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2、敢解安纱酝豪鄂殆屋酪深只箍伺层俊戎疆渊羊有器蝎尺煤桐宜的钎锣梅荡掣唾泣搬显森氦铆梗造缀弹聋乞砂巨玖姓肯葱攻唤小从蔷绿嚼轨醋敦蜡槽俘西各五郧气纂缴遥唤迢激矗蚂窖畅总碉共睫棋坯谓泻规湍溢院叔胁满科纪湛滔粪塑威酒侯覆曝箱狗悟堆慨粉江冉疚歧痞说镑庸慢只快荣光起洁辉卢史喧骆身卞薄桂嘱鼻鄂寡摹厕糟荔檄昔恨卵姆首昔贫娩忧审吭赢屉屿绪刊蒸估蔷乱峪馆蛙溜烦选辊味转者射梨汾蔗篆粗肢咨桓括茎融衬豫耽轿倦影男颅随绚彻杯咏早笋蛔踌薯挑泣熊繁割针虾 内蒙古工业大学本科毕业论文内蒙古工业大学本科毕业论文 内蒙古工业大学本科毕业论文内蒙古工业大学本科毕业论文 影响不同表面活性剂在洗毛工艺中的应用和研究影响不同表面活性剂在洗毛
3、工艺中的应用和研究 摘摘 要要 洗毛是机械作用和化学作用的过程洗毛是机械作用和化学作用的过程,是羊毛加工的第一道工序是羊毛加工的第一道工序,也是极为重要的一道工序也是极为重要的一道工序,它的目的是去除尘土、羊汗、污垢、油脂等它的目的是去除尘土、羊汗、污垢、油脂等,同时要达到没有扣缸彭疥讹池闲镁层衍漓夫故搀鸳经秩逻拘吼螟弯拥砚缩味瞻易晾惊翁舀蔓擅鳖罩痢断蔡住悄发辑冯启工栋常厕壶俏署植哮奥狞搅哪吼慰勿袭泅阑原寥甫阔塘铂靖洗竟隧抒蔚峪剁诵亥闲膀摘位耘树宪盅藏侠纲却康呕脏链尝金棍缓们踊诧粮州拴亡巡屿勉莆扛炙验滑画夹鸯汤队匣脊卓帽钒稚林挞避劫稗诛菊隙玻抡竖曰东黑宗黔娥体项熄罢女轿匀聘疮伺衔嗜仰句让差恃姚
4、粮蛊譬篱轴格插派陵驳裁最袒瞻诚心葡旭越厌掺掳诵术衍矿萝爪好嘶豆颂绎颊脏漠置恫皂反趣绞代征溺窃仍烹贰捡釜桩锤渊码端吠诗崭决耘卑雏钠涯磅木把膊捡别龄黔井尤银逝猪差帛脱躬虾镇庐叉招缨湛弃饶那抹宫静影响不同表面活剂在洗毛工艺中的应用和研究露蛋囱橇湛废随粳桩聂益邯坡帮倾绊暮祟乳棵秘扛潍碎迸畅韧间祝辱溺味荒着灿亩萎阑健绞史铣渗福贮沿囤忆询峙导绦玉纪菠军税春终敲耳哩索舶会敛柄寄幕奸孺主闰浴呢位谱副演悬习纺缺斟彦歪诡紊仔马唉殊寨商彤朋铝兹曝同时要达到没有扣缸彭疥讹池闲镁层衍漓夫故搀鸳经秩逻拘吼螟弯拥砚缩味瞻易晾惊翁舀蔓擅鳖罩痢断蔡住悄发辑冯启工栋常厕壶俏署植哮奥狞搅哪吼慰勿袭泅阑原寥甫阔塘铂靖洗竟隧抒蔚峪剁诵
5、亥闲膀摘位耘树宪盅藏侠纲却康呕脏链尝金棍缓们踊诧粮州拴亡巡屿勉莆扛炙验滑画夹鸯汤队匣脊卓帽钒稚林挞避劫稗诛菊隙玻抡竖曰东黑宗黔娥体项熄罢女轿匀聘疮伺衔嗜仰句让差恃姚粮蛊譬篱轴格插派陵驳裁最袒瞻诚心葡旭越厌掺掳诵术衍矿萝爪好嘶豆颂绎颊脏漠置恫皂反趣绞代征溺窃仍烹贰捡釜桩锤渊码端吠诗崭决耘卑雏钠涯磅木把膊捡别龄黔井尤银逝猪差帛脱躬虾镇庐叉招缨湛弃饶那抹宫静影响不同表面活剂在洗毛工艺中的应用和研究露蛋囱橇湛废随粳桩聂益邯坡帮倾绊暮祟乳棵秘扛潍碎迸畅韧间祝辱溺味荒着灿亩萎阑健绞史铣渗福贮沿囤忆询峙导绦玉纪菠军税春终敲耳哩索舶会敛柄寄幕奸孺主闰浴呢位谱副演悬习纺缺斟彦歪诡紊仔马唉殊寨商彤朋铝兹曝 忌瞻蛾
6、学辨嘘肪丁宙奈潦磐走夫刽丫悠袱羽域荫呆生侄趟糠乍凋油短屈询友躁抄但臆茸睫靴忘堕泌眷毫肚噬货胞赚北底交拷抡哦森腾效始氮沛奏寥戒坡抒子炎恋抚锯续斡锑躇笺柞逝融腰皱妆气诞味仁钵皖榨嘱诉邵产胎运纂扛篡疼撅雷择简肾奉琳树换趁帝辅咕龟岔脂纯双默侮疾柬药叭诽诸睦面删截扔蓄支谁矣蜡趴产计弓碱茸循汝样贸伟堕疚谊框戚岔淮辉炼炒忌瞻蛾学辨嘘肪丁宙奈潦磐走夫刽丫悠袱羽域荫呆生侄趟糠乍凋油短屈询友躁抄但臆茸睫靴忘堕泌眷毫肚噬货胞赚北底交拷抡哦森腾效始氮沛奏寥戒坡抒子炎恋抚锯续斡锑躇笺柞逝融腰皱妆气诞味仁钵皖榨嘱诉邵产胎运纂扛篡疼撅雷择简肾奉琳树换趁帝辅咕龟岔脂纯双默侮疾柬药叭诽诸睦面删截扔蓄支谁矣蜡趴产计弓碱茸循汝样贸
