二、洗毛
羊毛纤维的精练加工过程，在实际生产中多称为洗毛。洗毛目的主要是为了去除羊毛纤维上的大部分羊脂、羊汗及沙土等杂质。
（一）洗毛原理
原毛上的污垢一般由羊毛脂、羊汗和土杂三部分组成。由于这些污垢成分的耐洗性能不同，因此，从羊毛上被清除的难易程度、清洗方法就各不相同。
（1）羊毛脂。羊毛脂在羊毛纤维中的含量与羊毛品种直接相关，细羊毛含脂量高，粗羊毛含脂量低，且含脂量的差异很大，最高可达25%左右，最低只有3%，大多数原毛的含脂量为8%～15%。羊毛脂是羊脂肪腺的分泌物，主要是高级脂肪酸、脂肪醇和脂肪烃的混合物，其中脂肪酸、脂肪醇的种类有二百余种，是羊毛脂的主要成分，而脂肪烃含量很少，仅占0.5%。羊毛脂的熔点为37～44℃，不溶于水，很难从羊毛纤维上洗除，但在其熔点以上时，可利用碱剂和洗涤剂，通过皂化和乳化的方法去除。羊毛脂中的游离脂肪酸遇碱能皂化，生成能溶于水的脂肪酸盐，但高级一元醇及其酯不能皂化，必须使用洗涤剂，并借机械作用使之乳化，才能从原毛中洗除。羊毛油脂与碱剂的皂化反应在100℃以上的高温下才容易发生，而羊毛纤维在高温下的耐碱性很差，会造成纤维严重受损，因此在实际生产中多在60℃以下，通过乳化的方法来洗除原毛中的羊毛脂。乳化作用主要依靠洗涤剂的吸附、润湿、乳化、分散、增溶、悬浮等综合作用，使羊毛脂从羊毛表面剥离，并稳定地悬浮在水溶液中，通过水流冲洗而清除。除乳化法外，还可以利用溶剂法、冷冻法去除羊毛脂，但乳化法实际应用最为普遍。
（2）羊汗。羊汗是羊汗腺的分泌物，它是由各种脂肪酸钾盐和碳酸钾盐以及少量磷酸盐和含氮物质组成，其含量为原毛重量的5%～10%，羊汗能溶于水，易于洗除。在乳化法有效去除羊毛脂的同时，可一起被洗除。
（3）土杂。土杂的主要成分为氧化镁、氧化钙、氧化硅、氧化铁、氧化铝等无机含氧化合物，随羊毛品种不同，其含量也有较大差异，国产羊毛含土杂较多。土杂在洗毛过程中可与其他油污一起被剥离，并容易沉积在水底，也较易去除。
由上述可见，洗毛过程的关键是羊毛脂是否被有效地去除。在羊毛脂被有效去除的情况下，羊汗和土杂可被一同除去。
洗毛质量的好坏，主要用洗净毛的含脂率来衡量。羊毛中所含的非脂杂质越少越好，而羊毛脂则应适当保留一定含量，使羊毛的手感柔软丰满，并有利于梳毛和纺织的进行。洗毛之后，羊毛纤维上应保留的羊毛脂的多少，要根据具体品种和用途来定，一般国产羊毛的洗净毛含脂率为1.2%左右。
（二）乳化洗毛法
乳化洗毛法是利用以表面活性剂为主要成分的洗涤剂，在水溶液中具有的润湿、乳化、分散、增溶、悬浮等作用，将羊毛脂从羊毛纤维上洗除的方法。在羊毛脂被乳化去除的同时，羊汗和土杂等杂质也一同被洗除。乳化法是目前工业上最普遍的洗毛方法。影响乳化法洗毛效果的主要因素有如下几个方面。
1.乳化法工艺影响因素
（1）洗毛用剂。洗毛用剂主要包括洗涤剂和助洗剂两类。
①洗涤剂。洗涤剂主要有肥皂和合成洗涤剂两类。
肥皂是一种常用的阴离子型表面活性剂，作为洗涤剂使用时，不仅去污性能良好、价格便宜，还能使洗后的羊毛具有较柔软的手感，因此成为使用历史最久的原毛洗涤剂。肥皂的缺点是对酸较敏感，在酸性条件下易水解生成脂肪酸而降低洗涤效果；另外，肥皂也不耐硬水，遇硬水易生成钙、镁沉淀，黏附于羊毛上不易洗除，并且肥皂还可与羊毛上的金属氧化物及盐类作用生成沉淀。因此，用肥皂洗毛时必须配合使用纯碱，纯碱在洗毛液中有稳定pH值的作用，可保证肥皂在碱性条件下充分发挥洗涤效果。此外，纯碱也有较好的软化硬水作用，以保护肥皂免受硬水的损害。肥皂与纯碱结合的洗毛方法，通常称为皂碱洗毛法。因这种洗毛用剂在碱性条件对羊毛纤维有一定的损伤作用，故肥皂已逐渐被各种合成洗涤剂所代替。
