布艺之家讯：1前言


大豆蛋白纤维采用化学、生物化学的方法，从榨掉油脂的大豆豆渣中提取球状蛋白质，然后与腈基、羟基高聚物聚合，再经湿法纺丝而成。大豆蛋白纤维主要由三部分构成，最外层为改性蛋白质，中间为部分缩醛的聚乙烯醇，内芯为含磺酸基单体的聚丙烯腈。根据其公开的专利文献报道，大豆蛋白纤维中，蛋白质含量约为23％一55％，聚乙烯醇和其他成分约为77％一45％


2大豆蛋白纤维的物理、化学性能


2．1大豆蛋白纤维的物理性能
大豆蛋白纤维截面呈哑铃型，纵向有凹槽．夕}、观具有天然真丝的光泽，手感柔软，高于蚕丝，接近羊绒；保暖性高于腈纶，接近棉；悬垂性优于蚕丝；透气性大大高于蚕丝、腈纶；导湿性能高于腈纶和蚕丝；摩擦系数小，抗静电性能优于化纤；标准回潮率为8．6％，低于一般天然纤维，但明显高于合成纤维，且强度高。因此，大豆蛋白纤维同时具有天然纤维和合成纤维的机械性能。其物理性能与其他天然纤维比较见表1。



2．2大豆蛋白纤维的化学性能


大豆蛋白纤维的等电点在4—5之间，耐酸性较好，耐碱性差。随着碱浓度增加，织物手感变硬，强度明显下降。因此，在染整加工中要尽量避免在高温碱性条件下进行。大豆蛋白纤维耐氧化性一般，这是因为其表层是由改性蛋白质组成。因此，要小心选择漂白剂及漂白条件。大豆蛋白纤维的耐热性能较差，在沸水中收缩率为2．2％，干热收缩率为2．3％。纤维在160℃下微黄，强力有明显下降；200℃时纤维变深黄；30℃时炭化。大豆蛋白纤维耐晒性能好，抗紫外性能优于棉、粘胶和蚕丝。由于其结构中含有羧基、羟基、氨基和腈基等极性基团，因此大豆蛋白纤维染色性能较好，染料选用范围广，可用活性、直接、分散、弱酸性等染料进行染色。


3大豆蛋白纤维过醋酸漂白


3．1实验材料、药品及仪器


大豆蛋白纤维



过醋酸(17％)、双氧水(3O％)、焦磷酸钠、氢氧化钠、保险粉、低亚硫酸氢钠、渗透剂(以上试剂均为分析级)。
采用Datacolor 60测色仪，把纤维梳顺、压平，小孔径测试Hunter白度值；YG001纤维电子强力仪；超级恒温水浴锅(误差在1℃左右)。


3．2实验条件


通过对不同漂白剂进行漂白效果分析发现，过醋酸对大豆蛋白纤维的漂白效果最好，因此本实验主要对过醋酸漂白进行探讨。首先选取各种影响因素进行分析。 工艺条件


过醋酸，g／L 6


焦磷酸钠，g／L 1．5


pH值6


温度，℃7O


时间，rain 80


渗透剂，g／L 1．5浴比1：40


3．2．1过醋酸浓度对漂白效果的影响



表2表明，纤维白度随着过醋酸浓度的增加而提高，而纤维强度却基本保持不变。
过醋酸的漂白机理一般认为，过醋酸分解生成的过氧羟基与色素中的共轭体系作用，达到消色目的。过醋酸在较低浓度下分解生成的能量容易快速消耗在水中，随着过醋酸浓度增加，分解速率加快，生成的·OOH基增多，漂白白度快速提高。当过醋酸浓度达到一定时，由于分解速率过快，生成的·OOH基来不及参与反应，就消耗在漂液中。因此当过醋酸浓度超过6 g／L时，白度提高不大。