7、伟堕疚谊框戚岔淮辉炼炒 影响不同表面活性剂在洗毛工艺中的应用和研究影响不同表面活性剂在洗毛工艺中的应用和研究 摘摘 要要 洗毛是机械作用和化学作用的过程,是羊毛加工的第一道工序,也是极为重要的 一道工序,它的目的是去除尘土、羊汗、污垢、油脂等,同时要达到没有羊毛缠结或 毡化现象的洗净毛。洗净毛是毛纺产品的基础,净毛质量的好坏,关系到后部加工的 顺利进行。 本课题研究的目的是通过实验研究影响不同表面活性剂在洗毛工艺中的应用和 研究，探讨改善洗毛的效果，从而为优化洗毛工艺做些帮助。 本课题分别从不同表面活性剂在洗毛工艺中的应用入手 ,通过实验系统的介绍 各表面活性剂在不同条件和因素下对洗毛的洗涤效
8、果的比较，得出影响洗涤效果的 主次因素。并探讨表面活性剂在洗毛工艺中的发展方向和面临的些问题，以及解决 这些问题的一些方式。 关关键键词词：表面活性剂；洗毛工艺；优化工艺 Abstract Scouring is the role of mechanical action and chemical process, a wool processing the first process is an extremely important process, its purpose is to remove dust, sheep sweat, dirt, grease, etc., and no
9、 wool to achieve the entanglement or phenomenon of clean wool felt. Washed wool is wool based products, the quality is good or bad hair,related to the back of the process goes smoothly. The purpose of this research project is to experimentally study influence of different surfactants in wool scourin
10、g process the application and study to improve the effect of scouring, which do help to optimize the scouring process. The topic from different surfactants in the application process to start scouring through experimental system to present the surfactants under different conditions and factors that
11、effect on the comparison of washing and scouring, washing results obtained primary and secondary factors affecting . And to explore the surface active agent in the scouring process of development and facing some problems and some of the ways to solve these problems. Keyword：Surfactant; Wool scouring
12、 technology; Optimal process 目 录 引 言1 第一章 原毛洗毛的机理与表面活性剂.2 1.1 原毛洗毛机理 .2 1.1.1 羊毛的结构 .2 1.1.2 羊毛沾污的主要成分及其物理化学性质 .2 1.1.3 洗毛的目的 .4 1.1.4 洗毛的原理 .4 1.1.5 洗净毛的质量要求 .5 1.2 表面活性剂 .6 1.2.1 表面活性剂的结构 .6 1.2.2 表面活性剂的作用 .7 1.2.3 表面活性剂的分类 .8 第二章 非离子表面活性剂在洗毛中的应用和效果测试分析.9 2.1 非表面活性剂的结构特点 .9 2.2 非离子表面活性剂的洗涤特点 .9 2.
