大麻织物前处理工艺研究yd14507
张子涛1 张燕2 王炳2 朱平2 1、中国纺织大学化学与化工学院.上海，200051 2、青岛大学化工累，青岛266071
收稿日期：2000-01-21
原载：中国纺织大学学报，2000/12；102-104
【摘要】针对目前大麻织物存在的染整加工问题，通过一系列对比实验，详细研究了大麻织物前处理工艺，包括煮练、漂白、丝光等过程。得出了适合于大麻织物的最佳前处理工艺条件。
【关键词】大麻织物，前处理，煮练，漂白，丝光
【中图法分类号】TS 190. 642
大麻纤维是人类最早利用的纤维原料之一，以前仅仅是应用于制绳、织麻袋、造鱼网等。大麻纤维与普通的纤维素纤维相比，具有以下特点：吸湿排湿性好，不粘身，贴身穿着，不仅柔软，而且特别爽身对皮肤无任何刺痒感，穿着舒适，不折不皱[1]。大麻纤维的化学成分[2]见表1
表1 一般大麻的化学成分
|
成分 |
纤维素 |
半纤维素 |
果胶 |
木质素 |
水溶性物 |
腊质 |
水分 |
|
含量 |
67.0 |
16.1 |
0.8 |
3.3 |
0.1 |
0.7 |
10 |
由于大麻纤维超分子结构与棉纤维有较大差异。大麻纤维结晶度较高，不易染深色。染整加工有一定难度，前处理及染色均存在问题，使纺织品的开发受到限制，出口产品附加值不高，多为白坯布出口。
太麻纤维经过脱胶后，不经上浆即可纺纱织布。而将大麻作为纺织服装用面料研究甚少，文献中也很少见到有关这方面的报道，至今还没有形成一种成熟的前处理工艺。曾有人参照有关苎麻的工艺.制定出大麻织物的印染加工工艺[3]，但现在的印染厂大多是加工棉的设备，因而应用受到限制。由于大麻与棉同是纤维素纤维，我们参照纯棉织物的染整加工工艺，制定了大麻织物的前处理工艺流程，并对每一个工序的工艺条件及处理效果进行了研究，通过大量的对比实验和效果测试，找出了最佳前处理工艺处方。
1 实验仪器及实验材料
实验仪器：毛细管效果测定仪；ZBD型白度仪；撕破强力仪(GB 3919—83)。
实验材料：本实验采用的大麻织物是由山东泰安大麻纺织集团提供。
2 实验方法、结果及讨论
2.1 煮练
选用不同质量浓度NaOH，对大麻织物进行煮练，然后测毛效及撕破强力(GB 3919—83)。煮练工艺见表2。
表2 各煮练工艺中NaOH质量浓度
|
编号 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
NaOH/g/L |
0 |
5 |
10 |
20 |
25 |
30 |
30 |
40 |
各工艺中其他配方为
|
TX -10 工业洗衣粉 Na2SO3 Na5P3O10 浴比 温度 时间 |
1 g/L 1 g/L 5g/ L 1 glL 1:20 100℃ 1.5 h |
表3 煮练效果测试结果
|
编号 |
I |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
失重率(％) |
2.70 |
6.94 |
5.5l |
5.42 |
4.55 |
5.90 |
5.40 |
4.48 |
|
毛效/cm |
13.0 |
14.7 |
14.2 |
14.5 |
15.5 |
15.2 |
14.7 |
I4.6 |
|
撕破强力/N |
32.83 |
33.7I |
28.48 |
29.98 |
32.93 |
32.05 |
32.73 |
29.79 |
在煮练过程中，采用润湿剂Tx-10和工业洗衣粉复配，以提高毛效和手感。还采用了Na5P3010它具有螯合作用，能使Ca2+、Mg2+ 及重金属离子不与其它物质作用，还具有去除油蜡的功能，与Na3PO4相比它的螯合产物是水溶性的，不沉积于织物的表面，而且Na5P3O10还有助于表面活性剂的去杂。
从表l可以看出，由于大麻纤维中半纤维素较多，使用碱的质量浓度不能太高，否则会使纤维的强力下降太大。同时又由于大麻织物不经过退浆这一处理过程，加重了煮练的负担，煮练既要去除残胶，又要去除大部分天然杂质，如腊质、木质素及水溶性物质等，因而碱的质量浓度也不能太低，否则难以达到煮练的效果。测试结果列于表3。由表3中的数据可知，5 达到较好的毛效，同时强力下降不多，此时达到了一种最好的效果。
2. 2 漂白
使用煮练的5#处方处理一块大麻织物，再分成5小块用不同浓度的H202漂白，再测大麻织物的白度和强力。漂白工艺如表4所示。
