净洗剂及其净洗工艺对灰鸭绒性能的影响

梁 冬，刘红蕾

(1.广东职业技术学院，广东 佛山 528041； 2.科凯精细化工(上海)有限公司，上海 200062)

羽绒生长在禽类动物的腹部、胸部及翼基，以鸭绒、鹅绒为主。羽绒内部可以储存大量静止空气，具有质量轻、结构蓬松以及良好的保暧隔热、抗潮湿、防辐射等性能[1]。羽绒作为填充物被广泛用于服装、床上用品、体育用品中，是优良的生物可降解材料[2]。我国是世界上最大的羽绒制品生产、出口和消费国。据统计，我国年产羽绒40万t左右，其中鹅绒和鸭绒比约为1∶9。鹅绒产量有限，价格高昂，难以满足消费者对羽绒制品的大量需求，鸭绒以灰鸭绒为主，产量高[3]。鸭子是杂食动物，其含有脂肪较多，灰鸭绒的油脂含量较高，普遍带腥臊味。近年市场上羽绒专用净洗剂品种较少，质量参差不齐，羽绒净洗工艺粗放,存在去杂不完善、气味残留较大、绒毛损耗大以及净洗后灰鸭绒性能下降等问题。关于灰鸭绒处理助剂的文献主要集中在鸭绒漂白方面[4-5]，王学川等[6-7]通过单一固定工艺研究常见表面活性剂对含绒量约30%的山东夏季小鸭羽绒洗涤效果的影响，表明阳离子表面活性剂脱脂率低、清洁度和蓬松性差；阴离子表面活性剂脱脂率和蓬松性较好，但清洁度不佳；非离子表面活性剂有较好的清洁度，但蓬松性差。鲜有文献对灰鸭绒专用净洗剂的优选、净洗工艺流程优化等进行研究。

本文主要研究磺化醋氨、椰子油二乙醇酰胺、脂肪醇聚氧乙烯醚、十二烷基苯磺酸钠等常用表面活性剂在灰鸭绒净洗上的应用效果，选取最佳净洗剂，通过正交试验确定最佳工艺。所处理的灰鸭绒杂质去除明显，具有较好的理化性能，可为提升灰鸭绒品质和企业生产提供基础数据。

1 实验部分

1.1 材料及试剂

初洗灰鸭绒(南京市雨花羽绒厂)；脂肪醇聚氧乙烯醚(工业纯，非离子型，科凯精细化工(上海)有限公司)；椰子油二乙醇酰胺(工业纯，非离子型，广东洁氏化学有限公司)；磺化醋氨洗涤剂(工业纯，阴离子型，泰兴市恒源化学厂)；十二烷基苯磺酸钠(工业纯，阴离子型，南京化学试剂股份有限公司)；98%硫酸(分析纯，广州化学试剂厂)；高锰酸钾(分析纯，广州市海珠化学试剂有限公司)；无水乙醚(分析纯，广州化学试剂厂)。

1.2 仪器及设备

BSA224S电子天平(赛多利斯科学仪器(北京)有限公司)；HWS-26电热恒温水浴锅(上海一恒科学仪器有限公司)；SHA-B水平振荡器(常州未来仪器制造有限公司)；SP-18智能数显磁力搅拌器(杭州米欧仪器有限公司)；标准筛(新乡市大汉振动机械有限公司)；微量滴定管(谱焰实业(上海)有限公司)；普通浊度计(上海垒固仪器有限公司)；索氏抽提器(上海洪纪仪器设备有限公司)。

1.3 净洗工艺试验

称取30.0 g灰鸭绒→净洗剂浸渍、振荡→排水→水洗→脱水→烘干[8]。主要工艺参数为：浴比1∶40，温度25℃，振荡时间30min。

1.4 性能测试

气味、浊度、耗氧量、残脂率参照GB/T 10288—2016 《羽绒羽毛检验方法》进行测试[9-10]。

2 结果与分析

2.1 净洗剂对灰鸭绒净洗效果的影响

讨论脂肪醇聚氧乙烯醚、椰子油二乙醇酰胺、十二烷基苯磺酸钠和磺化醋氨4种表面活性剂在相同工艺条件不同用量时对灰鸭绒净洗效果的影响，试验结果见表1。

表1 净洗剂对灰鸭绒净洗效果的影响

由表1可知，随着净洗剂用量的增加，每种净洗剂对灰鸭绒气味的去除能力都有增强，在相同用量下，去除气味顺序为：脂肪醇聚氧乙烯醚>十二烷基苯磺酸钠、椰子油二乙醇酰胺>磺化醋氨。

