双氧水与角蛋白酶联合处理对羊抗起毛起球性能的影响

双氧水与角蛋白酶联合处理对羊抗起毛起球性能的影响

0抗起毛起球后整理工艺方向山羊纤维纤维纤度细，吸湿性好，亮度和柔软性好。织的羊毛柔软、肥胖、温暖。羊绒制品起毛起球的原因与纤维品质、毛纱工艺、织造以及后整理工艺均有关。改变纤维品质、毛纱工艺或织造工艺，会直接影响产品的规格与成本，目前技术研究方向主要集中在后整理工艺。抗起毛起球后整理方法主要有两类：以氧化法为代表的“减法”处理和以树脂整理为代表的“加法”处理随着生物酶在染整工艺上的广泛应用，氧化/蛋白酶处理工艺开始在羊毛上得到应用研究。角蛋白酶分子间富含二硫键和疏水氨基酸，使得角蛋白酶可以在较为温和的条件下高效地降解羊绒鳞片的主要成分角蛋白。二硫键还原酶首先打开二硫键，使蛋白高级结构解体形成变性蛋白，然后在多肽水解酶共同作用下，逐步水解成多肽、寡肽和游离氨基酸，分解蛋白。羊绒纤维表层鳞片先通过氧化处理，使鳞片疏松和模糊，再由角蛋白酶温和作用于鳞片层，使之趋于光滑，羊绒表面的毛羽氧化脱落，从而减少起毛起球现象的产生。本课题拟采用氧化/角蛋白酶联合作用，对羊绒织物进行后处理，以改善其抗起毛起球性能。1试验部分1.1主要试剂和仪器材料100%羊绒平针布片（大红色，38.5tex×2加捻纱）试剂角蛋白酶（天津诺奥酶生产力促进有限公司），过氧化氢酶（苏州奥维科生物科技有限公司），35%过氧化氢（南京化学试剂股份有限公司），HT氧漂稳定剂（东莞古川纺织助剂有限公司）仪器AS-24振荡式常温染色打样机（佛山市顺德区容桂荟宝染整机械厂），Datacolor650测色配色仪（美国Datacolor公司），YG982E型起球评级箱（江西贝诺仪器有限公司），YG026B型电子强力机（常州第二纺织仪器厂有限公司），KYKY-EM8100扫描电子显微镜（北京中科科仪股份有限公司）1.2测试方法1.2.1脱氧或脱氧处理羊绒织物（20cm×20cm）→温水润湿→双氧水氧化处理（双氧水5～40mL/L,HT氧漂稳定剂5g/L,pH=9.0，浴比1∶30,50℃，10～60min）→水洗（40℃温水洗3遍）→脱氧处理（过氧化氢酶0.5g/L,pH=7.0,40℃，10min，浴比1∶50）→水洗→60℃烘干1.2.2酶解酶处理经氧化处理的羊绒织物→酶处理[角蛋白酶1%～5%(omf），浴比1∶30,pH=7,50℃，5～30min]→灭酶（100℃沸水处理10min）→水洗→105℃干燥1.3.1单元件的k值采用Datacolor650测色配色仪测定织物氧化或氧化/酶处理前后的K/S值，测试3处取平均值。1.3.2碱溶解度的测定参照GB/T7571—2008《羊毛在碱中溶解度的测定》，分别测定空白羊绒试样、角蛋白酶处理样、氧化处理样及蛋白酶处理试样的碱溶解度，评价处理过程对羊绒纤维的损伤程度。1.3.3鳞片的形状变化采用KYKY-EM8100扫描电子显微镜观察试样的表面形态。1.3.4顶打破强损失率根据GB/T19976—2005《纺织品顶破强力的测定钢球法》测定处理前后织物的顶破强力，计算织物强力损失率式中：FF1.3.5抗毛主席泡沫性能参照GB/T4802.3—2008《纺织品织物起毛起球性能的测试第3部分：起球箱法》，测试羊毛衫织物抗起毛起球性1.3.6感到高兴手感评价采用主观评审组评定法。由10人组成评审组，分别对试验样品的柔软性进行评定，评定结果分柔软、基本柔软、略粗糙、粗糙四档。2结果与讨论2.1双氧水作用下的直接氧化按1.2节方法，设定氧化处理温度50℃，双氧水体积分数20mL/L，氧化处理时间10～80min，氧化处理后羊绒织物的K/S值、碱溶解度、顶破强力损失率和鳞片形态见表1。