羊毛纤维经等离子体与酶联合处理后的表面改性及性能研究：开启纺织应用新篇

为解决传统羊毛纤维处理方法的弊端，研究人员探究等离子体与酶处理对羊毛纤维的影响，发现联合处理效果佳，对纺织业意义重大。

　　在纺织的世界里，羊毛纤维因其独特的性能备受青睐，但它也有着自己的 “小脾气”。羊毛纤维表面的鳞片结构，就像一层顽固的 “铠甲”，不仅阻碍着染料和整理剂的渗透，还影响着羊毛的染色性能和手感。传统的羊毛纤维表面改性方法，比如氯化和树脂处理，虽然能在一定程度上解决问题，可这些方法使用的化学物质不仅对环境不友好，还会损害羊毛纤维的强度和耐久性，就像是在解决一个问题的同时，又制造了一堆新麻烦。

为了寻找更环保、更有效的处理方法，来自伊朗比尔詹德大学（University of Birjand）的研究人员开展了一项重要研究。他们将目光聚焦在等离子体处理和酶处理上，试图探索这两种处理方式单独使用以及联合使用时，对羊毛纤维会产生怎样的影响。这项研究成果发表在《Scientific Reports》上，为羊毛纤维处理领域带来了新的希望。

在研究过程中，研究人员运用了多种关键技术方法。通过扫描电子显微镜（SEM）观察羊毛纤维处理前后的表面形态变化，能直观地看到纤维表面的微观结构改变；利用傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析羊毛纤维的化学结构变化，从分子层面揭示处理对羊毛的影响；采用 Kubelka - Munk 方程计算 K/S 值来评估染色羊毛样品的染料吸收和颜色强度，精确衡量处理对染色效果的作用；依据 ASTM D 2256 标准，使用拉伸试验机测试染色羊毛纱线的拉伸强度，以此研究处理对羊毛纤维机械性能的影响。

研究结果令人惊喜。在形态学方面，未经处理的羊毛纤维表面光滑且鳞片完整，而经过酶处理、等离子体处理以及二者联合处理后，纤维表面发生了显著变化。蛋白酶和等离子体 - 蛋白酶处理去除了大量鳞片，等离子体处理使纤维表面变得粗糙，联合处理更是让表面破坏和鳞片去除程度达到最大，这种结构变化为后续的处理和应用打下了基础。

从化学结构角度来看，FTIR 分析显示，不同处理方式对羊毛纤维特征吸收峰产生了不同影响。谷氨酰胺酶（glutaminase）处理使某些峰强度增加，表明有新的羟基和脂肪族 C - H 键形成；蛋白酶（protease）和等离子体处理使部分峰强度降低，意味着表面脂质和蛋白质被部分去除或改性。这些变化反映了处理过程中羊毛纤维化学结构的改变，以及处理方式对纤维化学反应活性的影响。

颜色性能上，处理方式对羊毛纤维的影响也各不相同。等离子体处理单独使用会使亮度略有下降，而谷氨酰胺酶处理能增加亮度和白度指数，蛋白酶处理效果更为显著。在染色强度方面，等离子体处理、蛋白酶处理以及使用媒染剂都能提高 K/S 值，其中谷氨酰胺酶 - 等离子体处理且使用媒染剂的样品 K/S 值最高，染色效果最佳。

染色牢度方面，酶处理尤其是谷氨酰胺酶处理，能有效提高洗涤牢度和耐沾污性，媒染剂的使用进一步增强了这些性能。在所有处理中，经媒染剂处理的等离子体 - 谷氨酰胺酶处理样品表现最为出色，说明这种联合处理方式能大大提高染料的保留率和稳定性。

机械性能研究发现，等离子体处理可增强纤维强度，且对柔韧性影响较小；谷氨酰胺酶处理能提高纤维柔韧性，但会使强度稍有降低；联合处理则能在一定程度上平衡强度和柔韧性，让羊毛纤维在不同性能之间达到更好的协调。

综合来看，这项研究表明，等离子体和酶联合处理，特别是与谷氨酰胺酶联合，能产生协同效应，显著提升羊毛纤维的表面改性效果、颜色性能和机械性能。这一成果为优化羊毛纤维处理工艺提供了宝贵的参考，有助于推动纺织行业朝着更环保、更高效的方向发展，让羊毛制品在未来市场上展现出更优异的品质。