郁 佳，王 偉，鄭琳娟，毛慶輝

（南通大學(xué)紡織服裝學(xué)院，江蘇南通226019）

人發(fā)被剪下后常被用來做假發(fā)，但顏色較為單一。為了適應(yīng)人們愛美的要求，要將頭發(fā)染成各種各樣的顏色，但大多數(shù)頭發(fā)顏色較深。黑色素可分為真黑素和暗黑素，印度發(fā)的發(fā)色由兩者的量和比例來決定［1］，只有經(jīng)漂白后才能染色。印度發(fā)發(fā)質(zhì)較軟，符合歐美客戶的需求，因此研究印度發(fā)的漂白工藝具有一定的意義。

過硫酸氫鉀復(fù)合鹽多用于紙漿漂白，效果顯著，而傳統(tǒng)過氧化氫漂白對(duì)印度發(fā)的白度提升效果不顯著，且強(qiáng)力損傷較大。本實(shí)驗(yàn)在過氧化氫漂白的基礎(chǔ)上加入過硫酸氫鉀復(fù)合鹽進(jìn)行復(fù)合漂白，開發(fā)一種新型漂白技術(shù)，并對(duì)該技術(shù)的工藝條件和漂白后印度發(fā)纖維的白度與力學(xué)性能進(jìn)行了探究。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 材料和儀器

材料：印度發(fā)，過氧化氫（分析純，西隴化工股份有限公司），焦磷酸鈉（分析純，天津市北辰方正試劑廠），過二硫酸鉀（分析純，江蘇強(qiáng)盛功能化學(xué)股份有限公司），過硫酸氫鉀復(fù)合鹽（上海邁瑞爾化學(xué)技術(shù)有限公司），蛋白酶，無水碳酸鈉、氫氧化鈉（分析純，上海潤(rùn)捷化學(xué)試劑有限公司），白貓洗潔精（上海和黃白貓有限公司），二氧化硫脲（分析純，天津市化學(xué)試劑四廠）。

儀器：HH-S恒溫水浴鍋（浙江省余姚市檢測(cè)儀表廠），EL303電子天平［梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司］，SHA-C水浴恒溫振蕩器（金壇市恒豐儀器制造有限公司），pHS-25精密pH計(jì)（上海宵盛儀器制造有限公司），3385H型Instron萬能材料試驗(yàn)機(jī)（美國(guó)Instron英斯特朗公司），S-3400N掃描電子顯微鏡，WS-SD d/o色度白度計(jì)。

1.2 工藝流程

洗脂脫脂→洗滌→蛋白酶預(yù)處理→洗滌→過硫酸氫鉀復(fù)合鹽漂白→過氧化氫漂白→洗滌→二氧化硫脲還原漂白→洗滌。

洗脂脫脂：由于頭發(fā)為蛋白質(zhì)纖維且印度發(fā)表層附著了大量的油脂和塵土，通過洗脂脫脂可以去除大部分油脂和灰塵顆粒，有利于提高蛋白酶對(duì)印度發(fā)鱗片層的剝鱗效果。稱取1.0 g碳酸鈉、1.0 g洗潔精，用量筒量取500 mL水配成洗滌液，將5.0 g印度發(fā)放入其中，80℃洗脂脫脂30 min，取出清洗干凈，自然晾干。

蛋白酶預(yù)處理：蛋白酶2 g/L，浴比1∶100，溫度50℃，時(shí)間20 min。

過硫酸氫鉀復(fù)合鹽漂白：過硫酸氫鉀復(fù)合鹽10～18 g/L，浴比1∶100，pH 9.5～11.5，溫度45～60℃，時(shí)間0.5～1.5 h。

過氧化氫漂白：焦磷酸鈉12 g/L［2］，過氧化氫6%，過二硫酸鉀4 g/L，浴比1∶100，用NaOH調(diào)節(jié)pH至9.8，溫度50℃，時(shí)間3 h。

1.3 測(cè)試

1.3.1 微觀形貌

將樣品放入掃描電鏡的樣品交換室，抽真空后在15.0 kV加速電壓下觀察放大1 000倍的表面形態(tài)。

1.3.2 斷裂強(qiáng)力

在室溫、夾持長(zhǎng)度7 cm、拉伸速率50 mm/min的條件下［3］，選用萬能材料試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行測(cè)試，多次測(cè)量取平均值。

1.3.3 白度

采用R457色度白度計(jì)進(jìn)行測(cè)定。

2 結(jié)果與討論

2.1 過硫酸氫鉀復(fù)合鹽漂白工藝優(yōu)化

2.1.1 過硫酸氫鉀復(fù)合鹽用量

由圖1、2可知，隨著過硫酸氫鉀復(fù)合鹽用量的增加，印度發(fā)的白度提高，當(dāng)達(dá)到12 g/L時(shí)，印度發(fā)的白度最好，繼續(xù)增加過硫酸氫鉀復(fù)合鹽用量，白度反而下降。這是因?yàn)楫?dāng)用量過高時(shí)，過硫酸氫鉀復(fù)合鹽分解速率加快，分解量增加，導(dǎo)致漂白效果下降［4］。

