羊毛的清洗，羊毛污垢，環保清洗如何處理？
羊在生長過程中，在羊毛上不僅會沾染上自體內排泄出的羊毛脂、羊汗、糞便，而且由于飼養環境的關系，使羊毛附有砂土、草籽等污垢，因此在羊毛加工前要進行洗毛工序。
洗毛是利用化學和機械作用去除羊毛纖維上的油脂，汗垢和部分雜質，使羊毛恢復原督的潔白、松散、柔軟、彈性好的特性，保證羊毛在加工過程中的梳毛、紡紗、織造、染色整理等工序順利進行。如果洗毛的質量不好，使羊毛呈現含脂含雜過多，還會出現羊毛緊縮、色澤灰暗、纖維受損傷等多癥病。
一、羊毛上的污垢
羊毛上的污垢已如上述，來自不同地區的羊毛污垢組成并不相同：變化范圍很大。
1．羊毛脂
羊毛脂是羊的皮脂腺分泌物，它是一種油膩粘稠性物質，外觀呈黃到褐色，化學成分很復雜，是多種高碳脂肪酸與高碳一元醇(羊毛甾醇、膽固醇、異膽甾醇等)形成的酯類混合物(如C17H35COOC27H55，C15H31COOC27H55等)以及脂肪酸、碳氫化合物等。隨著羊種的不同，氣候條件和飼養環境的不同，羊毛脂的成分、含量和化學性質也不盡相同。羊毛脂不溶于水，但可溶于乙醚、苯、四氯化碳等多種有機溶劑。它遇堿不能完全皂化，但很易乳化，羊毛脂的熔點在44℃左右，因此在稍高溫度下羊毛脂很易在水溶液中乳化分散。
2．羊汗
羊汗是羊的汗腺分泌物，在毛纖維表面變干而形成千鹽。羊汗的主要成分有碳酸鉀、價酸鉀、硬脂酸鉀等，95％以上的成分可溶于水。
3．砂土
羊毛中所含砂土量及成分和性質都與放牧飼養地區的土壤和環境有密切關系。如我國西北地區出產的羊毛砂土含量大，而且砂土中含鈣、鎂元素的化合物較多，而在堿性土壤地區飼養的羊毛則含堿量高。含羊毛脂多的羊毛往往粘附的雜質也較多，最多時砂土的含量可到總污垢的50%以上。[page]
二、羊毛清洗的方法
洗羊毛的關鍵是去除羊毛脂，因為羊汗可溶于水，當羊毛脂去除時，粘附在其上的砂土污垢也會從羊毛上脫離。從羊毛脂的性質看，它是難以被皂化的，所以主要是設法使其乳化。洗單毛的基本原理(乳化洗毛原理)主要是利用表面活性劑洗滌劑降低水的表面張力，使羊毛容易被潤濕，而后表面活性劑分子滲透到羊毛污垢的縫隙中去削弱羊毛脂污垢層與毛纖維的結合力，并將羊毛脂污垢層破壞分散成膠體大小的微粒，在熱和機械作用下使油污雜質從毛纖維上剝離，被剝離乳化的羊毛脂在水中形成乳狀液，污垢能穩定懸浮在水中不再回到毛纖維上，從而獲得清潔的羊毛。
根據具體的生產工藝，把洗毛分為堿性、中性和酸性三種，其中堿性洗毛使用得最廣泛，也最重要。
1．堿性洗毛
根據使用的藥劑不同又分為皂堿洗毛、輕堿洗毛、銨堿洗毛3種。
(1)皂堿洗毛 皂堿洗毛是沿用較久的洗毛方法，即肥皂與純堿配合使用的方法。
皂堿洗毛時溫度較低，故所用肥皂應在使用溫度下具有較大溶解度，不膠凝和具有強大洗凈能力的特點，通常以椰欖油皂為最好。而油酸制造的肥皂在冷水中溶解度也較高，用于洗毛也可獲得較好效果。皂液的洗滌作用表現在皂液有潤濕和乳化羊毛脂，并保護被乳化的羊毛脂微粒不再沉積到纖維上去的膠體性質。這種性質和皂液的濃度有很大關系，通常當皂液濃度為0.4%時作用最大，而濃度再大并無多大益處。
洗滌液中的純堿作用，一方面是使溶液保持一定pH值，以控制肥皂水解，從而發揮肥皂孵[化和擴散作用，另一方面對皂化油脂有很好的作用。但純堿用量過多會對羊毛造成損傷。
皂堿洗毛工藝裝置是由多個洗滌槽和漂洗槽組成的。洗滌槽中皂堿的濃度按各種羊毛中所含油脂的性質；數量和其他雜質多少而定。‘般皂液濃度達0.2%即可乳化羊毛脂，pH值控制在11以下，溫度在50℃以下。漂洗槽pH值應在9以下，以免對羊毛纖維造成損傷。來自堿性土壤飼養的羊毛中含堿量高，在洗毛過程中，水槽中的堿性會逐漸增加而損傷羊毛，需要注意；總的洗毛流程為10～20min。
表24-2 輕堿洗毛工藝
