羊毛具有天然的淡黃色，影響羊毛的白度，所以要經過漂白加工，過氧化氫是使用最廣泛的商業(yè)漂白劑，過氧化物漂白是通過在漂浴中堿性條件下催化反應的。利用氧化劑的氧化作用，將羊毛的色素破壞，使其顏色消失，漂浴中通過施加硅酸鈉或其他試劑來保持穩(wěn)定在過氧化物漂白中穩(wěn)定劑是很重要的，硅酸鈉多年來一直是過氧化物漂白中最可取的穩(wěn)定劑。
天然蛋白質纖維，如羊毛和蠶絲，分別從動物毛發(fā)和動物分泌物中獲得。所有的蛋白質纖維由重復單元為氨基酸的蛋白質組成，氨基酸通過肽鍵（-CO-NH-）彼此連接形成蛋白質聚合物。雖然某些人造纖維由氨基酸制成，但只有動物纖維是天然的蛋白質纖維。天然蛋白質纖維比天然纖維素纖維的回潮率和保暖性高，天然蛋白質纖維有良好的彈性和彈性回復，但耐堿性較差。羊毛的最終質量決定于羊毛的細度、長度、機械強度、手感、光澤、吸水性等。通常羊毛纖維長度是1.5~5.0in(38.1~127.0mm),纖維直徑是14~40um，羊毛纖維的形態(tài)結構可被劃分為三層：鱗片層（表皮）、皮質層、髓質層（毛髓）。表皮層控制著染料和其他化學藥品在纖維上的擴散速率。
過氧化氫可作為羊毛織物漂白劑的條件：（1）雙氧水漂白產品的白度和白度穩(wěn)定性都較次氯酸鈉漂白產品好，且纖維損傷教??；（2）在氧漂過程中，無有害氣體產生，有利于環(huán)境保護；（3）過氧化氫在酸性條件下比較穩(wěn)定，在pH值較低時（pH＜5），過氧化氫溶液較為穩(wěn)定，當pH值接近5時，過氧化氫開始分解，并隨著溶液pH值的增加，分解速率加快。在利用雙氧水漂白時，應隨時注意并嚴格控制漂白工藝條件，以防止羊毛纖維過度氧化，使手感粗糙、強力下降。通過對雙氧水濃度、硅酸鈉濃度、作用時間、作用溫度、PH值的探討，找出最優(yōu)工藝，服務于生產。
1 實驗部分
1．1 實驗材料
1.1.1 織物
經燒毛、洗呢、煮呢的69S/2×56S/2 原料為100% 90S羊毛全毛半制品；
2.1.2 藥品
27.5%H2O2、純堿（常州市金源助劑廠）、硅酸鈉（常州市采菱助劑廠）；
1．2 實驗儀器
YG026-25型織物強力儀（常州第二紡織機械廠）、AD型常溫小樣機（楊佳機械制造有限公司）、電腦測色配色儀；
1．3 實驗內容
1.3.1 漂白工藝
取織物2g，浴比1：50，先進行平行試驗，然后再做正交試驗；
參考工藝：H2O2（100%） 5g/L;
PH值（純堿調節(jié)） 8~8.5；
漂白溫度 50℃
漂白時間 50min.
1.3.2 工藝流程
配制工作液→升溫至規(guī)定溫度漂白（不同溫度、時間）→70~80℃熱水洗3min →
40~50℃熱水洗3min→冷水洗→烘干（80～1100C）→測試；
1．4 測試方法
拉伸強力按GB3923-83法（YG026-25織物強力儀，常州第二紡織機械廠）測定，白度在測色配色儀上進行。
2 結果與討論
2．1 過氧化氫濃度的影響
所采用的漂白工藝為織物2g，硅酸鈉2g/L，50℃，50min，浴比1：50，少量純堿調PH值到8~8.5，未經漂白的羊毛纖維織物的拉伸強力為396N，未經漂白的織物白度為4.14，過氧化氫含量對白度和強力的影響見表1
表1 過氧化氫不同濃度對白度和強力的影響
|
試樣編號 |
1# |
2# |
3# |
4# |
5# |
|
雙氧水濃度（100%）（g/L） |
0 |
5 |
10 |
12 |
15 |
|
白度值（CIE） |
-26.53 |
19.49 |
29.27 |
31.08 |
32.30 |
|
強降率(%) |
0.68 |
2.52 |
3.96 |
5.76 |
6.86 |
從表1可以看出，隨著H2O2用量的提高，織物的白度增加，但提高到一定程度后，白度增加趨緩，而織物的強力卻隨著H2O2用量的提高有不斷下降的趨勢，且隨著H2O2用量的提高，織物的手感發(fā)糙。這是因為，過氧化氫本身性質不穩(wěn)定，易分解，從漂白角度看，其分解可分為有效分解和無效分解。過氧化氫的濃度越高，其分解生成的產物越多，漂白效果越好。但其分解產生的對纖維有損傷的組分HO2·、HO·等自由基和O2等物質若滲透到纖維的內部，在較高溫度、堿性條件下，將蛋白質氧化而使其受到嚴重損傷，使纖維聚合度降低，強力下降。且隨著過氧化氫濃度的提高，對纖維表面刻蝕的越嚴重，使手感粗糙。據(jù)我司測試強降率在5%以內的標準為標準,白度CIE值越大越好，綜合考慮，3#樣強降率在5%以內，白度較1#.2#樣好,故選擇過氧化氫濃度以10g/L為宜。
