低泡沫PO基团封端脂肪酸甲...乙氧基化物在洗毛剂中的应用_王琛

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毛纺科技第50卷第10期—54—WoolTextileJournal2022年10月DOI:10.19333/j．mfkj．20220201205低泡沫PO基团封端脂肪酸甲酯乙氧基化物在洗毛剂中的应用王琛(上海喜赫精细化工有限公司，上海201620)摘要:脂肪酸甲酯乙氧基化物(FMEE)具有较好的动物油脂乳化、蛋白质污垢净洗性能，在FMEE结构中引入PO基团，不仅能降低FMEE的泡沫，也能使FMEE具有一定的润滑性。在洗毛工艺中，PO基团封端FMEE可以在羊毛鳞片表面形成一层润滑膜，减少羊毛相互缠绕毡并。以PO基团封端FMEE为主体成分，通过复配调理剂6501、溶剂乙二醇叔丁醚、渗透剂伯烷基磺酸钠获得净洗、防毡并性能均衡的洗毛剂，通过试验确定了PO基团封端FMEE、调理剂6501、乙二醇叔丁醚、伯烷基磺酸钠的质量比为3∶2∶1∶1制得洗毛剂，该洗毛剂不仅能够去除羊毛表面的油脂、蛋白质污垢和沉积的金属皂，也能有效保护羊毛原有的弹性、强度、色泽等性能，使洗后的羊毛洁白、松散、不毡并。关键词:PO基团封端;FMEE;脱脂;润滑性;洗毛剂中图分类号:TS195.592文献标志码:AApplicationoflow-foamingFMEEend-cappedwithPOinwool-scouringagentWANGChen(ShanghaiXiheFineChemicalCo．，Ltd，Shanghai201620，China)Abstract:Thefattyacidmethylesterethoxide(FMEE)hasexcellentemulsifyingpropertyforanimalfatandclearingpowerofproteinfouling．TheintroductionofPOgroupintothestructureofFMEEcannotonlyreducethefoaminessofFMEE，butalsoincreaselubricationforceofFMEE．Inthewoolwashingprocess，FMEEwithPOendscanformalubricatingfilmonthesurfaceofwoolscales，whichcanreducethewoolintertwinewitheachother．UsingFMEEinPOblockasthemaincomponent，theconditioner6501，solventethyleneglycoltert-butyletherandosmoticagentsodiumprimaryalkylsulfonateweremixedtoobtainacleaning，felt-proofandbalancedperformancewoolwashingagent．TheproportionofFMEEinPOblock，conditioningagent6501，ethyleneglycoltert-butyletherandsodiumprimaryalkylsulfonatewasdeterminedtobe3∶2∶1toproducewoolwashingagent．Itcannotonlyremovethegrease，proteinfoulingandmetalsoapdepositedonthesurfaceofwool，butalsoeffectivelyprotecttheoriginalelasticity，strength，colorandotherpropertiesofwool，sothatthewashedwooliswhiteandloosewithoutfelting．