：40水冲洗5分钟，放去脚水还原冲洗：上述液于80冲10分钟，放去脚水热水冲洗：80，冲洗10分钟，放去脚水。氧化漂白工艺：过氧化氢(37%)10ml/L，焦磷酸钾10g/L，将PH调至8.0-8.5，于75漂45分钟-180分钟(视色素深浅)。上述工艺时间长、能耗大、最大的问题在于脱色的羊毛，

14、再经染色等处理纤维强力很差。为了减少羊毛损伤和节能，本文新开发的尿黄毛脱色工艺如下： 氧化漂白工艺：过氧化氢(37%)10-20ml/L漂白活化剂(1) 0.5-3% o. w. f螯合分散剂(3) 1g/L氧漂于40，漂60分钟，然后加1g/L脱过氧化氢酶去除多余的自由基氧。(5分钟)。上述漂白配方中的标号如下：（1）漂白活化剂有效的有异壬酰剂苯磺酸钠，二N乙酰基二甲基乙二醛二肟(ADMG)，N-酰基已内酰胺，如N-4-(三乙基铵甲撑)苯酰基已内酰胺氯化物（TBCC）和6-(N,N,N三甲基铵甲撑)已酰已内酰胺对甲苯磺酸（THCTS）,苯甲酰已内酰胺，辛酰已内酰胺，壬酰已内酰胺，十一烷酰已内

15、酰胺，三甲庚酰已内酰胺，4-硝基苯甲酰已内酰胺，(6-辛酰胺已酰)酚磺酸钠，(6-壬酰胺已酰)酚磺酸钠，(6-癸酰胺已酰)酚磺酸钠。特别要指出的是带有双酰基团的化合物是漂白非常有效的活性剂。(2)羊毛保护剂，因羟甲基咪唑啉有甲醛释出，所以改用水解蛋白质类产品。(3)螯合分散剂：马来酸/丙烯酸/丙烯酸酯/2丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物(平均分子量1-2万)。(4)还原漂白工艺如下：二氧化硫脲 5-10% owf焦亚硫酸钠 2-5% owf四氢硼钠碱溶液 5-10 PPM(以硼钠计)水解蛋白质（羊毛保护剂） 2-5% owfPH调4.5-5.5，于45处理10-30分钟。低温脱色工艺比传统工艺可节省处理时间60%，节约蒸汽70%以上，羊毛损伤下降60%，白度提高了50%