漂毛粉在羽毛漂白應用的研究

漂毛粉在羽毛漂白應用的研究

（北京恆普科技有限責任公司 北京）

摘要：就羽毛漂白在以下幾個方面進行介紹：羽毛漂白歷史介紹；羽毛漂白 機理；羽毛漂白工藝條件；羽毛漂白助劑介紹。

關鍵詞：護毛劑；羽毛；漂白;漂毛粉BLANKIT

KAISI®SpecialProtectiveAgentE6InFeathersBleachingApplicationResearch

（Beijing Hengpu Science & Technology Co. Ltd., Beijing China）

Abstract:In the following aspects of feather bleaching are introduced:feather bleaching history; feather bleaching mechanism; feather bleaching process conditions; introduction of feather bleaching auxiliaries。

Key words:special protective agent E6；feather；bleaching

漂白簡單地說是基質向脫色作用方向發生的有色澤變化。嚴格地說，化學漂白引起了色澤的氧化或還原降解，漂白劑破壞了發色系統或者對有色基團產生改性作用，使之降解成為較小的水性單元而易於從物品上除去。但是漂白過程中容易對蛋白纖維造成損傷，影響其經濟價值，經過實驗研究表明，在漂白過程中適當添加蛋白保護劑，可以有效減少蛋白纖維損傷，而北京恆普科技有限責任公司開發的凱斯®特效保護劑E6正是能夠達到這樣目的產品。

漂白工業主要包括:紙漿，麥稈，牙齒，皮膚，蠶絲、棉、麻紡織物等的漂白。而其中以絲帛的漂白歷史最為悠久。中國古代曾利用草木灰液浸漬絲帛，晝曝夜收反覆七晝夜以達到精練和漂白的目的。對竺麻以半浸半曬方法，反覆曝晒進行漂白或用硫黃熏白。18世紀末葉，法國用氯氣對植物纖維織物漂白。1799年，以消石灰吸收氯氣製成次氯酸鈣，從此廣泛用於棉、麻紡織物漂白。20世紀初漸改用次氯酸鈉。30年代以後，過氧化氫、亞氯酸鈉相繼成為紡織物的重要氧化漂白劑。還原漂白劑有凱斯®漂毛粉BLANKIT、二氧化硫、亞硫酸氫鈉和連二亞硫酸鈉等。

近幾年，有色動物毛皮纖維如羊毛、耗牛絨尤其禽類羽毛、羽絨的漂白技術研究作為新興產業受到廣泛關注。 白羽毛因色淺易於染色、外觀柔美等優點被廣泛應用於很多領域，如羽毛球工業、服裝和紡織工業等。但是，白色羽毛來源少、價格高，而黑色的羽毛生產量大，價格便宜，基本較少使用而被棄為垃圾，而且造成了環境污染。由於羽毛纖維中黑色素含量高，黑色素結構穩定，且蛋白質纖維中的天然色素存在於纖維層內，將它去除又不傷及纖維，頗為困難。至今尚未有一種有效的方法和工藝。因此，對其漂白要在較劇烈的條件下進行。

北京恆普科技有限責任公司是一家致力於以高科技推動裘皮行業綠色發展的高新技術企業。公司主要從事裘皮、皮革、紡織化學品研發、銷售及技術推廣，產品包括助劑、功能性材料等多個品種，其中歷經數年與國內外知名研究機構合作開發出了凱斯®特效保護劑E6等新型高效助劑。

凱斯®特效保護劑E6在羽毛漂色過程中適量添加，就能夠有效保護羽毛纖維，極大程度上減少羽毛纖維損傷。凱斯®特效保護劑是由特殊生化原料和精選助劑復配而成，對羽毛蛋白纖維具有良好的保護使用。在漂白浴中可最大限度保護蛋白纖維不受氧化劑和還原劑的破壞，能夠最大限度地保持蛋白纖維原有的光澤、手感和彈性。

凱斯®漂毛粉BLANKIT漂白性能遠超市場其他同類產品， 可使漂白還原作用均勻、持久、緩和，毛損傷性小，毛被潔白透亮。能結合鐵離子和重金屬離子，即使在水質較差條件中，羊毛仍可保持柔軟手感。

凱斯®消泡劑HB能快速消泡並抑制泡沫的產生，不影響皮板的手感，並能減少毛被纏結，提高毛被光澤和手感。

凱斯®潤濕劑CC滲透性能優異，可有效保護毛被和皮板。可除去毛被和皮板中的天然油脂、干血污漬等。減少由於細菌和各種微生物的作用引起的掉毛和爛板現象。

目前，國內外漂白有色動物纖維均採用選擇性漂白方法。用這種方法漂白淺色動物纖維有較好的效果，可以獲得較高的白度，纖維損傷也相對催化漂白方法的小。但在漂白黑羽毛這樣深色的動物纖維時，要獲得較高的白度，纖維損傷就很嚴重，手感也變得粗糙，使其失去了使用價值。蛋白質纖維漂白尤其羽毛的漂白是羽毛產品等加工中重要的環節，漂白過程中任何操作失誤與工藝參數錯誤都能引起纖維的嚴重損傷。因此，在漂白加工方面，尋找損傷小和較為安全的漂白加工工藝極為重要，而凱斯®特效保護劑E6在其中起到了不可替代的作用。

