（纺织化学与染整工程专业论文）牛奶丝染整加工性能研究[纺织化学与染整工程专业优秀论文].pdf

牛奶丝染整加工性能研究 中文摘要 牛奶丝染整加工性能研究 中文摘要 牛奶丝是由牛奶酪素蛋白与丙烯腈接枝共聚而成的一种新型含蛋白质化学纤维。 它具有良好的亲肤性，其面料又具有真丝般的光泽和良好的吸湿导湿性，且质地轻薄、 手感柔软，是一种具有良好发展潜力的新型纤维。对牛奶丝的化学稳定性、漂白和染 色性能进行研究，不仅可以为新型纤维的开发利用提供一定的理论基础，而且也可为 印染企业合理制定染整加工条件起到一定的指导作用。本文研究了牛奶丝的耐湿热 性、耐碱性和双氧水漂白性能，并探讨了中性盐对牛奶丝耐碱性和双氧水漂白的影响； 研究了牛奶丝酸性和中性染料、活性染料以及阳离子染料染色性能，并对牛奶丝在棉 用活性染料染色条件下蛋白质的损失情况进行了探讨。研究结果表明： ( 1 ) 牛奶丝的耐湿热性差，当牛奶丝在水湿热条件下处理时，牛奶丝会产生失 重。牛奶丝热水处理时的失重是由于酪素蛋白的水解溶失。 ( 2 ) 牛奶丝耐碱性差，特别是耐氢氧化钠和碳酸钠性差。碱处理过程中牛奶丝 的失重主要是由于酪素蛋白的水解所致。在强碱性介质中，牛奶丝中的氰基发生水解 所形成的c = n 共轭体系导致了纤维泛黄。碱处理牛奶丝的广角x 射线衍射分析表明， 牛奶丝碱处理没有改变纤维的主体结晶结构。 ( 3 ) 牛奶丝双氧水漂白在碱性条件下进行，漂白时酪素蛋白会因碱水解而发生 流失。漂后纤维的白度不但没有增加，反而有所下降。双氧水漂白对牛奶丝的主体结 晶结构几乎无影响。 ( 4 ) 牛奶丝酸性和中性染料染色时，染料对牛奶丝的上染率受染液p h 值的影响 很大，牛奶丝染色对p h 值的敏感性大于蚕丝和羊绒。元明粉在各p h 值下对上染率 的影响暗示了牛奶丝的等电点约为4 。染色温度对酸性和中性染料上染率的影响因染 料不同而存在较大的差别，中性染料受温度的影响更大。酸性染料对牛奶丝的初染率 高、初染速度快，但8 0 恒温条件下的上染速度却慢于蚕丝和羊绒。中性染料对牛 奶丝的上染速度慢于酸性染料。酸性和中性染料在牛奶丝上具有很好的提升性能和染 深性，但在牛奶丝上的提升性能差于在蚕丝和羊绒上的提升性能，且中性染料的提升 性能略好于酸性染料。 ( 5 ) 毛用活性染料不适合牛奶丝染色，乙烯砜硫酸酯一氯均三嗪、双一氟均三 牛奶丝染整加工性能研究中文摘要 嗪型棉用染料更适合用于牛奶丝的染色。牛奶丝棉用活性染料染色，只需较低用量的 纯碱即可，且可在与棉相近的染色温度下进行。乙烯砜硫酸酯、乙烯砜硫酸酯一氯 均三嗪、双一氟均三嗪型棉用活性染料在牛奶丝上具有较好的提升性和染深性，其中 以双一氟均三嗪型染料为最好。牛奶丝用双活性基和三活性基染料染色时，染料能与 牛奶丝纤维大分子间形成交联，与未染色纤维相比，牛奶丝的失重率减小，甚至产生 增重。 ( 6 ) 牛奶丝阳离子染料染色，不同染料在牛奶丝上的上染率受p h 值的影响不同， 染液p h 值为4 左右时，染色过程中牛奶丝的失重率最小。温度对阳离子染料上染率 的影响因染料不同而存在差别。牛奶丝阳离子染料染色不需要在较高温度下进行。染 料在牛奶丝和腈纶上的上染速率存在显著差别，染料对牛奶丝的上染速率较快，在较 低的染色温度下就有较高的上染率。阳离子染料在牛奶丝上具有较好的提升性和染深 性。 ( 7 ) 中性盐能降低牛奶丝中酪素蛋白的水解。在碱处理液中加入硫酸钠对牛奶 丝进行处理，随着硫酸钠用量的增加，碱处理纤维的失重率逐渐降低，处理纤维的白 度有所下降；在双氧水漂液中加入硫酸钠对牛奶丝进行漂白，漂白纤维的失重率随着 硫酸钠用量的增加几乎呈直线下降，但处理纤维白度下降，纤维泛黄；牛奶丝用棉用 活性染料染色时，硫酸钠能降低其在染色过程中失重率。 关键词：酪素；丙烯腈；接枝共聚物；耐湿热性；耐碱性；漂白；染色；染料 i i 作者：梅洁 指导教n - 唐人成 s t u d i e so i ld y e i n ga n df i n i s h i n gp r o c e s so fm i l kf i b e r a b s t r a c t s t u d i e so nd y e i n ga n df i n i s h i n gp r o c e s so fm i l kf i b e r a b s t r a c t m i l kf i b e ri san o v e lt y p ef i b e rw h i c hc a nb ep r o d u c e dv i ag r a f tc o p o l y m e r i z a t i o no f a c r y l o n i t r i l eo nc a s e i n t h ef i b e rh a sg o o dp r o s p e c to fw i d e l yu s i n gi nt e x t i l ei n d u s t r y b e c a u s eo fi t so u t s t a n d i n gp r o p e r t i e s ，s u c ha ss i l k l i k el u s t e r , g o o dw e ta b s o r p t i o na n dw e t c o n