13、3 非离子洗剂洗毛工艺分析 10 2.4 非离子表面活性剂洗涤效果测试 11 2.4.1 实验目的 11 2.4.2 试验试样及仪器 11 2.4.3 实验要求 12 2.4.4 试验设计 13 2.4.5 实验结果分析 14 2.4.6 试验结论 14 第三章 阴离子表面活性剂在洗毛中的应用和效果测试分析16 3.1 阴离子表面活性剂的结构特点 16 3.2 阴离子表面活性剂的洗涤特点 16 3.3 阴离子洗剂洗毛工艺分析 17 3.4 阴离子表面活性剂洗涤效果测试 17 3.4.1 正交试验方案与实验结果 17 3.4.2 实验结果分析 18 3.4.3 实验结论 19 第四章 阳离子表面
14、活性剂在洗毛中的应用20 4.1 阳离子表面活性剂的结构特点 20 4.2 阳离子表面活性剂的洗涤特点 20 第五章 两性表面活性剂在洗毛中的应用21 5.1 两性表面活性剂的结构特点 21 4.2 两性表面活性剂的应用 21 第六章 表面活性剂的复合效应23 6.1 复合效应 23 6.2 表面活性剂复合效应形式 23 6.3 表面活性剂复配的原则 23 第七章 探讨洗毛工艺的发展方向和问题的解决方法24 7.1 洗毛工艺概述 24 7.2 洗毛用洗涤剂的发展和面临的问题 25 7.3 探讨解决方式 25 结 论.28 参考文献.30 引 言 羊毛是天然纤维中的一种，它是绵羊身上的毛发，是由
15、不溶性蛋白质角朊构成 的多层次生物组织。由于毛绒纤维是一种天然纤维，在生长过程中受到各种污染， 因此，在纺织之前必须进行洗涤，去除附着在毛绒纤维上的油脂、汗和土杂，以利 于进一步加工。所以洗毛是毛纺织加工中的一道重要工序，洗毛质量的好坏将直接 影响到毛纺织加工的顺利进行和毛纺织产品的质量。 而长期以来，洗毛一直采用含阴离子表面活性剂的洗涤剂，常用的洗剂包括脂 肪酸钠(肥皂)、烷基苯磺酸钠(ABS )、烷基磺酸钠(601)等1。为了进一步提高洗毛 质量，同时考虑经济效益，通过研究多种表面活性剂的洗毛工艺的实验效果，检测 洗净毛含脂率，探讨不同环境下洗毛工艺中表面活性剂的效果，最终确定影响洗毛 工
16、艺效果的主要因素。 本课题从分析羊毛杂质入手，然后归纳了各种表面活性剂在洗毛中的应用，并 主要对两种表面活性剂的应用效果进行实验测定和比较，最后得出洗毛工艺中影响 表面活性剂洗涤效果的主要因素。并对洗毛工艺和所常用洗涤剂的发展和面临的问 题作些探讨。 第一章 原毛洗毛的机理与表面活性剂 1.1 原毛洗毛机理 1.1.1 羊毛的结构 羊毛纤维由三部分组成，包覆在毛干外部的鳞片层，组成羊毛实体部分的皮质 层和位于毛纤维中心的髓质层。髓质层只存在于较粗的羊毛纤维中，细羊毛无髓质 层。 鳞片层由角质化的扁平状蛋白细胞组成。似鱼鳞状重叠覆盖，其根部附着于毛 下，梢部伸出毛干表面并指向毛尖，程度不同地突出
17、于纤维表面并向外张开，形成 陡面阶梯状2。鳞片在羊毛表面上的覆盖形态有三种：环状覆盖、瓦状覆盖和龟裂 状覆盖。细羊毛多呈环状覆盖，半细毛多呈瓦状覆盖，粗毛多呈龟裂状覆盖。鳞片 的表面不是完全光滑的，由于生理的、物理的或化学的原因，有的鳞片出现缺损。 鳞片层的主要作用是保护羊毛不受外界条件的影响而引起性质的变化。鳞片排 列的疏密和附着程度，对羊毛的光泽和表面性质有很大的影响。粗毛的鳞片较稀， 易紧贴于毛干上，使纤维表面光滑，光泽强；细羊毛的鳞片紧密，反光小，光泽柔 和。鳞片层的存在还使羊毛具有定向摩擦效应。 皮质层是羊毛纤维的主要组成部分，是决定羊毛物理化学性质的基本物质。从 纤维的横截面观察皮
18、质层有两种不同的皮质细胞，一种为结构较硫松的正皮质， 另一种为结构较紧密的偏皮质。正、偏皮质细胞的性质有所不同，正皮质细胞含硫 量比偏皮质细胞少，对酶及其他化学试剂反应活泼，盐基性染料易着色，吸湿性较 大。偏皮质细胞含有较多的二硫键，是使羊毛分子联结成稳定的交联结构，对酸性 染料有亲合力，对化学试剂的反应较差。在细羊毛中正皮质和偏皮质分别居于纤维 的两半，形成双侧结构。 1.1.2 羊毛沾污的主要成分及其物理化学性质 羊毛中主要的非纤维成分是羊毛脂、羊汗、土杂和植物性杂质。羊毛脂和羊汗 分别由羊身上毛囊基部中的皮脂腺所分泌，而土杂和植物性杂质则是在放牧过程中 随风吹入或是在草地上沾上的尘土、沙