由表1可知：随着氧化时间的延长，在双氧水作用下，织物上染料发生氧化分解作用，颜色深度K/S值逐渐下降，当氧化时间在10～40min，颜色深度变化不太明显；当氧化时间超过40min后，颜色开始明显变浅；延长氧化时间，双氧水产生的自由基HO·会加剧其对羊绒鳞片层的降解作用，鳞片从边缘棱角氧化钝化直至鳞片模糊。随着氧化时间的延长，碱溶解度和顶破强力损失率都随之增加，说明羊绒纤维损伤逐渐加剧。当氧化处理时间超过50min后，碱溶解度和顶破强力损失率增加较为明显。此时，纤维上的鳞片从形态模糊到大部分脱落，同时双氧水极有可能渗透进入纤维内部氧化，使纤维损伤。从羊绒织物的颜色、碱溶解度、顶破强力损失率和鳞片形态等方面来看，氧化处理时间选择40min较为合理。2.2染料的氧化分解作用按1.2节方法，设定氧化处理温度50℃，时间40min，调节双氧水体积分数在5～40mL/L，氧化处理后羊绒织物的颜色、碱溶解度、顶破强力损失率和鳞片形态见表2。由表2可知，随着双氧水用量的增加，其对织物上染料的氧化分解作用增强，颜色深度K/S值逐渐下降。当双氧水体积分数不超过30mL/L时，颜色深度变浅但不明显；当双氧水体积分数超过30mL/L后，颜色深度开始明显变浅。随着双氧水用量的增加，产生的自由基HO·增多，对羊绒鳞片层的降解作用加剧，羊绒纤维的鳞片从边缘棱角氧化钝化直至鳞片模糊。随着双氧水用量的增加，碱溶解度和顶破强力损失率随之增大，即羊绒纤维的损伤逐渐加剧。当双氧水体积分数超过30mL/L后，碱溶解度和顶破强力损失率增加较为明显。这是因为纤维上的鳞片从被氧化模糊到大部分脱落，双氧水已渗透进入纤维内部，使纤维损伤。综合考虑羊绒织物的颜色、碱溶解度、顶破强力损失率和鳞片形态，双氧水体积分数选择30mL/L较为合理。2.3角蛋白酶作用效果按1.2节方法，设定氧化处理温度50℃，双氧水体积分数30mL/L，氧化处理时间40min，酶处理时间20min，调节角蛋白酶质量分数在1.0%～5.0%，酶处理后羊绒织物的颜色、碱溶解度、顶破强力损失率、抗起毛起球性和手感见表3。由表3可知，角蛋白酶中的二硫键还原酶温和地作用于羊绒纤维表层鳞片，高效地降解鳞片的角蛋白外层，使鳞片从模糊逐渐变为光滑。因为酶的专一性，角蛋白酶对纤维上的染料不起作用，仅会使纤维表面鳞片的折射率降低，引起K/S值略微变小，颜色变化不明显。从碱溶解度和顶破强力看，均呈略增大趋势。这主要是因为角蛋白酶的反应性温和，对纤维损伤不严重。角蛋白酶的作用使鳞片层趋于光滑，抗起毛起球性提高。当角蛋白酶质量分数为2.0%时，抗起毛起球性可达3.5级，手感仍保持柔软，基本符合羊绒织物的服用性能。综合考虑，角蛋白酶质量分数宜为2.0%。2.4酶处理对处理效果的影响按1.2节方法，设定氧化处理温度50℃，氧化处理时间40min，双氧水体积分数30mL/L，角蛋白酶质量分数2.0%，调节酶处理时间在5～30min，酶处理后羊绒织物的颜色、碱溶解度、顶破强力损失率、抗起毛起球性和手感见表4。由表4可知，角蛋白酶中的二硫键还原酶作用于羊绒纤维表层鳞片，由于角蛋白酶反应性温和，织物颜色、碱溶解度、顶破强力损失率三项指标影响不大。当酶处理时间达到25min时，抗起毛起球性达3.5级，手感仍保持柔软，基本符合羊绒织物的服用性能。综合考虑，酶处理时间选择25min。2.5表面活性剂的起毛起球性按1.2节新工艺，设定氧化处理温度50℃，双氧水体积分数30mL/L，氧化处理时间40min，角蛋白酶质量分数2.0%，酶处理时间25min，从羊绒织物的颜色、抗起毛起球性和手感三个方面，对比氧化/角蛋白酶处理羊绒织物与未处理织物，结果见表5。由表5可知，经氧化/角蛋白酶联合处理的羊绒织物与未处理的织物相比较，K/S值与手感变化不大，抗起毛起球性能可提高1级。3抗起毛起球性能(1）采用双氧水/角蛋白酶工艺对羊绒织物进行处理，可