纤维强度基本保持不变，这是由于大豆蛋白纤维本身结构造成的。大豆蛋白纤维表层为改性蛋白质，中间靠缩醛聚乙烯醇交联。笔者认为，大豆蛋白纤维之所以强度较高，其主要贡献应归于缩醛聚乙烯醇的交联。笔者曾做过维纶的过醋酸漂白实验，发现同样的实验条件下，维纶的强度基本保持不变。因此认为，大豆蛋白纤维在过醋酸浓度增加时，强度保持不变的原因是由于聚乙烯醇交联没有或很少受到破坏而造成的。考虑到加工成本，建议过醋酸浓度取6～8 g／L。


3．2．2 pH值对漂白效果的影响



从表3看出，pH值由1增至12，纤维的白度先增加后降低。pH值在1～4范围内，白度随pH值增高而增加；pH值在4～8时，白度基本保持不变；当pH值>8时，白度明显下降。这是由于pH值很低时，过醋酸较稳定，不易分解生成·OOH基，因而漂白效果较差。随着pH值增大，碱性增强，过醋酸分解速率加快，生成的·OOH基增多，因此白度值提高。当pH值>8时，过醋酸分解速率过快，生成的·OOH基来不及发挥作用便消耗在工作液中，使白度值降低。pH值为4—8时，过醋酸分解速率适中，分解生成的·OOH基能迅速与纤维发生反应，因此白度值较高。
在表2中，随着pH值的增加，纤维强度随之发生变化。pH值在1～8范围内，强度值基本保持不变；但当pH值>8时，强度明显下降。这是因为大豆蛋白纤维

耐酸不耐碱的缘故。综合考虑白度和强度的影响，建议pH值取5～8。



表4表明，随着温度的升高，纤维的白度增加，这是由于温度升高，加速了过醋酸的分解。但当超过一定温度时，过醋酸分解过快，只有部分参与反应，其余都消耗在工作液中。因此，温度超过8O℃时，纤维白度有所下降。表4显示，随温度升高，纤维强度先稍有上升，然后下降。笔者认为，大豆蛋白纤维在纺丝时，经拉伸、卷绕等一系列加工后，纤维内部存在着内应力，随着温度的升高，内应力得以释放，表现在纤维强度有所增加。当温度超过5O℃时，纤维表面蛋白质受到损伤，因而纤维强力下降。3．2．4时间对过醋酸漂白效果的影响




由表5知，随着漂白时间的延长，白度提高。但当时间超过60 min后，白度提高趋于平缓，因此可以认为过醋酸的分解在漂白60 min前已基本完全，这可以从工作液中气泡量的多少来判断。在实验中发现，漂白60 min前，气泡量很多；超过60 min后，气泡量明显减少，而且过醋酸的气味也变得很淡，因此认为过醋酸在漂白60 min前已基本分解完全。过醋酸分解速率与其浓度有关，浓度高，分解快；浓度低，分解慢。随着时间的延长，过醋酸浓度逐渐下降，分解速率也同时降低，漂白白度增加缓慢。因此靠延长时间来提高白度不可取，且浪费能源，增JjnJJn-r成本。强度受时间影响的原因与温度影响相似。


3．2．5工艺优选


从工艺条件对过醋酸漂白的影响中可以看出，强度受工艺条件影响不大，因此工艺优选时，忽略强度。
我们选用L16(4)正交表设计工艺优选方案。



经正交实验结果分析，影响纤维白度的因素由大到小排序为：C>A>D>B 最优工艺条件为过醋酸1O g／L，pH值7，温度8O℃，时间100 rain。由方差分析得出，浓度和温度对漂白效果影响非常显著，时间影响显著，pH值影响不显著。
3．2．6对比实验


采用本实验优选的过醋酸漂白工艺与双氧水漂白、漂毛粉漂白、低亚硫酸氢钠漂白进行对比(见表7)。



由表8知，过醋酸对大豆蛋白纤维的漂白效果最有效，而还原剂漂白的效果较差。

4结论

4．1过醋酸漂白受其工作液浓度、pH值、温度和时间影响，最后确定最佳工艺条件为过醋酸1O g／L，pH值
7，温度8O℃，时间100 min。

4．2过醋酸对大豆蛋白纤维的漂白效果大大优于双氧水漂白和还原剂漂白。

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