羽毛纤维的前处理与染色工艺研究

【摘要】由于羽毛具有造型美观,色彩丰富,光泽柔和亮丽,所以早在18世纪上叶,人们就将其应用于服装装饰品及工艺品等生产领域。但由于羽毛质轻、难洗涤,因此羽毛纤维一直没有得到更广泛的应用。羽毛纤维是一种天然角蛋白纤维,具有中空蓬松的结构和良好的吸湿性,它轻盈、柔软、保暖性好,具有其它产品所不可替代的优势。目前我国羽毛及其制品加工企业大多是手工作坊式生产,生产工艺杂乱,染色工艺、杀菌工艺也完全凭借经验,缺乏环保、健康安全意识,染色产品色牢度差,使用中存在安全隐患。对羽毛纤维的前处理和染色工艺进行研究,对环境保护、资源的循环利用,及绿色羽毛产品的开发具有积极意义。论文主要从羽毛纤维的应用安全性要求出发,对其前处理工艺、染色方法和条件进行了系统研究。通过正交设计、单因素实验和响应面分析法,得出影响洗涤效果的主要因素,建立线性关系；通过正交实验和线性回归法分析染色工艺条件的影响因素,分别得出上染率、甲醛含量与染色条件的二次回归方程,并对回归方程进行综合分析,得出最优的染色工艺条件；通过综合评价法—线性加权综合法对羽毛纤维的应用安全性进行评价分析,得出了羽毛纤维的前处理与染色应用安全性评价模型,对实际生产有一定的指导意义。采用超声波与酸性蛋白酶结合对羽毛纤维进行前处理,通过对洗涤时间、洗涤温度、酸性蛋白酶用量和浴比等影响因素进行研究,并与传统洗涤方法和羽毛专用洗涤剂洗涤方法进行对比,其结果表明：超声波洗涤方法可以缩短洗毛时间,降低洗毛温度,减少废水排放量,减少羽毛纤维的微生物含量,洗涤效果明显优于传统洗涤法和羽毛专用洗涤剂洗涤法；超声波与酸性蛋白酶结合洗涤羽毛纤维的较优工艺条件为：双氧水5mL/L、pH值4.0～6.0、洗毛时间20min、洗毛温度70℃、酸性蛋白酶用量3%(o.w.f)、浴比1：40;通过单因素试验、Box-Benhnken中心组合试验和响应面分析法,研究各自变量及其交互作用对洗净羽毛纤维含菌量的影响,得到洗净羽毛纤维中嗜温性需氧菌含量与洗涤条件回归预测模型为：y=3.73333-0.31667×2+0.24167×3+0.52500×12+0.92500×22+0.53750×32+0.41250×42采用弱酸性染料、活性染料和中性染料等研究了超声波对羽毛纤维染色效果的影响。实验结果表明：超声波上染羽毛纤维,可以缩短染色时间,提高上染率,增大染色牢度,降低微生物含量,且弱酸性染料染色效果明显优于其它染料,其上染率可以达到92.1%,耐摩擦色牢度均达到3级以上；通过多元线性回归分析,分别建立了酸性染料上染率、甲醛含量与染色时间和染色温度的二次回归模型。采用线性加权综合法研究了酸性蛋白酶用量、洗涤时间、洗涤温度、染料用量、染色时间、染色温度和染液浴比对羽毛纤维安全性的影响。结果表明：利用超声波对羽毛纤维进行洗涤和染色的较优工艺条件为：酸性蛋白酶用量3%、洗涤时间20min、洗涤温度70℃、染料用量2%、染色时间40min、染色温度80℃和染液浴比1：40；从羽毛纤维的上染率、耐摩擦色牢度、甲醛含量和含菌量等方面考虑,所建立的羽毛纤维前处理与染色应用安全性评价模型为：该模型拟合效果好,精确度较高,可对实际生产进行预测。
【作者】张娟；
【导师】赵玉萍；
【作者基本信息】大连工业大学，纺织材料与纺织品设计，2012，硕士
【关键词】羽毛纤维；超声波技术；前处理；染色；安全性评价；数学模型；

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