Keywords:end-cappingwithPO;FMEE;degrease;lubricity;wool-scouringagent羊毛纤维是一种天然纤维，在其生长过程中附着污垢会导致羊毛白度下降，手感干燥，毛条制得率低，的油脂和蛋白质皮屑逐渐被日晒氧化，特别是含有不染色出现色斑。洗毛的关键是在低温、近中性条件下饱和键油脂被氧化后会失去流动性固化附着在纤维去除羊毛纤维上固化的羊脂、蛋白质角质层以及不溶［1］上。另外，蛋白质皮屑含有酰胺键，被氧化后颜色性的脂肪酸金属皂，使洗后的毛条洁白、毛尖不黄变、发黄并有很强的拒水性。这些固态的油脂和蛋白质手感柔顺不沾连。在脂肪酸甲酯乙氧基化物收稿日期:2022－02－12作者简介:王琛，工程师，硕士，主要研究方向为印染助剂的研发与应用，E-mail:sales@china-pemex．com。

1第50卷第10期毛纺科技2022年10月WoolTextileJournal—55—(FMEE)分子结构中引入环氧丙烷基团，得到PO基的测定酸量滴定法》，取一定数量的待测样品和团封端FMEE，分子链中同时具有酯基和甲基2种亲500mL硬水于带塞量筒中，加入一定用量质量分数油性基团，可以与拒水的油脂和蛋白质形成多点结0.5%的油酸钠至量筒内液体开始出现絮凝物。油酸合，在低温条件下对油脂和蛋白质有很强的净洗钠的滴加量表征分散力，滴加量越大，分散性越好。［2］力。为了进一步提高PO封端FMEE清洗羊毛的1.2.4自制含油织物除油率能力，本文以PO基团封端FMEE、溶剂乙二醇叔丁纯涤纶织物彻底洗净后，105℃烘干，室温保持醚、调理剂6501、渗透剂伯烷基磺酸钠4种原料复配24h，浸泡60℃的羊油，小轧车浸轧2次，室温晾适用于羊毛脱脂的洗毛剂，并分析洗毛工艺参数，以干，织物经除油工艺后105℃烘干，室温保持24h，便对洗毛工艺优化提供参考。记录质量。除油率=［1－(m2－m0/m1－m0)］×100%1实验式中:m0为涤纶织物自身质量，m1为涤纶织物与油1.1主要试剂材料与仪器污的质量，m2为除油后涤纶织物质量，单位均为g。试剂材料:PO基团封端FMEE(工业级，上海喜1.2.5自制蛋白质污垢织物清洗率赫精细化工有限公司)，乙二醇叔丁醚(工业级，日将胶原蛋白粉与明胶以质量比2∶1混合均匀本丸善油化株式会社)，调理剂6501(1∶2型)、伯制得蛋白质污垢待用，纯涤纶织物彻底洗净后，烷基磺酸钠(工业级，上海清奈实业有限公司)，明105℃烘干，室温保持24h，浸泡60℃蛋白质污垢，胶、石油醚、油酸钠(分析纯，上海化学试剂有限公小轧车浸轧2次，室温晾干，织物经除蛋白质污垢工司)，胶原蛋白生化试剂(分析纯，北京雅安达生物艺后105℃烘干，室温保持24h，记录质量。技术有限公司)，精炼羊油(工业级，四川航佳生物除蛋白质率=［1－(m4－m0)/(m3－m0)］×100%科技有限公司)，元明粉(工业级，四川省川眉芒硝式中:m0为涤纶织物自身质量，m3为涤纶织物与蛋有限责任公司)，新疆产细羊毛(品级支数66支，南白质污垢的质量，m4为除污垢后涤纶织物质量，单宫市雅顺绒毛有限公司)，标准圆帆布片(上海纺织位均为g。集团检测标准有限公司)。1.2.6白度测试仪器:AB104型电子天平(梅特勒－托利多)，取一定量的羊毛压成圆饼，按照GB/T17644—立式小轧车(佛山市亚诺精密机械制造有限公司)，1998《纺织纤维白度色度试验方法》，在白度仪上测SOX－406索氏提取器(上海新仪微波化学科技有限量洗毛前后羊毛纤维的白度。公司)，MYP19－2恒温磁力搅拌器(上海梅颖浦仪1.2.7羊毛除油率器仪表制造有限公司)，YG001B型单纤维电子强力将羊毛在105℃条件下烘干30min后，室温保仪(常州市双固顿达机电科技有限公司)，HS－12小持24h，用索氏油脂抽提器分别萃取清洗前后羊毛样染色机(常州市第一纺织设备有限公司)，WSB－表面残留的油脂。3A数字白度仪(武汉国量仪器有限公司)。