王树根1巫若子2，3
(1．江南人学生态纺织教育部重点实验室，江苏无锡214122：
2．西安工程大学，陕西西安710048； 3．广东江门职业技术学院，广东江门529090)
羊毛再生蛋白-聚丙烯腈共聚纤维由羊毛分离蛋白(20％)和聚丙烯腈(80％)组成，其物理和化学结构与天然蛋白质纤维(如羊毛、蚕丝)或腈纶纤维不同，具有良好的手感、吸湿导湿性能好，然而作为一种新型蛋白纤维，这种羊毛蛋白纤维的结构、性能以及染整加工，国内外文献尚无报道。本文对其染整加工性能的研究，可以为这种新型纤维的研究和生产实践起到一定的指导作用。
羊毛再生蛋白-聚丙烯腈共聚纤维杂质较少，前处理负担较轻。纤维呈米黄色，根据发色理论这种颜色主要是由纤维上存在一定长度共轭双键构成的色素分子产牛的，它们对可见光中的部分波段选择性吸收，显现出色泽，这会影响染色织物的色泽鲜艳度。本文采用对纤维进行亚铁离子预处理，充分水沈后再进行漂白。亚铁离子能与色素共轭体系的π电子云作用而呈现出高度的选择性，亚铁离子与纤维上的色素络合并稳定存在。水洗后，色素共轭体系络合的亚铁离子不易被洗掉，物理吸附在纤维上的亚铁离子被洗除。双氧水漂白时，铁离子对双氧水催化分解作用，形成局部快速分解。破坏了纤维．色素中的不饱和键，达到漂白目的。
羊毛再生蛋白-聚丙烯腈共聚纤维可分别用酸性染料、阳离子染料进行染色。纤维中羊毛再生蛋白与聚丙烯腈的组分固定，可以开发一种适合该纤维染色的酸性染料／阳离子染料混合专用染料。两种相反离子性的染料同浴染色需要采用抗沉淀剂或分散剂防止染料在染浴中产生沉淀，一般染料分子与表面活性剂分子作用后，染料的溶解性、吸收光谱和染色性能会发生很大变化。本文采用阴离子型表面活性剂NNO，通过测定溶液中电导的方法进行研究，达到抗沉淀的效果，试图开发出专用染料。
1实验部分
1．1仪器
YG003A单纤维强力仪；视频变焦显微镜DZ3；72l光栅分光光度仪；全自动白度计(WSD-III)；LXJ-64-01型离心机；Color Eye．7000A电脑测配色仪；DDS-2A数显电导率仪。
1．2材料
羊毛再生蛋白．聚丙烯腈共聚纤维(山西恒天纺织新纤维科技有限公司生产)
1．3实验方法
1．3．1羊毛再生蛋白-聚丙烯腈共聚纤维的漂白
预处理 一定量的纤维放入保险粉(2g／L)作还原剂的FeS04 10％(o．w．f)溶液中，浴比1：30，70℃下处理35min。
清洗预处理后，先用0．5g／L的保险粉清洗2次，再用热水彻底清洗，加入5g／L焦磷酸钠继续处理30min，水清洗。
漂白 处理后的纤维投入H202漂液，漂白工艺采用正交实验选择，
漂白工艺处方： 30％H202(g／L) A;Na2Si03(o．W．f) B％；温度(℃)C；时间(min)D；渗透剂削量为2g／L；Na2C03用量为4％(o．W.f)；浴比1：50。
王树根1巫若子2，3
(1．江南人学生态纺织教育部重点实验室，江苏无锡214122：
2．西安工程大学，陕西西安710048； 3．广东江门职业技术学院，广东江门529090)
羊毛再生蛋白-聚丙烯腈共聚纤维由羊毛分离蛋白(20％)和聚丙烯腈(80％)组成，其物理和化学结构与天然蛋白质纤维(如羊毛、蚕丝)或腈纶纤维不同，具有良好的手感、吸湿导湿性能好，然而作为一种新型蛋白纤维，这种羊毛蛋白纤维的结构、性能以及染整加工，国内外文献尚无报道。本文对其染整加工性能的研究，可以为这种新型纤维的研究和生产实践起到一定的指导作用。
羊毛再生蛋白-聚丙烯腈共聚纤维杂质较少，前处理负担较轻。纤维呈米黄色，根据发色理论这种颜色主要是由纤维上存在一定长度共轭双键构成的色素分子产牛的，它们对可见光中的部分波段选择性吸收，显现出色泽，这会影响染色织物的色泽鲜艳度。本文采用对纤维进行亚铁离子预处理，充分水沈后再进行漂白。亚铁离子能与色素共轭体系的π电子云作用而呈现出高度的选择性，亚铁离子与纤维上的色素络合并稳定存在。水洗后，色素共轭体系络合的亚铁离子不易被洗掉，物理吸附在纤维上的亚铁离子被洗除。双氧水漂白时，铁离子对双氧水催化分解作用，形成局部快速分解。破坏了纤维．色素中的不饱和键，达到漂白目的。
