常压等离子体与酶结合处理提高羊毛防毡缩性

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1、http://www.paper.edu.cn常压等离子体与酶结合处理提高羊毛防毡缩性∗郭勇李珣蔡再生东华大学化学化工学院，上海，200051E-mail:gouyong@mail.dhu.edu.cn，zshcai@dhu.edu.cn摘要：随着人们环保意识的提高，传统的以先氯化再加树脂的羊毛防毡缩技术将难以为继。等离子体技术和生物酶减量技术以其高效和对环境友好的特点成为研究的重点。研究表明等离子体、蛋白酶及二者的联合处理有显著的防毡缩效果，而且低温等离子体只作用于羊毛的表面，因此羊毛的优良性能几乎不变。关键词：羊毛；等离子体；酶；防毡缩1前言羊毛防毡缩的研究已有一个世纪之久，

2、迄今为止，工业生产上应用最广泛的是氯化/树脂技术。羊毛氯化过程会产生的可吸收有机卤化AOX(AbsorbableOrganicHalogen)，造成严重的环境污染，必将受到所有工业化国家法规的严格[1]限制。因此绿色环保型的毛织物染整工艺是当今研究的重点。等离子体作为一种表面处理技术在纺织品加工中的应用已有很多研究。通过表面刻蚀和氧化，就象氯化一样对羊毛表面改性，结合树脂处理，为羊毛无氯防毡缩整理提供了另一条可能的途径。Hesse等人用空气、氧等低温等离子体处理羊毛，然后再用从牛皮水解得到的胶原蛋白/环氧树脂处理，得到很好的防[2]毡缩效果，整理后纤维的失重很小。另一种可能替代氯

3、化的方法是酶处理。棉织物的酶退浆早已为人们所熟知；纤维素织物的酶洗、生物抛光和柔软也已获得商业化应用；丝的蛋白酶脱胶、生物洗等已开始进入生产应用阶段。八十年代以来，用蛋白酶处理羊毛使之具有防毡缩、柔软和高光泽等性能引起人们极大的兴趣，相继在日本、欧美等地展开研[3]究，并取得了一些成果。本文从分析等离子体与酶对羊毛的作用原理入手，重点讨论了等离子体技术、酶及二者结合在羊毛织物防毡缩工艺中的应用。∗高等学校博士学科点专项科研基金资助课题（20030255008），留学回国人员科研启动基金资助课题-1-http://www.paper.edu.cn2实验部分2.1材料的准备2织物：全

4、澳毛针织物，30s×2，纬向54针/10cm，经向78针/10cm，（150g/m）整理剂及药品：Savinase型蛋白酶，诺维信公司ProtexMultiplusL型蛋白酶，汽巴－嘉基公司。氯化剂Basolan88，巴斯夫公司仪器：AtomfloTM250型常压等离子射流处理仪，SurfxTechnologies公司；H5KS型万能强力仪，Hounsfield公司；DXS－10A扫描电镜，上海电子光学技术研究所；Whirpool标准洗衣机，Whirpool标准烘干机，Whirpool公司。2.2实验方法常压等离子体处理羊毛的条件：氦气流量10L/min；喷口气体温度100℃

5、；功率10W；喷口紧贴织物表面。酶防缩整理流程：浸渍（酶的浓度1％O.W.F，浴比1：15，50℃，50min，Na2SiO3调节pH值为8~9）－失活（75℃，HAc调节pH值至4以下）－清水冲洗－晾干。2.3测试内容缩绒实验：参照GB8629—88断裂强力：参照GB/T3923.1—1997扫描电镜：织物在真空条件下喷金之后，用分辨率为100Å的扫描电镜拍摄织物表面形态。3结果与讨论3.1等离子体羊毛防毡缩处理氦气/空气常压等离子体的能量可通过光辐射、中性分子流和离子流作用于聚合物表面产生自由基，同时在等离子体中的中性粒子通过连续不断地轰击固体-2-http://www.p

6、aper.edu.cn表面将能量转移给聚合物，在碰撞过程中会产生自由基。这时羊毛与空气接触，会与氧分子和氮分子发生反应，在其表面引入极性基团，表面性能发生变化。等离子体中的分子、原子和离子渗入到材料表面，同时羊毛表面的原子逸入等离子[4]体中。这个过程可以可使纤维表层的大分子链断裂，发生表面刻蚀，呈微观不平的粗糙状态。实验中采用AtomfloTM250型常压等离子体处理仪以13.56MHz电极式感应耦合高频处理羊毛织物，羊毛织物经过氦气/空气常压等离子体的速度为2mm/s~0.5mm/s，处理后织物的表面变化见图1。原样处理样：2mm/s处理样：1mm/s处理样：0.5mm/s-

7、3-http://www.paper.edu.cn图1氦气等离子体处理羊毛表面效果由图1可知，AtomfloTM250型常压等离子体处理对羊毛鳞片的刻蚀是很明显的，但处理时间不同，羊毛鳞片受作用程度和均匀性有很大不同。时间越长越均匀。这除了该等离子体设备产生的等离子体密度本身不均匀外，也与羊毛原纤[5]自身的缺陷、纺织过程中受到的损伤及织物结构（如交叉点与非交叉点）有关。He/air常压等离子体处理不同时间的羊毛织物的接触角和毡缩性见表1。表1氦气处理羊毛后毡缩性情况性能未处理样