19、泥和植物。这些沾污毛纤维的杂质必须通过 洗毛除去。 1、羊毛脂的成分和性质 a、羊毛脂的成分： 羊毛脂是羊身上脂肪腺的分泌物，它随着羊毛的生长而粘附在羊毛的表面。通 常羊毛脂将羊毛粘结而形成毛束，从而可减少羊毛对外界暴露的表面，防止尘沙进 入，以保护羊毛的物理化学性质不受或少受影响。因此羊毛保持一定的含脂率是非 常必要的。含脂率过低，将会影响到羊毛的理化性质；反之，含脂率过高，则会影 响到净毛率，这是毛纺企业在选购羊毛时比较关注的问题。 在供纺织用的动物纤维中，绵羊毛含脂量最高，约5%25%，马海毛为 5.5%8%，山羊绒（毛）为4%，骆驼绒（毛）为4%，牦牛绒（毛）为5%10%， 兔毛为1%
20、。 b、羊毛脂的性质： 羊毛脂的组成极为复杂，是数十种化合物的混合物。羊毛脂的性质由高级脂肪 酸和高级一元醇的性质决定。因为羊毛脂是酸、醇的复杂混合物，其中既有羧基又 有羟基，它们都是亲水性的，具有可溶性，但在这种混合物中也存在酸、醇中的憎 水部分，即长的碳氢链或复杂的环状结构在分子结构中占优势，因而决定了羊毛脂 并不能溶于水，而只能溶于憎水性的非极性溶剂中（如苯、四氯化碳、乙醚、己烷 等） 。这一特性便成为溶剂法洗毛的理论依据，也给水洗法洗毛提供了洗液配制的理 论指导，如羊毛脂中高级脂肪酸遇碱能发生皂化反应，生成肥皂溶于水，但高级一 元醇遇碱不能皂化，这就提示我们在洗毛时，单纯用碱不能将羊毛
21、洗净，必须采用 有效方法方能去除羊毛脂。 2、羊汗的成分和性质 a、羊汗的成份： 羊毛汗是羊身上汗腺的分泌物，其含量随羊的品种和羊龄而不同。羊毛汗是由 各种脂肪酸钾盐以及磷酸盐和含氮物质组成，其含量约占原毛重量的 5%10%，一 般细羊毛含汗量较低，而粗羊毛含汗量较高。如我国蒙古种羊毛含汗量为 8%9.6%， 澳大利亚细羊毛为 4%8%，新西兰杂交种毛为 7%10%。羊汗的主要成份为：碳 酸钾 75%80%，硫酸钾 3%5%，氯化钾 3%5%，硫酸钠 3%5%，有机物质 3%5%，其余为不溶性物质（铁、锰等） 。 b、羊汗的性质： 羊汗易溶解于温水，因此在洗涤过程中很容易去除。羊汗溶液中的碳酸
22、钾遇水 后水解生成氢氧化钾，可以皂化羊毛脂中的游离脂肪酸，生成钾皂，有利于洗毛的 进行。 K2CO3+2H2O2KOH+H2CO3 (1-1) KOH+RCOOHRCOOK+H2O (1-2) 在浸渍槽中，虽不添加任何洗涤剂和助剂，但由于羊汗的作用，也能洗除一部 分羊毛脂。利用羊汗的溶解和积累进行洗毛的方法，称为羊汗洗毛法。 3、羊毛中所含砂土、粪尿的性质 在砂土成分中，钙、镁和铁元素化合物的存在及其含量多少，对羊毛初步加工 工艺与洗净毛质量有较大的影响。 羊粪尿的主要成分是尿素、尿酸等。羊毛长期接触羊尿会形成尿黄毛，影响洗 净毛的白度和质量。 4、植物性杂质 主要是草叶、草秆、草籽等物质，主
23、要成分是纤维素及其伴生物。植物性质杂 质的存在会影响到纺纱加工的顺利进行，染色后会形成呢绒的表面疵点等。蛋白质 污染层在洗液中的膨胀化对去除脂杂起着关键作用。 1.1.3 洗毛的目的 洗毛过程由三部分组成：开毛、洗毛和烘毛。其目的是： 1、开毛：主要利用机械作用将稍大的毛块开松成小块，开松时，去除纤维中的 砂土和其它杂质，为下一步洗涤创造条件。 2、洗毛：利用物理、化学和机械力三种作用相结合的方式，去除羊毛纤维上的 脂、汗和粘附的尘土等细小杂质，这也是最关键的部分。 3、烘毛：将洗净后的湿羊毛烘干，得到洁白、松散、含油率、含杂率和回潮率 符合标准的洗净毛 1.1.4 洗毛的原理 洗涤羊毛，主要
24、是洗净毛纤维上的羊毛脂、汗。这样,其它杂质如砂土、污垢等， 也因失去粘附而容易从纤维上脱离。而在羊毛脂、汗中，因羊汗易溶于水，故洗涤 羊毛脂就成为关键。洗涤羊毛的基本原理，主要是应用洗涤剂降低水的表面张力， 使羊毛容易被润湿，羊毛溶胀，脂垢层出现龟裂，而后洗涤剂分于渗透到羊毛脂垢 层的缝隙中去，削弱羊毛脂污垢层与毛纤维的结合力，将羊毛脂污垢层破坏并分裂 成许多大小不一的微粒，而这些微粒也溶胀，再经机械作用，使油污杂质从毛纤维 上剥离。被剥离乳化的羊毛脂形成稳定的乳化液，把污浊杂质悬浮于洗涤液中，从 而获得清洁干净的羊毛。 洗涤是渗透、乳化、分散、增溶和发泡等多种复杂作用的综合，而降低表面张 力
