1、第五节 蚕丝织物前处理蚕丝织物的前处理 蚕丝的主体是丝素 天然杂质:丝胶、脂蜡、色素、无机物和碳水化合物 人为杂质:着色剂(识别捻向) 、油污 影响丝绸柔软、光亮和洁白等品质,妨碍染色、印花和整理等后加工 蚕丝的前处理,即精练和漂白,简称练漂 精练的主要目的是去除丝胶,以及其他天然杂质和人为杂质。 蚕丝的精练又称为脱胶蚕丝中杂质的组成及化学性质一、天然杂质 (1) 丝胶 由 18 种氨基酸组成,桑蚕丝丝胶中的丝氨酸、天门冬酸、谷氨酸、乙氨酸、苏氨酸和赖氨酸的含量较高 丝胶蛋白分子肽链的排列不太规整,结晶度较低,具有由无规则卷曲到 折叠构象的结构 丝胶组成氨基酸带有羟基、羧基和氨基等强极性侧基
2、丝胶蛋白是一种水溶性球状蛋白,能在水中溶解 提高处理温度能使丝胶在水中的溶解度增加 水温低于 90,丝胶仅在水中溶胀 水温高于 90,丝胶迅速溶胀,并在水中溶解 水温超过 105 ,溶解速率剧增 处理温度过高,会使丝素受损 丝胶蛋白具有两性性质,溶解性与溶液的 pH 值密切相关 当溶液的 pH 值等于丝胶等电点时,丝胶的溶解速率和溶解度最低。 pH 值为 910.5、温度为 9598 的弱碱性溶液,是蚕丝织物的精练条件 根据研究,丝胶应该是不同相对分子质量的蛋白质混合物,因此从表层向内部的丝胶溶解性逐渐降低 (二)脂蜡、色素、无机物和碳水化合物 脂肪:来自蛹体,主要成分是脂肪酸的甘油脂 蜡质:
3、大部分集中在靠近丝素的丝胶层里,主要成分为蜂蜡酸等高级酯类 色素:浅黄到淡褐或深褐色,多为黄酮类和胡萝卜类,大部分存在于丝胶,随丝胶的去除而去除 无机物:钙、镁、钠和钾的氧化物或盐类存在于蚕丝中,主要存在于丝胶中,少量则存在于丝素中 碳水化合物:主要成分为葡萄糖及其衍生物,主要存在于丝胶中,少量存在于丝素中。部分碳水化合物具有纤维素结构,呈微细的纤维状,亦称微茸,影响蚕丝织物的外观质量,并使产品的色泽和鲜艳度降低。二、人为杂质 浸渍助剂:为减少织造断头率,在蚕丝络丝前必须进行浸渍处理,浸渍助剂就成为蚕丝织物的一种人为杂质 浸渍助剂经历了经丝揩蜡、有蜡浸渍剂、无蜡浸渍剂发展到高速浸渍剂 着色剂:
4、为了区别捻度、捻向、等级以及不同用途原料 易于脱色的弱酸性染料或食用染料,对精练妨碍不大三、蚕丝织物的精练原理 即脱胶原理 丝素和丝胶都是蛋白质,基本组成单位均为 氨基酸,在氨基酸种类和含量、分子排列、超分子结构以及所处位置都存在着很大差异。 丝胶蛋白属球形蛋白,其中极性氨基酸含量远比丝素蛋白的多,且分子排列紊乱,结晶度较低 丝素蛋白分子呈直线形,结构简单且紧密,取向度和结晶度均较高 溶解性:在水中,丝素不溶解,丝胶能膨化和溶解 水解性和化学稳定性:在酸、碱或酶的作用下,丝胶更容易分解,丝素则比较稳定 利用丝素和丝胶的差异性,采用适当的工艺和设备,除去丝胶而保留丝素,从而达到脱胶的目的 碱的作
5、用 碱能促使丝胶剧烈膨化,提高丝胶溶解性 碱能与丝胶结合生成蛋白质盐,减弱甚至破坏肽链间的盐式键 破坏肽键之间形成的氢键 催化丝胶的肽链水解 (二)酸的作用 能促使丝胶蛋白的膨化和溶解,催化丝胶蛋白的水解 (三)酶的作用 利用其专一性 蚕丝织物的精练: 丝胶吸湿膨化 (2)在酸、碱或酶等助剂加速丝胶的溶解和催化其水解 (3)丝胶在表面活性剂的帮助下脱离纤维并稳定地分散在练液中 脱胶后的蚕丝织物称为熟坯或熟织物 桑蚕丝织物全脱胶时的练减率一般在 23左右四、影响精练的因素 练液的 pH 值 pH 值为 47 时(丝胶等电点附近) ,练减率最低 当 pH9 或 pH2.5 时,丝胶溶解度显著增加
