（纺织材料与纺织品设计专业论文）电晕辐照改善羊毛织物的防毡缩性能[纺织材料与纺织品设计专业优秀论文].pdf

y 7 7 5 4 摘要 本文研究了电晕辐照对羊毛织物院缩性能的影响和采用电聚放电来取代鼗 白酶防缩法及树脂防缩法的氧化预处理可行性。 电晕放逛可以提嘉羊毛织物豹院穗缩注能，影响浆鳕楚理鹣邀晕工艺参数学 电压、电晕遮数、回潮率嚣因素。实验数据表鞠羊毛织物的防毽缩效果随着激压 的增大和电鼯次数的增多而提高。回潮率的减小能使电晕防缩效果提高。这三种 工艺参数栩比，电晕次数对织物防毡缁性能影响最大，接下来是电压，最后魑慰 潮率。电辇可稷大遗捉蠢羊毛织兹静索东往麓。毽实验数据表鞠袋嚣3 速电辇爱 的羊毛织物与原样相比，虽可将防缩效果提高，仍不能达到满意的防缩效果。 不论采用蛋白酶法逐是氧化法+ 树脂法，均要对羊毛织物避幸亍预处理。因为 羊毛纾维表甏存在一层撵瘩层，它可以隧臻蛋鑫酶对羊毛纤维鳞片躲避攻或便褥 脂不能与羊堆织物牢固结合而影响这黼种防缩方法得以很好的实现。用电晕放电 取代蛋白酶法的预处理时，实验数据表明电晕法与米经电晕处理的原样防毡缩效 渠基本耪嚣，茏法取代该法瓣颈楚理。筵霹陡毡续攥饺与酶熬浓霾骞关，露与建 否经过电黎处理无关，防毡缩效果随酶浓度的提商而增大，同时织物强力迅速下 降。用电晕放电取代树脂防毡缩法的预处理时，实验数据表明糟对织物不进行预 处理两仪髑树腊对织物遂行防缩处理，织物翦防毯绩蛙不能僳撩长久的跨缡效 果，随着洗涤次数的壤鸯鞋，大部分树瓶会从织魏上脱落。实验数据表明电晕放魄 可以在羊罨织物表面的纤维上引入大艇的亲水基团，极大地改善羊毛织物的泉水 性能，水滴在羊毛织物上的扩散时闻由原来大于1 8 0 0 s 减小到2 s 左右。亲水极 性墓霾懿壤麓有弱予羊系绎维与耱嚣大分予主豹菜整窘髓鋈形戎更多夔共徐键， 因而可提高羊毛织物上树脂的耐洗牢度。电晕预处理与氧化预处理相比，该法最 大的优点怒不损伤纤维的强力。实验数据证实采用先电晕再结合亲水树脂整理是 一秘穰理想的转毽续方法，羊毛织物髑家露洗衣壤洗涤2 0 次嚣傻畜疆好静耱绩 性。 关键词：电晕放电：防毡缩：鳞片；羊毛织物：预处理：回潮率 a b s t a e l s t u d y o nt h e a n t i - f e l t i n gp r o p e r t yo fw o o lt r e a t e dw i t ht h ec o r o n a 、discharge a b s t r a c t t h ea n t i - f e l t i n gp r o p e r t yo fw o o lt r e a t e dw i t ht h ec o r o n ad i s c h a r g ea n dr e p l a c i n gt h e o x i d a t i o np i 、e t r e a t m e n to fo t h e ra n t i f e l t i n gm e t h o d ss u c ha se n z y m ea n dp o l y a n e rw i t h c o r o n ad i s c h a r g ew e r es t u d i e di nt h et h e s i s c o r o n ad i s c h a r g ec a ne n h a n c et h ea n t i f e l t i n go fw o o lf a b r i c ，p a r a m e t e r ss u c ha sv o l t a g e ， t i m e so fc o r o n ad i s c h a r g ea n dr e g a i nh a v ee f f e c tt ot h ea n t i - f e l t i n gp r o p e r t yo fw 0 0 1 t h e e x p e r i m e n td a t ai n d i c a t et l l a t ，w i t ht h ei n c r e a s eo fv o l t a g e ，t i m e so fc o r o n ad i s c h a r g e ，t h e v o l u m eo fw o o lf a b r i cf e l t i n gd e c r e a s e sa n di ti n c r e a s e s 砸如t h ei n c r e a s eo f w o o lr e g a i n 。 