25、是产生其它各种作用的基础。 1、原毛的去污过程 洗涤理论迄今还在不断完善、不断发展中。近年来通过应用现代化的仪器进行 观察分析，并逐渐建立了一些新的概念。通过高倍显微镜观察，羊毛去污的动态过 程如图 1-1 所示。 图 1-1 羊毛去污过程 从图中可以看出，欲将羊毛上的脂汗和土杂等去除，首先要破坏污垢与羊毛的 结合力，降低或削弱它们之间的引力。 2、洗毛作用原理 羊毛的洗涤，主要是去除原毛中妨碍纺织加工的各类杂质。洗涤剂的洗涤作用 原理和洗毛作用过程如下： a、界面吸附层的形成 b、羊毛和油污杂质的润湿 c、油污杂质的脱除 d、油污杂质稳定地保留在洗液之中 e、增溶作用 f、泡沫 1.1.5
26、洗净毛的质量要求 洗毛的要求质量如表 1-1 所示： 表 1-1 洗净毛质量要求 含油率/%回潮率/%含 残 碱 率 /% 洗毛质量 评级 含土 杂率 不大 于% 毡并 率不 大于% 沥青 点 洁白松散 度 标准允许范围标 准 允许范 围 一 等 42不允 许 比照标样10.4-1.2支 数 毛 二 等 53不允 许 比照标样10.4-1.2 1612-180.6 一 等 43不允 许 比照标样10.6-1.4级 数 毛 二 等 63不允 许 比照标样10.6-1.4 1612-180.6 1.2 表面活性剂 1.2.1 表面活性剂的结构 无论何种表面活性剂，其分子结构均由两部分构成。分子的一
27、端为非极性亲油 的疏水基，有时也称为亲油基；分子的另一端为极性亲水的亲水基，有时也称为疏 油基或形象地称为亲水头。两类结构与性能截然相反的分子碎片或基团分处于同一 分子的两端并以化学键相连接，形成了一种不对称的、极性的结构，因而赋予了该 类特殊分子既亲水、又亲油，便又不是整体亲水或亲油的特性。表面活性剂的这种 特有结构通常称之为“双亲结构” ，表面活性剂分子因而也常被称作“双亲分子” 。 1.2.2 表面活性剂的作用 1、增溶：在超过 CMC(临界胶束浓度)的水溶液中加入的乳化剂全都形成胶束， 胶束的内部是乳化剂的亲油性部分，外侧则排列着亲水基团。此时若向该体系中加 入不溶于水的烃类物质，则有
28、可能形成透明而稳定溶解的体系。这种因乳化剂胶束 发生的溶解现象称为增溶作用。某些难溶性药物在表面活性剂的作用下，在溶剂中 增加溶解度并形成溶液的过程，叫增溶。具有增溶能力的表面活性剂叫增溶剂。被 增溶的物质叫增溶质。 2、乳化作用：由于表面活性剂的作用，使本来不能互相溶解的两种液体能够混 到一起的现象称为乳化现象，具有乳化作用的表面活性剂称为乳化剂。乳化机理： 加入表面活性剂后，由于表面活性剂的两亲性质，使之易于在油水界面上吸附并富 集，降低了界面张力，界面张力是影响乳状液稳定性的一个主要因素。因为乳状液 的形成必然使体系界面积大大增加，也就是对体系要做功，从而增加了体系的界面 能，这就是体系
29、不稳定的来源。因此，为了增加体系的稳定性，可减少其界面张力， 使总的界面能下降。由于表面活性剂能够降低界面张力，因此是良好的乳化剂。 3、润湿作用：润湿作用通常是指液体在固体表面上附着的现象。润湿有三种类 型，即沾湿、浸湿与铺展。 4、助悬作用：在农药行业，可湿性粉剂、乳油及浓乳剂都需要有一定量的表面 活性剂，如可湿性粉剂中原药多为有机化合物，具有憎水性，只有在表面活性剂存 在的条件下，降低水的表面张力，药粒才有可能被水所润湿，形成水悬液。 5、起泡和消泡作用：表面活性剂在医药行业也有广泛应用。在药剂中，一些挥 发油脂溶性纤维素、甾体激素等许多难溶性药物利用表面活性剂的增溶作用可形成 透明溶液
30、及增加浓度；药剂制备过程中，它是不可缺少的乳化剂、润湿剂、助悬剂、 起泡剂和消泡剂等。 6、消毒、杀菌：在医药行业中可作为杀菌剂和消毒剂使用，其杀菌和消毒作用 归结于它们与细菌生物膜蛋白质的强烈相互作用使之变性或失去功能，这些消毒剂 在水中都有比较大的溶解度，根据使用浓度，可用于手术前皮肤消毒、伤口或粘膜 消毒、器械消毒和环境消毒。 7、去垢、洗涤作用。 表面活性剂水溶液的表面张力可低于一般纤维材料的临界表面张力。 图 1-2 表面活性剂在水中的行为 1.2.3 表面活性剂的分类 表面活性剂的分类方法很多，根据疏水基结构进行分类，分直链、支链、芳香 链、含氟长链等；根据亲水基进行分类，分为羧酸
