蛋白质纤维的化学加工.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2.4 蛋白质纤维的化学加工,主要内容：,2.4.1 羊毛的化学加工,2.4.2 蚕丝的化学加工,2.4.3 山羊绒的化学加工,2.4.4 兔毛的化学加工,2.4.5 大豆蛋白纤维的化学加工,重点：洗毛、炭化、蚕丝精练的原理和方法难点：羊毛洗涤、炭化的原理和工艺，蚕丝精练的原理和工艺,2.4.1 羊毛的化学加工,一、洗毛,1 洗毛的目的,羊毛原毛,羊毛脂,羊汗,砂土（土杂）,植物性杂质（草杂）,洗毛,炭化,原毛中含有大量羊毛脂、羊毛汗、矿物质、砂土、草杂等杂质，根本不能直接用于纺织为了使其呈现出原有的洁白、松散、柔软、弹性优良等特性，以保证梳毛、纺纱、织造、染整等工序的顺利进行，必须对原毛加以洗涤和炭化等加工羊毛原毛,羊毛脂,羊汗,砂土（土杂）,高级脂肪酸,高级一元醇,与碱皂化,乳化方法,无机盐,碳酸钾,可皂化脂肪酸,采用合成洗涤剂,洗毛：,利用机械与化学相结合的方法去除原毛中的羊毛脂、羊汗和粘附的砂土等杂质，获得较为纯净的羊毛纤维（洗净毛）的工艺过程2.4.1 羊毛的化学加工,2 洗毛的原理,第一阶段：,润湿羊毛，使洗液渗透到污垢与羊毛之间联系较弱的部位，降低它们之间的结合力引力脱松阶段。

第二阶段：,污垢与羊毛表面脱离，并转移到洗液中污垢脱离阶段第三阶段：,污垢的转移阶段，将羊毛上的污垢转移到洗液中，并稳定地悬浮在洗液中而不再回到羊毛上，以防止羊毛再度被沾污3 洗毛方法和工艺洗毛方法有乳化法、羊汗法、溶剂法以及冷冻法等，其中以乳化法应用最为普遍乳化水洗法：,通过表面活性剂和无机盐的作用，使羊毛脂乳化而从纤维上分离下来，达到除脂目的包括：弱碱性洗毛（皂碱洗毛和合成洗涤剂加纯碱洗毛）、酸性洗毛、铵碱洗毛、中性洗毛等洗涤过程中使用到的主要药剂,碱（Na,2,CO,3,）,洗涤剂,如烷基磺酸钠、烷基苯磺酸钠等,元明粉（Na,2,SO,4,）,食盐 （NaCl）,通过双电层作用稳定洗涤下来的油污,防止油污再度沾污羊毛纤维,三聚磷酸钠,软化硬水,皂化，具有一定洗涤作用,对象：,油脂含量高，砂土少，如澳大利亚美利奴细羊毛,洗毛碱性洗毛法,所谓碱性洗毛,是指羊毛在pH值8.59.5的洗液中进行洗涤，利用羊毛脂中的脂肪酸与碱发生皂化反应，生成羊毛脂皂起到助洗作用皂碱洗毛是沿用较久的一种碱性洗毛方法目前较多使用合成洗涤剂加碱的碱性洗毛方法对象：,油脂含量低，土杂含量高，如国产改良细羊毛,洗毛酸性洗毛法,该类羊毛所含土杂大多为碱性，故在洗毛液中随着土杂的积累越来越多，其洗液的碱性也将逐渐加强。

为了避免损伤羊毛，常在洗槽中加入适量的乙酸和硫酸进行中和，以阻止洗液的碱性进一步加强，维持洗液中一定的pH值，故而称为,酸性洗毛法,常用的表面活性剂有非离子表面活性剂（如月桂醇聚氧乙烯醚）、,阴离子表面活性剂（如烷基磺酸钠、烷基苯磺酸钠）等洗毛铵碱洗毛法,对象：,油脂含量低，土杂含量高，如国产改良细羊毛,将,硫酸铵,代替纯碱加入后一个洗毛加料作用槽中，与由前一个洗毛槽输入的羊毛上残留的纯碱发生复分解反应反应后生成的硫酸钠（元明粉）可以促进洗涤剂的洗涤作用，生成的氨水可以去除羊毛上的皂化物，而生成的二氧化碳则可以起到松散羊毛、除去草屑等机械杂质的化学搅拌作用，从而达到洗净羊毛的作用洗毛中性洗毛法,对象：,油脂含量低，土杂含量高，如国产改良细羊毛,由于洗毛液已呈碱性，因此可以不加入纯碱食盐或元明粉，,只使用合成洗涤剂,进行洗毛，这样不仅不会损伤羊毛，而且还可以增强洗涤效果在洗毛时，应掌握洗液的pH值为67，洗液的温度可适当提高到5060烷基磺酸钠或对甲氧基脂肪胺苯磺酸钠的洗毛效果最好洗毛工艺及设备,开松除杂,洗 涤,烘干,浸渍,漂洗,清洗,轧水,开松、除杂,把块状原毛开松，除去大量砂土杂质。