2．2 硅酸鈉濃度的影響
采用的漂白工藝為過氧化氫10g/L，50℃，浴比1：50，時間50min,硅酸鈉含量對白度和強力的影響見表2
表2 硅酸鈉濃度對白度和強力的影響
|
試樣編號 |
1# |
2# |
3# |
4# |
5# |
|
硅酸鈉濃度（g/L） |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
|
白度值（CIE） |
18.50 |
26.58 |
30.22 |
32.48 |
34.19 |
|
強降率(%) |
1.13 |
12.60 |
4.11 |
2.86 |
-1.06 |
從表2可以看出，隨著硅酸鈉濃度的提高，織物的白度增加，但增加到一定程度，白度趨于穩(wěn)定，且手感隨著濃度增加發(fā)硬，織物強力2#樣驟然降低，經分析，是小樣布面有疵點（有空隙），而且，隨著硅酸鈉濃度的增加，織物強力也隨之增加，甚至比原樣強力有所增加。這是因為，硅酸鈉主要是螯合鐵、錳等重金屬離子的，使其失去了對雙氧水分解的催化作用。硅酸鈉的濃度越高，穩(wěn)定作用也越來越大，但當濃度增加到一定程度后，穩(wěn)定作用就沒有明顯變化了，相反還使織物的手感發(fā)硬。強力增加可能是由于處理后羊毛鱗片層受到一定破壞，同時羊毛主干結構完好，纖維強力影響不大，但由于纖維表面刻蝕后變得粗糙，纖維間接觸面積增大，纖維間抱合力增加，導致織物強力有所增加。故雖然4#樣強力和白度均高于3#樣，但實質其4#樣纖維已受到損傷，據(jù)我司測試強降率在5%以內的標準為標準,白度CIE值越大越好，因此，綜合最終結果考慮，硅酸鈉濃度以2g/L為宜。
2．3 過氧化氫漂白時間的影響
采用的漂白工藝為過氧化氫10g/L，50℃，浴比1：50，硅酸鈉2g/L,漂白時間對白度和強力的影響見表3
表3 漂白時間對白度和強力的影響
|
試樣編號 |
1# |
2# |
3# |
4# |
5# |
|
漂白時間（min） |
30 |
45 |
60 |
75 |
90 |
|
白度值（CIE） |
25.97 |
28.18 |
30.75 |
31.05 |
32.95 |
|
強降率(%) |
1.52 |
3.02 |
4.04 |
5.13 |
7.68 |
從表3可以看出，隨著漂白時間的延長，織物的白度提高，對織物強力的損傷也在增大，手感下降，
2．4 過氧化氫漂白溫度的影響
采用的漂白工藝為過氧化氫10g/L，60min，浴比1：50，硅酸鈉2g/L,漂白溫度對白度和強力的影響見表4
表4漂白溫度對白度和強力的影響
|
試樣編號 |
1# |
2# |
3# |
4# |
|
漂白溫度（℃） |
常溫 |
50 |
70 |
90 |
|
白度值（CIE） |
16.36 |
29.86 |
30.28 |
11.96 |
|
強降率(%) |
2.53 |
3.96 |
5.76 |
纖維部分溶解 |
從表4可以看出，過氧化氫漂白時，隨著溫度的提高，白度先升后降，而強力呈下降的趨勢，特別在90℃高溫時，纖維已有溶解現(xiàn)象。這是因為室溫下雙氧水的分解比較緩慢，提高漂白溫度，雙氧水的分解速率提高，纖維的白度隨之提高，另外，在高溫堿性條件下，蛋白質纖維容易發(fā)生水解。據(jù)我司測試強降率在5%以內的標準為標準,白度CIE值越大越好，綜合因素考慮，2#樣強降率在5%以內，白度也較1#樣好，故選擇漂白溫度在50℃左右。
2．5 過氧化氫漂白PH值的影響
采用的漂白工藝為過氧化氫10g/L，50℃，浴比1：50，硅酸鈉2g/L,漂白時間對白度和強力的影響見表5
表5漂白PH值對白度和強力的影響
|
試樣編號 |
1# |
2# |
3# |
4# |
|
漂白PH值 |
不加 |
9 |
10 |
11 |
|
白度值（CIE） |
30.58 |
30.36 |
32.97 |
30.71 |
|
強降率(%) |
4.10 |
5.10 |
11.62 |
18.03 |