除油率=［(m5－m6)/m5］×100%1.2性能测试式中:m5为羊毛清洗前萃取量，m6为羊毛清洗后萃1.2.1渗透性测试取量，单位均为g。参照HG/T2575—1994《表面活性剂润湿力的1.3清洗工艺测定浸没法》，无外力存在下标准帆布片轻放于待采用小样染色机模拟多槽联合洗毛机，第1道测溶液表面，记录从样布放入到开始沉降的时间。水洗:织物10g，纯净水500g，温度45℃清洗1.2.2乳化力测试5min;第2道水洗:洗毛剂2g，元明粉5g，纯净水依据GB11543—1989《表面活性剂中、高粘度500g，温度50℃清洗5min;第3道水洗:洗毛剂乳液的特性测试及其乳化能力的评定方法》，将羊1g，元明粉3g，纯净水500g，温度50℃清洗油2g和一定量的脱脂剂水浴加热至60℃，充分搅5min;第4道水洗:温水洗3min;第5道水洗:冷水拌乳化均匀后与500g水加于烧杯中，开动磁力搅洗3min，80℃烘干干燥。拌器搅拌30min，再将溶液倒入20mL带有刻度的2试验结果与讨论具塞量筒中，秒表计时，记录水相分离出10mL的时间，数值越大，表明乳化力越好。2.1正交试验因素水平的确定1.2.3分散力测试PO基团封端FMEE是有良好的去污力，易漂依据GB/T7463—2008《表面活性剂钙皂分散力洗，脱脂力适中，并能在纤维表面形成润滑保护层以

2毛纺科技第50卷第10期—56—WoolTextileJournal2022年10月［4］减小纤维损伤，有显著的悬浮污垢的作用，能将油脂剂的用量。伯烷基磺酸钠能大幅度提高体系的更稳定地分散于工作液中不再返沾羊毛。调理剂渗透力和穿透力，彻底润湿羊毛，使洗液渗透到蛋白6501对纤维的吸附性较强，在清洗羊毛的同时也有质污垢与羊毛之间联系较弱的部位，降低它们之间［5］良好的抗静电和柔软羊毛作用，能提高羊毛洗后的的结合力。以PO基团封端FMEE作为脱脂油清［3］柔韧性和蓬松度。乙二醇叔丁醚能降低羊毛纤洗剂的主体成分，调理剂6501、乙二醇叔丁醚、伯烷维的表面张力，可加速油脂在纤维内部卷曲脱离，有基磺酸钠为辅，用量为PO基团封端FMEE的助于蛋白质污垢的溶胀和分解为小分子的水溶物，10%～30%设计正交试验，正交试验因素水平及测提高脱脂的效率和洗涤持久力，从而减少表面活性试结果见表1，极差分析见表2。表1正交试验因素水平及结果Tab．1DesignoforthogonaltestandtheresultsPO基团封端伯烷基磺酸乙二醇叔丁醚调理剂6501除蛋白质FMEE质量试验号钠质量浓度B/质量浓度C/质量浓度D/渗透力/s乳化力/s钙皂分散力/g除油率/%污垢浓度A/－1－1－1－1(g·L)(g·L)(g·L)率/%(g·L)10.20.20.20.2622101.0725.2938.3520.20.40.40.4412331.5226.3142.1930.20.60.60.6192691.6326.6748.5540.40.20.40.6533012.4127.8045.8350.40.40.60.2332451.7727.9546.1960.40.60.20.4162542.1928.0339.1770.60.20.60.4493372.4728.4344.5780.60.40.20.6283502.9327.6244.1090.60.60.40.2143192.6628.0746.37表2正交试验极差分析2.2各因素对渗透力的影响Tab．2Ｒangeanalysioforthogonaltest由表2极差分析可知，各因素对渗透力的影响项目ABCD排序为:伯烷基磺酸钠＞PO基团封端FMEE＞调理均值140.67054.67035.33036.330剂6501＞乙二醇叔丁醚。