6、在练液 pH 值过高(11 以上)或过低( 2 以下) ,会使蚕丝纤维的强力显著下降 可选用 pH 值为 1.752.5 酸性溶液或 pH 值为 910.5 的碱性溶液中精练 由于酸浴精练不能除去脂蜡等杂质使成品手感粗糙发硬,且对设备腐蚀严重,故采用弱碱性溶液中精练 (二)精练温度 在 77以下,丝胶很少脱去 在 85 以上,脱胶率急剧增加 达到 95 时,丝胶基本脱尽 超过 100 ,练液沸腾使织物相互摩擦而造成擦伤和起毛外,丝素会泛黄和损伤 故精练温度为 9598 , “沸而不腾” (三)精练剂及其浓度 以碱剂和表面活性剂为主要成分 碱剂:促使丝胶溶解和水解,过高,影响强力 表面活性剂:润
7、湿、分散和去污等作用,提高成品毛效和改善织物的手感 (四)精练时间 组织紧密的织物时间长,轻薄织物则较短 (五)浴比 浴比为练液容积与织物质量之比 浴比大:加快脱胶速率、增加脱胶均匀性和减少织物的擦伤,产量低且精练药剂和蒸气耗量大 浴比小:脱胶不均匀,易造成织物擦伤 (六)中性盐 影响丝胶的溶解度,进入蚕丝无定形区带入大量水分 会加强酸或碱对丝素的损伤 钙或镁离子危害最大,应尽量避免使用硬水五、精练工艺 (一) 碱精练 常用碳酸钠、碳酸氢钠、硅酸钠等强碱弱酸盐精练,利用水解得到一定碱度, 一般不使用氢氧化钠 使用缓冲溶液来维持所需的 pH 值 (二)皂碱精练 肥皂水解出的游离碱可起缓冲作用,形
8、成缓冲溶液 起到表面活性剂的作用 以肥皂精练剂为主练剂,碳酸钠、磷酸三钠、硅酸钠和保险粉为助练剂,并采用预处理、初练、复练和练后处理等工序 (三)酸精练 可根据特殊需求,可利用酸脱胶达到部分脱胶目的(三分练、五分练和七分练等) (四)酶精练 由于酶的专一性,对其他杂质不能去除,分解后的丝胶也不能很好地与丝素本体分离 很少单独使用 (五)复合精练剂精练 复合精练剂:主要由油酸钠、鳌合剂、碱剂、丝素保护剂和还原剂等组成 快速精练剂:非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂(包括肥皂) 、金属鳌合剂、丝素保护剂和碱剂等组成六、精练设备 1.挂练槽 2.星形架 3.平幅连续精练机 4.高温高压精练机七、蚕丝
9、织物的漂白和增白 一.漂白 一般不需要进行专门漂白处理 还原漂白:可提高白度,但略带黄光,且有重新被氧化复色的倾向 氧化漂白:可在皂碱法精练的初练与复练之间,也可在精练后进行 可采用双氧水或过硼酸钠漂白,并添加必要的稳定剂(如硅酸钠) 二、增白 上蓝增白 采用少量的上蓝剂(蓝紫色染料或涂料)处理漂白织物,以吸收可见光中的黄橙色,减弱织物上的黄褐色泽 织物的残存杂质会过量吸收可见光中的蓝紫光,使织物带有浅黄色和浅褐色 织物对黄橙光的反射有所降低,提高白度,但总反射率降低,亮度下降 2.荧光增白 吸收紫外光放出可见蓝紫光,与织物上偏重的黄橙光混合成白光 同时,提高织物对可见光的总反射率(甚至超过 100) ,使织物的白度和亮度增加 在紫外光源较弱的情况下,增白效果较差