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大豆/棉織物高色牢度工藝參數(shù)研究

1 課題研究的意義：

根據(jù)國(guó)外有關(guān)資料報(bào)道，有將大豆蛋白用戊二醛做交聯(lián)劑制成大豆蛋白生物可降解性高聚物，用于塑料，粘合劑，薄膜，包裝材料，增強(qiáng)材料等應(yīng)用領(lǐng)域。目前，國(guó)外尚無(wú)用于紡織品的大豆蛋白纖維的研制和開發(fā)工作的報(bào)道。我國(guó)河南濮陽(yáng)華康生物化學(xué)工程聯(lián)合集團(tuán)公司李官奇先生潛心研究八年，投資7000多萬(wàn)元，終于于2000年3月試紡成功，在國(guó)際上首次成功地進(jìn)行了工業(yè)化生產(chǎn)。目前第一條生產(chǎn)線年生產(chǎn)能力達(dá)1500t左右，2001年下半年第二條生產(chǎn)線將投入運(yùn)行，年生產(chǎn)能力將達(dá)到3000t左右。

大豆蛋白絲屬于再生植物蛋白纖維素類，是采用化學(xué)、生物化學(xué)的方法從榨掉油脂（含35﹪蛋白）中提取球狀蛋白質(zhì)，通過(guò)添加功能性助劑，改變蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)，經(jīng)濕法紡絲而成。其生產(chǎn)過(guò)程對(duì)環(huán)境、空氣、人體、土壤、水質(zhì)等無(wú)污染，纖維本身主要由大豆蛋白質(zhì)組成，是一種易生物降解的環(huán)保型纖維。該纖維單絲細(xì)度細(xì)（0.85-1.0dtex和1.1-1.5dtex），比重小，強(qiáng)伸度較高，耐酸堿性較好，手感柔軟，具有羊絨般的手感、蠶絲般的柔和光澤、棉纖維的吸濕和導(dǎo)濕性及穿著舒適性和羊毛的保暖性。在紡絲過(guò)程中，加入殺菌消炎類藥物或紫外線吸收劑等，可獲得功能性、保健性大豆蛋白纖維。大豆蛋白纖維具有上述等優(yōu)良性能，各地紡織廠、針織廠、印染廠和服裝廠等企業(yè)積極開發(fā)大豆及其混紡交織紡織品投放國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)，已有部分漂白纖維原料、大豆纖維/羊絨或絹絲的針織品和大豆/棉交織床上用品銷往國(guó)外。

大豆纖維的問世是紡織界的驕傲，也是我們整個(gè)民族的驕傲．隨著大豆纖維逐漸被人們所接受，以及全行業(yè)對(duì)大豆蛋白纖維的開發(fā)、運(yùn)用、完善和提高，大豆纖維一定會(huì)在科研和市場(chǎng)獲得雙豐收．我國(guó)有豐富的大豆資源，開發(fā)大豆纖維具有成本上的優(yōu)勢(shì)．而且現(xiàn)在已經(jīng)有了生產(chǎn)普通短纖維的基礎(chǔ)，加上日益增強(qiáng)的紡織技術(shù)，有條件組織力量，進(jìn)一步改進(jìn)性能，生產(chǎn)大豆蛋白

2.研究目標(biāo)、內(nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問題

大豆纖維雖然有許多優(yōu)點(diǎn)，但也有一些缺陷，如：1）纖維本身較黃，難以漂白；2）纖維較細(xì)而滑，易產(chǎn)生起毛現(xiàn)象；3）纖維由兩種成分組成（大豆蛋白質(zhì)和聚乙烯醇），導(dǎo)致染色均勻性差；4）纖維耐濕熱性差，對(duì)染整工藝和設(shè)備要求高；因此，如何在染整加工中保留其原有的優(yōu)良特性，克服大豆纖維的缺點(diǎn)給染整加工帶來(lái)了較大難度。再者，大豆蛋白纖維染色之后色澤的牢固與否會(huì)直接影響到工業(yè)生產(chǎn)。在此我們就色牢度的問題展開研究。看看在不同的染料不同的工藝條件下大豆蛋白的色牢度的情況。

3.擬采用的研究方法，步驟及技術(shù)

本次課題研究：大豆蛋白纖維的前處理、染色到后整理，最后對(duì)染色后纖維進(jìn)行色牢度測(cè)定，評(píng)定等級(jí)。

3.1 前處理

大豆蛋白纖維本身顯米黃色，為盡可能去除其纖維色素達(dá)到較好的前處理效果，只有采用氧漂加增白處理工藝。但傳統(tǒng)的氧漂處理工藝不能達(dá)到預(yù)期的效果，而增白處理（加熒光增白劑）會(huì)使大豆蛋白纖維和棉纖維的白度黃白不一致，影響染色時(shí)的對(duì)色難度。所以我們采用了氧化-還原兩步法漂白前處理工藝。