羊毛再生蛋白-聚丙烯腈共聚纤维可分别用酸性染料、阳离子染料进行染色。纤维中羊毛再生蛋白与聚丙烯腈的组分固定，可以开发一种适合该纤维染色的酸性染料／阳离子染料混合专用染料。两种相反离子性的染料同浴染色需要采用抗沉淀剂或分散剂防止染料在染浴中产生沉淀，一般染料分子与表面活性剂分子作用后，染料的溶解性、吸收光谱和染色性能会发生很大变化。本文采用阴离子型表面活性剂NNO，通过测定溶液中电导的方法进行研究，达到抗沉淀的效果，试图开发出专用染料。
1实验部分
1．1仪器
YG003A单纤维强力仪；视频变焦显微镜DZ3；72l光栅分光光度仪；全自动白度计(WSD-III)；LXJ-64-01型离心机；Color Eye．7000A电脑测配色仪；DDS-2A数显电导率仪。
1．2材料
羊毛再生蛋白．聚丙烯腈共聚纤维(山西恒天纺织新纤维科技有限公司生产)
1．3实验方法
1．3．1羊毛再生蛋白-聚丙烯腈共聚纤维的漂白
预处理 一定量的纤维放入保险粉(2g／L)作还原剂的FeS04 10％(o．w．f)溶液中，浴比1：30，70℃下处理35min。
清洗预处理后，先用0．5g／L的保险粉清洗2次，再用热水彻底清洗，加入5g／L焦磷酸钠继续处理30min，水清洗。
漂白 处理后的纤维投入H202漂液，漂白工艺采用正交实验选择，
漂白工艺处方： 30％H202(g／L) A;Na2Si03(o．W．f) B％；温度(℃)C；时间(min)D；渗透剂削量为2g／L；Na2C03用量为4％(o．W.f)；浴比1：50。
效果评定
白度测试采用WSD-III型全自动白度仪测试白度。强力测试按照GB／T3923．1-1997方法和标准在YG003A单纤维强力仪上测定。
1．3．2羊毛再生蛋白-聚丙烯腈共聚纤维的染色性能
分别用酸性染料、阳离子染料的三原色按照常规升温工艺曲线染色(处方：染料2％(o．W．f)、pH为4—5、浴比1：50)，染色后的纤维电腑测色(D65／10°)，比较其△E值，选出较匹配的染料，再进行酸性／阳离子染料一浴一步法染色。
1)防沉淀剂用量的确定
电导法吸取数份lml的阳离子染料(1g／L)置于50ml容量瓶中，逐渐加入不同体积的NNO(50g／L)并定容，同时做NNO空白实验，记录每组溶液的电导率值并作图，直至两条曲线有交点，记录此时NNO用量。
2)酸性／阳离子染料一浴一步法染料制备
液体化料 染液配制采用阳离子染料+NNo+酸性染料顺序；
干粉化料将阳离子染料(液态)与NNO(液态)按比例预先配制成染液，烘干后与酸性染料(粉术)共同再次化料，与液体化料染色结果(K／S值)对比。
2结果与讨论
2．1羊毛再生蛋白-聚丙烯腈共聚纤维的漂白
2．1．1漂白工艺的优化
根据H202的漂白性质和羊毛再生蛋白-聚丙烯腈共聚纤维的性质，选表1所示的四因素3水平，实验结果及分析计算见表2。
表1漂白工艺正交实验表头
表2漂白工艺正交实验结果分析
根据白度指标选出较理想的漂白工艺是：30％H202 30g/L，Na2Si03(o．w．f)6％，温度60℃，时间60min。该工艺处理后的纤维手感较好，白度理想，满足染整加工的白度要求。
2．1．2损伤程度的评定
漂白前纤维强力为2．2cn／dtex，漂白后纤维强力为2．0cn／dtex，经过上述工艺漂白后的纤维强力降低9％， 纤维损伤程度不大，可以采用该工艺漂白纤维。
2．2羊毛再生蛋白-聚丙烯腈共聚纤维的染色
2．2．1染料的筛选
选用大量的酸性染料、阳离子染料按1．3．2．1中工艺上染羊毛再生蛋白一聚丙烯腈共聚纤维，筛选出△E较小的一组作为一浴一步法染色的染料，它们分别是阳离子红X-GRL(250％)与酸性卡普仑红B、阳离子黄X-5GL(400％)与酸性黄M．4G、阳离子蓝X-GB(250％)与酸性蓝3GE，这三组染料上染纤维后的颜色比较接近，混染时同色性较好。
2．2．2单一染料上染羊毛再生蛋白．聚丙烯腈共聚纤维
(1)上染速率曲线的比较
以其中一组染料为例，作上染速率曲线，如图1、图2，另两组染料曲线特征相同。
图1酸性蓝3GE对羊毛再生蛋白-聚丙烯腈共聚纤维、羊毛纤维的上染速率
图2阳离子蓝X-GB对羊毛再生蛋白-聚丙烯腈共聚纤维、腈纶纤维的上染速率