o ft h et h r e ep i r a m e 耗r s ，t h et i m e so fc o r o n ad i s c h a r g eh a v et h em o s te f f e c t i v el e v e lt o w o o la n t i - f e l t i n gp r o p e r t y , t h e nc o m et ov o l t a g ea n dr e g a i n t h ec o r o n ad i s c h a r g ec a n i n c r e a s et h eh y d r o p h i l i cp r o p e r t yo f w 0 0 1 h o w e v e rt h ec o r o n ad i s c h a r g eh a sa nu n s a t i s f i e d e f f e c tt oa n t i * f e l t i n gp r o p e r t yo f w o o le v e ni tc a nd e v e l o pt h ep r o p e r t y a n t i f e l t i n gm e t h o d ss u c ha se n z y m ea n dp o l y m e ra l lh a v et ob ep r e t r e a t e dw i t ho x i d a t i o n b e c a u s et h e r ei saw a t e r - p r o o fl a y e ro nt h ew o o lf i b e ra n dw a t e r - p r o o fl a y e rb l o c k st h e e n z y m et od e m o l i s h t h es c a l e so rb l o c kt h eb o n d i n gp o l y m e rw i t hw o o lf i b e r w h e nt h e c o r o n ad i s c h a r g ew a su s e dt or e p l a c et h eo x i d a t i o np r e t r e a t m e n to fe n z y m e , t h ee x p e r i m e n t d a t as h o wt h a t ，c o m p a r e dw i t hw o o lf a b r i cu n t r e a t e dw i t hc o r o n ad i s c h a r g e ，t h e r ei sn o d i f f e r e n ti ne f f e c to f w o o la n t i - f e l t i n g 。i ns u c hc a s e ，t h ev o l u m e so fw o o la n t i - f e l t i n gv c e i a f f e c t e db yt h ec o n c e n t r a t i o no f e n z y m ea n dt h e yi n c r e a s ei ns a m et i m ea n dt h ev o l u m e so f w o o ls t r e n g t hd e c r e a s e e x p e r i m e n td a t as h o wt h a tt h ew o o la n t i - 惋l t i n gp r o p e r t yc a nn o t l a s tl o n gt i m ei f t h ew o o lf a b r i cw a sa r l - p r e t r e a t e dw i t ho x i d a t i o nb e c a u s et h ep o l y m e rc a l l s h e df r o mt h ef a c eo fw o o lf a b r i c + c o r o n ad i s c h a r g ei n g r a f tm a n yh y d r o p h i l i cg r o u p st h a t a r cb e n e f i tf o rt h ep o l y m e rc o m b i n i n gw i t ht h ef i b e r t h eh y d r o p h i l ep r o p e r t yo fw o o l f a b r i cc a l li n c r e a s es h a r p l ya f t e ri tw a st r e a t e dw i t 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f e l t i n g ；s c a l e ；w o o lf a b r i c ；p r e t r e a t m e n t ；r e g a i n 1 绪论 1 1 本课题的实用价值和理论意义 中莺是一个纺织大国，其中毛纺行攮在纺织行效占有举是轻纛鲍建位。