陈海英

(绍兴文理学院 元培学院，浙江 绍兴 312000)

羊毛角蛋白整理棉织物实验研究

陈海英

(绍兴文理学院 元培学院，浙江 绍兴 312000)

棉织物存在吸湿性不高，抗皱性差等缺点。采用氢氧化钠溶解羊毛制得角蛋白溶液，在不同温度和时间下用羊毛角蛋白溶液整理棉织物，并测试整理后的棉织物的回潮率、吸水性能、透湿性能、抗皱回复性、白度和硬挺度。测试结果表明，羊毛角蛋白在温度60 ℃、上染时间90 min条件下对棉织物的附着率最高；经角蛋白溶液整理后的棉织物，其透湿性能、吸水性能、吸湿性能、抗皱回复性能和刚柔度等都有所提高，而白度略有下降。

棉织物；角蛋白；抗皱；白度

角蛋白是一种非食用蛋白，它的来源很广[1]，在纺织领域的用途也逐渐扩大[2-3]，如角蛋白共混液方式制备纤维及薄膜，角蛋白整理织物等[4]。其中角蛋白毛织物整理，是将经预处理后的羊毛，浸入角蛋白溶液中使其表面覆盖且产生一层薄膜，从而使其定向摩擦效应降低，抗起毛起球性增大，与此同时，耐洗性也会相应提高[5-6]。王江波等[7]用羊毛角蛋白溶液整理涤纶织物，不仅使其吸湿性和吸水性都有所提高，而且还提高了耐洗性。本文通过碱液法用角蛋白整理棉织物，并对其性能进行测试。

一、实验部分

(一)实验材料与仪器

实验试剂与材料有氢氧化钠、羊毛和纯棉坯布。实验仪器有织物白度仪、YG(B)541E智能式织物折皱弹性仪、烘干机、FA2104A电子天平、L-12124C常温振荡试色机、YG(B)022D型全自动织物硬挺度仪，等。

(二)实验方法

1.羊毛角蛋白的附着率测试

配制一定浓度的角蛋白溶液，将水洗烘干后的棉织物(称重获得其质量m2)浸入角蛋白溶液中，在一定温度下经常温振荡试色机处理数小时后取出，在80℃的烘干机中烘干,用电子天平称重得到质量m1。羊毛角蛋白的附着率w1的计算公式如下：

(1)

2.织物的回潮性能测试

将改性后的棉织物烘干称重得到m3，在自然条件下，经过一段时间后，将该棉织物再次用天平称重得到回潮后的质量m4。织物的吸湿回潮性w2的计算公式如下：

(2)

3.织物的吸水性能测试

改性棉织物浸水取出后直至不滴水的质量m5与烘干后的质量m6之差，再除以烘干前质量m5，得到其吸水性w3：

(3)

4.织物的透湿性测试

在烧杯中加入一定水，将改性棉织物在烧杯口用皮绳固定，一段时间后，观察烧杯内水的减少量。

5.织物的抗皱性能测试

织物的抗皱性能可以用抗皱回复角来表示。在YG(B)541E智能式织物折皱弹性仪上，按照说明书上指示的步骤进行操作，得到不同羊毛角蛋白附着率的棉织物的抗皱回复性。

6.织物的白度测试

将织物放在织物白度测试仪上按步骤进行测试，依次得到不同角蛋白附着率织物的白度。

7.织物的硬挺度测试

将不同羊毛角蛋白附着率的棉织物剪成规定要求的条状放置于YG(B)022D型全自动织物硬挺度仪上，按动开关，记下红灯亮时的硬挺度。

二、实验结果和讨论

(一)角蛋白附着率

取若干20 cm×20 cm的纯棉白坯布，水洗烘干后称重，并分别浸入不同液体中，浸入浴比为1∶30。在常温振荡试色机上，设置不同的时间和温度，将上染后的织物在80℃下烘干熨平称重。

1.温度对附着率的影响

控制时间为90 min，取5块棉织物分别浸入等量的羊毛角蛋白溶液中，在常温振荡试色机上设置温度分别为40℃、50℃、60℃、70℃、80℃，得到5块具有不同附着率的棉织物，结果如表1所示。

表1 温度对附着率的影响

温度/℃4050607080附着率/%9.7910.2111.7810.39.8

由表1可知，附着率随温度升高而不断增加，而当温度大于60℃时，附着率下降。这是由于角蛋白耐热性不高，因此当温度超过60℃后，角蛋白分子发生部分降解，可吸附角蛋白浓度降低，棉织物上已经吸附的角蛋白分子发生解吸，引起角蛋白附着率逐渐下降。

2.时间对附着率的影响

控制温度为60℃，取4块棉织物分别浸入等量的羊毛角蛋白溶液中，在常温振荡试色机上设置时间分别为30 min、60 min、90 min、120 min，得到4块具有不同附着率的棉织物，结果如表2所示。

表2 时间对附着率的影响

时间/min306090120附着率/%9.9410.5211.7810.8

由表2可知，羊毛角蛋白在棉织物上的附着率会随着时间的增加而不断增加。当超过90 min后，角蛋白附着率提升趋缓，主要原因是当处理时间超过90 min后，溶液中可吸附角蛋白浓度降低，棉织物对角蛋白的吸附和解吸过程基本平衡，引起角蛋白附着率提升不明显。