d u c t i o na n ds o f th a n d l i n g t h er e s e a r c ho ni t sc h e m i c a ls t a b i l i t y , b l e a c h i n gp r o p e r t y a n dd y e i n gp e r f o r m a n c ep r o v i d eb o t hat h e o r e t i c a lb a s i sf o ri t sd e v e l o p m e n ta n d a p p l i c a t i o na n dag u i d e l i n ef o ri t sd y e i n ga n df i n i s h i n gp r o c e s s i nt h i sp a p e r , t h er e s i s t a n c e o fm i l kf i b e rs u b j e c t e dt ow e th e a tt r e a t m e n t ，a l k a l ir e s i s t a n c ea n dh y d r o g e np e r o x i d e b l e a c h i n gp r o p e r t i e so fm i l kf i b e rw e r ei n v e s t i g a t e d t h ei n f l u e n c eo fn e u t r a le l e c t r o l y t e s o na l k a l ir e s i s t a n c ea n dh y d r o g e np e r o x i d eb l e a c h i n go ft h ef i b e rw e r ea l s od i s c u s s e d t h e d y e i n gp r o p e r t i e so fn o n - m e t a l l i z e da n d1 ：2p r e m e t a l l i z e da c i dd y e s ，r e a c t i v ed y e sa n d c a t i o n i cd y e so nm i l kf i b e rw e r es t u d i e d t h el o s so fc a s e i no ft h em i l kf i b e rd u r i n gd y e i n g w i t hr e a c t i v ed y e sf o rt h ec o l o r a t i o no fc o t t o nf a b r i c sw a sd i s c u s s e d b yt h e s eb a s i c r e s e a r c h e s ，t h ec o n c l u s i o n sw e r ec o n c l u d e da sf o l l o w s ： ( a ) t h er e s i s t a n c eo fm i l kf i b e rs u b j e c t e dt ow e t h e a tt r e a t m e n tw a sp o o r t h ew e i g h t l o s so ft h ef i b e rw a so b t a i n e dd u r i n gt h ef i b e rw a st r e a t e di nw a r mo rh o tw a t e r t h e w e i g h tl o s so ft h ef i b e rm i g h tb ea s c r i b e dt ot h eh y d r o l y s i so f c a s e i n ( b ) t h em i l kf i b e rh a dp o o ra l k a l ir e s i s t a n c e ，p a r t i c u l a r l yt os o d i u mh y d r o x i d ea n d s o d i u mc a r b o n a t e t h ew e i g h tl o s so ft h ef i b e rd u r i n gt h ea l k a l i n et r e a t m e n tw a sp r i m a r i l y c a u s e db yt h eh y d r o l y s i so fc a s e i n t h eh y d r o l y s i so fn i t r i l eg r o u p sa n di n d u c e df o r m a t i o n o fc = nc o n j u g a t e ds y s t e mw e r er e s p o n s i b l ef o rt h ey e l l o w i n ge f f e c to ft h ef i b e rt r e a t e d u n d e rs t r o n g l ya l