表4 漂白工艺条件
|
编号 |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
H202 (35％)／g/L |
0 |
4 |
6 |
8 |
10 |
12 |
各工艺中其他配方为
|
Na2SiO3(固体) Tx -10 pH值 温度 时间 |
2 5 g／L 3 g／L 10.5～11.0 85℃ 1 h |
加药剂的顺序为Tx-l0→Na2SiO3 (先溶解)→H202 (35％)→NaOH(调pH值)
表5 漂白效果测试结果
|
编号 |
O |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
白度 |
52.30 |
59.99 |
62.26 |
63.33 |
63.73 |
65.98 |
|
撕破强力/N |
38.90 |
37.60 |
27.44 |
29.11 |
27.64 |
23.98 |
测试结果列于表5。从表5中可以看出，随着质量浓度的提高，强力损失增大，白度也提高，但是白度提高的幅度小得多，尤其是当H202浓度达到8g/L以上时，强力下降的更多，这同样是大麻织物本身成分特点所决定的，纤维中有较多的半纤维素。3#处方的白度达到了63.33，强力为29.11 N，因而选用3#处方作为大麻织物的最佳工艺处方。
2.3 丝光
采用已得到的大麻织物煮练、漂白工艺处方先行处理，然后进行大麻织物的丝光处理，用不同的丝光工艺来处理大麻织物井测定钡值。丝光工艺及钡值测试结果都列于表6。
张力丝光是在室温下(20℃)，将织物拉紧放在丝光架上，用不同质量浓度的NaOH溶液来处理大麻织物60 s，然后热水洗，冷水洗。松式丝光是将试样先用NaOH溶液处理5 min，然后取出拉至原长，用热水去碱，再冷水洗。
表6 丝光效果测试结果
|
编号 |
1* |
2* |
3* |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
NaOH g/L |
140 |
160 |
180 |
160 |
200 |
240 |
280 |
|
时间/s |
300 |
300 |
300 |
60 |
60 |
60 |
60 |
|
钡值 |
101.01 |
114.19 |
130.60 |
111.00 |
119.67 |
131.46 |
136.86 |
注：*为松式丝光
丝光工艺就是使大麻发生了不可逆剧烈溶涨，使纤维表面皱纹消失，使其显现出光泽。在配以适当张力下用浓碱处理，发生了不可逆的溶涨，经水洗去碱干燥基本上把溶涨时的状态保留了下来，获得了耐久的光泽。织物经丝光后无定型区含量增大，吸附性能也有所提高。
由于实验室条件所限，松式丝光仅做模仿，从结果看，NaOH质量浓度达到I80g/ L时，钡值已达到130.60，效果较好。
从表6中4，5，6，7 张力丝光数据可知，当NaOH质量的浓度达到240 g/L时，钡值已达到131.46，当NaOH质量浓度达到280 g／L时，钡值达到136.88.考虑到大麻的结构，结合手感及对泛黄的影响，选用NaOH质量浓度为240 g／L较好。
结 论
(1)通过实验得到了大麻织物最佳的前处理工艺：
煮练：NaOH 30 g／L；TX-10 1 g／L；洗衣粉1g/L；Na2SO3 5 g／L；Na5P3010 1 g／L；浴比1:20；时间1.5 h。
漂白：H202(35％)8 g／L；Na2SiO3 (固)2.5 g／L；TX-10 3 g/L；pH值1O.5～11.0；温度85℃；浴比1:20；时间1 h。
丝光：NaOH 240 g／L；温度室温(20℃)；施加张力。
(2)所得的大麻前处理工艺条件与纤维素的前处理工艺较为接近，因而一般用于棉织物的设备也可以用来加工大麻织物，而不需要新购设备。
(3)本实验最后的产品经染色后，发现大麻织物染色不深的难题得到了一定的缓解，使固色率有较大的提高，以后将继续研究各种前处理工艺对染色性能的影响，以及对大麻织物的深染色的研究。
参考文献
[1] 周裕国,发展大麻产业用纺织品大有可为.产业用纺织品.1994(5);22
[2] Jilt Goodwin Hemp—a fiber for the future Textile，1994,(3);15-17
[3] 陈德明，大麻印染织物加工工艺初探，[J]印染，1999,(10);33-34