大豆蛋白纤维染整的技术历程

时间:2022-09-25 07:10:35

大豆蛋白纤维染整的技术历程

大豆蛋白纤维是我国自行研究和制造的,并第一个实现工业化生产的再生植物蛋白纤维。其生产原理是将豆粕水浸分离提纯出蛋白质,将蛋白质改变空间结构,并在适当的条件下与pVA共聚接枝于聚丙烯腈之上,通过湿法纺丝生成大豆蛋白纤维。在纺丝过程中,牵伸使纤维大分子达到一定的取向度。丝束经过卷曲、热定形、切断、加油就成为纺织用的大豆蛋白纤维。

大豆蛋白纤维前处理技术的发展

大豆蛋白织物在纺纱过程中添加了些油剂、抗静电剂和剂等,在织造过程中又采用淀粉浆或PVA浆上浆,加上纤维本身呈较深的米黄色,因此前处理的任务较重。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,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。

彭桃芝等人通过实验比较了3种精练工艺对大豆蛋白纤维的去杂率的影响,探讨了氯漂和氧漂对大豆蛋白纤维的漂白效果,认为大豆蛋白纤维的精练较简单,可在弱碱性条件下用净洗剂来去除纤维上的油剂等杂质。而漂白难度较大,氯漂工艺不适合大豆蛋白纤维的加工,双氧水漂白时渗透剂对提高纤维白度是有益的,温度和双氧水浓度对纤维强力和收缩率的影响较大。

梅飞则认为采用“氧漂/还原漂”或“还原漂/氧漂”的双漂方法,则能有效地提高大豆蛋白纤维的白度,纤维的损伤也较小。生产实践表明,先还原漂后氧漂的方法更实用。同时,若采用棉用荧光增白剂处理漂白大豆蛋白纤维,则可进步提高纤维白度,提高浅色、特浅色染色产品的鲜艳度。

由于大豆蛋白纤维不耐高温、不耐碱,李晓春等人运用过醋酸在弱酸性条件下对大豆蛋白/涤纶混纺织物进行低温(60cc)漂白。经过处理后织物的白度比双氧水漂白织物的白度好,强力损失小。

李景川等人先采用亚铁离子试剂对大豆蛋白纤维进行预处理,使亚铁离子与大豆蛋白纤维中的色素形成络合物,再利用铁离子对双氧水漂白的催化作用,使纤维中含色素部分局部氧化,而达到选择性漂白的目的。这样处理后的织物既能满足染整生产的加工需要,又使纤维的损伤降到最小。

俞丹等人通过凯氏定量法测定纤维含氮量来评介前处理条件对大豆纤维的损伤,对大豆蛋白纤维的淀粉酶退浆、氧漂、还原漂的工艺进行了研究。表明温度和碱剂浓度是影响大豆蛋白纤维含氮量水平的两个最主要因素,在制定大豆蛋白前处理工艺时要重点考虑,同时认为采用淀粉酶退浆和双氧水漂白的前处理工艺效果较好。

大豆蛋白纤维染色技术的进展

大豆纤维结构中含有羧基、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。目前大豆蛋白纤维纯纺产品水洗色牢度般可达到4级左右,混纺产品可达到3.5-4级左右。通常用的染料是棉用活性染料、酸性染料和中性染料。

大豆蛋白纤维的染色

唐淑娟及黄小华等人采用直接染料、酸性染料、活性染料、分散染料及还原染料对大豆蛋白纤维染色,比较各类染料的染色牢度及上染率。结果表明五类染料对大豆蛋白纤维都有一定的上染能力。其中直接染料、酸性染料上染率高,适合染深色品种,染色牢度较差,需经固色处理。活性染料、还原染料和分散染料的上染率较低,染色牢度较好,适合于染中浅色品种。活性染料应选择双活性基类型,以提高固色率。分散染料应选择分子结构大、极性基团多的高温型染料。各类染料在大豆蛋白纤维上的皂洗牢度依次是还原>活性>分散>酸性>直接。中性染料在大豆蛋白纤维上具有较好的移染性能,可通过高温移染和延长染色时提高其染色均匀性。对中性染料和分散染料品种及工艺条件选择,有待进一步探讨。邢建伟等人通过添加微悬浮体化助剂对活性染料的微悬浮体染色工艺进行了研究,结果表明微悬浮体染色工艺可显著提高棉用活性染料对大豆蛋白纤维的上染率和固色率,所得染品色光纯正,鲜艳度有显著提高。