从图1、图2可以看出，在相同的条件下，酸性染料染羊毛再生蛋白．聚丙烯腈共聚纤维的半染时问大于染羊毛的半染时问，平衡上染百分率比羊毛上的低；阳离子染料染羊毛再生蛋白．聚丙烯腈共聚纤维的初始上染速率比染腈纶的高，这是由于纤维大分子结构中存在较多的空穴和未定型区，使染料、助剂等较易进入，始染率比腈纶快；在达到腈纶玻璃化温度以后，羊毛再生蛋白-聚丙烯腈共聚纤维的上染百分率增势有所减缓，最终的平衡上染百分率比染腈纶的小。
(2)染色K／S值的比较
以最大吸收波长下的K／S值为衡量染色后织物表观颜色深度的指标，如表3：
表3不同染料染色品的K／S值
单独用酸性染料或阳离子染料染羊毛再生蛋白-聚丙烯腈共聚纤维，得色都较浅，这是由纤维中蛋白组分和聚丙烯腈组分比例所决定的。
2．2．3酸性／阳离子染料一浴一步法染色染料制备
(1)防沉淀剂用量的确定
通过测定电导率可以分析溶液中离子的存在情况，若测得的电导停止线性增长且与预期的要低，这种偏离可以解释为在溶液中形成了非导电或弱导电性物质，即有呵能染料阴离子与表面活性剂阳离了形成非导电性的町溶性离了对。图3为不同浓度NNO对阳离了红x-GRL电导率的影响。
图3不同浓度NNO对阳离子红X-GRL
电导率的影响
图3可见，溶液的电导率总体呈现增加趋势，随着NNO用量的增加，染料体系电导比纯NNO体系增加的大，曲线斜率变小，说明带有正电荷的阳离子染料与带有磺酸根阴离子基团的表面活性剂NNO间的静电引力作用增强，形成分子复合物，溶液中解离的离子数目减少，继续增加体系中NNO的量，溶液中自由离子数量逐渐增多，体系的电导率重新增大，直至曲线相交。从而可以确定出阳离子红X-GRL所对应NNO用量之间的关系为m(染料)：Ⅲ(NNO)为1：7．8，此时阳离子红X-GRL正电荷消失。同样，阳离子黄X．5GL所对应NNO用量之问的关系为惭(染料)：m(NNO)为1：6．9，阳离子蓝X-GB所对应NNO用量之问的关系为m(染料)：m(NNO)为1：8．8。红、黄、蓝三种颜色对NNO的不同配比是染料分子量不同造成的。
为了验证染料与NNO结合的状态，对比加入NNO前后阳离子染料对腈纶的上染百分率，如图4。初染时，染料受NNO影响，上染较无NNO时慢，当时间增加、温度上升时，单分子染料逐渐从NNO与染料结合中释放出来，两者平衡上染率没有显著差异。阳离子黄X-5GL、阳离子蓝X-GB加入NNO后上染腈纶的上染速率曲线特征与图4相同，可以得出相同的结论。
图4阳离子红X-GRL对腈纶染色性能影响
阳离子染料NNO体系和酸性染料混合染液室温下的时问稳定性很好，充分证明了阳离子染料与阴离子表面活性剂在水溶液中的相互作用，为混合染料制备提供了依据。
(2)羊毛再生蛋白．聚丙烯腈共聚纤维染料的制备
a．液体化料
两种染料不同混合比对染得纤维的深度值影响如表4。
表4酸性染料与阳离子染料不同质量比的混合染
料染得纤维的K／S值
可见，在总染料最保持不变2％(o．W．f)的条件下，m(酸性染料)：m(阳离子染料)为2：8，即符合纤维共聚组分比例(羊毛蛋白：聚丙烯腈=2：8)时，表观深度K／S值最高。
b．干粉化料
羊毛再生蛋白．聚丙烯腈共聚纤维专用染料必须先使阳离子染料在水溶液中与NNO形成较为稳定非正电性物质后，制成干粉与酸性染料混合成专用染料，用于羊毛再生蛋白与聚丙烯腈共聚纤维的染色结果如表5，解决了阴、阳两种离子染料同浴染色沉淀的问题，有较好的实用性，为制备专用染料提供了方向。
表5两种化料方式对染得纤维K／S值的影响
3结论
1)羊毛再生蛋白．聚丙烯腈共聚纤维可以采用亚铁离子预处理，双氧水漂白，工艺：30％H202 30g／L，Na2Si03(o．W．f)6％，温度60℃，时间60min。处理后的纤维白度好，强力损失不大；
2)一浴一步法对羊毛再生蛋白．聚丙烯腈共聚纤维染色时，电导法确定阳离子染料和阴离子型防沉淀剂NNO的质量比为1：7-9，此时阳离子染料正电荷完全屏避；
3)已经被屏避正电性的阳离子染料可以干粉状态与阴离子染料混合作为一个新染料对羊毛再生蛋白．聚丙烯腈共聚纤维染色，染料制造商可以按这个思路开发新型纤维的专用染料。