k a l i n em e d i u m x - r a yd i f f r a c t i o nc u r v e so ft h et r e a t e df i b e rs h o w e dt h a t a l k a l i n et r e a t m e n td i dn o tc h a n g et h em a i nc r y s t a l l i n es t r u c t u r eo ft h ef i b e r ( c ) t h eh y d r o g e np e r o x i d eb l e a c h i n go fm i l kf i b e rw a sc a r r i e do u tu n d e ra l k a l i n e m e d i u m t h ec a s e i nc o u l db el o s td u r i n gb l e a c h i n g t h ew h i t e n e s so ft h et r e a t e df i b e r d i d n ti n c r e a s e ，b u td e c r e a s e di n s t e a d t h eh y d r o g e np e r o x i d eb l e a c h i n gh a r d l ya f f e c t e d t h em a i nc r y s t a l l i n es t r u c t u r eo fm i l kf i b e r ( d ) n o n m e t a l l i z e da n d1 ：2p r e m e t a l l i z e da c i dd y e sw e r eu s e dt od y e m i l kf i b e r t h e i i i s t u d i e so nd y e i n ga n d f i n i s h i n gp r o c e s so f m i l kf i b e r a b s t r a c t e f f e c to fp hw a sp r o m i n e n to np e r c e n te x h a u s t i o n t h es e n s i b i l i t yo ft h ed y e i n go fm i l k f i b e rt op hw a sg r e a t e rt h a nt h a to fs p u ns i l ka n dc a s h m e r e t h ee f f e c to fn e u t r a l e l e c t r o l y t e so ne x h a u s t i o ni n d i c a t e dt h a tt h ei s o e l e c t r i cp o i n to f t h ef i b e rw a sa b o u t4 t h e i n f l u e n c eo fd y e i n gt e m p e r a t u r eo np e r c e n te x h a u s t i o nw a sd i f f e r e n tb e c a u s eo fd i f f e r e n t k i n d so fd y e s t h ee f f e c to fd y e i n gt e m p e r a t m ew a sg r b a t e ro np e r c e n te x h a u s t i o no f1 ：2 p r e - m e t a l l i z e da c i dd y e s t h ei n i t i a lu p t a k er a t e so fa c i dd y e sw e r eh i g h ，b u tt h eu p t a k e r a t e sf o rm i l kf i b e rw e r el o w e rt h a nt h o s ef o rs p u ns i l ka n dc a s h m e r eu n d e rt h ec o n s t a n t t e m p e r a t u r eo f8 0o c t h eu p t a k er a t e so fn o n - m e t a l l i z e da c i dd y e sw e r el o w e rt h a nt h a to f 1 ：2p r e m e t a l l i z e da c i dd y e s t h eb u i l d i n g - u pp o w e ro fa c i dd y e so nm i l kf i b e ri sg o o d ，b u t i tw a sw o r s et h a nt h a to ns p u ns i l ka n dc a s h m e r e t h eb u i l d i n g - u pp o w e ro f1 ：2 p r e m e t a