牛奶蛋白纤维与羊毛纤维的性能比较

牛奶蛋白纤维与羊毛纤维的性能比较 一 26一名访甜技2008年第6期 牛奶蛋白纤维与羊毛纤维的性能比较 张建英,马晶 (1.太原理工大学,山西太原030006;2.青岛大学纤维新及现代纺织国家重点 实验室培育基地,山东青岛266071) 摘要:文章对牛奶蛋白纤维与羊毛纤维的理化性能进行了研究,重点讨论了2种 纤维的染色性能.实验结 果明:牛奶蛋白纤维与羊毛纤维一样,耐碱性不好,耐酸性好.酸性染料对牛奶 蛋白纤维与羊毛纤维的上染百分 率比较接近,但上染速率曲线差别较大.阳离子染料对牛奶蛋白纤维的染色性能 较好,而羊毛较差. 关键词:牛奶蛋白纤维;羊毛;酸性染料;阳离子染料;染色 中图分类号:TS102.512文献标识码:A文章编号:1003.1456(2008l06.0026.o4 牛奶蛋白纤维是将牛奶脱水,脱脂,利用生物工 程新技术,制成适合湿法纺丝工艺的蛋白纺丝液,再 制成新型牛奶蛋白纤维.牛奶蛋白纤维集天然纤维 (棉,麻,毛,蚕丝)和化学纤维的优点于一体,不仅具 有化学纤维强度高,收缩小,防霉和防蛀的性能,又 具有天然纤维柔软,亲肤,吸湿和透气等优点,手感 舒适自然,色泽亮丽,易染色.另外,牛奶蛋白纤维 含有多种人体必需的氨基酸,与人体皮肤的亲和性 好,具有良好的亲肤性. 羊毛纤维和牛奶蛋白纤维同属蛋白质纤维,但 分子结构有所不同?.本文从牛奶蛋白纤维和羊毛 纤维的分子结构出发,研究2种纤维的耐化学品及 染色性能. 1实验 1.1材料及药品 材料:牛奶蛋白纤维(山西恒天纺织新纤维科技 有限公司);羊毛毛条(威海毛纺厂). 药品:强酸性大红G,弱酸性艳红10B,羊毛专 用酸性染料;阳离子红X—GRL,阳离子黄X—GL. 阳离子蓝X—GRRL;硫酸,小苏打,DMF,苯,NaC10, H2O(均为分析纯). 1.2实验方法 配制50mL不同浓度的硫酸,小苏打,DMF, H2O:等溶液,浴比1:50,在室温条件加入牛奶蛋白 收稿日期:2007—11—01 作者简介:张建英(1963一),女,副教授,主要从事纺织品设 计与染整方面的教学与科研工作. 纤维,并用水浴锅升温至100cC,保温15min,观察 纤维是否溶解,变色. 酸性染料染色工艺:染料1%(ow1),强酸性大 红G的染色pH值为3左右,其余pH值为4.5—5, 浴比1:50,室温入染,用水浴锅升温至90cC,染 60min. 阳离子染料染色工艺:染料1%(ow1),浴比 1:50,用醋酸一醋酸钠缓冲液(pH值3.6)调节染浴 pH值4.5—5,65cC入染,染40min后,用水浴锅升 温至100cC,染60min.染完后缓慢降温到90cC, 再降温至50cC. 1.3测试 1.3.1上染百分率 用紫外分光光度计在最大吸收波长处分别测定 染色前后染浴的吸光度,计算上染质的红外吸收光谱图. 1.3.3皂洗牢度 配制5g/L肥皂液,浴比1:50,40oC洗30min, 用色牢度灰卡进行评级. 20o8年第6期石访甜技一 27— 2结果与讨论 2.1红外光谱图比较 牛奶蛋白纤维与羊毛纤维的红外光谱图如 图1,2所示. 魁 图1羊毛纤维的红外光谱图 图2牛奶蛋白纤维的红外光谱图 从图1,2可以看出,羊毛纤维在3308cm处的 吸收峰为N—H伸缩振动谱带;牛奶蛋白纤维在 3291cm处,谱带较宽,说明它为仲酰胺.羊毛纤 维的c—H的伸缩振动谱带在2964cm-1处,牛奶蛋 白纤维在2923,2855cm处,对应于一C一, 一 c}L不对称和对称伸缩振动.羊毛纤维的酰胺I 带,酰胺?带,酰胺?带分别在1658,1549, 1243cm处,牛奶蛋白纤维在1658,1545, 1254cm-处. 从以上分析可知,牛奶蛋白纤维属于蛋白质纤 维,含有典型的一cO—NH一结构.