從表5可以看出，隨著PH值的升高，織物的白度增加，強力下降，PH值在10時達到最佳水平，繼續(xù)提高PH值，織物的白度反而有所下降，強力下降的速率更快。在PH值11時，小樣的邊上有很明顯的溶解現(xiàn)象。從漂白機理知，堿是雙氧水漂白的活化劑。漂液的PH值升高，雙氧水產生有效分解，生成具有漂白作用的氫過氧負離子（HO2-）的濃度提高，因此漂白效果增大。但堿的濃度過高，反會引起無效分解，生成O2和氫過氧游離基HO2·，另外，堿濃度越高對蛋白質纖維的損傷也就越大，兩者都會使纖維受損，強力下降。據(jù)我司測試強降率在5%以內的標準為標準,白度CIE值越大越好，綜合因素考慮，惟有1#樣強降率在5%以內，白度也較好，漂液PH值控制在8~8.5左右。
綜上所述，水平實驗所得出的較優(yōu)工藝為H2O2（100）10g/L，硅酸鈉2g/L，溫度50℃，時間60min，PH值=8~8.5。
2．6 正交實驗
通過以上對雙氧水漂白織物各因素分析，進一步對羊毛織物進行正交實驗，以白度和強力作為評價指標，來確定雙氧水羊毛織物的工藝，結果如表6
表6 正交實驗數(shù)據(jù)及結果
|
試驗編號 |
雙氧水濃（100%） （g/L） |
時間（min) |
溫度(℃) |
強力(N) |
白度（CIE） | |
|
1 |
8 |
60 |
50 |
390.0 |
27.20 | |
|
2 |
8 |
65 |
55 |
388.0 |
27.28 | |
|
3 |
8 |
70 |
60 |
373.7 |
28.36 | |
|
4 |
9 |
60 |
55 |
378.8 |
27.59 | |
|
5 |
9 |
65 |
60 |
372.7 |
28.86 | |
|
6 |
9 |
70 |
50 |
380.5 |
27.99 | |
|
7 |
10 |
60 |
60 |
370.3 |
29.75 | |
|
8 |
10 |
65 |
50 |
386.0 |
28.43 | |
|
9 |
10 |
70 |
55 |
389.3 |
29.55 | |
|
強力（N） |
K1 |
1151.7 |
1139.1 |
1156.5 | ||
|
K2 |
1131.5 |
1146.7 |
1156.1 | |||
|
K3 |
1145.6 |
1143.5 |
1116.7 | |||
|
K1 |
383.9 |
379.7 |
385.5 | |||
|
K2 |
377.2 |
382.2 |
385.4 | |||
|
K3 |
381.9 |
381.2 |
372.2 | |||
|
R |
6.7 |
2.5 |
13.3 | |||
|
白度（CIE） |
K1 |
82.84 |
84.54 |
83.62 | ||
|
K2 |
84.44 |
84.57 |
84.42 | |||
|
K3 |
87.73 |
85.90 |
86.97 | |||
|
K1 |
27.6 |
28.2 |
27.9 | |||
|
K2 |
28.1 |
28.2 |
28.1 | |||
|
K3 |
29.2 |
28.6 |
29.0 | |||
|
R |
1.6 |
0.4 |
1.1 | |||
注：該正交實驗在60℃時，強力損傷率均超過5%。
由表6可知，從強力指標來看雙氧水漂白羊毛織物的影響主次因素為溫度>雙氧水濃度>時間，而從白度指標看影響工藝的主次因素是雙氧水濃度>溫度>時間，從中可以看出，時間是影響織物強力和白度最小的因素，時間越長白度越好，故取時間70min，在溫度超過60℃時，強力損傷率超過5%，而在55℃時，強力在控制范圍之內，白度也較好，故取溫度為55℃，從白度指標來看，雙氧水濃度是影響工藝最重要的因素，在溫度較低，強力也能得到很好的控制，綜合判斷，羊毛織物雙氧水漂白的工藝為：雙氧水10g/L，硅酸鈉2g/L，溫度55℃，時間70min。
2．6 .1 驗證正交實驗
根據(jù)正交實驗所得結果，雙氧水10g/L，硅酸鈉2g/L，溫度55℃，時間70min，確定該工藝是否為本實驗的最佳工藝。結果如表7
表7 正交實驗的驗證實驗數(shù)據(jù)及結果
|
試樣編號 |
白度 |
平均值 |
強力（N） |
平均值 | ||||
|
1 |
29.86 |
29.76 |
30.12 |
29.91 |
386.3 |
391.0 |
387.6 |
388.3 |
|
2 |
29.76 |
30.23 |
29.89 |
29.96 |
370.2 |
379.7 |
380.2 |
376.7 |
|
3 |
29.16 |
30.56 |
30.72 |
30.15 |
380.4 |
379.9 |
380.0 |
380.1 |