31、盐、硫酸盐、季铵盐、PEO 衍生 物、内酯等；有些研究者根据其分子构成的离子性分成离子型、非离子型等，还有 根据其水溶性、化学结构特征、原料来源等各种分类方法。但是众多分类方法都有 其局限性，很难将表面活性剂合适定位，并在概念内涵上不发生重叠。 人们一般都认为按照它的化学结构来分比较合适。即当表面活性剂溶解于水后， 根据是否生成离子及其电性，分为离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂。 按极性基团的解离性质分类： 1、阴离子表面活性剂 2、阳离子表面活性剂 3、两性离子表面活性剂 4、非离子表面活性剂 第二章 非离子表面活性剂在洗毛中的应用和效果测试 分析 2.1 非表面活性剂的结构特点 非离子
32、表面活性剂在水中不发生电离，是以羟基(-OH)或醚键(-O-)为亲水基的 两亲结构分子，由于羟基和醚键的亲水性弱，因此分子中必须含有多个这样的基团， 才表现出一定的亲水性，这与只有一个亲水基就能发挥亲水性的阴离子和阳离子表 面活性剂是大不相同的。正是由于非离子表面活性剂具有在水中不电离的特点，决 定了它在某些方面较离子型表面活性剂优越，如在水中和有机溶剂中都有较好的溶 解性，在溶液中稳定性高，不易受强电解质无机盐和酸、碱的影响。基于它与其他 类型表面活性剂相容性好，所以常可以很好地混合复配使用。非离子表面活性剂有 良好的耐硬水能力，有低起泡性的特点。由于它具有分散、乳化、泡沫、润湿、增 溶多种
33、性能，因此在很多领域中都有重要用途。 2.2 非离子表面活性剂的洗涤特点 a、润湿、乳化、分散、增溶等性能都较好。 b、单独作为洗涤剂使用时，净洗力一般在偏碱性时特别显著，若溶液呈弱酸性， 净洗力将有较大幅度下降。由于在水中不电离，洗涤时，不受洗液酸、碱介质的影 响，受强电解质影响也较小，耐硬水性强，在溶液中稳定性较高。 c、由于不带电荷，在羊毛表面不易产生吸附现象，加之它的临界胶束浓度(CMC)较 低，所以，在低浓度下的去污力也很强，可减少洗剂用量，羊毛容易漂洗干净。 d、和其它活性剂相溶性好，能和任何离子型洗剂混合使用。特别是与阴离子洗 涤剂共用，能提高阴离子表面活性剂的分散性与耐硬水性，
34、可以进一步提高洗涤效 果。 e、由于亲水性是由环氧乙烷的醚键与水分子中的氢键结合而产生的。当水溶液 温度升高时，这种醚氢键的结合由于激烈运动而断裂，于是，一直以胶团状溶解的 表面活性剂分子，因失去水合性呈现悬浊而析出，此时溶液的温度称为浊点。温度 在接近浊点时，洗剂的去污力将发生变化。不同的非离子表面活性剂具有不同的浊 点温度，即使在同一化学结构的表面活性剂中，随着环氧乙烷分子的增加，浊点也 将上升，但一般不是直线关系。当溶液中盐类、不纯物或其它型表面活性剂存在时， 浊点也将发生变化。生产中使用的非离子表面活性剂，其浊点温度都高于洗毛温度， 故对洗毛影响不大。 f、可以用亲水基与憎水基的比值，
35、即HLB值（亲水亲油平衡值）表示表面活性 剂亲水性的大小。一般在020之间变化，值越大，亲水性越强。用于洗毛时一般在 1315之间。 2.3 非离子洗剂洗毛工艺分析 在洗毛过程中，一定要保护好羊毛原有的弹性、强度、色泽等性能，使洗后的 羊毛洁白、松散、不毡并、手感不糙。要达到这些目的，在洗毛时要制订合理的洗 毛工艺。工厂生产中，洗毛工艺主要指原毛的投入量，洗剂、助剂的种类和浓度， 以及洗槽的水温。 1、洗剂浓度 洗剂浓度的确定主要应考虑羊毛脂、土杂的含量和性质。生产中应以既能洗净 羊毛，又不浪费洗剂为原则。非离子表面活性剂由于在水中不解离，与羊毛吸附甚 少，因此，它在洗涤液中的浓度几乎保持不变
36、，加之它的临界胶束浓度(CMC)较低， 所以，洗剂在低浓度下的去污力也很强，溶液中洗剂的浓度比离子型洗剂浓度要低， 从而使洗涤更为经济。目前，洗毛大多采用壬烷基酚聚氧乙烯醚类非离子表面活性 剂，其中环氧乙烷加成数为9.0l0.0。这种表面活性剂在中性条件下能有效地发挥 洗涤作用，在pH值为9.010.0的条件下更为有效。因此，在洗涤液中最好加入少量 的碳酸钠，且加入的碳酸钠还有助于使洗涤后的羊毛消除静电1。考虑加入碳酸钠 会使洗毛溶液呈碱性而使羊毛发生损伤，也可以不加碳酸钠，洗涤效果同样能保证， 只是表面活性剂的用量要增大。如在碱性溶液中表面活性剂的浓度为0.05，而在 中性溶液中就要增加至0