另外,从图2也 看出,在2247cm处有一吸收峰,说明其含有 一 C兰兰N基团,这与羊毛纤维不同,这个基团的引 入可能是厂家在生产中加入丙烯腈单体的缘故. 2.2燃烧特性比较 羊毛纤维:接触火焰不马上燃烧,先卷缩,后冒 烟,然后羊毛起泡燃烧,火焰呈橘黄色.燃烧速度较 棉纤维慢.离开火焰即停止燃烧,不延燃.燃烧时 散发出似烧焦头发和羽毛的气味.灰烬不能保持羊 毛束原形,而是具有光泽的黑褐色的脆性状物,圆球 形或无定形,用手指一压就粉碎,灰烬数量较多. 牛奶蛋白纤维:接近火焰,熔融并卷曲.接触火 焰,纤维卷曲,融化,燃烧.离开火焰,迅速燃烧.燃 烧气味为烧毛发的臭味.残留物特征是黑色状,较 松脆,有硬块. 从2种纤维的燃烧特征可以看出,牛奶蛋白纤 维具有部分合成纤维的性质,即遇热熔融,烧后有硬 块,但又具有蛋白纤维的特性,即有烧毛发的臭味. 2.3耐化学品性比较. 表1为牛奶蛋白纤维和羊毛纤维耐化学品性 比较. 表12种纤维耐化学品比较 不溶解,不变色;Y——不溶呈黄色. 注:I—— 从表1可以看出,牛奶蛋白纤维在使用很弱的 碱剂——小苏打的浓度为20g/L时即发黄,羊毛不 变色,因此,牛奶蛋白纤维耐碱性不好,且比羊毛纤 维还要差.但其在浓度为600g/L的硫酸(75%)溶 液中不溶解,不变色,说明耐酸性很好. 牛奶蛋白纤维不耐氯漂,与羊毛纤维性质相似, 这是因为它们的大分子中都含有氮元素. 牛奶蛋白纤维在非极性溶剂——苯及极性溶剂 DMF中都不溶蟹,但在DMF溶剂中变黄;羊毛在 2种溶剂中都不溶解,不变色. 2.4染色性能比较 2.4.1酸性染料 酸性染料对牛奶蛋白纤维和羊毛纤维的上染百 分率及染色牢度比较见表2. 表2酸性染料对2种纤维的染色性能比较 一 28一名访甜技2008年第6期 从表2可以看出,采用酸性染料对牛奶蛋白纤 维染色,其上染百分率及染色牢度都与羊毛接近,染 色效果较好.弱酸性艳红10B及强酸性大红G对 2种纤维上染速率曲线比较分别见图3,4. 图3弱酸性艳红10B对2种纤维的上染速率 图4强酸性大红G对2种纤维的上染速率 从图3可以看出,弱酸性染料对牛奶蛋白纤维 的亲和力很大,在染浴升温至90?后的很短染色时 间内,上染百分率就达到96%以上,而羊毛纤维在 染色开始30min后上染百分率才开始较快增加. 这可能是由于羊毛表面的鳞片层影响了弱酸性染料 向羊毛内部的扩散速度H. 从图4可以看出,强酸性大红G上染这2种纤 维的情况与弱酸性染料有很大的不同,这与染料和 纤维的分子结构有关.采用强酸性浴染料染色时, pH值低,羊毛中的氨基正离子数量大幅度增加,由 于牛奶蛋白纤维为再生化学纤维,有可能其氨基数 量比羊毛少(从2种纤维的红外谱图也能初步判 断),染料一纤维之间的库仑引力较弱,从而导致上 染速率慢,达平衡后的染色上染百分率低.而弱 酸性染料上染纤维,染料与纤维之间范德华引力和 氢键作用力不容忽视,因为染料结构较复杂,亲水性 ,多种原因造成2种纤维的上染速率曲线 差.因此 差异很大. 2.4.2阳离子染料 从表3可以看出,阳离子染料对羊毛的染色性 能很差,但对牛奶蛋白纤维的上染百分率均在80% 以上,3只染料染色后的皂洗牢度都在3级以上,说 明阳离子染料对牛奶蛋白纤维有较好的染色性能. 尽管牛奶蛋白纤维中含有一CN,与腈纶纤维相 似,但众所周知,阳离子染料是依靠离子键与腈纶纤 维第三单体中的磺酸基或羧基发生结合的,因此,对 于牛奶蛋白纤维的分子结构及染色机理还需进一步 研究 表3阳离子染料对2种纤维的染色性能对比 . ss. s.. 4 3 3,4 40.2 46.1 44.2 2—3 2 2—3 3结论 ?牛奶蛋白纤维与羊毛纤维一样,耐碱性不好, 耐酸性好,且不耐氯漂. ?采用酸性染料染色,牛奶蛋白纤维的上染百 分率与羊毛纤维接近.但采用不同性质的染料染 色,2种纤维的上染速率曲线差别很大. ?