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槽號 |
第一槽 |
第二槽 |
第三槽 |
第四槽 |
第五槽 |
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洗滌液含量/% |
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清水 |
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長度/m |
10。0 |
9.0 |
5.5 |
4.6 |
6.6 |
*表面活性劑是由烷基苯磺酸鈉與壬基酚聚氧乙烯醚配合而成，有效成分占35%。[page]
由于肥皂不耐硬水，目前堿性洗毛多改用陰離子、非離子表面活性劑配合純堿洗毛的輕堿洗毛。
(2)輕堿洗毛 由于陰離子、非離子合成洗滌劑有良好的乳化能力和分散懸浮油污的能力，而且配合使用純堿的濃度也可稍低，從而減少對羊毛的損傷。所以目前多采用堿性合成洗滌劑來洗羊毛。
表24—2是輕堿洗毛流程的一個實例。
洗毛是在長方形水槽中進行的，槽中有平耙和旋轉耙攪動羊毛以提高清洗效果，見圖24—2。
前四槽是洗滌槽，第五槽是清水沖洗槽。第一槽中使用的洗滌劑是純堿(Na2C03)，第二到第四槽中使用的是合成洗滌劑水溶液，溫度均保持在40—47℃之間，既有利于羊毛脂的乳化又防止羊毛損傷過大。
圖24-2 羊毛洗滌槽的機械裝置
各槽的洗液，逆流流向前一槽，有利于最大限度地發揮水的洗滌能力，見圖24—3。
這種表面活性劑與堿劑配合使用的洗毛方法，對羊毛纖維有一定損傷，會使羊毛蛋白質中的胱氨酸發生變性生成羊毛硫氨酸而使羊毛機械強度降低，特別是pH>10的高溫情況下，損傷更嚴重。因此，有些情況下，工廠采用中性洗毛或酸性洗毛。表24—3是堿對羊毛損傷的一組研究結果。
圖24—3 羊毛洗滌裝置示意圖
表24—3是堿對羊毛損傷(25℃)
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pH |
強度下降/% |
胱氨酸轉化率/% |
羊毛硫氨酸生成率/% |
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7～9 |
0 |
0 |
0 |
(3)銨堿洗毛 在使用碳酸鈉與表面活性劑配合的輕堿洗毛過程中，由于殘留在羊毛上的堿在烘干與貯存過程中會使羊毛發生氧化而發脆，為避免這種情況的發生，在輕堿洗毛液中加入適當硫酸銨[(NH4)2SO4)，它是強酸弱堿組成的鹽，水解后顯酸性，用它可以中和碳酸鈉的堿性，而且中和時產生的硫酸鈉、二氧化碳和氨對洗毛有促進作用，因此在輕堿洗毛的第二個洗滌槽中加有適量的硫酸銨以減少洗凈毛中的堿留堿量，這種方法叫硫酸銨洗毛，加入的硫酸銨量是純堿用量的1/3。 [page]
2．中性洗毛
指用水溶液呈中性的合成洗滌劑洗毛。目前使用最多的是壬基酚聚氧乙烯醚等非離子表面活性劑。
也可用烷基苯磺酸鈉等陰離子合成洗滌劑與中性鹽助劑組成中性洗滌劑。
由于羊毛中砂土有堿性時，在洗滌槽中積累會使洗液略呈堿性，但一般pH值能保持在9以下；
與皂堿洗毛相比，由于這種方法洗滌效果受溫度影響較大，一般在70℃才能獲得最大的洗凈效果，而且合成洗滌劑價格較高，所以中性洗毛成本略高，但洗后毛的白度好，手感好，毛纖維損傷小，溫度高有利于清除雜質。如中國目前生產的羊毛洗滌劑K1240、精紡洗凈劑，號等產品都是以脂肪醇硫酸鈉等陰離子表面活性劑與非離子表面活性劑復配的產品，具有泡沫多易消泡，洗后羊毛手感柔軟的特點。德國漢高公司生產的“毛能凈”主要成分是脂肪醇硫酸鹽，其中十八烯醇硫酸鈉占40%～60%，而且含未反應的原料十八烯醇(油醇)比例較高。這種產品具有易漂洗，產品潔白柔軟、手感豐滿的特點，因此90年代以來用表面活性劑洗毛已逐步代替了其他傳統的洗毛方法。