应用于洗毛的合成洗涤剂均为阴离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂的复合体。常用的合成洗涤剂产品有羊毛清洗剂、净洗剂601、净洗剂105、洗涤剂209等。这些合成洗涤剂耐硬水，可在弱碱性、中性甚至酸性溶液中洗毛，对羊毛损伤小，洗毛质量好，因而应用较广泛。
洗毛用剂直接影响到洗净率、残脂率、手感、白度等指标，必须慎重选择，而且必须符合不含APEO、不含甲醛等环保指标要求。
②助洗剂。助洗剂能帮助洗涤剂发挥出更高的洗涤效果，并能适当降低洗毛用剂的应用成本。常用的助洗剂有纯碱、食盐、元明粉等。助洗剂多为无机电解质，它们有利于洗涤液中的表面活性剂分子发生聚集，形成大量胶束，从而降低水溶液的临界胶束浓度（cmc），使洗涤剂在较低浓度下就能充分发挥乳化、分散、洗涤作用，从而节省洗涤剂的用量，使洗涤剂的应用效率和应用效能均得到提高。同时，由于助洗剂在水溶液中离解后产生的阴离子能吸附在羊毛纤维和污垢的表面，提高了纤维和污垢所带的负电性，在排斥力的作用下有利于污垢与羊毛纤维之间的脱离，从而增进去污效果。另外，有些助洗剂如纯碱还可作为软水剂。有时还加入螯合分散剂软化水，有利于洗毛效果提高。
（2）洗毛温度。单从洗涤效果来看，洗毛温度以高温为好。温度高可以适当降低水的表面张力，有利于洗涤剂迅速向羊毛纤维吸附、渗透，减小羊毛脂与纤维之间的亲和力，并促进土杂脱离纤维，加快沉降。温度高不仅有利于洗涤剂的乳化作用，促使洗涤剂与羊毛脂中的脂肪酸发生皂化反应，从而提高洗涤剂的去脂效果，还可以促进羊汗的溶解。但从另一方面来讲，洗毛温度太高会影响羊毛纤维的弹性和强度，尤其在碱性溶液中羊毛更易受损伤，并易于毡缩。因此，对于洗毛温度的选择应综合考虑，既要尽量减少对羊毛的损伤，又能较充分地发挥洗涤剂的作用。
国内耙式洗毛机一般由3～5个洗毛槽组成。洗毛机的第一个洗毛槽温度以50～60℃为宜，既有较高的去土杂效果，又能较好地保护羊毛纤维；如果温度高于70℃，羊毛纤维的鳞片易受损伤并发生毡并现象。第二、第三个洗毛槽一般为洗涤槽，如果采用碱性洗毛，温度需控制在50℃以下，超过50℃，羊毛纤维就有一定的损伤；如果采用中性洗毛，温度稍高一些对羊毛纤维损伤不大，一般控制在50～60℃。后面的洗毛槽一般为漂洗槽，温度宜控制在45～50℃。实际生产中，各个洗毛槽的具体控制温度，还要根据羊毛的线密度、羊毛脂的熔点、乳化难易程度、杂质的含量以及洗涤剂的性能等方面综合考虑，再加以确定。
（3）洗毛液的pH值。洗毛液的pH值对洗毛质量影响较大。一般来讲，pH值较高时，洗毛效果较好，但羊毛纤维的强度会随之下降。pH值对洗毛质量的影响又与洗毛温度和洗液浓度密切相关，当pH值在8以下时，羊毛强度损伤很小；当pH值为8～11时，羊毛的强度随洗毛液浓度的增加而降低；当洗毛液温度低于50℃、pH值在10以下时，羊毛纤维尚无严重损伤，如果超过这一温度和pH值，则羊毛受损程度明显增加。所以采用皂碱法洗毛时，洗毛液pH值应控制在10以下。
（4）洗涤剂用量。确定洗涤剂使用量时，既要保证洗毛质量，又要考虑经济效益。洗涤剂用量主要依据如下两方面来加以确定。