蛋白質纖維的漂白主要有氧化漂白法和還原漂白法。氧化漂白可選用的漂白劑有雙氧水、次氯酸鈉以及過氧酸等。由於雙氧水容易製得，無嗅無味，穩定性好，所以使用十分方便。加之雙氧水價格便宜、濃度容易控制，因此成為動物皮毛漂白的首選漂白劑。還原漂白劑使用較多的有凱斯®漂毛粉BLANKIT、二氧化硫、二氧化硫脈、雕白粉、亞硫酸氫鈉等，其中保險粉在工業應用中較為廣泛。傳統的雙氧水漂白是在鹼性條件下進行的，其工藝較為成熟，己經在實際生產中廣泛應用。但是，因為羽毛與羽絨纖維對鹼比對酸要敏感得多，在鹼性條件下其易受損傷，若工藝控制不當容易造成強力下降與手感變差。在弱酸條件下活化過氧化氫漂白使羽毛漂白的有效時間縮短以及羽毛的損傷減少。

黑羽毛與白羽毛的差別，在於前者結合蛋白質的輔基中存有黑色素。黑色素作為蛋白質的輔基廣泛地存在於動物體內，尤其在動物的毛髮、表皮和眼球組織中含量較高。通常將黑色素分為真黑素和淺黑素兩種。真黑素主要存在於黑色、灰色和深棕色毛髮中;淺黑素主要存在於黃色、紅色和紅棕色毛髮中。黑羽毛的氧化漂白步驟是一個氧化反應，其實質是氧化劑攻擊結合蛋白質輔基中的色素，並從中取得電子。為防止酸或鹼對蛋白質水解的催化作用，利用蛋白質在等電點的pH下進行漂白，有可能降低羽毛的漂白損傷程度。

當用H202作為氧化劑時，起漂白作用的有HOO-, 022-及02，既可發生離子型氧化，也可發生自由基型氧化。控制介質的一定性質，可以使反應按我們希望的類型進行:

H202=H. +HOO-

HOO-=H. +022-

H2O2+OH- →HOO-+H20

HOO-+OH-→022-+H20

H2O2→2HO.

2HO.→H20+1/2 02

H2O2=H20+1/2 02

在強鹼性介質中有利於生成022-，弱鹼中則易形成HOO-，起漂白作用的主要是HOO -。

HOO-+R(色素)→HO-+R-O由於某些氧絡酸或取代氧絡酸鹽與H202作用，將產生HOO -及-O-O-的陰離子。這樣就不會在強鹼性條件下獲得HOO -,從而避免了強鹼對蛋白質的破壞。在氧絡酸或取代氧絡酸鹽系統中，使pH值儘可能接近羽毛的等電點，羽毛中的色素將會與HOO -發生離子型氧化反應，有效的抑制蛋白質的水解，達到不破壞羽毛小鉤的漂白目的。

在經過大量對比實驗的基礎上，探索形成了一套可以將整根黑羽毛漂白並且白度可以達到國家標準二級以上，損傷度控制在5%以內的卜藝，其具體的方法總結為:首先預處理，經過大量的實驗研究表明:選用二價鐵離子做催化劑，浸泡時間為2h是最佳的方案。在氧化漂白的步驟中，雙氧水的濃度，反應時間、溫度，pH值都對漂后羽毛的白度和損傷度起著決定性的作用。在大量實驗研究的基礎上，我們確定了此步的最佳工藝:過氧化氫80ml/L、凱斯®特效保護劑E6 3ml/L 氧化時間45min、溫度45℃、溶液pH值為6。還原漂白反應的時間和溫度是決定還原漂白效率的主要因素，我們發現溫度45℃,時間25min效果是最好的。

氧化漂白能夠有效地去除羽毛纖維中的天然色素，白度較高，強度損傷不大。因為羽毛纖維中的色素是一種含有共轆雜環結構的雜聚物，在雜環上又連接了許多氮、氧、酮基和梭基基團，具有鰲合作用。本實驗在預處理過程中，二價離子優先或選擇性地吸附到色素上，與色素的配位基發生鰲合，然後用熱水清洗，清洗掉吸附在纖維羽毛蛋白上的鐵，只保留色素上結合的鐵。這樣，在選擇性氧化過程中，與色素結合的亞鐵離子能夠催化過氧化氫分解，釋放活潑氧:H202=H2O+O，同時過氧化氫在分解時所釋放的能量也催化了過氧化氫本身的分解，使漂白更為劇烈，所以羽毛纖維中鰲合有二價鐵離子的色素部分會優光和雙氧水反應，同時蛋白纖維會受到凱斯®特效保護劑E6的保護，使色素結構遭到破壞而失去顏色，而羽毛纖維主體羽蛋白部分所吸附的鐵已被清洗掉，所以羽蛋白部分損傷不大。

在還原漂白中，我們採用保險粉和草酸配成的還原溶液對選擇性氧化后的羽毛進行還原漂白。一方面保險粉的強還原性可以進一步提高羽毛白度，這是因為保險粉遇水就會發生分解:Na2S204+H20+0→2NaHS03，NaHS03+H20→NaHS04+2[H]分解放出的氫可以還原破壞掉色素中含共扼雙鍵的發色體結構;另一方面由於加入了具有鰲合作用的草酸，結合羽毛表面上的鐵離子，從而防止了還原漂白以後由於二價鐵離子在空氣中氧化而導致羽毛泛黃的現象，保持羽毛已得到的白度。

最終通過大量的實驗探討了各種助劑在羽毛漂白中所起的重要作用，實驗結果表明下面的這些工藝參數令漂白效果最佳:

1.在預處理步驟中，十二烷基磺酸鈉和op-10的濃度分別為2.0g/L, 3.0m1/L;

2.氧化漂白步驟中，穩定劑硫酸鎂1.0g/L、硅酸鈉的1.0g/L，活化劑A 5.0g/L;

3.預處理、氧化和還原漂白步驟中，分別加入30.0g/L滲透劑B和凱斯®特效保護劑E63ml/L。