(二) 回潮率

对不同附着率的棉织物进行回潮率测试，结果如图1所示。

图1 附着率对棉织物回潮率的影响

由图1可知，随着角蛋白附着率的增加，织物回潮率不断增加，当附着率大于10.52%时，织物回潮率下降。这主要是当附着率大于10.52%后，棉织物表面完全被角蛋白附着，大分子上羟基被角蛋白封闭，无法吸收水分，同时角蛋白在织物表面形成薄膜状，封闭棉织物纱线间的缝隙，进一步影响织物回潮率。

(三)吸水性

对不同附着率的棉织物进行吸水性测试，结果如图2所示。

由图2可知，随着角蛋白附着率的增加，织物的吸水性增加。当附着率大于10.52%时，织物吸水性下降，主要原因是高浓度角蛋白附着率使棉织物纱线间的缝隙变小。

(四)透湿性

以透湿性为横坐标，以附着率为纵坐标，绘制透湿性与角蛋白附着率的关系图，如图3。

由图3可知，随着角蛋白附着率的增加，织物的透湿性增加。当附着率大于10.52%时，织物透湿性下降，主要原因是角蛋白在织物表面形成薄膜状，封闭棉织物纱线间及纱线内部的空隙，影响其透湿性能。

(五)抗皱回复性

对不同附着率的棉织物进行抗皱回复性测试结果如图4所示。由图4可知，在一定范围内随着角蛋白附着率的增加，织物的抗皱回复角增大，但当角蛋白附着率大于10.52%后，抗皱回复角变化不明显，

图4 附着率对织物抗皱回复性的影响

(六)白度

对不同附着率的棉织物进行白度测试，结果如图5所示。

图5 附着率对棉织物白度的影响

由图5可知，随着角蛋白附着率的增加，织物的白度缓慢下降，但当角蛋白附着率大于10.52%后，白度下降较为明显，主要原因是附着率大于10.52%时，角蛋白已经完全在织物表面形成的薄膜，且随着薄膜厚度增加，对棉织物表面白度遮盖性越大，导致织物白度越来越小。

(七)硬挺度

对不同附着率的棉织物进行硬挺度测试，结果如图6所示。

图6 附着率对棉织物硬挺度的影响

由图6可知，随着角蛋白附着率的增加，织物的硬挺度增大，主要原因是角蛋白局部在织物表面附着，形成块状沉积物，影响了纱线及织物的弯曲性能， 但当角蛋白的附着率大于10.52%

后，伸出长度、抗弯长度和抗弯刚度逐渐步变小，主要原因是附着率大于10.52%时，角蛋白在织物表面形成的薄膜具有较高柔韧性，且随着薄膜厚度增加，薄膜对棉织物刚柔性影响就越大，导致织物越来越柔软。

三、结论

羊毛角蛋白能够与纤维素直接发生共价交联，因此经羊毛角蛋白处理后的织物其回潮率、吸水性、透湿性、抗皱回复性、白度和硬挺度等性能有一定的变化。本文通过对比性试验探讨了羊毛角蛋白附着率对棉织物性能的影响，结论如下：

1)羊毛角蛋白上染织物的最佳工艺为温度60℃、上染时间90 min，此时的羊毛角蛋白附着率在10.52%左右。

2)经过羊毛角蛋白处理后的棉织物各项性能得到改善。其中抗皱回复性、回潮率、硬挺度、吸水性、透湿性都有所提高，而织物白度有所下降。

[1]李鹏飞,洪颖,陈双春,等.角蛋白的提取及其生物医学应用[J].高分子通报,2013(6):7-11.

[2]孙艳丽,姚金波,李博,等.羊毛角蛋白溶液的制备及应用[J].印染助剂,2014,31(5):2.

[3]LI RONG,WANG DONG.Preparation of regenerated wool keratin films from wool keratin-ionic liquid solutions[J].Applied Polymer Science,2013(10):2648-2653.

[4]姚金波,何天虹,何美劲,等.羊毛角蛋白质溶液在毛织物定形中的应用[J].毛纺科技,2004(1):14-16.

[5]王琛.羊毛角蛋白溶液的制备及其在毛织物抗起毛起球整理中的应用[D].上海:东华大学,2010.

[6]朱磊.动物纤维角蛋白质的提取及在织物整理中的应用研究[D].杭州:浙江理工大学,2005.

[7]王江波,刘建勇,杨威．羊毛角蛋白液涂覆处理涤纶的亲水性研究[J].合成纤维工业,2012,35(2):28-31.

(责任编辑 邓 颖)

On Finishing of Cotton Fabric with Wool Keratin

Chen Haiying

(Yuanpei College, Shaoxing University, Shaoxing, Zhejiang 312000)

The cotton fabric is poor in hygroscopicity, anti-wrinkle resistance. So it was treated with the wool keratin solution at different temperatures and times. The keratin solution was prepared by dissolving wool with sodium hydroxide. Then the moisture regain, water absorption, moisture permeability, anti-wrinkle recovery, whiteness and stiffness of the finished cotton fabric were tested. The results show that the adhesion rate of wool keratin to cotton fabric at 60℃ in 90 minutes was the highest. The moisture permeability, water absorption, anti-wrinkle recovery and rigidity of the cotton fabric finished after the keratin solution increased, while the whiteness slightly decreased.

cotton fabric; wool keratin; anti-wrinkle; whiteness

10.16169/j.issn.1008-293x.j.2017.11.022

TS151

A

1008-293X(2017)11-0116-05

2016-10-27

陈海英(1990- ),女，浙江温岭人，绍兴文理学院元培学院研究实习员，研究方向：纺织科学。