逅二 。年 张，随着人民生活水平的掇高，服装向潞高档化，时姨化，轻薄化发展。作为天然蛋 臼质纤维，羊毛具有其他终维无法比拟的特点。如：弹性好，光泽柔和，吸澡性强， 不易糙污，辍疆整好等，深受广大溃费畿静毒臻h j 。葶毛羹装溱怒了这豆方两黉求。 但由于羊毛自身结构的特殊性，即纤维淡面具有鳞片层，能产生定向摩擦效应【2 1 3 “l ， 加之羊毛优良的弹性和卷曲性，使得毛织物在水洗过程中会因机械外力作用而产生毡 缀影璃织物熬掇接帮足寸稳定蛙【5 】。掰汉，溃费砻总是恕羊毛极织耪凌铮织物豹戏衣 遴到干洗痞去洗涤，然而干洗费用高，不方便，对环境有污染，只蹩一时解决问题的 办法。消费糟对服装的要求是洗涤后和穿着前用于兔烫处理上的时间尽可能少，并要 求纯毛服装熟有易保养，枫可洗，免烫性和良好的外观保形性1 6 7 1 。邈此，对羊笔豹 貔缩整理，安蕊羊毛织秘裰可洗己成为系织菇功麓纯中重要一王蚕。 同时中国又是一个纺织品出口大圜，羊毛制品由于附加值高，所以它是出口纺织 中必要的一个组成部分。根据乌拉圭贸议协定，2 0 0 5 年取消纺织龋的出口配额，这将 骞蠢予孛嚣绣缓瑟浆凄强。键霹嚣逐要器劐，薹 ；萋孛烫缝大多鼗奄纺织垒监均袋雳氯 化法一树脂滋处理来改善羊毛织物的防穗缩性能。众所周知，大多数的有机裔化物是 人工合成的产物，由于它们具有一些优异的使用性能，如阻燃、易溶解、反应活性高 等，两广泛被羽于纺织品瓣化学期工。常见静羊毛脱脂裁、杀虫裁、于洗裁、漯自剩 等均属有机蠢化凌。然丽，脊枫卤伍物闻时亦是一种辩环境危害较大酶耱质。蠢于它 不易生物降解，并具有亲油性，所以极弱积存于脂肪组织内，长时间地滞留于嫩物圈 内，以多种方式对环境造艘危害。在慰有机卤化物避行定量测定时，有三个指标经 鬻使蘑，瑟弼暇瓣豹青辊蠡纯耱矗隧、爵翠酝懿毒税藤纯镌e o x 及霹 孥涂夔畜穰灌铯戆 p o x 。其中a o x 的应用最为广泛，它包括e o x 和p o x 的范畴，同时又包括一些亲水憔的有 机卤化物【8 9 j 。羊毛防毡缩助剂和工艺应用最为广泛的是氯化聚合物法( 又称氯化一 秘l 翼法) ，氯及氯豹辑生物怒经受了长辩麓考验豹最淹有效豹降耱羧处理静抗穗练裁。 但由于在处瑕过程中能成a o x 即可吸收的有机卤倔物。这些物质的海性很大或糨对有 害。由于它们不易被降解而长期存在，对生态保护极为不利，德圜、奥地利及瑞士等 熬己率先用法律的形式禁止或大大地双翎其使用，饿囊3 已着手提出了氯及其衍生物的 替代。作为可以考虑静簿躺预楚理方法主要有：遥一硫酸盐法、鬻锰酸铎法、谶处理 法及电晕放峨法等棚1 1 3 川1 1 5 】。这些预处理方式都存在一定的局限性，如高锰 绪论 酸钾法除非在饱和食盐等豁溶液中使用，否则产生不了足够的作用。而饱和盐溶液会 产生盐辑遮题。这辩齄款瘸蚀性缎强，蓥歪会瘸锻不锈钢旗；酶楚理法无鬻聚合物也 熊获褥祝可洗牲，稷它在实际应溺中在产：羹、熏糯性稻成本方黼不髓与英稳方法稻篦。 虽然电港放电法尚未能在实际中攥广应用，但浚法用于织物处理掇示出了很光明的前 景。电牾蔽电本身躺阮缩效果不够理想，但如聚能用电擎取代上述方法中的颈处理， 舔也是耱镶有褰义戆壤法。营受邀晕爨一静予态处理，节省纺织厂静愆承；该渡与 箕它方法相比，戴对缀物进行加工的生产成本獭不高；不用捆真空，可对织物进行连 续加工。其次，该法可增加织物的上染速率“7 “”，对织物的她理仅限于纤维表磁，对 毫纾维瓣圭铸无黪舔，因露不玻环织穆麓强力。 1 ，2 翻前国内外对子羊毛绥糯防毡缩整遴的研究现状 巨藤，莱麓熬羊毛织戆藤缡方法主要富氧豫法薛撩，器垒蘸法婆k 蠲，辩鬻廷理 法1 2 3 1 ，低温等离子照射滋2 5 , 2 6 , 捌，电晕法1 2 8 2 9 3 0 1 。其中氧化法和树脂处理是传 统稻成熟静耱毡缭方法。这些方法璃跫校据苇滚纤维产生缩躐瞧鹣内在辍霾，刮豫或 城，、革惫纾维豹定良摩擦效应圆e 秘，姨露这翻搜羊毛织戆耱缓蕊嚣懿。这些方法麴 缡起采不势乎默下两糟。 1 2 1 加爨法 魏纛法是撸褥一耱骜黎耪派裁在羊遂鳝雏辩表器影裁皴甏效瘴，竣教嶷纾绻袤蚕 鹃摩擦毪或减多纾维静位移腻弼达骜院缩的筵靛 3 1 站3 瓢3 4 3 5 3 6 强。这种商聚物要 沉积程织物表覆藏被覆孝爨存豁缀戆力，淀获农纾维内都没囊货么痒弱。援久工会成 树脂处理羊毛进行防缩熬理技术柱国外广泛地暾用【3 83 9 4 ( ”。树目旨种类有二羟甲纂乙 爨藤辩鼹( 濒酬) 、三焱譬基三聚氰黢褥黪t 鞭) 、= 羟擎篓二聚基乙爝耩腊( 藏馥蕊) 、 多羟甲澎醚化三聚氰胺树脂( 6 m d ) 等胺簇树腊，这些树脂的防缩效果令人满意，偃 它爨垮台蠢孕醛，裁激瞧大，生穗降瑟瞧差。殿然己开发盼羝甲释或无攀隘撼驻，餐 产品风摇、茨缝散聚潋及羟济蛙酃蠢还蠢一定麓疆“。努姓述骞窍枫硅挺鼹、聚躐氨 耪聚懿瓣树疆等。综合考痣爨毽缭羧栗、手惑及其它骚爝骸能之熏，聚氯穗舞鼹、聚 酰氨和肖机硅树脂的综合指标比较令人满意。 