伯烷基磺酸钠对脱脂剂体均值234.00034.00036.00035.330渗透力系的渗透力影响最为明显，伯烷基磺酸钠是末端伯均值330.33016.33033.67033.330羟基磺化得到的单亲水基表面活性剂，分子量小，具极差10.33038.3302.3303.000有较短的憎水碳链，能迅速铺展物体的表面，降低表均值1237.330282.670271.330258.000面张力，快速渗透入纤维毛细管内部，因此具有极佳均值2266.670276.000284.330274.670乳化力的渗透力。PO基团封端FMEE在分子链中引入带均值3335.330280.670283.670306.670有甲基的环氧丙烷基团，在亲水基团结构引进部分极差98.0006.67013.00048.670支链，改善了FMEE亲水基的直链结构，也具有很好均值11.4071.9832.0631.833的渗透力。调理剂6501具有类似于叔胺的三叉结钙皂均值22.1232.0732.1972.060构的烷基醇酰胺，分子结构立体化，产生较大空间阻分散力均值32.6872.1601.9572.323位，相对于伯烷基磺酸钠和PO基团封端FMEE，渗极差1.2800.1770.2400.490［6］透性能较差。伯烷基磺酸钠与PO基团封端均值126.09027.17326.98027.103FMEE对体系渗透力的影响程度明显大于调理剂均值227.92727.29327.39327.590除油率6501和乙二醇叔丁醚。均值328.04027.59027.68327.3632.3各因素对羊脂乳化的影响极差1.9500.4170.7030.487［7］羊脂的熔点在37～44℃，一般洗毛工艺温度均值143.03042.91740.5443.637控制在50℃以上，表面活性剂在超过羊脂熔点温度除蛋白质均值243.73044.16044.79741.977污垢率条件下，容易乳化羊脂。由表2可知，各因素对羊脂均值345.01344.69746.43746.160乳化的影响排序为:PO基团封端FMEE＞调理剂极差1.9831.7805.8974.1836501＞乙二醇叔丁醚＞伯烷基磺酸钠。PO基团封端

3第50卷第10期毛纺科技2022年10月WoolTextileJournal—57—FMEE属于亲油性非离子表面活性剂，促进水－油两囊周边并延伸至羊毛纤维，未洗净残存的蛋白质污相的相互融合易与羊脂形成稳定的O/W型微乳染物会使洗净毛色泽黯沉，染色工艺出现拒染现象［9］液，从而使憎水的脂肪转变为亲水的油脂油粒。调而形成黄斑。蛋白质污染物比较稳定，当温度大理剂6501是由10～16个碳原子组成的混合脂肪酸于80℃时，蛋白质分子内部的二硫键和氢键开始被与二乙醇胺反应制得，调理剂6501与羊毛脂中的脂破坏断开，洗毛温度一般控制在50℃，该温度条件肪酸如异棕榈酸、异花生酸、豆蔻酸有类似的结构，下蛋白质结构稳定，需要尿素或溶剂溶胀蛋白质才［10］根据相似相溶原理，调理剂6501对羊脂有很好的溶能有效的去除蛋白质污垢。解作用。乙二醇叔丁醚对油脂有萃取作用，能改变各因素对蛋白质污垢的影响排序为乙二醇叔丁油脂与水之间的表面张力，产生乳化、分散作用。伯醚＞PO基团封端FMEE＞调理剂6501＞伯烷基磺酸烷基磺酸钠属于阴离子型表面活性剂，碳链短没有钠。乙二醇叔丁醚有很强的溶解能力，能够有效拆支链结构，对羊脂几乎无乳化力。开氢键打开角蛋白分子间—S—S—，使蛋白质溶［11］2.4各因素对钙皂分散力的影响胀，进而协助表面活性剂渗透入蛋白质内部，瓦由表2可见，各因素对钙皂分散力的影响排序解污垢。乙二醇叔丁醚对蛋白质污垢去除影响最为为:PO基团封端FMEE＞调理剂6501＞乙二醇叔丁明显。PO基团封端FMEE、调理剂6501、伯烷基磺醚＞伯烷基磺酸钠。分散力与化合物的亲油基碳链酸钠作为清洗剂对蛋白质污垢清洗的影响相近。的复杂程度有明显的关系响，亲油分子链越长，支链2.7复配洗毛剂的工厂应用实践越多，分散性越好。PO基团封端FMEE为十六碳油通过分析各个因素对渗透、分散、羊脂的乳化以酸结构，具有较大的极性基团，环氧乙烷作为亲水基及清洗的影响因素排序，并考虑原料的成本，将PO与亲油基交替存在形成梳状结构，与被分散物形成基团封端FMEE、调理剂6501、伯烷基磺酸钠、乙二立体网状，结合越稳定。