大豆蛋白纤维与羊毛混纺呢绒的染色

邱依对大豆蛋白纤维/羊毛混纺呢绒的染色进行染色,发现纽曲兰中性染料对大豆蛋白纤维的染色效果较好,具有染色均匀,固色率高,牢度优良的特点。

王宏等人经过研究,认为B型活性染料对大豆蛋白纤维染色较佳的工艺条件是:50度入染,染40min,盐用量为40-50克每升,然后升温至70度,加20克每升纯碱固色,固色时间为20min。染色织物的手感柔软,颜色均匀,干摩擦牢度为5,湿摩擦牢度为4~5。蔡玲[15]经过研究后认为B型活性染料适用于大豆蛋白纤维浅、中、深各种颜色的染色,其颜色鲜艳度、得色深度、染色牢度均具有较高水平。

大豆蛋白纤维与天丝混纺织物的染色

刘俊英等人采用Clbacrorl FN活性染料对大豆蛋白纤维/天丝混纺织物的染色性能进行了研究,发现染温度70度时,50m1n即达到得色量高且染色均匀、无两相的目的。染色织物的干摩擦牢度3-4级,湿摩擦牢度2-3,染色织物的手感柔软,颜色均匀, 等品率达90.5%。

大豆蛋白纤维与粘胶织物的染色

王安平等人对cjbacron FN活性染料在大豆蛋白纤维/粘胶针织物的染色性能进行了研究,认为该染料较适合大豆蛋白/粘胶复合纤

维的浸染染色。

大豆蛋白纤维与棉混纺织物的染色

为了改善大豆蛋白纤维的染深性,王雪燕等人用阳离子改性剂DE(上海助剂厂)对大豆蛋白/棉混纺织物进行改性处理,然后对改性的纤维进行染色研究,认为改性的纤维用活性染料染色,能染得深浓的颜色和良好的染色牢度。

孙冰等人认为,大豆蛋白纤维与棉纤维同浴染色会发生竞染。因此他们应用EVERZOL ED活性染料在弱酸性介质中染棉纤维,碱性介质中染大豆蛋白纤维的方法,染色后的织物各项牢度较好。

HCDP/大豆蛋白纤维混纺交织物的染色

唐人成等人对HcDP/大豆蛋白纤维混纺交织物的染色规律进行了研究,发现大豆蛋白纤维的沾色量随HCDP/大豆蛋白纤维混纺交织物中大豆蛋白纤维含量的增加而增加,一浴一步染色法适合于HCDP含量高的HCDP/大豆蛋白纤维织物,但不适合于染深浓色,随着染液PH值的升高,大豆蛋白纤维上阳离子染料沾色量增加,而阳离子染料在HCDP纤维上的上染量呈下降趋势,染液PH值以控制在4.0-4.5为宣。二浴二步法染色时宜加入适量的阳离

子缓染剂。

大豆蛋白纤维与绢丝混纺织物的染色

徐苏芳等人对不同种类的染料在绢丝大豆蛋白纤维混纺织物的染色性能进行了研究,结果表明直接染料对大豆蛋白纤维的染色深度普遍高于绢丝。在弱酸性条件下,酸性和中性染料对大豆蛋白纤维的染色深度明显低于绢丝,在加盐促染的情况下绢丝与大豆蛋白纤维的染色深度差别低于加酸促染时两纤维染色深度的差值,多数活性染料对绢丝和大豆蛋白纤维的染色深度差别较小,容易染得同色。