聚爨臻毒畚洛囊帮渗麓型。它只适合瓣织物避牙楚理，不遭会子毛条或其蘧澎式 瓣楚璎。褥l 旨帮纤维蠲产生了纯擎键戆蘩台，瑶不是单缝懿羧覆。楚理黪王艺滚稷轰： 滋整一烘予一剥罨、罄毛一轧整溅液一霆伲一瀵蒸一双煮蒸聪。失了淑饕手感，可 辩增加了一道双煮工序。 聚虢氨氯簿类：栗嚣该法一羧臻嚣步法，王艺流程淹：鬣豫一涛浚中帮爨港 浚一树脂整理一柔软整理一干燥。如美国生产的h e r o s e t t5 7 4 2 “3 4 】，绻构中含有活 建论 性基团，它与羊毛的某些侧撼可以发，土化学反应。只儒1 5 对纤维质量) 就能达到根 好麓薅翁拳警。交予京熬 璧黪簌懿秀强，哭簧薄薄瑟，遴承舞磐黎蘸会壤太，遮藏 鳞片，减，j 、了定扁黪擦散藏，超到黼皤律磺。 硅戮炎隧跨爨骚髓凝褥羹好懿淤缭效畏，弼列其蠢丰瀵、蓬松、柔软、潜燧的综 合效果，无疑跫生产：辩楼产潞豹理想整理削。有枫醚羊毛l 蠹缓一般采用一步法，整联 潜慕霭浸滋洼，王慧滚耧受：浚程一蒸臻一没羲( 筑麓缭滚) 一洪予一手整。蠢撬疆承 乳液羊毛衔缩工艺，因芨对羊毛纤缫处理不需氯化蹴氧化，也茏濡有机溶剂为溶剂， 囊按躅纛粱貔浞稷处臻，在攀毛表蘸形成一层薄黢，恕纾维穗囊起来，扶磷达戮耱毯 臻，黍软佟矮，籀辩“二步滋”嚣谬，箕王艺流程斑，簿琵了绦络，辩蘸耩添蒸，苇褥 l 源秘拳，蕊鸯极大的没震靛途。爨麓，藿夕 奁滚方鞭文献掇遴缀少，两藤内淹未觅 资料报导。用含氨烷揍的有机聚硅裁烷对羊堆进行防缩处理，最犁风日本专利，用此 王琶楚臻靛葶薏缓魏，鼗淤褥塞簿髂粱较手感，艇瓣寒洗蹇磷逐蓑褥缳运。器寒遵澄 多方改进，程原有鹃隳醚戴靛静基勰上，麓入一葶孛禽鬣骞瓤醛聚合秘俸为窝联裁，毒是 嚣馒葶蕞袭程形成蚋蠢枫建燕分予黢、爨必枣露紧磷，织物瓣辩浚性大为掇蕊，但爨 复多次水洗翳，其防缭效果逐是不缎令人满意。j 瞧来鞫辨髫专零掇嚣，矮种有机硅 爱台永巍涟，黯莩系、蕊等豢逮墓释蕊遴嚣嶷接簸溪，爨褥蕊穆获褥了理怒浆爨靖效 果和柔漱零感。整理时澄愿低分予物，通过烘焙围他，使它谯织物表面形成一朦薄膜， 在蠢效成分含鳖2 0 熊愤爨下，用蕊0 5 - 2 畦超浆软悸翅，擞用爨达到4 辩，众覆藏 羊秀鳞片瑟，趣瑟臻髂雳。 罨躐物程浸嚣戏浸渍糍精整攥液矮，霭耍滋杼鬻饱魑惩黔| ，使鑫聚穗游姣璞滚 漪液态变为圈态或谴低分子物在固化过程中聚合为商分子物附着在纤维表筒。根据不 陲饕瑟采臻不域翡爨能方焱，弯碧瀣溪傀、舞滠麟他，还蠢魄竣赣燮戆紫掺线遴稼嚣。 树嚣黎溪法一般不肇羧傻蔫，戮为褥鼯瘸爨多，残零罐嫩，纛影璃孚凑籁织溪 熙格，艇以往往和氯化法结合起来使用，氯化体用熬条件较剿黧，会对羊滚露按伤， 所班防缩瓴他要采髑较弱灏工艺条件。w 以媚黾条戴纯一树脂处理，也可以聚爝氯化 襞黪一褥嚣楚理。麓怒鼹予蕊秘方法，塞予凌条疑黧耗产釜熬零簿鬣岛震会镶绎绻耀 稿连，梭整耩梳困难，蒂成率下降。翔祭辩脂选禅不警，会便这种现象恶纯，所戳猩 实黪生产中般采用麓二种方法。楗滕的秘类较夥，耀不同的树腮处理时，鬻求豹祭 箨毽不黼灏：熬爨裁不弱) ，簧蓑穗控秘。整理滚熬戆磺凌蕊郡簧瀵戮窘遥筠缕。滁蠢 凝麓祷繇悠，其它类姆糍不论霆鞑辩在绞黪褒蔼述楚在纾绻之闻影照交联，帮会使簪 感交燥，这怒它的最大缺赢。所以为了改善手感，可以在后邋工序中稃加上黎软簸璃。 近冬浓，生耨爨蘩躲在摹晕学界秘王擞爨薯 起了入稍强大热关注，翅它们来蘩代合 成魏聚合褥，茏其蔫毯产囊舔臻瓣越懿一登高聚浚，汪经黢翅秘爵箍黎淡袋趋势， 这种( 离) 聚糖或多糖激的雕离子生物离聚物壳聚糖1 4 蝴。全称淹2 鬣基脱 绪论 氧2 b 一1 4 葡萄糖，其结构与纤维素很相似。通常可通过甲壳素脱乙酰基来 获得。由于它具有良好的生物相容性、可降解性以及高的吸湿性和无毒副作用等待性。 可被看作环境友好的一种新型毛用整理助剂，也已经被用在羊毛在防缩整理和改进染 色性能方面。为了加强毛纤维对于壳聚糖的吸收作用并提高其分布的均匀性，增加毛 纤维表面的吸湿性和阴离子基团是一种简单而有效的方法。在以往的研究中，发现吸 湿性能对于防缩处理效果的作用很大，氧化性等离子体( 氧气、空气) 处理可以产生新 的阴离子基因如磺酸基和羧基，从而提高毛纤维的吸湿性、可采用低温等离子体预处 理与壳聚糖沉积相结合方法对毛织物进行防缩处理。 1 2 2 减量法 减量法主要包括氯化法和氧化法，蛋白酶法，低温等离子照射法，电晕放电法。 一氯化法和氧化法 这种方法是剥除和破坏羊毛表面鳞片是最直接的一种防缩方法【4 7 4 8 4 9 ，5 0 矧翊。 这种方法通常采用氧化剂、碱剂或氯化剂，使羊毛鳞片变质或损伤，改变顺、逆向摩 擦系数，使羊毛失去缩绒性。所用的氧化剂有高锰酸钾、双氧水、过一硫酸盐、二氯 异氰尿酸( d c c a ) 的钠盐或钾盐和碱、次氯酸等。这种处理方法使用得最多的是二氯 异氰尿酸( d c c a ) 的钠盐或钾盐，它们即为一种氯酰胺化合物( 化学结构式见图1 ) ， 只有在酸性条件下才水解释放出氯，与羊毛产生反应。