1∶2型调理剂6501分子醇叔丁醚4种原料按照质量比3∶2∶1∶1复配制量大、分子结构立体化，也有明显的分散与携污作得洗毛剂，并应用于洗毛厂的SF28型联合洗毛机进用。乙二醇叔丁醚与伯烷基磺酸钠的分子量较小，行原毛清洗试验。该厂的洗毛流程为5槽清洗，第分散力明显差于PO基团封端FMEE。1槽保持水温50℃浸润原毛，轧车将羊毛所含水分2.5各因素对羊脂清洗的影响充分挤压后(轧余率40%)进第2槽洗涤槽;保持水由表2可见，各因素对羊脂清洗的影响排序为:温65℃，第1次加入8.0kg洗毛剂与9.0kg工业PO基团封端FMEE＞乙二醇叔丁醚＞调理剂6501＞纯碱，之后每2h追加洗毛剂3.0kg与工业纯碱伯烷基磺酸钠。在50℃温度条件下羊脂呈融化的1.5kg，轧车挤压(轧余率40%)后进第3槽洗涤槽、液体状态，在表面活性剂或机械力的作用下容易被温度55℃，第1次加入5.0kg洗毛剂与7.0kg工乳化去除。在羊毛清洗工艺中，羊毛脂应当适量去业纯碱，之后每2h追加洗毛剂1.5kg与工业纯碱除，羊毛脂清洗得过于干净会导致羊毛手感变差，毡1.0kg，轧车挤压(轧余率40%)后进第4槽漂洗、漂缩严重。PO基团封端FMEE对羊脂清洗影响最大，洗水来自第5槽用水，轧车扎压后进第5槽、漂洗用FMEE结构中的环氧乙烷作为亲水基，与水结合形新鲜水保持水温40℃，轧车挤压后进圆网滚筒烘干成清洗工作液，另一端有多个亲油基团，可以与羊脂机，并取烘干后羊毛测试。自配洗毛剂处理后的羊形成多点结合，亲油基团作为亲水基的一个桥梁，将毛白度47.8%，除油率52.17%，该生产线之前使用羊脂捕捉到清洗工作液中，使油脂不再相互聚集。的洗毛剂白度为47.2%，除油45.35%，2种洗毛剂阴离子伯烷基磺酸钠能有效协助工作液渗透入羊脂洗毛白度接近，自配洗毛剂的除油率比原洗毛剂提与纤维结合层，具有很好的剥离效果。调理剂6501升近7个百分点，不仅提高了洗毛质量，也增加羊毛不带电荷，不被羊毛吸附，对硬水稳定，对脱落的油脂的回收量。脂产生乳化作用，形成稳定的水包油乳液。溶剂乙3结论二醇叔丁醚对脱脂清洗影响程度较小，乙二醇叔丁醚可以润湿纤维降低纤维表面的表面张力，降低或PO基团封端脂肪酸甲酯乙氧基化物(FMEE)削弱污垢与羊毛二者之间的结合力，有助于油污更有良好的脱脂力，并能在羊毛纤维表面形成润滑保容易脱离纤维，可以明显起到提高表面活性剂清洗护层，烷基醇酰胺6501能中和羊毛纤维表面的阴离［8］的作用。子电荷，具有抗静电作用，乙二醇叔丁醚和渗透剂伯2.6各因素对蛋白质污垢的影响烷基磺酸钠能有效的溶胀、软化蛋白质污垢。本文角蛋白质由羊毛纤维皮脂腺分泌，多沉积于毛将4种原料复配后应用于羊毛纤维的脱脂，通过正

4毛纺科技第50卷第10期—58—WoolTextileJournal2022年10月交试验对各因素的影响分析，得出如下结论:scouringcashmere［J］．DyestuffsandColoration，2004，①通过正交试验对各因素的影响分析，PO基41(4):236－237．［6］刘贺．浅谈非离子表面活性剂的特点与应用［J］．皮团封端FMEE对钙皂分散力、羊脂的乳化以及清洗革与化工，2012，29(2):20－26．影响较大。乙二醇叔丁醚对蛋白质污垢的清洗影响LIUHe．Applicationandcharacterofnon-ionic较大，伯烷基磺酸钠对洗毛剂的渗透力影响较大。surfactant［J］．LeatherandChemicals，2012，29(2):②将PO基团封端FMEE、调理剂6501、伯烷基20－26．磺酸钠、乙二醇叔丁醚4种原料按照质量比3∶2∶［7］蒋少军，吴红玲，闵江．中性洗毛工艺的再讨论［C］//1∶1复配制得洗毛剂，并应用于洗毛厂的原毛清洗第23届全国毛纺年会论文集．