3．酸性洗毛
這種方法使用較少，主要適用于含羊毛脂低而且含土雜量高的羊毛。如我國西北地區產的羊毛，由于羊群放牧在日光輻射強度大，氣候變化大，鹽堿土壤多的高原地帶，羊毛油脂含量少，土雜量含量高，毛纖維的彈性和強度比較差，這種羊毛如用堿性洗毛，因土壤中含鈣、鎂元素的化合物多，使洗液水質不斷變硬，堿性變化難以控制，使毛在洗滌過程中易受損傷。而這種羊毛在酸性介質中羊毛等電點附近(pH=4.9)，受損傷較少，羊毛膨脹也最小i化學穩定性高。因此在洗毛過程中，在使用合成洗滌劑的同時，加入少量醋酸、甲酸或磷酸，控制pH＝4.8～6范圍進行洗毛，這種方法叫酸性洗毛。它比堿性洗毛的同樣產品手感、彈性都好，色澤也較鮮明，但要注意酸對機械設備有腐蝕作用，有些部件要改用耐酸材料制造。
總之，洗毛的條件應根據羊毛的具體情況而確定，其中應考慮的重要因素是溫度和pH值。
(1)溫度 由于羊毛脂熔點在40℃左右，60℃乳化羊毛脂達到最佳粘度，而土雜在55～65℃溶脹效果好。所以在65℃左右銑毛效果最佳。但在堿性條件下溫度高會加大羊毛損傷，所以堿性洗毛只能在55℃以下，而中性酸性洗毛時溫度可提高到70℃。
(2)pH值 從脫脂能力看，由于堿對羊毛脂有皂化、乳化作用，因此在堿性條件下較好，但堿性強對羊毛損傷大，所以羊毛脂含量低的羊毛適合在低pH值條件下洗毛。
不同的洗滌方法對洗凈度、損傷度以及后續加工的影響間存在微妙關系。如有研究表明，拄pH二10的堿性條件下洗的毛，在染色工藝中，30s毛纖維周邊已染色，60s纖維芯全部被染色。在pH＝4.9(等電點)時洗毛，毛損傷雖然最小，但染色試驗表明i 60s羊毛還未被染料浸透，要10rain以上才能全部染上色。以上說明用堿性洗毛的毛纖維紡織加工性能較好，而且可紡性、抗靜電性、吸水性也較好。[page]
至于羊毛洗滌質量的好壞是以羊毛含脂率和非脂雜質多少來衡量的，羊毛中非脂雜質含量越低越好，而羊毛脂則應保留一定含量以使羊毛手感柔軟、豐滿，并有利梳毛和紡織過程的進行。
圖24—4是70年代研究成功的新西蘭朗茲(Wronz)型綜合洗毛系統裝置圖。其主要特點是自第一、二槽排放的污水經過砂土雜質沉淀裝置和油脂分離機脫脂后再回流到第一洗毛槽，而且各槽均采用逆流方式。從最后一個洗毛槽不斷注入新鮮凈水，逐槽依次逆流以補充循環過程中損耗的水量。含砂土的污水通過熱交換器排放。最上層的羊毛脂通過油脂分離機回收。由于洗毛機連續運轉可大大節約用水，高效率地回收熱量；并能減少洗滌劑的消耗用量以及減少污水排放量。
圖24-4 朗茲型綜合洗毛系統
4。溶劑洗毛
以上介紹的是羊毛的水洗情況。從本世紀40年代起人們開始研究用有機溶劑代替水來清洗羊毛的工藝，50年代進入應用階段。后來因為各種實際困難停止在生產中使用，到70年代以后又開始新的研究并投入應用。
溶劑洗毛所用的有機溶劑包括航空汽油、煤油等石油類溶劑，水-異丙醇-己烷組成的混合溶劑以及三氯乙烷、三氯乙烯、四氯乙烯等鹵代烴合成溶劑。
(1)使用有機溶劑洗毛的優點 能快速潤濕和溶解羊毛上親油性污垢，不膨化毛纖維，減少纏結，不會造成毛氈縮，從而改善精梳毛條制成率，耗水量低，無污水排放，有機溶劑可回收使用。
(2)存在的缺點 羊汗等親水性污垢在有機溶劑中溶解度低，因此要求使用溶劑冰組成的乳液以使羊毛脂和羊汗都取得最佳清洗效果，羊毛脂本身是一種很好的乳化劑，洗滌后混在溶劑—水乳液中，要分離回收羊毛脂需要很高的分離技術和高價的設備，有機溶劑在使用中存在諸多問題，如石油類溶劑易燃、安全性差，不可燃的鹵代烴溶劑又存在毒性大，不能隨意排放，需在密閉系統中循環的問題，有機溶劑在使用過程中不可避免會有損耗，成本較水洗為高溶劑回收裝置設備投資較大。