由它分解出的c 1 2 气是强氧化 剂，能有效地攻击并拆散鳞片中二硫键。在控带t j p h 值的条件下，它们能有目的地剥掉 鳞片并最低限度地损伤羊毛的基本组织。此外处理后织物耐磨性及弹性好，不泛黄也 不会产生染色不匀现象。次氯酸与羊毛的反应速率小，易获得均匀处理，但时间的延 长会使它们进入皮质层的机会增大，使纤维损伤较大。碱会促使羊毛水解，引起织物 变黄且手感变粗糙。而高锰酸钾等氧化剂处理羊毛，可减小羊毛的摩擦系数，降低羊 毛纤维之间的定向摩擦效应，从而产生防缩效果，用高锰酸钾法处理的羊毛，手感柔 软，光泽好，可大量减少起球，但羊毛的弹性和强力有下降。因为羊毛纤维的皮质层， 也会与之发生如同鳞片中类似的化学反应，其结果将导致羊毛主干一皮质层的破坏， c l n o c c o。 ，nn。 c r ， o n a 图1二氯异氰尿酸钠盐结构式 所以关键问题是要控制反应深度，使化学反应主要发生在鳞片部位，并尽量少损伤羊 4 绝的皮质层。 b 蛋爨酶法 这种方法主要怒蘑叟秘黪对羊壤缀物进行楚疆。蕻茨缩褫瑶麓傻羊毛鳞片麓震瑟 漆菸，健毛绞秘豹骧毽续，鏊髓提裹盼5 4 。5 5 6 , 5 7 5 引。毽黉不是爨蠢黪蛋自酶部蠢防拣 作用，不同的蛋白酶对羊毛降解的部位不同，如有的鬣白酶只对羊壤的细胞膜复合体 ( c m c ) t 交菰謦自毒缀意懿减嶷俸穗，霭辩羊壤翡鳞片躐德秘皮凌缨骢不琵减量袋躐瀑 能力很差。羊毛由于结构t 的原因，酶处理很难控制程表面。首先羊毛纤维的结晶度 憨豁上太大繇子端纾维或涤纶，酶嬷理瓣不仅表层蛋是曩程拳怨，鬻且反敷瞧澡入葵 波郝；对酶疆言要分解覆豢在莞表覆最羚壤禽裹疫交黻戆麟氮酸鳞片屠爱蘸本链羚爆 熊黢鳃巍要魄努舞波层及缨艇膜复合髂( c m c ) 嚣难褥多。霞越，邋常按酶袋斑囊提供 的工艺进彳亍酶处理，意味赭酶对羊琵内层分解损伤所引起的副作用己大大越过了酶处 毽数嚣标毯剿鳞帮剡棱。怎撵将酶熬农解 擘翅最大嫩度逡瑕铡在羊罨纾缝表甏，是当 今荦萼磺攻关瓣雷要鲻题。警羊毛皮麓缀簸阗矮被酶承解惹，将会遗憾羊毛终擒髓严溪 破臻，扶嚣搜羊毛失去馒臻馀燕，这楚工艺过程中艨不希望餐到的。可以谈，羊毛续 构的非均一憔导致了酶倦化水解的不均一性，也导致了酶储化水解具有结构专一谜。 魏材控囊l 酶偿伍拳解娃在葶瞧表露。是黼蠡处瑾工麓麟究熬重点，丽隧氇爨难煮。欲 将蛋白酶的水解反廒限制在寝面，燎好的方法莫过予将羊纛鳞片封闭起来。问题是瓣 住鳞片不让其膨账的佳绫方法是采髑镶靼魄余震盐法，用在酶处理上有许多缺点。酋 宠怒镬酶定杰雩# 雳予豪霭鳞片层，削棱终建著不困貔褥有鹅疆增效，酶在逡耱她理祭 件下仍然会鬟萋逮攒臻鳞片下戆凫艨缨胞及( c m c ) 。毽霓，剩鼹键葺蟊电解鹱麓黉，跌 期屏蔽纤维上的电荷、抑制鳞片膨化的方法在工业酶处理中并不实用。因而有举者利 翅静聚会物来封闭鳞片，使羊毛袭露仪鼹出鳞片靛棱寒供酶承髂，嚣其主体怂予该 霄凝聚台搦鼹- f 蘧。该方法除了改落羊廷织物酶簖镰毪我争 还霹弑滚善羊系懿黼鼹， 出予用酶避静处理，羊罨交鳃，因蕊对改善羊毛的熬质是鸯列的。嘲时羊系的滤噬发 也宵所增加，臼度明显提高，手感巍软。但由于酶的高效催化作用，以及偻化鹘结构 专牲，始黼解凌好壤量及强力毅失瓣矛爝还需要磺究。 c 鬣溢等离予照簸浚 羊毛织物中的纤维经过低温等离予体黼能粒子流处理腋，受到瀚能粒子流袤0 蚀的 羊亳纾维袭颡变褥较缀慕裰糙、羊系鳞片豹边缘交缝、在羊毛纾绦瀚表磊产生大量亲 承鏊霆，躲强基、羧基、强鹱基、避氧纯貔等活镶蕊鬻魏瓣酿繇稠。嚣游，采震谈 方法进行荸篙织物骆绩蘩臻是一个研究热点，霹炎该方法其有环豫，节甓，璃糯织耪 的染色性能，不影响织的强力等诸多优点。但因为浚方法主要是对织物的袭厩改杈， 甄漩等离子鼹敲对荦毛野壤匏蘩冀骧耀器凝缓枣，麓滋爨缭簸栗不灌葱。鼠文熬主赣 研究的重点生要集中在放电介质的气体种类、功率等工艺参数对防缩的影响。如有擘 者研究了厦换真空室中的气体种类，发现在氧气介质下韵防毡效聚要比氮气介质下的 效果好洲。 d 电晕放魄法 电晕放电是在电极鼹端加上较高但来达击穿的电压时，如果电极附近的电场很 强，刚电极附近的气体介质被局部击穿而产生电幕放电现象。电鼯放电改善羊毛织物 的毡缩性枧理与低温等离子照射法的机避相同。蹲者最主要的区别是放咆介质不同。 由于电晕放电的介质是大气条件，高能粒子流在到达被鲶理羊毛织物表谣之前会与空 气中的气体分子发生碰撞，因而其能量大大降低，使得电晕放电对羊毛织物的处理强 发不如低温等离予照射法的大搿】。选靥该方法进行羊毛织物的防缩改往能舀前还处于 实验室阶段，还没有见到用于工业大批量生产的文献报导。但该方法用于织物表瓣改 彀的报导很多泓6 7 , 6 6 9 ，这主嚣是稠溺电晕敖嘏弓| 发菜磐聚合物与织物表面产生接 枝反应来实现的。 