董海波 康 健 李 岩 许加乐 王 鹏
1. 江苏斯尔邦石化有限公司,江苏连云港,222000;2. 盛虹石化集团上海新材料有限公司,上海,201199
羊毛是人类最早开发的天然纤维,其资源的稀缺性导致羊毛加工而成的毛纺织物更是占据着高档面料的地位。在对进出口原毛(包括羊毛、羊绒等)的细度、含脂率、植物性杂质、长度等重要指标进行检测时,必须对原毛进行洗涤,而洗毛剂在洗涤过程中无疑承担了最重要的作用[1-4]。
市场上常用的洗毛表面活性剂有脂肪醇聚氧乙烯醚AEO9、十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇醚硫酸钠等[3-4],这些表面活性剂在洗毛过程中均存在一些缺陷,如倾点高、泡沫高且极易形成不可流动的凝胶。为了解决目前市场上存在的技术难题,笔者选取异构C13醇聚氧乙烯醚RitenT7和改性醇聚氧乙烯醚RitenSH-A,与其他表面活性剂及助剂配伍,筛选出洗毛剂最佳配方。
主要原料:异构C13醇聚氧乙烯醚RitenT7(99.9%),改性醇聚氧乙烯醚RitenSH-A(99.9%),三乙醇胺(99.9%),乙二醇(99.9%),脱盐水,江苏斯尔邦石化有限公司;磺酸(96%),脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(70%),浙江赞宇;羊毛,连云港羊绒市场。
RitenT7产品起始剂的分子结构式及产品技术指标参考文献[1]。表面活性剂RitenSH-A是改性醇聚氧乙烯醚,其产品性能参数见表1。
表1 改性醇聚氧乙烯醚RitenSH-A性能参数
主要设备:玻璃反应釜,上海申生科技有限公司;恒温水浴槽,北京市永光明医疗仪器厂;pH计,梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司;均质机T18,IKA;白度仪XSD-3C,上海昕瑞。
洗毛剂制备:向反应釜中依次加入热水、三乙醇胺、磺酸,搅拌30min,成透明液体,随后加入AES、异构C13醇聚氧乙烯醚RitenT7、改性醇聚氧乙烯醚RitenSH-A、乙二醇等进行搅拌复配。降温至室温,用三乙醇胺调节洗毛剂pH至7~9,备用。原毛清洗时,温度控制在55~65℃,配制5 g/L的洗毛剂溶液,通过对配方的性能测试来获取最佳配方。
1.3.1 泡沫性能测试
采用手动摇晃测试方法:将配方配置成质量分数为1%的去离子水溶液;将固定体积(25 ml在100 ml量筒内)的溶液加入至具塞量筒内;用恒定的力上下摇动量筒相同的次数(20次);记录晃动结束时泡沫高度和5 min后的泡沫高度;重复3次取平均值。
1.3.2 乳化性能测试
配制1.0 g/L洗毛剂试样溶液,备用。用移液管移取40 ml质量浓度为1.0 g/L的试样和40 ml液体石蜡于100 ml高口烧杯中,在均质机1000 转/min转速下均质60 s,静置记录其水相分离出10 ml所需时间。
1.3.3 去污性能测试
参照国家标准GB/T 17644—2008《纺织纤维白度色度试验方法》进行羊毛纤维白度测试。取样按照相应标准规定进行,实验室样品不少于30 g。除去实验室样品中影响白度、颜色的杂质、油脂等,调湿至平衡状态(对于回潮率较大的纤维,应先进行预调湿:50℃预烘30 min)。称取质量为(5.00±0.05)g的纤维试样,将纤维整理成均匀厚度且表面压实的状态,采用白度测试仪检测反射强度,每个试样取10个点,读取白度,计算其平均值。
1.3.4 柔软性能测试
对于羊毛柔软性能的测试,目前国内外还没有一个定量的测试方法。本实验借鉴一般织物柔软性能测试方法(手感评价法)。具体过程:配制5 g/L的洗毛涤剂溶液,将相同质量的羊毛放入洗涤剂中搅拌清洗30 min,水洗至中性,最后将洗后的羊毛晾干,每个样品重复5次,打分进行评价并统计,分数越高,说明柔软性越好。其中洗涤温度为55~65℃。
针对羊毛表面污垢的情况,结合洗毛工艺要求,开发出符合市场需求的洗毛剂。具体配方见表2。
表2 洗毛剂配方
开发的洗毛剂具有优异乳化性能、中等泡沫或低泡、洗后手感好不损伤羊毛等特点。
羊毛的净洗过程要求低泡,减少溢槽风险,同时减少水洗次数,节约水资源。按照1.3.1所述的测试方法,对比观察a、b、c、d、e五个配方的起始泡沫体积和5min后的泡沫体积,结果显示,b、c、d配方的发泡力和稳泡力低于配方a、e(图1)。
图1 洗毛剂配方泡沫性能
通过出现相分离的时间了解乳液的稳定性,相分离发生得越早,乳液越不稳定。将此现象与油污的去除相联系,相分离发生得越早,清洗剂与油污的相容性越差,欲将油污剥离下来所需的外力就越大。从图2可知,配方c对矿物油的乳化力优于其他配方。
图2 洗毛剂配方乳化性能
采用1.3.3所述方法对5组洗毛剂配方进行白度测试,结果见表3。数据显示,配方c和d清洗效果较好,与乳化性能测试数据一致,表明RitenSH-A和RitenT7二者合适的比例可以提高配方的净洗能力。
表3 洗后羊毛白度测试结果
采用1.3.4所述方法对5组洗毛剂进行柔软性评价,结果见表4。数据显示5组配方均有较好的手感。
表4 洗后羊毛柔软性能测试结果
洗毛剂的外观状态、水溶性、pH、活性物含量、稳定性等,是衡量产品品质的常规分析方法,其数据见表5。
从表5可以看出:本文开发的洗毛剂与市场畅销的产品技术指标基本一致,去污力好于竞品。
表5 洗毛剂的主要技术指标对比
综合羊毛洗涤剂配方的泡沫、乳化性、洗后手感及白度等性能,开发出最佳羊毛洗涤剂配方:异构C13醇聚氧乙烯醚RitenT7 18%,改性醇聚氧乙烯醚RitenSH-A 18%,磺酸2%,脂肪醇醚硫酸钠5%,乙二醇5%,三乙醇胺2%,余量为去离子水。