l l i z e da c i dd y e sw a sl i t t l eb e t t e rt h a nt h a to f n o n - m e t a l l i z e da c i dd y e s ( e ) t h er e a c t i v ed y e sf o rt h ec o l o r a t i o no fw o o lw e r en o ts u i t a b l ef o rd y e i n gm i l kf i b e r t h ev i n y l s u l p h o n e m o n o c h l o r o t r i a z a i n ea n dd i a f l u o r o t r i a z i n er e a c t i v e d y e s f o rt h e c o l o r a t i o no fc o t t o nw e r em o r es u i t a b l ef o rd y e i n gt h i sf i b e r t h ed y e i n go ft h i sf i b e rw i t h r e a c t i v ed y e sf o rt h ec o l o r a t i o no fc o t t o nw a sa b l et ob ep e r f o r m e da tt h et e m p e r a t u r ec l o s e t ot h a to fc o t t o nd y e i n g ；i np a r t i c u l a ro n l yq u i t es m a l l e ra m o u n to fs o d i u mc a r b o n a t ew a s n e e d e d t h eb u i l d i n g - u pp r o p e r t i e so fv i n y l s u l p h o n e ，v i n y l s u l p h o n e m o n o c h l o r o t r i a z a i n e a n dd i a f l u o r o t r i a z i n er e a c t i v ed y e sw e r eg o o d t h ed i a f l u o r o t r i a z i n er e a c t i v ed y e sh a dt h e b e s tb u i l d i n g - u pp r o p e r t i e so fa 1 1 t h ef o r m a t i o no fc r o s s l i n kb e t w e e nm a c r o m o l e c u l a ro f m i l kf i b e ra n dd y e sw a sr e s p o n s i b l ef o rt h ef i b e rd y e dw i t hr e a c t i v ed y e sw h i c hh a s d i f u n c t i o n a lo rt r i f u n c t i o n a lg r o u p s c o m p a r e dt ot h ef i b e rw h i c hw a sn o td y e d ，t h ew e i g h t l o s so ft h ed y e df i b e rd e c r e a s e d ( f ) t h ec a t i o n i cd y e sw e r ea p p l i e dt od y em i l kf i b e r t h ee f f e c to fp hw a so np e r c e n t e x h a u s t i o no fd i f f e r e n td y e sw a sd i f f e r e n t t h ew e i g h tl o s so ft h ef i b e rd u r i n gd y e i n gw a s l e a s tw h e nt h ep hw a s4 t od i f f e r e n td y e s ，t h ei n f l u e n c eo ft e m p e r a t u r ew a s d i s c r i m i n a t i n g t h ed y e i n go fm i l kf i b e rw i t hc a t i o n i cd y e sw a sa b l et ob ep e r f o r m e da t l o w e rt e m p e r a t u r e c o m p a r e dt oa c r y l o n i t r i l ef i b e r ，t h eu p t a k er a t e sf o rm i l kf i b e ra n dt h e p e r c e n te x h a u s t i o no nm i l kf i b e ru n d e rl