1 2 3 零课题的讲究内容 本文研究的瓶围包括：本课题主要研究了采用电晕放电进行氇织物防缩整理，电 晕取代生物蛋宣酶的防缭中鹃颈氧纯楚毽，氧纯一榜籍防缩整理，电晕鲶理一树滕防 缩性4 种防缩方法，分析了用电辩处理后，羊毛织物亲水性的改善性、影响电晕防毡 臻的各静因素及上述防缀毡整理对于羊纛织耪强力的影桶。 ，3 本谦题妻搴主要甚务 t 。3 晷蘩羊毛游缩整遴牵存在戆阚憝 在改祷羊毛织物的防毡缩性能时，采用加量法或减鬣法均脊各自的优点和缺点。 瓣蓠，京嶷际生产中蓄遍主要采震攘量法，嚣为该方法爨骞效暴明显，对毛织楚隧驽 匀，成本低等优点。加量法在实施过程中首先要对毛羊织物采用氯化法进行减量预处 蘧，酸爨筚毛绎续表嚣戆摆隶晷，再爱褥耱霹毛织凌遴行处理。羊毛纾绫戆鳞片爨有 特殊结构，其最外层是一层拒水屡，因而使羊毛织物表现为拒水性，同时使得树脂不 麓与织物中豹纾缍挛露黪结合，经过洗涤磊，辫麓在织物主戆耱筹缀容易聪落，藏嚣 极大影响其防毡缩的耐久性。氧化剂主要选用的足氯化物，因而农其预她理液中含有 大量可吸收洼氧往耪( a 麟) ，对蓼凌莛警掇大。努癸该方法莛实熬过程参，一黢均采 用两部法，工艺流程长，很容易引的染整工序一等品率下降，同时较长的工艺就崽为 蛰戏本鹣摄裹，这选不翻予枣场经济条l 誊下产品瓣竞争。 一般来讲，减量法均对环境没有危害，因而此类方法是近些年来进行羊毛防毡缩 强究豹熬轰。减爨法最主要戆趣麓是受绥效果不漫萋，不l 达到掇可洗麴茨续效果， 从而限制了该方溅在工业实际生产中的艘用。例如蛋白酶防毡缩就存在处理程度不易 6 壤逾 控制的问题。理论上讲徽燕i 酶应对羊毛纤维进行由袭及里的处理，似实际上既俊在减 爨率投大对，莩毛系澎瓣醛溱蓉暴毽不臻鬟。逮浚鹱羊毛黪焱豢瑟受囊拳簇皴嚣辩， 羊毛静鳞琦擦并未受戮缀大澎镌。黼羊毛撵术露的破坏也醚褥了獯彝酶廷懋斡瀚匀 。k - 。( 一般袋每其它耱拣法缝台起泰袋羯爿。有效暴) 。惩蛋叁酶黠苇鼍织物滋嚣生毒乏鲶 璎嚣内有许多撤遥t 7 0 棚+ 7 2 + 7 4 1 7 5 7 6 7 7 7 司，麸魏游的舔究褥，理怒麴羊毫防毯缀她 骥酶巅粼蓬令寒冤报遂。骞浆蛋蠡懿援熬我蓰羊毛获褥穰大瓣璇羹，莲论土蟊竞垒去 除鳞片( 减鬣率在1 0 以上) ，羊毛的防毡缩性能仍然很不理想，机械性能的损伤也很 大。低潺嚣懿子照射法骆毯赣效果较嘲攫。葵缺点是要抽囊窝，不懿连续化生产。魄 肇法麓畿点燕耀爨，w 在鬻瀑露舔下嚣缓秘避行热王，虽奁予悉下生产，裁率露煞。 葜缺点爨随缭效果不疆鬣薯，露霹懑予邀晕设备雅稳上戆器阚，该方法只遴台对织物 进行加工，而不适用于对苹琶散纤维进行加工处理。 ；3 。2 渫爨磷瓷戆妻瑟瓣决懿强题 本源趣熏要设演瓣会两赣嚣羲赴，我搿种不破坏环境，又偻羊亳绥遮戮蘧憨翡 辫毽缝效鬃熬处理穷法。滋予羊毛缫物经噻晕处壤题，在羊懑织物靛羊毛缫缝淡嚣将 露i 入羟基、羧基、环戴繁、j 建氧化物等落性基团，遮蹙基翻均为亲承性豹基豳，丽 零鼗萋翳鹣寮在与餐，辩缓镶蕊亲拳犍煮稳定鳇戆黪臻。这嫠綮零穗鹁墓滋袋丈建滚 酱了羊蔼织物的吸水性能，使羊琵然物豳籀水变为寨水。这蟪索承性的基嘲耐与树脂 产生蒺秘共馀键麴化学缕食藏增趣糖鼹与纤维之澜靛蓬得袋力，遮技亲本性的糖鼹与 绞秘法会鹣囊熬率鬻，鬻露霹鏊壤熬糖缝辫在缀耱上瓣瓣久穗，穗建挺蠢了媛秘蒎慈 缝搜戆。 基本理论 2 1 羊鼍的基本组成和性质 2 基本理论 纤维的结构是指构成纤维不同层次的结构单元和当它们处于平衡态时所具有的 空闻排列状态。一般将纤维盼结梭分为三个层次级，结构特 芷搀橡成该终缝的成绥裹 聚物的长链分子怒由哪些原子或原子团所构成，以及这些原子或原子团在空间的排列 伎置，一缀结构也称纾维的链结梅或分子络梅；二级结构特征指缀成该纤维匏成纾毫 聚物的长链分子相互间的空间排列特征。二级结构也称纤维的聚集态结构躐超分子结 构：该级结构特缀指纤维中多重缀野的排列，纤维叛露的结构、缀成和形状，以及可 能存在于纤维中的孔洞、徽孔的大小和分布等，三级结构也称纤维的形态结构。纤 缎的结梅特征决定了纤维历具有的性能。缍维结槐积性熊是一个事物的鼹个方蘑。扶 内在本质方面讲怒结构，络构反映于外部，则成为我们直接或间接感受到的并能加以 利用的性能。 绵羊毛纤维除去水分、蜡质、汗质、皮屑、矿物质等伴生杂质之后，纯净干燥的 纤维除含蠢少量( 小于1 ) 金属矿物质之外全部是蠢机化合物，包括角蛋自( 角阮) 、磷 脂，其中主要是角蛋白，占纯净纤维总量9 9 以上。角阮作为一种蛋白质类型而言， 它的主要特点是含商较多的磷，丽其它的阮类一般不含鸯磷元素m8 “”1 。 羊毛是重要的一种蛋白质纤维，其结构和组成很复杂，它由众多的鍪元组成。羊 龟纤维是匿许多细胞聚积丽成。按其性质分为三个层次，即包覆在纾维外部的鳞片屡、 皮质层和处于纤维中心的髓质层。其中髓质层只存在于较糨的羊壤中，有的呈连续状， 有的呈断续状，细羊毛则冤髓质屡。 鳞片鼷由角激化的赢平状细胞并通过细胞间质c i v i c 粘连而戚。羊毯纤维每藏米 有2 0 0 0 个鳞片。羊毛的鳞片约占羊毛总爨的l o 。羊毛的鳞片细胞由三部分组成： 鳞片表层、鳞片外层和鳞片内层鳞片层。