牛奶蛋白纤维与羊毛纤维不同,可以采用阳 离子染料染色,且染色性能较好. 参考文献: ,潘玉明,柯华.牛奶蛋白纤维的性能及其染整[J].印 [1]董勤霞 染,2006(1):3O一33. 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Keywords:milkproteinfiber;wool;aciddyes;cationicdyes;dyeing ,,V,,V,,,,V,,V,,,,V,,V,,,,,,,,,,,,V,,,,,,VV,,,,,,,,V,,V,,/ 关于征集第28届全国毛纺年会暨”唯尔佳”优秀新产品样品的通知 各毛纺织,毛针织企业: 由全国毛纺织产品调研中心,全国毛纺织科技信息中心,《毛纺科技》杂志社和 中国纺织学会毛纺专业委员会联合举 办了27年的全国毛纺年会暨”唯尔佳”优秀新产品的评选,推出了众多优秀的毛 纺新产品,引领了毛纺产品的流行趋势,获得 了广大毛纺织,毛针织企业的认可及好评.为了更好的服务于企业,引导国内毛纺 织,毛针织企业以市场为导向,开发符合国 内外市场需求的优质毛纺织,毛针织产品,不断提升毛纺织,毛针织产品的档次, 组委会决定于2008年6月开始征集第28届 全国毛纺年会暨”唯尔佳”优秀新产品样品.请各毛纺织,毛针织企业务必于2008年9月20日前将参评样品寄至全国毛纺织 产品调研中心,此次年会预计10月召开.具体实施如下: 一 ,产品申报 1.参评项目 参评样品分精纺呢绒(包括精纺装饰物),粗纺呢绒(包括毛毯,粗纺装饰物),毛针织产品(包括羊毛衫,羊绒衫,毛线,针织 装饰物等)三大类,并根据各类参评的数量,分别评出一,二,三等奖和优秀设计奖. 2.参评产品 精,粗纺企业须送样品3块以上,每块整幅0.8米以上;毛衫等针织企业须送样品3件以上(整件毛衫将在评选展示后返 还各企业). 参评产品要创意新颖,风格独特,时尚感强,技术含量高,花型,颜色,手感等匹配得体,相得益彰.并要求事先将每块样品 的准确地填人”参评产品评比表”中(一式二联),填写内容包括产品的原料,纺纱,组织结构,功能性,设计创意,色彩效果, 技术创新,市场效应等内容. 不符合上述要求的样品不能参与评奖.评选结束后,组委会将所有参评样品做成年会样品集,免费发给各参评单位进行 交流,没有参评样品的单位不能获得交流样品(毛衫等针织产品除外). 二,优秀设计人员申报 参加”唯尔佳”优秀新产品设计奖评选人员,在填写产品评比表的时,请在第二联的背面加注设计人员的姓名,性别,年 龄,职务(或职称),主要业绩(科研经历和获奖情况等).组委会将对获得优秀设计奖的个人给予现金奖励. 三,行业宣传 1,第28届全国毛纺年会组委会将对获得”唯尔佳”优秀新产品一,二,三等奖的企业和获得优秀设计奖的个人颁发证书, 奖牌及奖金. 2,”唯尔佳”优秀新产品的评选将与全国毛纺年会同期进行,参评样品在大会同期进行展示与宣传. 3,评选结束后,组委会将在《中国纺织报》,《毛纺科技》,《纺织服装周刊》,《中国毛纺织信息》,中国纺织经济信息网,中国 毛纺织科技信息网,中国纺织工程学会网等多家媒体公布获得”唯尔佳”优秀新产品一,二,三等奖的企业和获得优秀设计奖 的个人以及获奖产品的名单,介绍企业发展动态,报导企业在产品开发,技术创新等方面的内容. 四,联系方式 单位:全国毛纺织产品调研中心地址:北京市朝阳区延静里中街3号主楼603室邮编:100025 联系人:侯经初黄猛电话:010—6591384465071871传真:010—65913844 寄送样品的单位务必填写样品回执表和参评产品参数表,于2008年9月20日前 与样品同时寄至组委会. 全国毛纺织产品调研中心《毛纺科技》杂志社 全国毛纺织科技信息中心中国纺织工程学会毛纺专业委员会 2008年5月28日