圖1 過硫酸氫鉀復(fù)合鹽用量對(duì)漂白效果的影響

圖2 過硫酸氫鉀復(fù)合鹽用量對(duì)印度發(fā)白度的影響

2.1.2 pH

由圖3、4可知，隨著pH的逐漸提高，白度逐漸增大，當(dāng)pH達(dá)到11.0時(shí)，漂白效果最好，繼續(xù)增加pH，白度反而下降。這是因?yàn)殡S著pH的增大，過硫酸氫鉀復(fù)合鹽的電離速率不斷提高，分解產(chǎn)生更多的過氧根，能有效破壞色素的結(jié)構(gòu)，但pH超過11.0，過硫酸氫鉀復(fù)合鹽分解速率過快，漂白效果降低。

圖3 pH對(duì)漂白效果的影響

圖4 pH對(duì)印度發(fā)白度的影響

2.1.3 漂白溫度

由圖5、6可知，隨著漂白溫度的不斷升高，過硫酸氫鉀復(fù)合鹽的分解速率不斷加快，分解產(chǎn)生的過氧根氧化印度發(fā)纖維，從而提升漂白效果，但漂白溫度超過60℃，過氧化氫分解速率過快，印度發(fā)纖維強(qiáng)力損傷嚴(yán)重，所以溫度選擇60℃。

圖5 漂白溫度對(duì)漂白效果的影響

圖6 漂白溫度對(duì)印度發(fā)白度的影響

2.1.4 漂白時(shí)間

由圖7、表1可知，延長(zhǎng)漂白時(shí)間可以提升印度發(fā)白度，但漂白時(shí)間過長(zhǎng)，印度發(fā)的強(qiáng)力損傷嚴(yán)重。綜合考慮白度與斷裂強(qiáng)力，漂白時(shí)間選擇1.0 h。

圖7 漂白時(shí)間對(duì)漂白效果的影響

表1 漂白時(shí)間對(duì)印度發(fā)白度的影響

2.2 復(fù)合漂白與傳統(tǒng)過氧化氫漂白效果對(duì)比

2.2.1 白度

由圖8可知，相比傳統(tǒng)過氧化氫漂白的頭發(fā)白度（37.05），過硫酸氫鉀復(fù)合鹽與過氧化氫復(fù)合漂白的頭發(fā)白度（46.50）提升顯著。因?yàn)槭褂眠^硫酸氫鉀復(fù)合鹽對(duì)印度發(fā)進(jìn)行處理，印度發(fā)表面鱗片層發(fā)生輕微刻蝕［5］產(chǎn)生微小孔洞，使過氧化氫與印度發(fā)充分接觸，從而提升漂白效果。

圖8 復(fù)合漂白與傳統(tǒng)過氧化氫漂白效果對(duì)比

2.2.2 掃描電鏡

由圖9可知，印度發(fā)原發(fā)的外層被厚實(shí)的鱗片層包覆，經(jīng)過硫酸氫鉀復(fù)合鹽處理后，印度發(fā)表面并未發(fā)生明顯的變化，經(jīng)過氧化氫漂白后，印度發(fā)表面的鱗片層發(fā)生輕微刻蝕，部分鱗片層從表面剝離［6］，破壞程度較低，強(qiáng)力損失不大。

圖9 印度發(fā)形態(tài)對(duì)比

2.2.3 斷裂強(qiáng)力

印度發(fā)原發(fā)的斷裂強(qiáng)力為0.899 7 N；傳統(tǒng)過氧化氫漂白后斷裂強(qiáng)力為0.600 1 N，僅為原發(fā)斷裂強(qiáng)力的66.7%；過硫酸氫鉀復(fù)合鹽復(fù)合過氧化氫漂白后斷裂強(qiáng)力為0.714 4 N，為原發(fā)斷裂強(qiáng)力的79.4%，強(qiáng)力損傷較小。這是因?yàn)槭褂眠^硫酸氫鉀復(fù)合鹽進(jìn)行處理后，印度發(fā)表面鱗片層發(fā)生輕微刻蝕［5］產(chǎn)生微小孔洞，從而使過氧化氫與印度發(fā)可以充分接觸，在過氧化氫用量較小的情況下即可進(jìn)行有效漂白，從而減少印度發(fā)的強(qiáng)力損傷。

3 結(jié)論

（1）過硫酸氫鉀復(fù)合鹽復(fù)合過氧化氫漂白的優(yōu)化工藝：過硫酸氫鉀復(fù)合鹽12 g/L，浴比1∶100，pH=11.0，溫度60℃，時(shí)間1.0 h。

（2）與傳統(tǒng)過氧化氫漂白工藝相比較，采用過硫酸氫鉀復(fù)合鹽復(fù)合過氧化氫漂白，印度發(fā)的白度和斷裂強(qiáng)力都有所提升，白度達(dá)到46.50，斷裂強(qiáng)力保留率為79.4%。