护毛剂在羽毛漂白应用的研究

　　(北京恒普科技有限责任公司 北京)

　　摘 要：就羽毛漂白在以下几个方面进行介绍：羽毛漂白历史介绍;羽毛漂白 机理;羽毛漂白工艺条件;羽毛漂白助剂介绍。

　　关 键 词：护毛剂;羽毛;漂白;漂毛粉BLANKIT

　　KAISI® Special Protective Agent E6 In Feathers Bleaching Application Research

　　(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

　　漂白简单地说是基质向脱色作用方向发生的有色泽变化。严格地说，化学漂白引起了色泽的氧化或还原降解，漂白剂破坏了发色系统或者对有色基团产生改性作用，使之降解成为较小的水性单元而易于从物品上除去。但是漂白过程中容易对蛋白纤维造成损伤，影响其经济价值，经过实验研究表明，在漂白过程中适当添加蛋白保护剂，可以有效减少蛋白纤维损伤，而北京恒普科技有限责任公司开发的凯斯®特效保护剂E6正是能够达到这样目的产品。

　　漂白工业主要包括:纸浆，麦秆，牙齿，皮肤，蚕丝、棉、麻纺织物等的漂白。而其中以丝帛的漂白历史最为悠久。中国古代曾利用草木灰液浸渍丝帛，昼曝夜收反复七昼夜以达到精练和漂白的目的。对竺麻以半浸半晒方法，反复曝晒进行漂白或用硫黄熏白。18世纪末叶，法国用氯气对植物纤维织物漂白。1799年，以消石灰吸收氯气制成次氯酸钙，从此广泛用于棉、麻纺织物漂白。20世纪初渐改用次氯酸钠。30年代以后，过氧化氢、亚氯酸钠相继成为纺织物的重要氧化漂白剂。还原漂白剂有凯斯®漂毛粉BLANKIT、二氧化硫、亚硫酸氢钠和连二亚硫酸钠等。

　　近几年，有色动物毛皮纤维如羊毛、耗牛绒尤其禽类羽毛、羽绒的漂白技术研究作为新兴产业受到广泛关注。 白羽毛因色浅易于染色、外观柔美等优点被广泛应用于很多领域，如羽毛球工业、服装和纺织工业等。但是，白色羽毛来源少、价格高，而黑色的羽毛生产量大，价格便宜，基本较少使用而被弃为垃圾，而且造成了环境污染。由于羽毛纤维中黑色素含量高，黑色素结构稳定，且蛋白质纤维中的天然色素存在于纤维层内，将它去除又不伤及纤维，颇为困难。至今尚未有一种有效的方法和工艺。因此，对其漂白要在较剧烈的条件下进行。

　　北京恒普科技有限责任公司是一家致力于以高科技推动裘皮行业绿色发展的高新技术企业。公司主要从事裘皮、皮革、纺织化学品研发、销售及技术推广，产品包括助剂、功能性材料等多个品种，其中历经数年与国内外知名研究机构合作开发出了凯斯®特效保护剂E6等新型高效助剂。

　　凯斯®特效保护剂E6在羽毛漂色过程中适量添加，就能够有效保护羽毛纤维，极大程度上减少羽毛纤维损伤。凯斯®特效保护剂是由特殊生化原料和精选助剂复配而成，对羽毛蛋白纤维具有良好的保护使用。在漂白浴中可最大限度保护蛋白纤维不受氧化剂和还原剂的破坏，能够最大限度地保持蛋白纤维原有的光泽、手感和弹性。

　　凯斯®漂毛粉BLANKIT漂白性能远超市场其他同类产品， 可使漂白还原作用均匀、持久、缓和，毛损伤性小，毛被洁白透亮。能结合铁离子和重金属离子，即使在水质较差条件中，羊毛仍可保持柔软手感。

　　凯斯®消泡剂HB能快速消泡并抑制泡沫的产生，不影响皮板的手感，并能减少毛被缠结，提高毛被光泽和手感。

　　凯斯®润湿剂CC渗透性能优异，可有效保护毛被和皮板。可除去毛被和皮板中的天然油脂、干血污渍等。减少由于细菌和各种微生物的作用引起的掉毛和烂板现象。

　　目前，国内外漂白有色动物纤维均采用选择性漂白方法。用这种方法漂白浅色动物纤维有较好的效果，可以获得较高的白度，纤维损伤也相对催化漂白方法的小。但在漂白黑羽毛这样深色的动物纤维时，要获得较高的白度，纤维损伤就很严重，手感也变得粗糙，使其失去了使用价值。蛋白质纤维漂白尤其羽毛的漂白是羽毛产品等加工中重要的环节，漂白过程中任何操作失误与工艺参数错误都能引起纤维的严重损伤。因此，在漂白加工方面，寻找损伤小和较为安全的漂白加工工艺极为重要，而凯斯®特效保护剂E6在其中起到了不可替代的作用。