大豆蛋白纤维针织物的染色

佟白等人对大豆蛋白纤维针织物的电化学染色进行了研究,发现电化学染色方法能提高染料在大豆蛋白纤维针织物上的上染绿。酸性染料上染大豆蛋白纤维针织物时,当电压为0-2.or时,电化学染色的上染率比常规染色的上染率提高24.76%,节约能耗75%。

马雪玲[23]对弱酸性染料在大豆蛋白纤维上的染色进行了研究,认为弱酸性染料用于大豆蛋白纤维染色时,只要工艺条件控制适当,可以获得色泽均匀浓厚的效果。织物的各项色牢度均可达到标准要求。同时,拼色时染料应选择同类型的,这样有利于染色工艺的操作及工艺的简化,而且也要注意拼色染料的色牢度指标要相近,否则会给固色造成困难。

大豆蛋白纤维整理技术的进展

大豆蛋白纤维的耐热性能较差。纤维在160cc下微黄,强力有明显下降,200度时纤维变深黄,300度时炭化。大豆蛋白纤维耐晒性能好,抗紫外性能优于棉、粘胶和蚕丝。大豆蛋白纤维的柔软性、滑爽性确实好,但是经过染整加工中高温张力处理,其硬挺度和粗糙度会增加,手感变差。

范立红等人对大豆蛋白纤维的抗紫外线涂层整理进行了研究,认为利用聚丙烯酸酯类粘合剂对大豆蛋白织物进行纳米无机氧化物(Ti02和zn0)涂层整理,能赋予大豆蛋白织物优良的抗紫外线辐射性能,且有定的抗红外线辐射功能和隔热效果。指出大豆蛋白织物在要根据大豆蛋白织物的玻璃化温度和耐热性能进行确定。烘干温度不宜超过80度,烘干时间不宜超过45min。

樊德鑫等人通过小样试验,对适合毛、丝等蛋白纤维的三种柔软剂(氨基硅油加204硅油、平滑柔软剂、羧基改性硅油)进行比较试验,发现用氨基硅油加204硅油对大豆蛋白纤维与棉交织物进行柔软整理,手感丰满、柔软,具有抗皱效果,耐洗性好,工艺简单,对染色牢度、色泽影响较小,更能呈现出大豆蛋白纤维的优良性。

王祥荣等人研究了大豆蛋白纤维的抗皱整理,他们采用低甲醛树脂整理剂GQ-810(南通斯恩特公司)对大豆蛋白纤维及其交织物进行抗皱整理。整理后织物干弹折皱回复角可达264,比原样提高25.7%,湿弹折皱回复角为146,比原样提高30.35%,白度保留率在97%以上,强力保留率在85%以上。测试整理后的织物结构和性能发现,整理剂在纤维无定形区大分子链司发生了交联反应,纤维的热稳定性得以提高,纤维的晶区结构基本没有改变。

解萍华等人[28]在洗缩联合机中对羊毛/大豆蛋纤维混纺织物进行松弛整理,整理后的织物具有很好的丰满柔软的手感和良好的弹性。为了提高织物的抗皱性,他们采用羟甲基双乳酸氧化乙烯脲和三聚氰胺树脂复配后,对羊毛/大豆蛋白纤维混纺织物处理,整合后织物弹性和抗皱性明显提高,洗可穿达4.5级。

利用大豆蛋白纤维的特性,引入现代纳米科技,可开发出具有保健功能的服装衣着面料,提升产品档次。大豆蛋白纤维织物在染整加工过程中,应谨慎烧毛,不丝光,切实掌握好加工温度,织物经高温接触式烘干后,会产生不可恢复的变硬现象。酸性、金属络合染料和双活性基活性染料等染料都可用于该织物的染色,但得色量有较大差异,因此需根据不同组织及织物类型,对染料进行选择,活性染料适用于该织物浅色印花。同时,大豆蛋白纤维织物本身所具有的淡黄色难以在染整加工中去除,值得深入研究。根据该织物的性能特点,合理制定工艺,可以生产出性能优异的大豆蛋白纤维织物染整产品。

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