除去羊毛脂、羊汗和砂土杂质,一般采用45槽联用,开,洗,烘,联,合,机,洗毛废液经过提取羊毛脂、除去污垢杂质后再行回用羊毛脂可做润滑剂、防冻剂、高级工业产品的特殊整理试剂和制做农药的渗透剂精制的羊毛脂可用作发膏、香皂、香脂配料等化妆品和制做医疗用的烧伤、烫伤药膏等洗毛废液的利用：,2.4.1 羊毛的化学加工,二、炭化,1 炭化原理：,根据羊毛耐酸而植物质不耐酸的特性，把含有植物质的羊毛浸渍于稀硫酸液中，除去多余酸液后烘干和高温烘烤，使植物质的主要成分纤维素在浓缩的酸液作用下脱水成焦黑的脆性炭质这样就极易用机械压碎成粉末而去除羊毛原毛,草籽,炭化,草叶,用化学方法结合机械处理去除羊毛中植物性纤维素物质的工艺过程植物性纤维素,2.4.1 羊毛的化学加工,2 炭化工艺,含草净毛浸酸轧酸烘干和焙烘轧炭和除炭中和烘干炭化净毛,炭化方法,有散毛炭化、毛条炭化、匹炭化和碎呢炭化等多种2.4.1 羊毛的化学加工,三、染色,酸性染料染色、酸性媒介染料染色、金属络合染料染色,四、丝光、超柔软整理,1.丝光原理,羊毛鳞片层由片状角朊细胞组成，一方面保护了羊毛不受化学品的侵蚀，阻碍染料上染；另一方面，由于其大小疏密不同，使羊毛纤维光泽较差并使羊毛产生缩绒性。

羊毛丝光,是对羊毛纤维进行重度氯化处理，以剥蚀羊毛纤维表面的鳞片，使蛋白质降解成冻胶，甚至是粘稠液体，再通过碱处理去除已剥蚀的羊毛纤维鳞片层中降解的蛋白质，使其表面光滑、平整，对光线呈有规则的反射，从而显现出光泽2.丝光工艺,羊毛预处理（渗透剂，45，30min）冲洗降温氧化（pH=4，28，60min）冲洗还原（pH=6，35，20min）脱鳞（pH=9.5，45，30min）冲洗防蛀染色冲洗功能柔软（pH=6，45，30min）脱水烘干,3.超柔软整理,经丝光处理后的羊毛制品手感僵硬、粗糙，弹性不足，即使经充分吸湿后有所改善，但仍不够理想，须进行超柔软整理通常那个有机硅类柔软剂进行超柔软整理，以提高其弹性、平滑性，增加其柔软度，改善其手感2.4.1 羊毛的化学加工,五、拉伸细化,1.拉伸细化的原理,当羊毛纤维收到特定条件处理时，分子形状可以由型转变为伸长的型为了实现这种转变，必须设法拆开各大分子链之间联系的横向键，并削弱型弯曲反向拆开时的氢键，使它伸直，再在新的位置上重新建立起联系，并固定下来，达到抽长拉细的目的但是，使拉伸后的纤维形状不再改变而永久固定的工序不可缺少2.拉伸细化的工艺,毛条浸渍假捻拉伸永久定形复洗烘干Optim,部分定形烘干Optim,六、防缩加工,1.防缩原理,羊毛织物的纤维表面有鳞片，在一定湿度下，如有打击、搓揉作用，鳞片膨胀打开，当鳞片的顺向（从毛根向毛尖，即从鳞片根部向自由端方向）摩擦因数小于逆向摩擦因数时，容易发生不同程度的毡缩。

逆鳞片摩擦因数和顺鳞片摩擦因数之差称为定向摩擦效应防止或降低毡缩的本质就是消除或降低这种主要因鳞片引起的定向摩擦效应，即破坏鳞片形状2.4.1 羊毛的化学加工,六、防缩加工,2.防缩方法,氯化树脂法：基于纤维角质层部分蛋白质分子被氧化降解在水中，可溶性的分子会吸收大量水分子而使角质层膨胀和软化，因而形成冻胶状物质，使鳞片之间的接触面积增大，顺鳞片、逆鳞片的摩擦因数均增加，但两摩擦因数之差变小，即定向摩擦效应减弱，导致羊毛的毡缩性能降低但羊毛易泛黄，造成色光变化大单独树脂法：从结构上看，环氧树脂类的作用，不是改变羊毛纤维的表面结构，而是同鳞片层发生交联，从而将鳞片的边缘包裹起来，获得良好的防毡缩效果聚氨酯树脂是目前防毡缩整理中最常用的一种，热反应型聚氨酯树脂的防缩，既降低了纤维表面的定向摩擦效应，又阻止了纤维之间的相互移动氧化/树脂法：亚硫酸可用于防缩处理，它不会泛黄，织物经硫酸盐处理后，必须在弱碱性条件下用亚硫酸钠后处理才能得到防毡缩效果并增加织物对树脂的亲和力因此氧化处理后用亚硫酸钠后处理很重要2.4.1 羊毛的化学加工,六、防缩加工,2.防缩方法,等离子体处理法：等离子体中含有大量活性离子，如电子、离子、亚稳态分子和原子、自由基、光子等。

