前言

　　毛纖維表面有一層致密的鱗片，它的疏水性和化學(xué)惰性對(duì)染料的擴(kuò)散和吸附造成了困難。因此，傳統(tǒng)的染色溫度一般較高，因?yàn)橹挥性谳^高溫度下，毛干鱗片層才能打開，染料才能與毛皮相互作用，達(dá)到上染的目的。但溫度越高，毛纖維損傷越嚴(yán)重，且皮板在高溫下易收縮而失去彈性，物理化學(xué)性能大大降低，同時(shí)消耗大量能量[1 ～ 3]。本文采用氨水對(duì)毛皮進(jìn)行預(yù)處理的方法，剝離兔毛部分鱗片層，使兔毛在較低溫度下?lián)碛辛己玫娜旧阅?。通過對(duì)毛皮的上染速率、上染百分率等染色性能進(jìn)行比較，優(yōu)化出了預(yù)處理兔毛的最佳條件，并確定了染色工藝。

　　1· 實(shí)驗(yàn)部分

　　1. 1 主要實(shí)驗(yàn)材料與儀器

　　1. 1. 1 主要實(shí)驗(yàn)材料

　　兔皮，實(shí)驗(yàn)室自制; 捷力毛皮藍(lán)MB-TNB，毛皮勻染劑H-GL，威勒RR 加脂劑FHL，北京泛博科技有限責(zé)任公司; 25%氨水( AR) ，甲酸( AR) ，成都市科龍化工試劑; 工業(yè)鹽。

　　1. 1. 2 主要儀器及設(shè)備

　　HZS-H 型水浴振蕩器，哈爾濱市東聯(lián)電子技術(shù)開發(fā)有限公司; FA1004 電子天平，上海精密科學(xué)儀器有限公司; pHS-2C 數(shù)字式pH 計(jì)，上海日島科學(xué)儀器有限公司; 722 型光柵可見分光光度計(jì)，上海精密科學(xué)儀器有限公司。

　　1. 2 實(shí)驗(yàn)方法

　　1. 2. 1 氨水/氯化鈉預(yù)處理

　　采用實(shí)驗(yàn)室自制兔皮進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。將毛皮稱重作為以下實(shí)驗(yàn)用料依據(jù)，將毛皮剪成小皮塊( 4cm ×5cm) 置于錐形瓶中進(jìn)行預(yù)處理對(duì)比試驗(yàn)，分別在不同的pH、溫度、濃度、時(shí)間下進(jìn)行預(yù)處理實(shí)驗(yàn)。然后再進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果優(yōu)化出最佳工藝條件。將預(yù)處理后的兔皮在53℃下進(jìn)行染色實(shí)驗(yàn)。

　　1. 2. 2 上染率的測定[4]

　　上染率的計(jì)算公式: E% = ( 1 一A/A。) × 100

　　( E: 上染百分率; A: 染色后殘液吸光度; A。: 染色原液吸光度) 。

　　1. 2. 3 上染速率的測定[5]

　　本實(shí)驗(yàn)用捷力系列染料對(duì)堿預(yù)處理的毛皮與沒有預(yù)處理的毛皮在相同工藝下進(jìn)行染色，在染色過程中每間隔10 min 測定染料的上染百分率，然后按對(duì)應(yīng)的時(shí)間作圖即可得到染料的上染速率曲線。

　　1. 2. 4 正交實(shí)驗(yàn)

　　根據(jù)前面的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，設(shè)計(jì)了4 因素3 水平的正交實(shí)驗(yàn)表

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　　2 ·結(jié)果與討論

　　2. 1 預(yù)處理溫度對(duì)毛皮上染率的影響

　　用0. 1 mol /L 的氨水、5 g /L 的氯化鈉、液比為20，分別在20、30、40、50、60 ℃下對(duì)毛皮預(yù)處理30min，然后用捷力藍(lán)對(duì)其進(jìn)行染色，并測定上染率。

　　隨著溫度的升高上染率也是跟升高的，當(dāng)溫度在50 ℃時(shí)上染率到達(dá)了97% 以上。這主要因?yàn)槭请S著溫度升高，加速了對(duì)鱗片的剝離，同時(shí)促進(jìn)了毛的溶脹。但溫度過高會(huì)導(dǎo)致鱗片層過多的剝離，從而影響兔毛的強(qiáng)度。為了防止鱗片的過度剝除，處理溫度控制在30 ～ 50 ℃為宜。

　　2. 2 預(yù)處理時(shí)間對(duì)毛皮上染率的影響

　　用0. 1 mol /L 的氨水、5 g /L 的氯化鈉、40 ℃、液比為20，分別處理20、30、40、50、60 min，然后用捷力藍(lán)對(duì)其進(jìn)行染色，并測定上染率。

　　可以看出， 40 min 之前上染率是隨著處理時(shí)間的增加而逐漸升高的，40 min 后上染率卻開始下降。這可能是因?yàn)橥妹w維上部分的親水基團(tuán)隨著時(shí)間的增長被改變了，從而影響了染料的吸附。所以時(shí)間應(yīng)控制在20 ～ 40 min 內(nèi)。

　　2. 3 預(yù)處理氨水濃度對(duì)毛皮上染率的影響

　　在5 g /L 的氯化鈉、40 ℃、液比為20 下，分別用濃度為0. 1、0. 2、0. 3、0. 4、0. 5 mol /L 對(duì)毛皮進(jìn)行30min 預(yù)處理，然后用捷力藍(lán)對(duì)其進(jìn)行染色，并測定上染率。

