前言
毛纤维表面有一层致密的鳞片，它的疏水性和化学惰性对染料的扩散和吸附造成了困难。因此，传统的染色温度一般较高，因为只有在较高温度下，毛干鳞片层才能打开，染料才能与毛皮相互作用，达到上染的目的。但温度越高，毛纤维损伤越严重，且皮板在高温下易收缩而失去弹性，物理化学性能大大降低，同时消耗大量能量[1 ～ 3]。本文采用氨水对毛皮进行预处理的方法，剥离兔毛部分鳞片层，使兔毛在较低温度下拥有良好的染色性能。通过对毛皮的上染速率、上染百分率等染色性能进行比较，优化出了预处理兔毛的最佳条件，并确定了染色工艺。
1· 实验部分
1. 1 主要实验材料与仪器
1. 1. 1 主要实验材料
兔皮，实验室自制; 捷力毛皮蓝MB-TNB，毛皮匀染剂H-GL，威勒RR 加脂剂FHL，北京泛博科技有限责任公司; 25%氨水( AR) ，甲酸( AR) ，成都市科龙化工试剂; 工业盐。
1. 1. 2 主要仪器及设备
HZS-H 型水浴振荡器，哈尔滨市东联电子技术开发有限公司; FA1004 电子天平，上海精密科学仪器有限公司; pHS-2C 数字式pH 计，上海日岛科学仪器有限公司; 722 型光栅可见分光光度计，上海精密科学仪器有限公司。
1. 2 实验方法
1. 2. 1 氨水/氯化钠预处理
采用实验室自制兔皮进行实验。将毛皮称重作为以下实验用料依据，将毛皮剪成小皮块( 4cm ×5cm) 置于锥形瓶中进行预处理对比试验，分别在不同的pH、温度、浓度、时间下进行预处理实验。然后再进行正交实验，根据实验结果优化出最佳工艺条件。将预处理后的兔皮在53℃下进行染色实验。
1. 2. 2 上染率的测定[4]
上染率的计算公式: E% = ( 1 一A/A。) × 100
( E: 上染百分率; A: 染色后残液吸光度; A。: 染色原液吸光度) 。
1. 2. 3 上染速率的测定[5]
本实验用捷力系列染料对碱预处理的毛皮与没有预处理的毛皮在相同工艺下进行染色，在染色过程中每间隔10 min 测定染料的上染百分率，然后按对应的时间作图即可得到染料的上染速率曲线。
1. 2. 4 正交实验
根据前面的实验结果，设计了4 因素3 水平的正交实验表
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2 ·结果与讨论
2. 1 预处理温度对毛皮上染率的影响
用0. 1 mol /L 的氨水、5 g /L 的氯化钠、液比为20，分别在20、30、40、50、60 ℃下对毛皮预处理30min，然后用捷力蓝对其进行染色，并测定上染率。
随着温度的升高上染率也是跟升高的，当温度在50 ℃时上染率到达了97% 以上。这主要因为是随着温度升高，加速了对鳞片的剥离，同时促进了毛的溶胀。但温度过高会导致鳞片层过多的剥离，从而影响兔毛的强度。为了防止鳞片的过度剥除，处理温度控制在30 ～ 50 ℃为宜。
2. 2 预处理时间对毛皮上染率的影响
用0. 1 mol /L 的氨水、5 g /L 的氯化钠、40 ℃、液比为20，分别处理20、30、40、50、60 min，然后用捷力蓝对其进行染色，并测定上染率。
可以看出， 40 min 之前上染率是随着处理时间的增加而逐渐升高的，40 min 后上染率却开始下降。这可能是因为兔毛纤维上部分的亲水基团随着时间的增长被改变了，从而影响了染料的吸附。所以时间应控制在20 ～ 40 min 内。
2. 3 预处理氨水浓度对毛皮上染率的影响
在5 g /L 的氯化钠、40 ℃、液比为20 下，分别用浓度为0. 1、0. 2、0. 3、0. 4、0. 5 mol /L 对毛皮进行30min 预处理，然后用捷力蓝对其进行染色，并测定上染率。
