1、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摘 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
2、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 键 词 ： 表 面 活 性 剂 ； 洗 毛 工 艺 ； 优 化 工 艺内蒙古工业大学本科毕业论文AbstractScouring 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 wool to
3、 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 scouring process
4、 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 effect on
5、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 technolog
6、y; Optimal process 内蒙古工业大学本科毕业论文目 录引 言 .1第一章 原毛洗毛的机理与表面活性剂 .21.1 原毛洗毛机理 .21.1.1 羊毛的结构 .21.1.2 羊毛沾污的主要成分及其物理化学性质 .21.1.3 洗毛的目的 .41.1.4 洗毛的原理 .41.1.5 洗净毛的质量要求 .51.2 表面活性剂 .61.2.1 表面活性剂的结构 .61.2.2 表面活性剂的作用 .71.2.3 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 .92.1 非表面活性剂的结构特点 .92.2 非离子表面活性剂的洗涤特点 .92.3 非离子洗剂洗毛
7、工艺分析 .102.4 非离子表面活性剂洗涤效果测试 .112.4.1 实验目的 .112.4.2 试验试样及仪器 .112.4.3 实验要求 .122.4.4 试验设计 .132.4.5 实验结果分析 .142.4.6 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 .163.1 阴离子表面活性剂的结构特点 .163.2 阴离子表面活性剂的洗涤特点 .163.3 阴离子洗剂洗毛工艺分析 .17内蒙古工业大学本科毕业论文3.4 阴离子表面活性剂洗涤效果测试 .173.4.1 正交试验方案与实验结果 .173.4.2 实验结果分析 .183.4.3 实验结论 .19第四章
8、阳离子表面活性剂在洗毛中的应用 .204.1 阳离子表面活性剂的结构特点 .204.2 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 .215.1 两性表面活性剂的结构特点 .214.2 两性表面活性剂的应用 .21第六章 表面活性剂的复合效应 .236.1 复合效应 .236.2 表面活性剂复合效应形式 .236.3 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 .247.1 洗毛工艺概述 .247.2 洗毛用洗涤剂的发展和面临的问题 .257.3 探讨解决方式 .25结 论 .28参考文献 .30内蒙古工业大学本科毕业论文1引 言羊毛
9、是天然纤维中的一种，它是绵羊身上的毛发，是由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
10、剂的效果，最终确定影响洗毛工艺效果的主要因素。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。内蒙古工业大学本科毕业论文2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
11、干表面并指向毛尖，程度不同地突出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
12、维的横截面观察皮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、沙泥
13、和植物。这些沾污毛纤维的杂质必须通过洗毛除去。内蒙古工业大学本科毕业论文31、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
14、为1% 。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洗净，必须
15、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。羊汗溶液中的碳酸钾遇水后水解生成氢氧化钾，可
16、以皂化羊毛脂中的游离脂肪酸，生成钾皂，有利于洗毛的内蒙古工业大学本科毕业论文4进行。K2CO3+2H2O2KOH+H 2CO3 (1-1)KOH+RCOOHRCOOK+H 2O (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，主要成分是纤维素及其伴生
17、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，主要是洗净毛纤维上的羊毛脂、汗。这样,其它杂质如砂
18、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内蒙古工业大学本科毕业论文5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，而降低表面张力是产生其它各种作用的基础。1、原毛的
19、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、泡沫内蒙古工业大学本科毕业论文61.1.5 洗净毛的质量要求洗毛的要求质量如表 1-1
20、 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4 2 不允许比照标样 1 0.4-1.2支数毛二等5 3 不允许比照标样 1 0.4-1.216 12-18 0.6一等4 3 不允许比照标样 1 0.6-1.4级数毛 二等6 3 不允许比照标样 1 0.6-1.416 12-18 0.61.2 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
