几种典型阴、阳及非离子表面活性剂对鸭绒洗涤效果的影响

王学川， 刘 叶， 强涛涛， 林启涛 ， 郑汉平，陈学峰， 顾卫兵 ， 路思学

(1.陕西科技大学 资源与环境学院， 陕西 西安 710021; 2.无为东隆羽绒制品有限公司， 安徽 芜湖 238300)

0 引言

羽绒是一种天然蛋白质纤维，其具有轻盈、柔软、保暖性能好，性价比高等特性[1,2]，因此深受广大消费者喜爱.2012年羽绒市场报告显示[3]，近几年来，羽绒市场发展迅猛，羽绒市场的增长必然需要大量的高品质的羽绒洗涤剂.

羽绒洗涤剂由表面活性剂、助洗剂、软水剂、抗静电剂、溶剂、水等组成，其中表面活性剂占主要组份.目前市场上羽绒洗涤剂品种不多，质量参差不齐，一种优良的洗涤剂首先应不含有APEO对人体有害的物质，其次洗涤羽绒后残脂率(油脂含量)、清洁度和蓬松度应良好，最后应性价比高.残脂率、清洁度和蓬松度是检验羽绒品质及其洗涤剂的重要指标，目前关于羽绒残脂率、清洁度和蓬松度的文献主要是对其检验方法进行了归纳分析[4-6]，胡子兴[7]通过对阴离子和非离子洗涤剂的单纯形优化试验, 得出了洗涤剂的配比.鲜有文献研究表面活性剂对羽绒洗涤综合效果的影响.

本文通过选用市场上常用的几种典型的表面活性剂对羽绒进行洗涤处理，检测羽绒经水洗后的残脂率、蓬松度及清洁度，为羽绒洗涤剂的配制提供基础数据.

1 材料与仪器

1.1 主要材料

含绒量约30%的山东夏季小鸭羽绒.

1.2 主要仪器和药品

主要实验仪器、药品和生产厂家见表1和表2.

表1 主要实验仪器

表2 实验药品

2 实验部分

2.1 实验方法

称取含绒量约为30%的夏季小鸭羽绒60.0 g于3 L的锥形瓶中，将2 L的50 ℃水和4.0 g表面活性剂加入到盛有羽绒的锥形瓶中摇匀，将此锥形瓶放置于50 ℃的水浴恒温振荡器上振荡30 min后取出，流水漂洗10 min后，采用离心甩干机甩干，再在烘干机内烘干10 min后，将羽绒送入冷却机冷却10 min，水洗羽绒过程结束.实验工艺流程见表3.

表3 羽绒洗涤工艺

2.2 性能测试

2.2.1 残脂率的测定[8]

残脂率是羽绒经洗涤后残留在羽绒中的油脂含量.用分析天平准确称取约3 g羽绒，质量记为m1，将洗干净的油脂底瓶在(105±2) ℃下烘干2 h后恒温30 min，油脂底瓶质量记为m2.采用索氏抽提器在50 ℃水浴下回流乙醚5 h后，取出油脂底瓶，在(105±2) ℃下烘干该油脂底瓶2 h后恒温30 min，油脂底瓶质量记为m3，则

其中：m1—样品质量，精确至0.000 1 g.m2—空油脂瓶的质量，精确至0.000 1 g．m3—带有残余物质的油脂瓶质量，精确至0.000 1 g.

2.2.2 清洁度的测定[8]

羽绒清洁度显示了羽绒的尘土(不论有机物还是无机物)含量[9].羽绒清洁度通过羽绒透明度计的读数获取，称取10.0 g羽绒装入2 L的锥形瓶中，在该瓶中加入1 000 mL蒸馏水后，放置该瓶于振荡器中振荡30 min，振幅40 mm，频率150 次/min.通过200目筛网过滤锥形瓶中液体于1 000 mL烧杯中，在光源充裕的情况下，将烧杯中的液体缓慢倒入透明度计中，至视线观看透明度计底部的十字架模糊为止，再放出透明度计中的少量液体至可清楚观看十字架，记录透明度计此时的液面读数，即为该样羽绒的清洁度.

2.2.3 蓬松度的测定[8]

蓬松度用于衡量羽绒产品的弹性或保暖性.蓬松度的测试原理为在一定压力下，一定重量的羽绒占有的空间体积大小.蓬松度的测试方法可以分为国标法，日标法，欧标法及美标法，本实验采用国标法测定羽绒蓬松度，将样品放置于(50±5) ℃的烘箱中恒温处理60 min后，将样品抖入前处理箱中，在相对湿度为(65±2)%，温度为(20±2) ℃的环境中放置24 h后，再称取28.5 g样品抖入蓬松仪内，盖上铝箔片，静止1 min后读取刻度.