随着净洗剂用量的增加，灰鸭绒中残脂率都有所降低，在相同用量下，残脂率顺序为：脂肪醇聚氧乙烯醚<十二烷基苯磺酸钠、椰子油二乙醇酰胺<磺化醋氨。

灰鸭绒浊度检测数值越大，净洗效果越好。在相同用量下，浊度值顺序为：脂肪醇聚氧乙烯醚>十二烷基苯磺酸钠、椰子油二乙醇酰胺>磺化醋氨。

灰鸭绒耗氧指数检测值越小，净洗效果越好。在相同用量下，耗氧指数检测值顺序为：脂肪醇聚氧乙烯醚>椰子油二乙醇酰胺>十二烷基苯磺酸钠>磺化醋氨。

由此可见，脂肪醇聚氧乙烯醚处理后的灰鸭绒无异味，残脂率最低，浊度数值最大，耗氧指数最小，说明其净洗效果最好。椰子油二乙醇酰胺与十二烷基苯磺酸钠次之，磺化醋氨效果一般。脂肪醇聚氧乙烯醚因具有较好的渗透、乳化和分散能力，比其他洗涤剂的脱脂能力更强，净洗效果良好，适合于灰鸭绒的气味及油脂去除，使成品灰鸭绒能满足低残脂率及其他性能的要求。

2.2 净洗工艺正交试验与分析

2.2.1 因素水平表设计及试验

以脂肪醇聚氧乙烯醚为净洗剂，选取影响净洗效果的净洗剂用量、净洗温度、净洗时间等为主要因素进行正交试验。为避免人为因素导致的系统误差，因素水平数值按随机化处理，因素水平表见表2，试验结果见表3。

表2 因素水平表

表3 试验方案及试验结果

2.2.2 正交试验结果与分析

正交试验结果分析如表4所示，分析影响因素的主次和初步优选方案。

表4 试验结果分析

由表4可知：气味指标RA>RC>RB，较优方案为A3C4B4；残脂率指标RA>RC>RB，较优方案为A4C4B4；浊度指标RA>RC>RB，较优方案为A3C4B2或A4C4B2；耗氧指数指标RA>RC>RB，较优方案为A4C4B2或A4C4B3。

对气味、残脂率、浊度、耗氧指数影响的因素从主到次的顺序都为：净洗剂用量A，净洗时间C，净洗温度B，但不同指标对应的优选方案不同。

因素A：对于气味、浊度2个指标，取A3较好，对于残脂率、耗氧指数为A4较好；因素B：对于气味、残脂率2个指标，取B4较好，浊度取B2较好，耗氧指数取B2或B3，说明在较低的温度下脂肪醇聚氧乙烯醚也有良好的脱脂能力；因素C：对4个指标都是以C4为最佳水平。

为深入分析试验数据，以因素水平的实际大小进行数据顺序排列，试验指标对应的ki见表5～8。

对于气味指标而言，ki值越小越好，由表5可知，随着净洗剂用量的增加，羽绒气味明显降低，当净洗剂用量大于2.0%(owf),气味指标趋于平稳，而净洗温度及净洗时间对羽绒气味的影响规律不够明显。

表5 因素水平-气味ki值表

对于残脂率指标而言，ki值越小越好，由表6可以看出，随着净洗剂用量的增加，羽绒残脂率下降明显，当净洗剂用量大于3.0%(owf)时，羽绒残脂率基本不变。随着净洗温度的升高及净洗时间的增加，羽绒残脂率缓慢下降。

表6 因素水平-残脂率ki值表

对于浊度指标而言，ki值越大越好，由表7可以看出，随着净洗剂用量的增加，浊度值增加，净洗效果好，当净洗剂用量大于3.0%(owf)时，浊度值数据趋于定值。随着净洗温度的升高及净洗时间的增加，羽绒浊度值缓慢上升，变化不明显。

表7 因素水平-浊度ki值表

对于耗氧指数指标而言，ki值越小越好，由表8可以看出，随着净洗剂用量的增加，耗氧指数值明显下降，当净洗剂用量大于3.0%(owf)以后，下降趋势趋于平缓。随着净洗温度的升高及净洗时间的增加，耗氧指数值缓慢下降，变化值较小。

表8 因素水平-耗氧指数ki值表

由于残脂率、耗氧指数是判断净洗效果的重要因素，结合生产实践和原材料成本，综合平衡得到的优方案为A4B4C4，即净洗剂脂肪醇聚氧乙烯醚用量为3%(owf)，净洗温度为25 ℃，净洗时间为40 min。

3 结 论

磺化醋氨、椰子油二乙醇酰胺、脂肪醇聚氧乙烯醚、十二烷基苯磺酸钠等常用表面活性剂对灰鸭绒均有净洗的作用，能够有效去除灰鸭绒的气味，降低残脂率和耗氧指数，提升羽绒清洁度。在相同条件下，脂肪醇聚氧乙烯醚的效果最好。通过正交试验及因素分析，脂肪醇聚氧乙烯醚作为净洗剂的最优工艺条件为:净洗剂用量3%(owf)，净洗温度25℃，净洗时间40min。脂肪醇聚氧乙烯醚在常温下具有良好的脱脂能力，可有效降低净洗生产中的能耗。