o w e rt e m p e r a t u r ew e r eh i g h e r t h ec a t i o n i cd y e s h a dg o o db u i l d i n g u pp r o p e r t i e s ( 曲t h en e u t r a le l e c t r o l y t e sc o u l dr e d u c et h ee x t e n to ft h eh y d r o l y s i so fc a s e i n t h e i v m i l kf i b e rt r e a t e dw i t ha l k a l is o l u t i o n sa d d e dn e u t r a le l e c t r o l y t e s b o t ht h ew e i g h tl o s sa n d t h ew h i t e n e s so ft h et r e a t e df i b e rd e c r e a s e dw i t ht h ei n c r e a s ei nn e u r a le l e c t r o l y t e sd o s a g e t h eb l e a c h i n gs o l u t i o n sa d d e dn e u t r a le l e c t r o l y t e sw e r eu s e dt ob l e a c ht h ef i b e r t h e w e i g h tl o s sd e c r e a s e ds h a r p l ya n dt h ey e l l o w i n gi n d e xi n c r e a s e dw i t ht h ei n c r e a s ei n n e u r a le l e c t r o l y t e sd o s a g e t h en e u t r a le l e c t r o l y t e sc o u l da l s or e d u c et h ew e i g h tl o s so f m i l kf i b e rd u r i n gd y e i n gw i t hr e a c t i v ed y e sf o r t h ec o l o r a t i o no fc o r o n k e yw o r d s ：c a s e i n ；a c r y l o n i t r i l e ；g r a f tc o p o l y m e r s ；w e th e a tr e s i s t a n c e ；a l k a l ir e s i s t a n c e ； b l e a c h i n g ；d y e i n g ；d y e s v w r i t t e nb ym e ij i e s u p e r v i s e db yt a n gr e n - c h e n g 苏州大学学位论文独创性声明及使用授权声明 学位论文独创性声明 本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所 取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含其他个人或集体已经发表或 撰写过的研究成果，也不含为获得苏州大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材 料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人承 担本声明的法律责任。 研究生签名：过l 壹 日 期：洫墨：五：垃 学位论文使用授权声明 苏州大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、清华大学论文合作部、中国 社科院文献信息情报中心有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采 用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一 致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布( 包括刊登) 论 文的全部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权苏州大学学位办办理。 、 研究生签名：怂】整日 期： 函8 ：笸：店 翩弥鲻 日期：砷扩侈 牛奶丝染整加工性能研究 第一章文献综述 第一章文献综述 1 1 聚丙烯腈纤维的蛋白质改性及牛奶丝的发展 聚丙烯腈纤维是最重要的合成纤维之一，它质轻而柔软、回弹性好、外观和手感 都近似于羊毛。聚丙烯腈纤维具有优良的耐光、耐热、耐酸碱、防霉耐菌性能，但它 也像大多数的合成纤维一样，存在吸湿透湿性，导电性差等缺点。