　　可以看出，當(dāng)氨水濃度為0. 1、0. 3、0. 5mol /L 時(shí)，上染率是逐漸上升的。這是可能因?yàn)榘彼龠M(jìn)了二硫鍵的水解，打破了染色的障礙; 同時(shí)堿能夠清除兔毛表面的油脂、汗液，改變了兔毛的表面性質(zhì)，促進(jìn)了染料的吸附[6]。在0. 2、0. 4 mol /L 時(shí)，上染率略有下降，這可能是部分親水基團(tuán)被改變了。為了防止鱗片的過度損傷，而影響毛的強(qiáng)度，根據(jù)上染率的指標(biāo)，氨水濃度選擇0. 1 ～ 0. 3mol /L 為宜。

　　2. 4 預(yù)處理氯化鈉濃度對(duì)毛皮上染率的影響

　　在0. 1 mol /L 的氨水、40 ℃、液比為20 下，分別用濃度為3、6、9、12、15 g /L 的氯化鈉對(duì)毛皮進(jìn)行30min 預(yù)處理，然后用捷力藍(lán)對(duì)其進(jìn)行染色，并測定上染率。

　　可以看出，當(dāng)氯化鈉的濃度為6 g /L 時(shí)上染率達(dá)到最大95. 37%，隨后隨著氯化鈉的增加上染率反而減小。在實(shí)驗(yàn)過程中，當(dāng)氯化鈉的量超過10 g /L 以上時(shí)，染料會(huì)有小部分沉淀。所以氯化鈉的量應(yīng)該控制在5 g /L 左右。

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　　2. 5 兔毛預(yù)處理的正交實(shí)驗(yàn)

　　綜合單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果，設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn)，以上染率為指標(biāo)進(jìn)行分析。

　　可以看出，根據(jù)上染率指標(biāo)判斷，本文的最佳工藝為A3B2C1D1，這一結(jié)果基本與單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。從極值R 的值可以看出，各因素作用的主次順序?yàn)锳 > D > C > B，溫度對(duì)其影響最大。所以本文選擇溫度50 ℃、氯化鈉3 g /L、氨水0. 1 mol /L 處理30 min。

　　2. 6 氨水/氯化鈉預(yù)處理后毛皮的上染速率

　　前面通過正交試驗(yàn)已經(jīng)確定了堿處理的最佳處理?xiàng)l件，因此，我們在最佳預(yù)處理?xiàng)l件下對(duì)毛皮進(jìn)行前處理，然后在較低溫度下對(duì)預(yù)處理過的毛皮和未經(jīng)處理的毛皮分別進(jìn)行染色，在不同時(shí)間( 0、10、20、30、40、50、60、70、80、120 min) 測定上染率。

　　可以看出，氨水/氯化鈉處理的毛皮上染速率明顯高于未處理毛皮，在30 min 時(shí)就已經(jīng)達(dá)到很高的上染率，且在40 min 左右就已經(jīng)達(dá)到平衡，而未經(jīng)處理的毛皮上染速率比較緩慢，在60 min左右才達(dá)到上染平衡。這是可能因?yàn)榘彼龠M(jìn)了二硫鍵的水解，打破了染色的障礙，加快了染色速度; 同時(shí)堿能夠清除兔毛表面的油脂、汗液，改變了兔毛的表面性質(zhì)，促進(jìn)了染料的吸附。加入加脂劑后，上染率略有下降[6]，這可能會(huì)因?yàn)橛捎诩又瑒┑拇嬖?，染料分子從毛皮中被擠出，但是隨著時(shí)間的增長，上染率又開始回升。

　　2. 7 對(duì)比實(shí)驗(yàn)

　　將處理過的兔毛在較低溫度( 53 ℃) 下的染色效果，與未經(jīng)處理在較低溫度( 53 ℃) 下的染色效果及常規(guī)( 68 ℃) 下的染色效果進(jìn)行對(duì)比。

　　可以看出，經(jīng)過預(yù)處理，兔毛在較低溫度( 53 ℃) 下的上染率達(dá)到了96% 以上與常規(guī)( 68℃) 下的上染率接近。未經(jīng)處理的兔毛在較低溫度( 53 ℃) 下的上染率明顯低于常規(guī)( 68 ℃) 下的上染率。這就說明了預(yù)處理的方法是有可行的，且染色效果良好。

　　3· 結(jié)論

　　( 1) 氨水/氯化鈉預(yù)處理能有效的破壞兔毛的鱗片層，打破染色的障礙，降低了染色的位能，使染料更容易擴(kuò)散和吸附，從而實(shí)現(xiàn)了較低溫度染色。

　　( 2) 在較低溫度( 53 ℃) 下用捷力染料染色，經(jīng)過氨水/氯化鈉預(yù)處理的兔毛上染速率得到加快，上染百分率達(dá)到了96. 58%，與常規(guī)( 68 ℃) 下染色的上染百分率接近。

　　( 3) 影響氨水/氯化鈉預(yù)處理的因素主要有: 溫度、時(shí)間、氨水濃度、氯化鈉濃度。在本文的條件下，氨水/氯化鈉預(yù)處理的最佳條件為: 溫度50 ℃、液比20、氯化鈉3 g /L、氨水0. 1 mol /L 處理30 min。

　　( 4) 為了更好的染色，氨水/氯化鈉預(yù)處理后兔毛需要進(jìn)行中和實(shí)驗(yàn)，將兔毛和浴液的pH 調(diào)到4. 0左右。