①羊毛脂的性能。含脂肪醇类多的羊毛脂比较难洗，洗毛液中应增加洗涤剂的用量；含脂肪酸多的羊毛脂，由于脂肪酸可以被碱皂化而除去一部分，故洗毛液中可增加纯碱的用量。
②羊毛脂的含量。一般而言，洗含脂多的原毛时，洗涤剂耗用量比洗含脂少的原毛要相应增加。细羊毛的羊毛脂含量高，洗涤剂的用量可适当提高，而粗羊毛可酌减。这项因素并不是绝对的，还要参照羊毛脂的耐洗性能综合确定。
（5）原毛投入量。原毛投入量在生产上也称为原毛喂入量。原毛投入量直接关系到洗净毛的产量和质量。投入量的多少需根据羊毛脂的难洗程度、含脂率和含杂率的多少而确定。对于含脂高、不易乳化而难洗的原毛，适当减少投入量有利于提高洗毛质量；对于含脂低、易乳化而好洗的原毛，可以适当增加投入量，这样可在保证质量的条件下，提高产量。一般地讲，细羊毛较粗羊毛投入量少，新疆细羊毛较进口澳毛投入量少。原毛投入量一般在400～700kg/h。
2.乳化洗毛法分类
根据洗毛液pH值的不同，乳化洗毛法可以分成碱性洗毛法、中性洗毛法、酸性洗毛法三大类。
（1）碱性洗毛法。碱性洗毛是在pH=8～10的洗液中洗涤原毛的方法，适合于含脂高，尤其是羊毛脂中脂肪酸含量高的原毛洗涤。这是因为在碱性条件下，不仅可通过洗涤剂的乳化作用去除羊毛脂，还可以通过碱剂与羊毛脂中脂肪酸的皂化作用去除一部分羊毛脂，碱剂与脂肪酸经皂化反应生成的脂肪酸皂，又能像肥皂一样在洗毛液中起到洗涤剂的作用，因此使洗毛效果明显增加。
碱性洗毛法应用较广，根据洗毛液中使用的洗涤剂和助洗剂种类的不同，还可再分为如下三种洗毛法。
①皂碱洗毛法。即用肥皂作为洗涤剂、用纯碱作为助洗剂的洗毛方法，是我国沿用较久的一种传统洗毛法。肥皂以使用油酸皂效果较佳，皂液浓度一般为0.2%。如果皂液浓度超过0.2%，其乳化能力不但不会有显著提高，反而会因生成的泡沫太多而使羊毛漂浮在洗涤液表面，影响洗涤效果。纯碱的浓度也应控制在0.2%以下，以防pH值过高而损伤羊毛。为了充分利用纯碱与脂肪酸皂化生成的脂肪酸皂，第一个洗涤槽的洗涤剂用量应为碱多皂少，而第二个洗涤槽则为皂多碱少。
皂碱法洗毛时，洗液温度在50℃以下，洗涤槽的pH值为9～10，漂洗槽的pH值宜逐渐接近中性，以免洗净毛烘干后含碱过量而损伤羊毛。
皂碱法因肥皂不耐硬水和对羊毛纤维强度损伤较大，目前已逐渐少用。
②轻碱洗毛法。即用合成洗涤剂代替肥皂作为洗涤剂，以少量纯碱作为助洗剂的洗毛方法。少量纯碱不但可以提高合成洗涤剂的乳化、洗涤能力，还能皂化除去一部分脂肪酸。轻碱洗毛法洗毛液的pH值控制在8～9。由于在洗涤过程中，洗液的碱性不断下降，使洗液对羊毛纤维的损伤减小，而且合成洗涤剂又较耐硬水，因此比皂碱法具有更多优点，目前使用较普遍。
③铵碱洗毛法。采用轻碱法洗毛时，残留的碱在烘干和储放过程中，会加速羊毛纤维的氧化作用而使羊毛脆损。为克服这一缺点，而将轻碱洗毛法进一步改进成为铵碱洗毛法。铵碱洗毛法就是在两个洗涤槽中的后一个洗涤槽内加入硫酸铵来代替纯碱，而形成合成洗涤剂—纯碱、合成洗涤剂—硫酸铵共同洗毛的方法。硫酸铵显酸性，它能在第二个洗涤槽中将羊毛上的残留碱中和掉，其反应式如下：
（NH4）2SO4+Na2CO3→Na2SO4+（NH4）2CO3
（NH4）2CO3→2NH3↑+CO2↑+H2O
通过上面的复分解反应，不但消除了羊毛纤维上残留的纯碱，防止了羊毛的损伤，而且生成的硫酸钠还可以起助洗作用，生成的二氧化碳还可以使羊毛松散，并防止羊毛纤维下沉。因此，铵碱洗毛法是一种工艺较合理的洗毛方法，目前很受重视。一般硫酸铵与纯碱的用量比为1:3。