鳞片外艨根据含硫量的不同又可分为鳞片外 a 层和鳞片外b 层。目前，对鳞片各亚层的微细结构仍仅是一些定性的认识。在鳞 片的亚层中( 如豳2 所示) ，鳞片表层含麓最少，鳞片表层可能完熬地包覆着整个鳞 片细胞，其厚度约为5 n m ，但它对羊毛的化学性质和加工商重要的影响，鳞片表艨对 化学作孺非常稳定。它对碱，氧化剂，还原剂和鬣自酶的伟角都较为稳定。鳞片表层 的高化学稳定性怒和其化学结构釉组成有关。鳞片表层实质上就是动物细胞表面的原 生质膜转化而成的一层薄膜。一般来讲，细胞膜酌结构为类月旨双分子层，其体结构如 图3 所示。根据目前公认的生物膜液态镶嵌模型( f l u i dm o s a i cm o d e l ) ，脂类常排列 麓本理论 成双分子层，缓白质通过非共价键与其结合，构成膜的主体；糖类能过共价键与膜的 鳞片袁屡 s 震 冀内器 图2 羊毛鳞片藏屡结构 装些旨类或礞臼质组成糖滕或精蛋自。貘脂醴磷l 鹭私耱豳醇为主，并含糖脂。它们缘 为两性分子，包括一个亲水极的头部和个疏水极的尾部。其头部由胆碱、乙醇胺等 形成，尾部由两条脂肪酸链形成。在水溶液中它们能翻动形成双分子层结构，使疏水 瓣蓬部埋藏农蹩嚣，蘩貘f 奄中夹，亲承瓣头部露在终甏，霸自骥鹣蠹癸表瑟。翔繁处 于暴露状态的鳞片部分( 可见部分) 的鳞片表层仍为类口旨双分子滕，亲水一端向膜的 内外，拒水的两条脂肪酸链向膜的中央，即按图3 的方式排列，则羊毛纤维表两就会 坡亲瘩瓣基溺壤覆羞，委榉羊毛纤维表聪应该是亲永熄豹，这与羊瞧纾维表露梵燕本 性的事实不柄符。因而有学者【嘲提出，处于暴露状态的鳞片部分( w 觅部分) 的鳞片 液层应当为单层类脂结构”，非极性基团外露，因而使羊毛纤维呈现出极强的疏水性。 骥在已知羊琵表层的类黯的主要结构为1 8 一甲基二十酸和二十酸，具有缀长的旨肪 长链。它翻裙羊毛鳞片表艨的蛋鑫震楚戳酯缝等方式结合。类l 罄滕的结誊每蔗强4 ， 麒厚度约为0 9 n m 。在类脂层的下面是溅白质层。这魑蛋白质在肽链间除了有二硫交 联外，还存在蛾胺交联，酰胺交联的存谯使蛋白质结构非常紧密，可能是鳞片淡丽具 蛋爨髓斓鼬 图3 细胞膜双分子层络构 9 缎斑内 双层广| l l l 船千【 灏：氧 基本理论 有强的化学稳定的另一个重要原阑。 罄4 羊笺炎警垂暴意鹜 鳞片外层厚殿约为o 3 雎m ，i 而且结构不是均匀的，其外侧胱胺酸含量高，结构也 较稳定，鳞片蠹搽静黪薮含量较低，握学稳定瞧较差。憨静来滋，鳞片滋熬魏黢酸含 爨要比羊淮内部的皮质层高的多，而以鳞片外层的含量最高。鳞片表层、外a 和外b 滋灌及肉瀑瓣鼹簸酸含豢分裂为1 2 、3 5 蠢1 5 爨及3 ，蔼麓嚣下簇懿疫矮层豹 胱胺酸含蹙就更低，只有1 左右。 羊奄戆另一个重要缀残是缯藏蒺复合凌( 筵称c m c ) ，c m c 戳鼹毒爰结稳存在于 熬个羊毫中，对羊毛的性能也起蒋重要作用。近年来随着研究手段的发展，对c m c 戆绫麴蠢了一些毅认识。浞鸯c m c 壹继缝貘帮球状蛋舀覆( 邈称获糖羯) 缀藏，羊 最的细胞膜和生物细胞膜结构很相似，主要由三部分组成：柔软的，易溶胀的细胞胶 糕裁，它为轻度交联夔球狭蛋皇凌；类l 簿双分子结搀( 又穆为转层) ；处于球狭蛋 囱质和类脂结构间的纤缎状蛋白质。 2 2 羊麓纤维的缩绒性机理及其影晌因素 2 2 1 羊嘏纤维的缩绒性机理 羊蕞在湿热及化学试刹作用下，经极壤终力反复挤愿下，纾维集合体逐渐牧竣紧 密，并且相互穿插纠缠，交编毡化。这一性能，称为羊蔼的缩绒性。经过缩昵熬理， 可使毛织物收到乡 观优美、手感丰厚柔软、保暖性能良好的效果。但羊螽鲍这一特性 墩使毛织物在洗涤后尺寸发生很大变化，而且每洗涤一次就变化一次，尽管尺寸变化 的幅度奁减，j 、。这使羊罨织物的可洗性缀差，影响其服用性能。 目前大多数理论认为羊毛毡缩内在琢因是定向摩擦效应；外部原因指机械外力、 1 0 纂本理论 一定的湿、热处理环境及化学试剂。羊歌表面存在着鳞片，并从根郝向尖部依次逡盖， 闲瓤使得从纾维壤部到尖鄢方向( 顶着鳞片方向) 的游动和从尖郝到根部方向( 逆善 鳞片方向) 的淆动存在着摩擦差，这一现象被称为摩擦定向效应( d f 耐”。僵纾维只 能做单向移动，即羊毛纤维沿根部方向移动，引起纤维和纱线的逐渐缠结，造成毡化， 织物变厚，波面毛羽变多，尺寸变小，延伸性变差，严重影响织物服用性能和尺寸。 所戳毽露二l | 曼缀翡主要纛毽麓羊毛绎维表嚣茨赣冀缝掌奄瓣存在，蓰纾维蹶莲忍摩擦系数 麓异增大。臻想使织物达到机可洗，防j i = 毡化收缩，就要改变羊毛纤维的表面结构， 缩小顺逆向摩擦系数差异溅阻止纤维的定向移动。 2 。2 。2 影稿擎亳毡缝秘嚣素 纤维性质：定向摩擦效应是影响羊壤毡缩性能的主要因素，蹶、逆鳞片摩擦系数 涟愈大，纤维愈易于毡缩。纤维的其它性质，如直径、长度、弹性及卷曲度等均会影 响其毡缩性。股来说，纲羊毛比粗羊礁容易毡缩，长纤维比短纤维毡缩性大：抗拉 悻侄减，l 、，变形器复懂增大纤维瓣氇缩健增大。 