为了改善这些不足， 人们都关注于将丙烯腈基系聚合物与天然聚合物进行共混或对丙烯腈与天然聚合物 进行接枝共聚的研究，例如：将丙烯腈与酪素【1 - 7 1 、丝素蛋白【8 - l0 1 、羊毛角蛋白【1 1 ，1 2 1 、 大豆蛋白【1 3 ，1 4 1 ，动物胶等接枝共聚或将丙烯腈与丝素蛋白 1 6 - 1 引、壳聚糖及其衍生 物【1 9 2 2 j 共混。 目前人们普遍研究的是将丙烯腈基系聚合物与蛋白质进行共混或接枝共聚，其中 又以牛奶酪素蛋白与丙烯腈的接枝共聚研究的较多。酪素蛋白丙烯腈接枝共聚纤维， 俗称牛奶丝，就是将牛奶酪素蛋白与丙烯腈接枝共聚而成的一种新型含蛋白质化学纤 维。商业用牛奶丝主要含有酪素蛋白与丙烯腈接枝共聚物、丙烯腈均聚物和未反应的 酪素蛋白【2 3 1 。牛奶丝的截面呈现圆形或腰圆形，纵向有沟槽，此结构有利于吸湿导湿， 同时蛋白质分子中存在多肽链，多肽链间以氢键相结合，这进一步增强了牛奶丝的吸 湿性。牛奶丝是做高档面料的理想材料，可以说牛奶丝是一种集天然纤维和化学纤维 优点于一身的优良的纺织原料。 就化学组分而言，牛奶丝含有牛奶酪素蛋白和聚丙烯腈组分。由于在接枝共聚时 添加了磺酸基单体，故也含有磺酸基。由s g s c s t c 标准技术服务有限公司测定的 牛奶丝氨基酸组成见表1 1 ( 上海正家牛奶丝科技有限公司) ，牛奶丝的氨基酸总含量 约为2 5 ，其中酸性碱性氨基酸含量比为1 8 8 4 ，而羊毛和蚕丝的酸性碱性氨基酸 含量比分别为1 5 2 4 和2 0 7 8 。 牛奶丝的研究与发展，源自于1 9 3 5 年意大利的s n l a 公司和英国的c o u t a u l d s 公 2 4 , 2 5 1 ，当时为了制造出精美的纺真丝纤维，从牛奶乳酪中提炼制成纤维，但制造出 的纤维性能与天然真丝相比，差距很大，强度太低，并没有实际的使用价值。1 9 5 6 年随着合成纤维的产生与发展，日本东洋纺公司发明了用牛乳蛋白溶液与丙烯腈聚合 物共混和接枝共聚的方法，开发了类似于真丝结构的新型牛奶长丝，并于19 6 9 年实 现工业化生产，商品名为“c h i n o n ”1 1 - 3 】。我国从2 0 世纪6 0 年代开始研究牛奶纤维 【2 4 1 ，但当时由于制造纤维的工艺流程复杂，技术条件有限，加之国家食品供应紧缺， 牛奶丝染整加工性能研究第一章文献综述 不可能采用牛乳作为蛋白质纤维的原料，所以再生制造纤维被淡化。2 0 0 0 年，我国 上海正家牛奶丝科技有限公司首次独立开发研制成功了牛奶蛋白纤维并获得国家发 明专利【6 , 2 6 】。目前，国内已经实现了牛奶酪素蛋白与与丙烯腈接枝共聚纤维的工业化 生产，主要的生产厂家是上海正家牛奶丝科技有限公司和山西恒天纺织新纤维科技有 限公司。 表1 - 1 牛奶丝的氨基酸组成 氨基酸百分含量氨基酸百分含量 名称名称 天冬氨酸a s p 1 6 5 异亮氨酸i h e 1 1 3 苏氨酸t h r0 9 5亮氨酸l e u 2 2 3 丝氨酸 s e r1 4 0 酪氨酸研 1 1 4 谷氨酸 g l u4 9 8 苯丙氨酸p h e 1 2 2 脯氨酸p r o 2 6 8 赖氨酸l y s 1 6 4 乙氨酸 g l y o 6 3组氨酸h i so 6 6 丙氨酸 a l a0 7 9 精氨酸 a 玛 1 2 2 胱氨酸 c y s 0 4 5 色氨酸t r y 未检测 缬氨酸 v a l1 5 6 甲硫氨酸m e t o 5 3合计2 4 8 6 ( 注：本表数据由上海正家牛奶丝科技有限公司提供) 1 2 牛奶丝的制造方法 牛奶丝的纺丝基本上均为溶液纺丝，其原液的制备一般主要有两种：共混法和接 枝共聚法【2 7 】。 共混法，即以牛奶乳酪和聚丙烯腈共混纺丝，通过聚丙烯腈通常的纺丝方法制成 纤维。接枝共聚法，即以牛奶乳酪和丙烯腈在体系中催化发生高聚物接枝共聚，制成 溶液，纺丝再制成纤维。 比较这两种方法的特点是：共混法制备方法简单，没有任何化学反应，经过微细 结构的研究还发现这种混合纺丝，牛奶乳酪分散较差，以直径3 0 0 - 一5 0 0 a ，长度为 1 0 0 0a 圆柱状凝聚体分散，分散不均匀影响纤维的质量，失去了牛奶赋予的优良性 能。接枝共聚法：牛奶乳酪的分散是以分子状均匀地分散在丙烯腈中形成高聚物的， 2 牛奶丝染整加工性能研究 第一章文献综述 使其结合最佳，纤维的质量也好，但是原液的制备工艺比较复杂。 牛奶丝制备的工艺流程见图1 - l 所示。 添力口剂凝固浴 时匦寸电至卜圈 图1 - 1 牛奶丝制备的工艺流程【2 7 1 1 3 牛奶丝织物的性能 牛奶丝既具有天然纤维的优良特性，又具有合成纤维的物化性能，它的出现既满 足了人们对穿着舒适性、美观性的追求，又符合保健，健康的潮流。采用此种纤维生 产的织物有以下特点【2 5 】： ( 1 ) 外观华丽：牛奶丝面料具有真丝般的光泽。用高支纱织成的织物，纹路细腻、 清晰，悬垂性极佳，是制作高档时装的理想面料。 ( 2 ) 穿着舒适：牛奶丝面料不但有优异的外观效果，更有穿着舒适的特性。该面 料手感柔软、滑爽、质地轻薄，具有真丝与山羊绒混纺的品质；其吸湿性与棉相当， 而导湿透气性远优于棉。 ( 3 ) 染色性能良好：牛奶丝本色为淡黄色，似柞蚕色。它可用酸性染料、活性、 直接、阳离子染料染色。尤其是采用活性染料染色，产品颜色艳丽，光泽鲜亮，同时 其日晒、汗渍牢度良好，与真丝产品相比解决了染色鲜艳与染色牢度之间的矛盾。 ( 4 ) 物理性能良好：牛奶丝的单丝断裂强度在3 0 c n d t e x 以上，比羊毛、棉、蚕 丝的强度都高，仅次于涤纶等高强度纤维，具有良好的可纺性能。纤度可达到0 9 d t e x ， 目前，用1 2 7 d t e x 棉型纤维在棉纺设备上已纺出6 d t e x 的高品质纱，可开发生产高支 高密高档面料。牛奶丝的断裂伸长率大于棉，接近于羊毛。牛奶丝初始模量最高可达 1 2 0 0 k g m m 2 ，高于其他天然纤维，具有良好的抗形变能力，沸水收缩率小，用牛奶 蛋白纤维生产的纺织品尺寸稳定性能良好，同时还具有易洗、快干等特点。 ( 5 ) 具有优异的保健功能：牛奶丝与人体皮肤亲和性好，含有多种人体所需的氨 基酸，有良好持久的保健作用。避免了棉制品用后整理的方法开发功能性和效果难以 牛奶丝染整加工性能研究 第一章文献综述 持久的缺点。 1 4 牛奶丝的染整j - r 研究状况 1 4 1 牛奶丝的热稳定性及其耐酸碱性 北京毛纺织科研所有限公司的徐燕和李君对牛奶丝的热稳定性和耐酸碱性进行 了研列2 引。他们将牛奶丝分别经湿热处理和干热处理，湿热状态：将牛奶丝放置于水 中，分别加热到8 0 、9 0 、1 0 0 。c ，保温3 0 m i n 后，发现其强度损失不明显，但随着温 度的升高，伸长率增大，说明其湿热性能不够稳定，需在染整加工中注意工艺参数的 选择。干热状态：采用熨烫法，将牛奶丝分别经1 1 6 0 、1 8 0 、2 0 0 。c ，3 0 s 熨烫后，强 度和伸长度都没有明显变化，说明其干热稳定性较好。 在耐酸性方面，他们采用醋酸为酸试剂，其用量为5 9 l 和1 0 l ；分别经8 0 、9 0 、 1 0 0 。c 处理，处理时间为3 0 m i n 。实验结果表明：当处理温度为8 0 和9 0 时，纤维随 醋酸用量的增加，失重率变化不大，颜色未变；但当处理温度为1 0 0 * c 时，纤维随醋 酸用量的增加，失重率增大，说明纤维受损加剧，但纤维颜色没有变化，说明该纤维 的耐酸性比较好。 在耐碱性方面，采用纯碱为碱剂，其用量为l o g l 和2 0 9 l ，分别经8 0 、9 0 、1 0 0 。c 处理，处理时间为3 0 和6 0 m i n 。实验发现：当纯碱用量为1 0 l ，处理时间为3 0 m i n 时，纤维随处理温度的升高，强力稍有递减，伸长略加大，颜色由浅黄色变为橘黄色； 当处理时间为6 0 m i n 时，随处理温度的升高，纤维强力递减比例加大，伸长比率增加， 颜色由浅黄变为橘黄色且出现粘结。当纯碱用量为2 0 9 l ，处理时间分别为3 0 和6 0 m i n 时，则上述情况加重。由此说明牛奶丝的耐碱性差，在碱性溶液中对温度和时间比较 敏感。 1 4 2 牛奶丝的漂白 牛奶丝本身所含的杂质较少，但因纤维或织物呈米黄色，纤维本身的米黄色不但 会影响织物的外观，也会影响染色印花织物的色光和色泽鲜艳度，因此需要对其进行 漂白。由于牛奶丝的耐碱性和耐热性差，因此既要达到一定的白度要求，又要满足纤 维最低的服用性能，漂白方法和工艺的选择就显得特别重要。这是目前在开发牛奶纤 维印染a n - r 的难点之一。 苏州大学材料工程学院的陈文华和唐人成研究了丙烯腈基酪素蛋白复合纤维的 不同漂白方法【2 9 1 。他们采用双氧水、双氧水四乙酰乙二胺和保险粉对丙烯腈基酪素 4 牛奶丝染整j j n - r 性能研究 第一章文献综述 蛋白复合纤维进行漂白，比较了三种漂白剂漂白后纤维的白度、失重率、漂后酸性染 料可染性等。研究结果表明：采用保险粉在中性条件下漂白，可改善纤维白度，酪素 蛋白没有流失，可染性不受影响；双氧水t a e d 漂白，其纤维白度最高，酪素蛋白的 流失极低，但可染性受到一定程度的影响；双氧水碱性漂白引起酪素蛋白的大量流失， 明显降低了可染性，但纤维因聚丙烯腈变性而泛黄。 1 4 3 牛奶丝的染色性能 上海正家牛奶丝科技有限公司生产的牛奶丝含有约2 5 的酪素蛋白，因在接枝共 聚过程中添加了磺酸基单体，故含有少量磺酸基。根据其化学组成，理论上，酸性、 中性、活性和直接染料可染着牛奶丝的蛋白质组分上，阳离子染料可染着于牛奶丝中 的磺酸基和蛋白质酸性氨基酸的染座上。牛奶丝氨基酸组成及磺酸基含量对其染色性 能有着较大的影响。 北京服装学院材料科学与工程学院的陈英、贾秀平和刘振东对牛奶丝的活性染料 染色进行了研究【3 0 】。他们筛选了r e m a z o l 活性染料染色的固色剂和染色工艺，通过 正交试验优化了工艺参数。在优化工艺条件下，对r e m a z o l 染料的提升性及匀染性进 行了研究，并测定了各项色牢度。结果表明，使用r e m a z o l 染料对牛奶丝染色，碳酸 氢钠是比较合适的固色剂；优化工艺条件为，固色温度7 0 ，固色时间4 5m i n ，碳酸 氢钠用量2 0g l ；染色具有良好的提升性和匀染性、摩擦牢度、皂洗牢度、汗渍牢度 和日晒牢度均很好。 北京服装学院材料科学与工程学院的贾秀平、刘振东和陈英对牛奶丝进行阳离子 染料染色并研究了其染色性能【3 1 1 。他们通过单因素试验确定影响阳离子染料染色的主 要因素及各工艺参数的范围，并采用正交试验对工艺参数进行优化；研究了优化工艺 条件下阳离子染料上染牛奶丝的提升力和匀染性等。