这些具有足够能量的粒子能和羊毛表面产生刻蚀作用并引起含氧、含氮的极性基团如再浸轧树脂，使树脂均匀地覆盖在纤维表面，进一步减弱羊毛的定向摩擦效应，就能明显降低织物的毡缩倾向酶处理法：羊毛经蛋白酶处理时，酶首先与鳞片和皮质层之间的胞间物质作用，使胞间物质分解，局部的临平层凸出而呈剥离之势随着处理的景象，鳞片脱落，皮质层逐渐暴露，最后鳞片显著剥落，皮质进一步暴露，纤维结构松弛所以经蛋白酶作用后，除重量减轻、强度下降外，染色性和缩绒性会发生改变臭氧法：加工羊毛所使用的臭氧是将氧气在臭氧发生器中加高压放电而制造出来的，臭氧本身具有强大的氧化力，具有杀菌能力，可对羊毛进行杀菌处理且臭氧水溶性小，对环境影响极小2.4.2 蚕丝的化学加工,一、精练前处理,精练的目的：,去除绢纺原料上大部分丝胶和油脂，使纤维间胶着点分开，并去除粘附在原料上的尘土等杂质，制成较为洁净的、蓬松的、有一定刚弹性的、呈现珠光光泽的单纤维(精干绵)主要是去除丝胶，随着丝胶的去除，附着在丝胶上的杂质也一并除去因此，丝织物的精练又称脱胶绢,纺,原,料,丝胶,油脂,滞头，蛹体,绢,纺,原,料,茧类,丝吐类,滞头类,蛹衬,长吐,短吐,毛丝,茧衣,双宫茧,口类茧,黄斑茧,+茧层茧,缫丝,使多余的丝胶从茧丝上脱下，使纤维上保持均匀一致的残胶。

丝胶在热水中就能溶解，绢纺原料的脱胶主要靠水，其次才是化学助剂利用化学方法（皂碱精练）或者生物方法（微生物或酶）使绢纺原料上附着的油脂（主要来自于,蛹体,）得以去除脱胶,除油,二、精练原理,绢,纺,原,料,丝胶,油脂,皂、碱、洗涤剂,热水,+,碱,膨润,溶解,高级脂肪酸,甘油酯的皂化,洗涤,化学精练是利用化学药剂的作用，促使绢纺原料脱胶、去脂三、精练方法1.酶制剂精练,丝胶+酶中间络合物肽、氨基酸+酶,油脂+酶中间络合物脂肪酸、甘油+酶,预处理,酶精练,后处理,真空渗透、浸泡,清洗,将微生物分解的酶经灭菌和提炼处理制成粉状或颗粒状的酶制剂，用酶制剂精练俗称酶练或酶制剂精练酶精练的工艺流程为：前准备预处理酶脱胶精练练后处理2.化学精练,前处理,皂碱精练,后处理,原料选别,剥茧衣，除杂,扯松，除蛹,高温精练，100,低温精练，4580,肥皂，纯碱，表面活性剂,清洗,烘干,精干绵,3.生物精练腐化练,自然发酵,（腐化）,酶精练,绢纺原料直接利用微生物体水解油脂和丝胶蛋白质的精练方法将微生物分解的酶经灭菌和提炼处理制成粉状或颗粒状的酶制剂，用酶制剂精练俗称酶练或酶制剂精练不同的微生物分泌出蛋白酶与脂肪酶,2709碱性蛋白酶，A,S、Z,1405中性脂肪酶,指的是利用微生物精练与化学精练相结合的方法对绢纺原料进行脱胶和除油。

复合精练的方法,初练,微生物脱胶,复练,绢丝纺,将绢纺原料经化学和机械加工纺成绢丝的过程绢丝纺工艺依顺序分为,精练、制绵和纺纱,三阶段精练包括原料选别、脱胶、水洗、脱水、烘干等工序制绵,包括精干绵给湿、配合称重、开绵、切绵、梳绵、排绵等工序目的是把长而缠结的精干绵制成有一定范围长度适于纺丝的精绵纺纱,包括精绵配合、延展、制条、并条、延绞、粗纱、细纱以及并丝、拈丝、整丝、烧毛等工序绢纺工程,2.4.3 山羊绒的化学加工,一、山羊绒的脱色机理,山羊绒脱色，就是采用化学方法最大限度地破坏纤维中原来所含的各种色素，并尽量保证羊绒纤维的各项物理机械性能不受或少受损伤使用氧化剂和还原剂都可以破坏色素的结构，从而使色素脱离纤维，达到脱色的目的这就是蛋白质纤维漂白的基本原理1.还原漂白法,利用还原性化合物处理羊绒用这种漂白法加工的羊绒，白度不持久，长期在室温下存放会被氧气氧化而变黄，一般不采用这种漂白方法2.氧化漂白法,用氧化漂白剂对羊绒进行漂白，可以破坏有色物质的共轭体系，明显提高羊绒的白度，并可长久保持，但在氧化的同时会对纤维产生氧化降解作。