　　蛋白质纤维的漂白主要有氧化漂白法和还原漂白法。氧化漂白可选用的漂白剂有双氧水、次氯酸钠以及过氧酸等。由于双氧水容易制得，无嗅无味，稳定性好，所以使用十分方便。加之双氧水价格便宜、浓度容易控制，因此成为动物皮毛漂白的首选漂白剂。还原漂白剂使用较多的有凯斯®漂毛粉BLANKIT、二氧化硫、二氧化硫脉、雕白粉、亚硫酸氢钠等，其中保险粉在工业应用中较为广泛。传统的双氧水漂白是在碱性条件下进行的，其工艺较为成熟，己经在实际生产中广泛应用。但是，因为羽毛与羽绒纤维对碱比对酸要敏感得多，在碱性条件下其易受损伤，若工艺控制不当容易造成强力下降与手感变差。在弱酸条件下活化过氧化氢漂白使羽毛漂白的有效时间缩短以及羽毛的损伤减少。

　　黑羽毛与白羽毛的差别，在于前者结合蛋白质的辅基中存有黑色素。黑色素作为蛋白质的辅基广泛地存在于动物体内，尤其在动物的毛发、表皮和眼球组织中含量较高。通常将黑色素分为真黑素和浅黑素两种。真黑素主要存在于黑色、灰色和深棕色毛发中;浅黑素主要存在于黄色、红色和红棕色毛发中。黑羽毛的氧化漂白步骤是一个氧化反应，其实质是氧化剂攻击结合蛋白质辅基中的色素，并从中取得电子。为防止酸或碱对蛋白质水解的催化作用，利用蛋白质在等电点的pH下进行漂白，有可能降低羽毛的漂白损伤程度。

　　当用H202作为氧化剂时，起漂白作用的有HOO-, 022-及02，既可发生离子型氧化，也可发生自由基型氧化。控制介质的一定性质，可以使反应按我们希望的类型进行:

　　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

　　在强碱性介质中有利于生成022-，弱碱中则易形成HOO-，起漂白作用的主要是HOO -。

　　HOO-+R(色素)→HO-+R-O由于某些氧络酸或取代氧络酸盐与H202作用，将产生HOO -及-O-O-的阴离子。这样就不会在强碱性条件下获得HOO -,从而避免了强碱对蛋白质的破坏。在氧络酸或取代氧络酸盐系统中，使pH值尽可能接近羽毛的等电点，羽毛中的色素将会与HOO -发生离子型氧化反应，有效的抑制蛋白质的水解，达到不破坏羽毛小钩的漂白目的。

　　在经过大量对比实验的基础上，探索形成了一套可以将整根黑羽毛漂白并且白度可以达到国家标准二级以上，损伤度控制在5%以内的卜艺，其具体的方法总结为:首先预处理，经过大量的实验研究表明:选用二价铁离子做催化剂，浸泡时间为2h是最佳的方案。在氧化漂白的步骤中，双氧水的浓度，反应时间、温度，pH值都对漂后羽毛的白度和损伤度起着决定性的作用。在大量实验研究的基础上，我们确定了此步的最佳工艺:过氧化氢80ml/L、凯斯®特效保护剂E6 3ml/L 氧化时间45min、温度45℃、溶液pH值为6。还原漂白反应的时间和温度是决定还原漂白效率的主要因素，我们发现温度45℃,时间25min效果是最好的。

　　氧化漂白能够有效地去除羽毛纤维中的天然色素，白度较高，强度损伤不大。因为羽毛纤维中的色素是一种含有共辘杂环结构的杂聚物，在杂环上又连接了许多氮、氧、酮基和梭基基团，具有鳌合作用。本实验在预处理过程中，二价离子优先或选择性地吸附到色素上，与色素的配位基发生鳌合，然后用热水清洗，清洗掉吸附在纤维羽毛蛋白上的铁，只保留色素上结合的铁。这样，在选择性氧化过程中，与色素结合的亚铁离子能够催化过氧化氢分解，释放活泼氧:H202=H2O+O，同时过氧化氢在分解时所释放的能量也催化了过氧化氢本身的分解，使漂白更为剧烈，所以羽毛纤维中鳌合有二价铁离子的色素部分会优光和双氧水反应，同时蛋白纤维会受到凯斯®特效保护剂E6的保护，使色素结构遭到破坏而失去颜色，而羽毛纤维主体羽蛋白部分所吸附的铁已被清洗掉，所以羽蛋白部分损伤不大。

　　在还原漂白中，我们采用保险粉和草酸配成的还原溶液对选择性氧化后的羽毛进行还原漂白。一方面保险粉的强还原性可以进一步提高羽毛白度，这是因为保险粉遇水就会发生分解:Na2S204+H20+0→2NaHS03，NaHS03+H20→NaHS04+2[H]分解放出的氢可以还原破坏掉色素中含共扼双键的发色体结构;另一方面由于加入了具有鳌合作用的草酸，结合羽毛表面上的铁离子，从而防止了还原漂白以后由于二价铁离子在空气中氧化而导致羽毛泛黄的现象，保持羽毛已得到的白度。

　　最终通过大量的实验探讨了各种助剂在羽毛漂白中所起的重要作用，实验结果表明下面的这些工艺参数令漂白效果最佳:

　　1.在预处理步骤中，十二烷基磺酸钠和op-10的浓度分别为2.0g/L, 3.0m1/L;

　　2.氧化漂白步骤中，稳定剂硫酸镁1.0g/L、硅酸钠的1.0g/L，活化剂A 5.0g/L;

　　3.预处理、氧化和还原漂白步骤中，分别加入30.0g/L渗透剂B和凯斯®特效保护剂E6 3ml/L。