可以看出，当氨水浓度为0. 1、0. 3、0. 5mol /L 时，上染率是逐渐上升的。这是可能因为氨水促进了二硫键的水解，打破了染色的障碍; 同时碱能够清除兔毛表面的油脂、汗液，改变了兔毛的表面性质，促进了染料的吸附[6]。在0. 2、0. 4 mol /L 时，上染率略有下降，这可能是部分亲水基团被改变了。为了防止鳞片的过度损伤，而影响毛的强度，根据上染率的指标，氨水浓度选择0. 1 ～ 0. 3mol /L 为宜。
2. 4 预处理氯化钠浓度对毛皮上染率的影响
在0. 1 mol /L 的氨水、40 ℃、液比为20 下，分别用浓度为3、6、9、12、15 g /L 的氯化钠对毛皮进行30min 预处理，然后用捷力蓝对其进行染色，并测定上染率。
可以看出，当氯化钠的浓度为6 g /L 时上染率达到最大95. 37%，随后随着氯化钠的增加上染率反而减小。在实验过程中，当氯化钠的量超过10 g /L 以上时，染料会有小部分沉淀。所以氯化钠的量应该控制在5 g /L 左右。
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2. 5 兔毛预处理的正交实验
综合单因素实验结果，设计正交实验，以上染率为指标进行分析。
可以看出，根据上染率指标判断，本文的最佳工艺为A3B2C1D1，这一结果基本与单因素实验结果一致。从极值R 的值可以看出，各因素作用的主次顺序为A > D > C > B，温度对其影响最大。所以本文选择温度50 ℃、氯化钠3 g /L、氨水0. 1 mol /L 处理30 min。
2. 6 氨水/氯化钠预处理后毛皮的上染速率
前面通过正交试验已经确定了碱处理的最佳处理条件，因此，我们在最佳预处理条件下对毛皮进行前处理，然后在较低温度下对预处理过的毛皮和未经处理的毛皮分别进行染色，在不同时间( 0、10、20、30、40、50、60、70、80、120 min) 测定上染率。
可以看出，氨水/氯化钠处理的毛皮上染速率明显高于未处理毛皮，在30 min 时就已经达到很高的上染率，且在40 min 左右就已经达到平衡，而未经处理的毛皮上染速率比较缓慢，在60 min左右才达到上染平衡。这是可能因为氨水促进了二硫键的水解，打破了染色的障碍，加快了染色速度; 同时碱能够清除兔毛表面的油脂、汗液，改变了兔毛的表面性质，促进了染料的吸附。加入加脂剂后，上染率略有下降[6]，这可能会因为由于加脂剂的存在，染料分子从毛皮中被挤出，但是随着时间的增长，上染率又开始回升。
2. 7 对比实验
将处理过的兔毛在较低温度( 53 ℃) 下的染色效果，与未经处理在较低温度( 53 ℃) 下的染色效果及常规( 68 ℃) 下的染色效果进行对比。
可以看出，经过预处理，兔毛在较低温度( 53 ℃) 下的上染率达到了96% 以上与常规( 68℃) 下的上染率接近。未经处理的兔毛在较低温度( 53 ℃) 下的上染率明显低于常规( 68 ℃) 下的上染率。这就说明了预处理的方法是有可行的，且染色效果良好。
3· 结论
( 1) 氨水/氯化钠预处理能有效的破坏兔毛的鳞片层，打破染色的障碍，降低了染色的位能，使染料更容易扩散和吸附，从而实现了较低温度染色。
( 2) 在较低温度( 53 ℃) 下用捷力染料染色，经过氨水/氯化钠预处理的兔毛上染速率得到加快，上染百分率达到了96. 58%，与常规( 68 ℃) 下染色的上染百分率接近。
( 3) 影响氨水/氯化钠预处理的因素主要有: 温度、时间、氨水浓度、氯化钠浓度。在本文的条件下，氨水/氯化钠预处理的最佳条件为: 温度50 ℃、液比20、氯化钠3 g /L、氨水0. 1 mol /L 处理30 min。
( 4) 为了更好的染色，氨水/氯化钠预处理后兔毛需要进行中和实验，将兔毛和浴液的pH 调到4. 0左右。
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