纤维集合状态：纤维集合状态不同，如散纤维、豫条、纱线，以及织物结构不同， 秧缩倾向也不一样。集合体愈散乱、愈不紧密，则毡缩倾向愈大。敬毛通常比舔条易 毯绫，赞织麓魄疆织耱易穗缀。由于一般纤维爨羊系变影经枣，掰戳羊毛襄葵它缍维 混纺可降低穗缩性。 环境条件：湿态羊毛比千态易于毡缩，这是因为纤维吸湿后顺、逆鳞片摩擦系数 差增大，有裂予纾维迁移；墩涅溶账蜃豹羊毛更容易变形，霾复憾瞧提裹；另外，霆 羊毛纤维表面电荷较少，在水中易予稻互吸弓l ，同时由于其外表皮罄的巯求健，纤维 之间还会产嫩疏水作用，使纤维互相靠近。由此可见水对羊毛的穗缩有重要影响。溶 液p h 值对羊豫毡缩性也有举足轻重的影响，在不引越纤维迅速水勰的范围内( p i t1 一 l1 ) ，毡缩馥髓鲻僮辔大鼯跤，l 、，掰戳纛绞耱可在强羧往条舞下遴行快速重缀缀。实 际上，在肥患等表面活性剂存在的碱性条件下，羊惑毡缩的倾向比中性水中更大，这 避因为表面活性剂的润滑作用增强了羊豫毡缩性。 其它嚣索：滢麦、秃援蘧、甚至泡沫等其它蓼境条律零会影鹃葶毫瓣慈缀。搅搏、 挤压或揉搓等力的作用对羊笔毡缩影响很大。机械作粥力念剧烈，羊毛愈易穗缩。 2 3 蛋白酶处理羊毛织物的防缩机理 酶是生物体的细胞分泌出来的，能离开生物体丽独立存在，鼹有特殊的催化作用 的蛋白质。对酶处理蛋白质纤维的研究主要集中在羊亳和蚕丝上，由于蛋白质纤维复 杂戆豫学毪矮、磅究酶与爱国爱绎维还藩牲戆终建班瑗、藏秀正确馒耀蓥魏先决条传。 用于处理羊落的酶可分为3 炎： 基本理论 蛋自酶：由敝酶和蛋囱纤维酶组成，可将多肽链分解为胺和酸，肽酶又可进一步 化分为作用于多肽分子中酰胺基的内切肽酶和作用于链端的外切肽酶。 脂肪酶：它可使脂肪特别是甘油三腊和脂肪酸水解。 蛋白脂肪酶：作用于脂蛋白( 幽蛋白朕、脂分予结合丽成) 中的脂蛋白键，破坏憎 水阻挡层。 催化作用发生在活性部位，倦化时一定要发嗽专一性的结合朔专一性的催化作 用，所以酶对羊毛的催化作用发生在底物( 羊毛) 和酶( 液体) 的界面上，莛多楣反 应。一般来说主要发生在羊毛的表面层，其反应是蛋白质肽链的水解反_ 敝。羊毛的蛋 自酶催化承解由戳下过程完成：酶分子在溶液中向羊毛纾维表面扩散；酶分予在溶液 中向羊毛袭面吸附；酶分予从羊氇纤维表蹶结构的疏松部分向羊滋内部扩散；酶催化 水解反应；反应产物飙羊嘏内部向外部扩散；产杨向溶液中扩鼗。酶分予若不熊顺耐 地在羊毛上吸附和向内部扩散，则反应根本不可能顺利地进行。前处理( 氧化或还原) 静结采是傻酶分予可能在羊毛上吸附，觚褥使徭化水解反应的进行成为可能：同时反 应产物若不能顺利向水溶液中扩散，也有可能使酶水解产生的产物抑制，使反应效率 大为降低。但是，羊毛离部若有产物捧铡，在工麓上是有籀静，它使羊毛酌内帮缩构 得到一定的保护因而酶的催化水解过程对羊毛摄不均一的，无定形区及交联少的区 域首先破承解。酶求薅主鼗发生在鳞片罄细胞闰麓，缅稳闻葳是糖e 粥，e m e 鼓阏状 结构存在于整个羊毛结构中，即使在鳞片层，鳞片与鳞片的连接处都存在这种c m c 络构，在旋质缅魏之闻也广泛静分稳著这释结构，由于c m c 中存在柔较豹，易溶胀 的细胞胶粘剂，它为轻度交联的球状蛋自质，所以酶首先在c m c 处水解。又由于羊 毫鳞片与鳞片懿连接楚都存在这释c m c 结构，骈戳羊毛在承解辩不是毒袭及墨均匀 地一层一层被水解，即作用不是表面性的，酶分子可以通过水解c m c 部分进入羊毛 受矮淫内部荐不鼗催纯隶解。不圈瓣酶这耱作焉怒不藏鹣。因雨鬟获褥婷静酶楚溪效 果，首先骤选用合适的酶制剂，并控制好处理条件，此外在酶处理时保护羊毛内朦不 发生严重酌不鹭永薅毪缀重要。 具体的反应过程第一步是酶对羊笔寝面的吸附，吸附时，当酶分子的活性部位 帮羊毛表露豹获镳产生专一毪鹣缡合帮影簸络台瑟，海氮了反应灞住戆，麓速了窳解 反应，反廉后分离水解产物，酶则继续起催化作用，这样由表及璺的不断进行。假实 际静催纯俸溺在复杂静多，因为羊毛翡蟹戒窝结稳是复杂瓣藏 稳一豹。羊毛最夕 覆 的鳞片表层含有疏水性长链的类脂层，不但有拒水性，水解稳定性也很高，而且整个 鳞片滢含蠢较多鸯魏黩酸，存在缀多二硫交联，魏癸蘸黢交联遣缀多，爨凝对承辫翦 稳定性较高，鳞片外层不易水解。 罄本理谚 2 4 辐照处理羊毛织物的防缩机理 2 ，4 1 等离予体的物理概念 在大气压条件下( 空气介质和通常气压下) ，在两个电极间施加一高电压产生的 弱电流放电称为电晕放电。电晕放电会在两个电极婀产生低温等离子体。等离锩为等 麓正电薷鞠受邀萄载俸懿鬃合俸。是黪黢除气、液、露态井懿另一状态，困藤被称为 第四态。因为气体中的电离成分只要超过千分之一，它们的行为就主要由离子和电子 之间的库仑力支配，中性粒子之间的相互作用退居次要地位，而且电离气体受电场和 磁场夔终j 蓦l 饕露疆显。低滋等离子镕又拣为菲乎簿态等离子蕊，它戆电子窝分子或纛 子类粒子具有的温度是不同的，电子的濑度仍很高，分子或原子类粒子的温度较