工藝流程：燒毛——退漿（淀粉酶）——氧化還原兩步法漂白——水洗。

3.1.1 燒毛

燒毛火口一正一反，車速為110m/min，火口溫度1100℃。

由于含大豆蛋白纖維的織物其大豆蛋白纖維的耐熱性較差，因此必須要控制好燒毛的工藝，防止大豆蛋白纖維由于火焰溫度過(guò)高、車速過(guò)慢而產(chǎn)生的纖維損傷。

3.1

本實(shí)驗(yàn)采用淀粉酶BF-7658a進(jìn)行退漿。

工藝配方：淀粉酶BF-7658a 2g/L

食鹽 5g/L

精練劑 1g/L

溫度 50℃

時(shí)間 2h

浴比 1：50

3.1.3 氧化-還原兩步法漂白氧化漂白：

雙氧水（30%） 20-30 g/L

洗滌劑 2 g/L

硅酸鈉 2-3 g/L

碳酸鈉 1 g/L

pH 7.5-8

溫度 80-85℃

時(shí)間 40 min還原漂白

保險(xiǎn)粉 3-5 g/L

洗滌劑 2 g/L

碳酸鈉 1 g/L

pH 7.5-8

溫度 80-85℃

時(shí)間 40 min

3.2 染色 　我們從大豆纖維和棉纖維的組成以及對(duì)染料的親和力出發(fā)考慮采用一種能對(duì)這兩種纖維上染曲線相同，提升力一致，固色溫度和時(shí)間相差不大的染料。根據(jù)大豆纖維染色性能，上染大豆纖維的染料有活性染料、酸性染料、直接染料、中性染料以及部分分散染料等，棉織物可用活性、直接染料染色，所以我們選擇活性染料對(duì)大豆纖維與棉織物進(jìn)行染色加工。 　由于大豆纖維通過(guò)前處理后纖維色澤與棉纖維相比要略黃一些，所以在試樣時(shí)采用一些略帶黃光的色調(diào)染色。

染色工藝流程：染色——固色——水洗——皂煮——燙干。

染色工藝

活性染料3％(owf) x g／L

元明粉 7O g／L

純堿 2 g／L

溫度 75℃

固色時(shí)間 60 min

皂煮工藝：

肥皂 2g/L

溫度 95℃

時(shí)間 10min

大豆蛋白纖維與棉織物用活性染料染色，工藝簡(jiǎn)單、染色各項(xiàng)牢度指標(biāo)都較佳，可應(yīng)用于今后的正常生產(chǎn)中。

染色實(shí)驗(yàn)可采取正交實(shí)驗(yàn)來(lái)分析工藝參數(shù)對(duì)染色效果的影響。確定四個(gè)因素，三個(gè)水平進(jìn)行正交。

正交實(shí)驗(yàn)因素-水平L9（34）表

正交實(shí)驗(yàn)表

然后通過(guò)對(duì)正交實(shí)驗(yàn)所得出的結(jié)論進(jìn)行結(jié)果分析，得出各工藝參數(shù)對(duì)染色以及色牢度的影響。

3.3 注意要點(diǎn) 大豆蛋白纖維自身耐熱性較差，特別是濕態(tài)時(shí)的耐熱性更差，在濕態(tài)時(shí)如工藝溫度過(guò)高會(huì)產(chǎn)生織物布面泛黃，手感發(fā)硬。整理時(shí)溫度需控制在120℃以下，直接烘干、定型。

需注意的問題：1、由于大豆蛋白纖維耐熱性較差，在高溫工序段，特別是燒毛工序一定要注意工藝條件的控制，否則會(huì)直接造成大豆蛋白纖維的損傷。 　2、大豆蛋白纖維與棉織物的前處理工藝適宜采用酶退漿、雙氧水漂白處理。處理后其失重小、強(qiáng)力損傷低。如再采用雙氧水復(fù)漂白還可以再一次提高半制品白度，有利于織物的染色。 　3、大豆蛋白纖維與棉織物采用活性染料染色，可使大豆蛋白纖維與棉纖維有較平均的上色率和正確的染料顯色狀態(tài)。但是由于大豆纖維通過(guò)前處理后纖維色澤與棉纖維相比還是要略黃一些，所以染色織物選擇的淺色調(diào)、色域有一定的局限性。