3 结果与讨论

3.1 表面活性剂对羽绒残脂率的影响

表4 不同表面活性剂对羽绒残脂率的影响

羽绒的油脂含量主要受鸭子的生长天数及季节影响，一般小鸭或冬天的鸭子的羽绒油脂含量高，老鸭子或夏天的鸭子羽绒油脂含量较低一些.羽绒经洗涤后残存的油脂含量，也会影响羽绒的气味，残存的油脂含量过高，羽绒会存在异味，但是油脂含量过低，将会使羽绒变得易脆、易断裂.油脂一部分存在于羽绒的伞柄及羽毛的毛杆里，一部分存在于羽绒的表面.本研究选取油脂含量为3.73%的小鸭绒，选用常见的阴、阳及非离子表面活性剂洗涤鸭绒，所测残脂率由表4所示.结果表明，阳离子表面活性剂1217和1427洗涤羽绒后脱脂率明显低于阴离子及非离子表面活性剂.这是因为羽绒的表面在水中带有负电荷，带正电荷的表面活性剂在羽绒表面形成亲水基向内、疏水基向外的排列，使羽绒表面疏水而不利于洗涤，甚至产生负面作用[10].非离子表面剂中1306、1309、FMEE、1214脱脂率相当.1303的脱脂率最低，这是因为非离子表面活性剂的脱脂强弱跟它的HLB值有必然联系，1306、1309、FMEE、1214的HLB值介于11～15之间，乳化性强，1303的HLB值约为9.2，润湿性强，乳化性弱.阴离子表面活性剂中脱脂性优良的为MES，阴离子表面活性剂中也有优于非离子表面活性剂的，这将不同于传统的认为在羽绒洗涤中，非离子表面活性剂优于阴离子表面活性剂的观点.

3.2 表面活性剂对羽绒清洁度的影响

表5 不同表面活性剂对羽绒清洁度的影响

清洁度是羽绒检测中一个关键的指标，主要测试羽绒样品上有没有污迹或灰尘.清洁度在550 mm以上的样品是非常干净的，国标检测中要样品清洁度不低于500 mm，欧洲和美国标准要求样品清洁度至少300 mm.表5是羽绒分别经阳离子、阴离子及非离子表面活性剂洗涤后，其清洁度的检测结果.由表5看出，非离子表面活性剂洗涤羽绒后的清洁度优于阴离子的，阳离子表面活性剂的清洁度最差，这可能是羽绒在水中带有负电荷，能中和阳离子表面活性剂所带的正电荷，从而使阳离子表面活性丧失，达不到去污的作用.在非离子表面活性剂中，FMEE、AEO-9和1309都表现出了优良的清洁度.1214作为单一的表面活性剂，其清洁度数值远远超过国家对羽绒的检测要求.1214表面活性剂的清洁度高的原因可能来自于相对分子量大，亲水基在分子链末端，一般情况下，相对分子量大的表面活性剂去污性好，亲水基在分子链末端的比亲水基在中间的去污性好，亲水基在分子链中间的润湿性好[9].1303,1306,1309之间的清洁度依次增高是由于1303、1306、1309相对分子量依次增大.在阴离子表面活性剂中，LAS和AES的清洁度很低，这是因为LAS和AES的表面张力和临界胶束浓度远远大于FMEE和AEO-9，润湿性和去污性差[10]，所以清洁度低.

3.3 表面活性剂对羽绒蓬松度的影响

表6 不同表面活性剂对羽绒蓬松度的影响

蓬松度也被称做松软度.羽绒是一种对其初始结构有记忆的角蛋白物质，它具有的这种结构记忆使羽绒经挤压后能回到初始的三维中空状态，这种三维中空结构可以使容纳的空气静止流动[11].羽绒的导热系数低，吸湿性和润湿性小[12,13]，羽绒的这种特性使得羽绒具有良好的保暖性.羽绒的蓬松度越高，保暖性越好，价值就越高.对于具有相同成份的羽绒来说，羽绒的蓬松度很大程度上受羽绒水洗的影响.由表6可以看出，经不同表面活性剂洗涤后羽绒蓬松度也有相应变化.阳离子表面活性剂效果最差，阴离子和非离子的蓬松度表现良好.在非离子表面活性剂中，1214表现出优异的蓬松性，1306洗涤羽绒后蓬松性优良，在阴离子表面活性剂中，MES和FMES的蓬松性优良，LAS和AES蓬松性较差.羽绒因残脂率过高，清洁度过低，羽绒的蓬松度必然也会低.这是因为羽绒的蓬松度主要由绒朵决定，如果羽绒洗涤不彻底，绒朵上的绒丝沾染的污迹、粉粒及油脂等杂质会使羽绒无法达到最佳的舒展状态.就像人的头发一样，如果清洗不干净，头发的蓬松度就会下降.羽绒的蓬松度高低受羽绒残脂率和清洁度综合影响的效果较大.

4 结论

不同表面活性剂对羽绒的水洗品质有重要影响，残脂率、清洁度、蓬松度是衡量羽绒品质的重要指标，本实验通过几种典型的阴离子、阳离子及非离子表面活性剂洗涤羽绒，检测羽绒的残脂率、清洁度和蓬松度，为羽绒洗涤剂的配制提供基础数据，通过对实验数据的分析，得出以下结论：

(1)在本实验所选表面活性剂中，非离子表面活性剂较阴离子表面活性剂具有良好的清洁度.

(2)阳离子表面活性剂1227和1427残脂率、清洁度和蓬松度表现很差.

(3)在非离子表面活性剂中，1214各项指标优异；AEO-9清洁度表现优良但是残脂率和蓬松度表现不佳；1306较1303和1309脱脂性强，蓬松优良，但清洁度不及1309；FMEE脱脂性和清洁度表现良好，但蓬松度不佳.

(4)阴离子表面活性剂中的MES脱脂性优异，蓬松度较好，但清洁度不佳；FMES各项性能一般；LAS和AES各项性能均不佳.

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