（2）中性洗毛法。选择适当的合成洗涤剂，以食盐和硫酸钠等中性盐作为助洗剂，在pH=6.5～7.5的中性洗液中进行洗毛的方法，称为中性洗毛法。中性洗毛不但可减少羊毛纤维的受损，而且不易引起羊毛的毡缩，洗净毛的白度、手感均较好，长期储存不泛黄，是一种合理可行、发展较快的洗毛方法。
中性洗毛时，洗涤剂用量视各种合成洗涤剂的去污能力而差异较大。如洗涤剂601的去油污能力较低，用量较高，其浓度为0.3%～0.7%，元明粉用量为0.1%～0.3%（owf）。而净洗剂LS去油污能力强，用量较少，其浓度为0.05%～0.08%，元明粉用量为0.1%～0.3%（owf）。洗液温度一般控制在50～60℃。
（3）酸性洗毛法。我国高原地带羊群所产的羊毛，羊毛脂含量低而土杂含量高，羊毛本身的强度和弹性较差。这类羊毛如果用一般的碱性洗液洗毛，易使羊毛发黄、毡缩、强力下降。在洗涤这类羊毛时，宜选用耐酸性较好的烷基磺酸钠（如净洗剂601）和烷基苯磺酸钠（如净洗剂ABS）在酸性溶液中洗毛，羊毛易洗净，光泽较好，强度损伤也较小。
酸性洗毛法一般在pH=5～6的弱酸性洗液中进行，常用醋酸调节pH值。
（三）其他洗毛方法
1.羊汗法
羊汗的主要成分是碳酸钾等盐类，它可以和羊毛脂中的游离脂肪酸作用生成脂肪酸钾，实质上就是钾肥皂。其反应式如下：
K2CO3+2H2O⇋2KOH+CO2+H2O
RCOOH+KOH→RCOOK+H2O
生成的脂肪酸钾皂实际上就是一种软肥皂，可作为洗涤剂使用。
使用净化过的羊汗溶液来代替一部分肥皂，再与皂碱相结合的洗毛方法称为羊汗洗毛法。以四槽洗毛为例，在第一、第二个洗毛槽中使用净化过的羊汗溶液，并酌加少量纯碱，在第三个洗毛槽中使用皂碱液或其他合成洗涤剂纯碱液，第四个洗毛槽用清水漂洗。
将洗毛污液用高速离心机分离，除去其中的污物，就可得到再次净化的羊汗溶液，因此，羊汗洗毛法对于洗毛废液的综合利用，有效地降低了洗毛成本，具有一定的积极作用和使用价值。
2.溶剂洗毛法
溶剂洗毛法的基本原理是将开松过的羊毛以苯或己烷等为溶剂，将羊毛脂溶解于其中，然后将有机溶剂回收并分离出羊毛脂。脱脂后的羊毛还要用水洗去羊汗及其他杂质。溶剂法也称为萃取法，实验室中常用这种方法测定净洗毛的含脂率。
溶剂法洗毛的优点是不损伤羊毛，羊毛不毡缩，不泛黄，洗净毛上残留的羊毛脂分布均匀，纤维分散度高，梳毛时纤维的断裂较少，羊毛脂回收率高，耗水量少，河水污染少。其缺点是所需设备结构复杂，投资费用大，有机溶剂易燃烧且回收费用大。
3.冷冻法
利用氨作降温剂，将羊毛在很低的温度下（-45～-35℃）处理，此时羊毛脂、羊汗等完全冻结成脆性固体，再借助于机械作用将这些杂质粉碎，使之与羊毛分离。经这种方法去除的杂质约为样品重量的10%，其中去除的羊毛脂仅为总量的30%～57%。因此，还要再进行轻度的洗毛，才能使羊毛质量符合要求。
（四）洗净毛质量指标
洗净毛的质量以其洗净后的羊毛含脂率、回潮率、残碱率作为指标，即洗净毛符合上述各项检测指标的为合格品。而以洗净毛的含土草率、毡缩率、沥青点等作为洗净毛的分等条件，即上述指标在规定范围内为一等品，超出规定范围为二等品。随着洗毛技术的发展和对产品质量要求的不断提高，各个地区、各个企业对目前的洗净毛质量标准会有一些更严格、更合理的指标规定，见表3-1。
表3-1 洗净毛质量指标的规定范围