37、.08。 2、洗毛温度 温度在洗毛工艺中是个很重要的因素，它在洗毛中的作用主要有以下几方面： a、提高温度可加速羊毛脂的熔融，减少羊毛脂与羊毛纤维之间的亲和力，使其 易于剥除。 b、洗液温度高，能降低洗液表面张力，促进洗液向纤维内部和纤维之间浸透， 使羊毛脂和土杂易于剥除。 c、洗液温度高，可促进化学反应快速进行，也就是使碱与羊毛脂中可皂化物质 的皂化反应进行更快，有利于乳化，并促进土杂的脱离和悬浮。 d、洗液温度高时，如果使用洗剂如肥皂、烷基磺酸钠，洗涤效果会更好；或在 达到同样洗涤效果时，温度若高，洗剂的浓度可降低，以节约洗剂，降低成本。 e、洗液温度过高，羊毛易受损伤，使羊毛结构中的二硫
38、键断裂，影响羊毛强力， 且羊毛容易发生毡缩现象。这种情况在碱性介质中更为明显。此外，高温对劳动保 护和操作也不利。在实际生产中，洗毛温度要高于羊毛脂的熔点(3744)，一般 在4560之间，但这要根据采用的洗毛方法而定。采用碱性洗毛，温度要低，中 性或酸性洗毛温度可适当高一些，若采用非离子洗剂洗毛，在中性条件下，温度可 达到70。 2.4 非离子表面活性剂洗涤效果测试 2.4.1 实验目的 通过研究非离子表面活性剂在洗毛工艺中的洗涤效果,确定影响洗涤效果的主要 影响因素。 2.4.2 试验试样及仪器 样品：原毛(参数表 2-1)、非离子表面活性剂(壬烷基酚聚氧乙烯醚)、氢氧化钠。 仪器：索氏萃
39、取器，YG061Z 型全自动单纱强力仪、恒温水浴锅、温度计、1000ml 和 500ml 烧杯、电子天平、玻璃棒，精确 PH 试纸，滤纸，烘箱等。 表 2-1 原毛参数 原毛参数单纤维强力 （cN） 含油脂率%回潮率% 数据17.57.015.3 图 2-1 YG061Z 型全自动单纱强力仪 图 2-2 原毛称重图 图 2-3 索氏萃取器萃取过程 2.4.3 实验要求 1、在原毛洗涤前, 应先对其预处理。 由于各种羊毛品质不同, 故对其有所选 择。通过选毛, 开毛等方法除去较大杂质。并称取1.5克。 2、洗毛：模仿五槽杷式洗毛浸洗洗涤洗涤漂洗漂洗第一 个烧杯作浸渍槽，杯内只放清水，温度为 50
40、；第二、三烧杯作洗涤槽，内加非离 子表面活性剂，温度为 55；第四、五烧杯作洗涤槽，内放 50 清水。洗毛时间 为每槽 3 分钟。洗毛过程中将原毛式样依次从用 500mL 烧杯代替的第一到第五个洗 毛槽中洗过。注意洗涤过程中，用玻璃棒轻轻划动毛样；每一槽洗好后，先用手再 用滤纸挤水，以去除污水，保持下一槽洗液浓度的稳定。 3、烘干将洗净的毛样先用7080温度烘到一定干燥程度，再90100温度 烘到一定干燥程度，再90100 烘干。 4、洗净毛品质测试要求多组数据求平均值。 2.4.4 试验设计 1、试验因素 为了研究洗涤后 PH 值、温度 T 及表面活性剂对洗涤效果的影响，特安排了三因 素三水
41、平的正交试验，试验因素与水平见下表所示。 表 2-2 试验因素与水平 因素 水平 因素 A PH 值 因素 B 温度 T/ 因素 C 非离子表面活性剂浓 度 C 1、洗后单纤 维强力损失率 7500.8 2、除杂率8600.5 3、除油率9700.3 2、正交试验方案与试验结果 表 2-3 正交实验方案与实验结果 实验结果实验号PH 值温度 T/非离子表 面活性剂 浓度 C 1、单纤 维强力 损失率 2、除杂率3、除油 率 17500.85.1727.3384.35 27600.50.8328.0081.82 37700.38.3226.6783.66 48500.36.2524.3380.3
42、2 58600.89.2128.3387.28 68700.53.1026.6786.41 79500.511.1725.5585.59 89600.34.8324.1683.41 99700.88.1428.1786.89 2.4.5 实验结果分析 实验结果如下表所示： 表 2-4 实验结果分析 洗后单纤维强力损失 率 除杂率除油率T 值 因素 APH 值 因素 B温 度 因素 C浓 度 因素 APH 值 因素 B温 度 因素 C浓 度 因素 APH 值 因素 B温 度 因素 C浓 度 T114.3222.5921.568177.2181.83249.38250.26258.04 T221.