结果表明，在p h 值5 5 、温度 9 5 、染色时间4 5m i n 的条件下，染料具有良好的提升力，匀染性也好、摩擦牢度 和日晒牢度均在4 级以上，皂洗牢度都在3 级以上，汗渍牢度除了阳离子蓝x 2 g r r l 棉沾色为2 级外：其它都在3 级以上。 1 5 本课题的研究意义及研究内容和方法 牛奶丝作为一种有别于天然纤维和合成纤维的新型含蛋白质纤维，即满足了人们 对穿着舒适性，美观性的追求，又顺应了人们崇尚绿色环保，卫生保健的心态，具有 广阔的市场发展前景。因此对牛奶丝的耐湿热性、耐碱性、漂白性能以及染色性能的 牛奶丝染整加工性能研究 第一章文献综述 研究将具有深远意义。这不仅为新型纤维的开发利用提供了一定的理论基础，而且对 牛奶丝纺丝方法的改进以及印染加工企业合理制定染色工艺和染整加工条件具有指 导作用。 目前对牛奶丝结构和性能方面的研究已有很多，但对其耐湿热性、耐碱性、漂白 及染色性能等方面的研究还没有系统详细的报道。本课题旨在详细研究牛奶丝的耐湿 热性、耐碱性、双氧水漂白性能及其基本染色性能。具体内容有以下几个方面： ( 1 ) 牛奶丝耐湿热性能的研究 牛奶丝在水浴中处理，研究处理温度、时间等对其失重率的影响，并测定处理液 的紫外吸收光谱和处理牛奶丝的红外光谱，探讨牛奶丝在印染加工中的水湿热条件下 的化学组成和结构稳定性。 ( 2 ) 牛奶丝耐碱性能的研究 采用不同p h 值的缓冲液、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠对牛奶丝进行处理，测 定处理纤维的失重率、白度和黄度、红外光谱、广角x 衍射曲线和处理液的紫外吸 收光谱。 ( 3 ) 中性盐对牛奶丝碱处理的影响 在碱处理液中加入中性盐对牛奶丝进行处理，测定处理纤维的失重率、白度、红 外光谱和处理液的紫外吸收光谱。 ( 4 ) 牛奶丝双氧水漂白性能 采用3 0 双氧水对牛奶丝进行漂白，研究双氧水用量、温度、时间和硫酸钠对漂 白的影响，测定处理纤维的失重率、白度、红外光谱和广角x 衍射曲线。 ( 5 ) 牛奶丝染色性能的研究 酸性和中性染料染色：研究染液p h 值、染色温度、盐等对上染率的影响，并探 讨了它们的染色速度和提升性能，对牛奶丝的部分染色性能与蚕丝和羊绒进行了对 比。 活性染料染色：采用毛用和棉用活性染料对牛奶丝染色，讨论这些染料对牛奶丝 染色的适用性，研究纯碱用量、染色温度、染色方法等对棉用活性染料染色的影响， 测定染料的上染和固着速度及提升性，并对牛奶丝在棉用活性染料染色条件下蛋白质 的损失情况进行了探讨。 阳离子染料染色：研究染液p h 值，染色温度等对染色的影响，测定染料的上染 速率和提升性能。 6 牛奶丝染整加工性能研究第一章文献综述 参考文献 【1 】山田晃，森本佐一t h er e s e a r c ha n dd e v e l o p m e n to fp r o t e i na c r y l o n i t r i l ec o p o l y m e r f i b r ec h i n o n j 高分子( 日) ，1 9 7 3 ，2 2 ：4 7 1 - 4 7 7 【2 吉田三男l ，夕力、岛糸意9 乃：夕7 ， 夕臂缄雉“多7 ”o 阴凳【j 】现代化学 ( 日) ，1 9 9 0 ，( 1 0 ) ：2 6 3 1 【3 】o t at ，n a n b ak ，y a r n a m o t o a f i n es t r u c t u r eo ft h ef i b e rm a d ef r o m m i l k c a s e i n - a c r y l o n i t r i l eg r 啦c o p o l y m e r j s e n ig a k k a i s h i ，1 9 7 5 ，31 ( 9 ) ：8 5 9 0 4 】4d o n gqz ，g ulx s y n t h e s i so fa n g c a s e i nc o p o l y m e ri nc o n c e n t r a t e da q u e o u s s o l u t i o no fs o d i u mt h i o c y a n a t ea n da n g c a s e i nf i b e r ss t r u c t u r ea n dp r o p e r t y j e u r o p e a np o l y m e rj o u r n a l ，2 0 0 2 ，38 ( 3 ) ：511 519 5 】d o n gqz ，g ulx ，h s i e hys t u d yo nm o r p h o l o g yo fg r a f tc o p o l y m e ro fc a s e i nw i t h a c r y l o n i t r i l e j p l o y m e rm a t e r i a ls c i e n c ea n de n g i n e e r i n g ，2 0 0 0 ，1 6 ( 5 ) ：1 4 3 - 1 4 5 【6 】6 郑宇，郑宝武牛奶酪蛋白与丙烯腈接枝共聚纤维浆液合成的改性工艺 p 】中 国专利c n1 3 2 6 0 1 4 9 2 0 0 1 【7 】郝小生，