北京:中国纺织工程生产线，加工后的成品羊毛白度47.8%，除油率学会毛纺织专业委员会，2006．52.17%，白度与除油率符合要求。JIANGShaojun，WUHongling，MINJiang．Ｒe-discussiononneutralwoolscouring［C］∥Proceedingsofthe23rd参考文献:NationalWoolenConference．Beijing:WoolTextile［1］赵雪．微波对羊毛微结构的影响及其在染整加工中CommitteeofChinaTextileEngineeringSociety，2006．［8］葛继均，高来宝，葛启．聚醚型非离子表面活性剂粘的应用研究［D］．上海:东华大学，2010．ZHAOXue．Effectofmicrowaveirradiationonthe温特性的研究［J］．纺织学报，1994，15(1):15－17．micro-structureofwoolandapplicationinitsdyeingandGEJijun，GAOLaibao，GEQi．Studyonviscosity-finishing［D］．Shanghai:DonghuaUniversity，2010．temperaturecharacteristicsofpolyethernon-ionic［2］徐铭勋．脂肪酸甲酯乙氧基化物及其磺酸盐的生产surfactant［J］．JournalofTextileＲesearch，1994，15(1):15－17．技术与应用［J］．化学工业，2012，30(7):30－32．XUMingxun．Productionandapplicationoffattymethyl［9］郭嫣，张茂林，王雅慧，等．超声波洗毛效果的评estersderivatives［J］．ChemicalIndustry，2012，30(7):价［J］．毛纺科技，2006，34(12):9－11．30－32．GUOYan，ZHANGMaolin，WANGYahui．Estimationof［3］张森．烷醇酰胺类表面活性剂的合成及其性能研ultrasonicwavewoolscouring［J］．WoolTextileJournal，2006，34(12):9－11．究［D］．济南:山东大学，2016．ZHANGSen．Synthesisandpropertiesofalkanolamide［10］张维堂．几种洗剂洗毛试验浅谈［J］．毛纺科技，surfactant［D］．Jinan:ShandongUniversity，2016．1990，18(6):20－25．［4］王起超．乙氧基化反应选择性催化合成乙二醇单丁ZHANGWeitang．Preliminarydiscussiononwoolwashingtestwithseveralkindsofdetergent［J］．Wool醚［D］．大连:大连理工大学，2017．WANGQichao．SelectivecatalyticsynthesisofethyleneTextileJournal，1990，18(6):20－25．glycolmonobutyletherbyethoxylationreaction［D］．［11］唐静．洗毛工艺中表面活性剂的复合效应［J］．毛纺Dalian:DalianTechnolgyUniversity，2017．科技，2005，33(5):8－10．［5］赵酒泉．渗透剂JFC在人工洗山羊绒中的应用［J］．TANGJing．Compoundeffectofsurfaceactive-agentinwoolwashingtechnique［J］．WoolTextileJournal，染料与染色，2004，41(4):236－237．ZHAOJiuquan．ApplicationofpenetrantJFCfor2005，33(5):8－10．