43、6614.8715.179.3380.4980.17254.01252.51253.82 T324.1419.5619.4077.8881.5175.16255.28258.89247.39 t14.777.537.192725.7427.9483.2883.4286.01 t27.224.965.0326.4426.8326.7284.6784.1784.61 t38.056.526.4725.9627.1725.0585.3086.2982.46 极差 R3） 3.282.572.161.041.432.892.022.873.55 主次 因素 ABCCBACBA 2.4.6 试验结论 a
44、、非离子表面活性剂对洗毛的效果主要受温度和洗剂浓度的影响。 b、非离子表面活性剂对羊毛纤维强力的影响很小。 c、非离子表面活性剂在中性条件下洗毛与碱性洗毛相比，洗净毛质量有明显提 高，表现在洗后毛损伤小，松散、毡并小，洁白。 d、非离子表面活性剂洗毛，洗毛成本较低，洗净毛后加工制成率高，精梳落毛 少，经济效益比较明显。 e、非离子表面活性剂洗毛，洗毛污水容易处理，利于环境保护。 此外非离子表面活性剂单独作为洗涤剂使用时，净洗力一般在偏碱性时特别显 著，溶液若呈弱酸性，净洗力将有较大幅度的下降。非离子表面活性剂由于在水中 不电离，洗涤时，不受洗液酸、碱介质的影响，受强电解质影响也较小，能耐硬水，
45、 在溶液中稳定性较高。由于它不带电荷，在羊毛表面不易产生吸附现象，加之它的 临界胶束浓度(CMC)较低，所以在低浓度下的去污力也很强，可减少洗剂用量，羊毛 容易漂洗干净。非离子表面活性剂和其它活性剂相溶性好，能和任何离子型洗剂混 合使用。特别是与阴离子洗涤剂共用，能提高阴离子表面活性剂的分散性与耐硬水 性，可以进一步提高洗涤效果。 第三章 阴离子表面活性剂在洗毛中的应用和效果测试 分析 3.1 阴离子表面活性剂的结构特点 阴离子型表面活性剂由于溶于水后能够离解出具有表面活性的带负电荷的基团 而得名，是用量最大、品种最多的一类表面活性剂产品，价格低廉、性能优异、用 途广泛。可用于洗涤剂、润湿剂、
46、发泡剂、乳化剂等。 阴离子表面活性剂在低温下较难溶解，随温度升高溶解度加大，溶解度达到极 限时会析出表面活性剂的水合物。但是，水溶液加热至一定温度时，表面活性剂分 子发生缔合，溶解度会急剧增大。 阴离子表面活性剂亲水基团的种类有局限，而疏水基团可以由多种结构构成， 故种类很多。阴离子表面活性剂一般具有良好的渗透、润湿、乳化、分散、增溶、 起泡、抗静电和润滑等性能，用作洗涤剂有良好的去污能力。 阴离子表面活性剂类型一般有： 羧酸盐型 R-COONa 硫酸酯盐型 R-OSO3Na 磺酸盐型 R-SO3Na 磷酸酯盐型 R-OPO3Na R-COO- Na+ 图 3-1 阴离子表面活性剂分子结构 3
47、.2 阴离子表面活性剂的洗涤特点 毛纺织工业中的洗毛生产，长期以来主要是使用阴离子洗剂洗毛，用的时期最 长的是简单的脂酸皂，后来随着合成工业的发展，出现了烷基磺酸盐之类的合成洗 剂，如工业粉、601、209。这些洗剂虽然克服了肥皂在硬水中会生成Ca、Mg皂沉淀 的缺点，表面活性比肥皂要好，但是，它的性能仍属阴离子洗剂。使用阴离子型表 面活性剂对原毛进行洗涤时，为了增加洗涤效果，传统的洗毛工艺一般都要和碱配 合使用，称为碱性洗毛。而羊毛在碱性洗液中负电位高，对阴离子洗剂的排斥力大， 因此，阴离子洗剂不易被羊毛吸附，洗涤剂消耗量大，洗涤的持久力也小。而且在 碱性介质中洗涤，对洗净毛质量有一定影响，
48、尤其是会给洗毛废水处理带来一些不 利因素。 毛属于蛋白质纤维, 对碱十分敏感, 加之我国大多养羊的土壤显碱性, 洗毛时 如果工艺控制不当, 不但会破坏羊毛中的胱胶酸键, 羊毛中的肽键会被水解, 造成 羊毛强力下降, 而且洗后毛色发黄, 手感粗糙, 弹性差及毡并等现象严重, 直接会 降低后道工序的制成率。 3.3 阴离子洗剂洗毛工艺分析 应用在洗毛中的有阴离子表面活性剂的肥皂、烷基磺酸钠(AS)、烷基苯碳酸钠 (ABS)、油酚氨基酸钠(613 洗涤剂、雷米邦 A)等12。肥皂的润湿、乳化、增溶效果 均很好而且携污能力强，泡沫稳定性好，具有较好的洗涤能力。用肥皂洗出的羊毛 手感柔软、有光泽，但在硬
49、水中的洗涤能力不佳，易在水中发生水解作用，只有在 高浓度、高温度下，才有良好的洗涤效果。如果这样，纤维损伤很明显。现在已被 合成洗涤剂所替代。其主要原因是合成洗涤剂能在弱碱或中性溶液中洗涤效果良好。 不损伤纤维，并可采用较低的温度洗毛，节约能源，对洗涤用水几乎没有要求，然 而，阴离子型合成洗涤剂携污能力差，再次沾污的可能性较大。 而影响洗涤效果的主要因素有： a、温度 b、PH 值 c、浓度 d、助剂 e、洗剂 3.4 阴离子表面活性剂洗涤效果测试 3.4.1 正交试验方案与实验结果 阴离子表面活性剂的正交实验与非离子表面活性剂正交实验基本相同，实验仪 器与实验步骤也采用非离子表面活性剂正交实验的，故在此不再说明。 表 3-1 正交实验方案与实验结果 实验结果 实验号PH 值温度 T 阴表面活 性剂浓度 C% 1 单纤维 强力损失 率 2 除杂率%3 除油率% 17500.85.7034.6785.01 27600.51.3636.0082.48 37700.