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棉织物间歇式低碱漂白工艺2016-01-20上海雅运纺织助剂有限公司 周世洲
1 前言
原棉纤维由于含有色素、蜡质、果胶等杂质,颜色灰暗,润湿性差,不能直接用于染色加工,必须经过练漂前处理工艺,去除大部分杂质后,才能满足后续的印染加工要求。 对于棉散纤维、纱线和针织物,一般采用间歇工艺进行前处理,当前应该最广泛的间歇前处理工艺为双氧水一浴练漂工艺。 棉织物常规的双氧水一浴练漂工艺基本上都是在强碱、强氧化剂、高温条件下进行的。棉经过漂白后,需将残留在纤维上和工作液中的强碱和双氧水去除,典型的工艺是先用热水洗,再用醋酸进行中和,最后用除氧酶去除双氧水。此工艺耗水、耗能、耗时都较高,废水COD也较高。因此,开发低温、低碱、高效、环保的棉织物前处理工艺是当前印染工作者研究的热点。目前大多数前处理工艺研究集中在低温漂白工艺上,但低温漂白效果难以达到传统工艺标准,而且成本也很高,只能在小范围内推广使用。低碱高效的漂白工艺、低浴比工艺研究相对较少。 上海雅运纺织助剂有限公司长期以来一直坚持对棉织物前处理工艺进行研究,先后开发了多种前处理助剂,其中应用于间歇工艺的产品,包括常规精练剂雅洁瑞LFD系列、低温精练剂雅洁瑞LTP系列和低碱精练剂欧诺兰Super Blue系列产品。本文主要介绍低碱漂白助剂欧诺兰Super Blue及其应用工艺。 2 欧诺兰Super Blue简介 传统的精练剂主要成分为表面活性剂,其作用是使工作液润湿棉纤维,并帮助去除蜡质和果胶。精练剂中表面活性剂的类型、含量和配比决定了其应用性能。衡量一个精练剂性能的优劣,主要看其应用效果——精练漂白后棉织物的白度、毛效、强力等,处理后棉织物的白度越高、毛效越高,强力损伤越少,说明其性能越好。一般情况下,精练剂中表面活性剂的含量越高,其精练效果越好。 在当前环保、成本、节能减排要求越来越高的情况下,精练剂综合性能的优劣还包括其高效、低碳性能。基于双氧水漂白催化技术的欧诺兰Super Blue为此应运而生。 化学组成上,欧诺兰Super Blue除了含有高效的表面活性剂外,还含有双氧水漂白催化剂、螯合剂和pH值控制剂。高效的表面活性剂使其具有良好的润湿、乳化分散性能;漂白催化剂使其能最大限度减少表面活性剂的用量,并能在较低烧碱用量的情况下提高漂白精练效果;螯合剂使其能适应更广泛的水质和织物;pH值控制剂使其在氧漂结束后,漂白浴的pH从碱性降低到中性,从而省去后续的中和水洗工序。 欧诺兰Super Blue中的双氧水漂白催化组分使其可以在 本文通过测试欧诺兰Super Blue低碱漂白工艺和常规漂白工艺对棉针织物的漂白效果—白度、毛效、顶破强力等,来说明新工艺的应用特点。 3 实验部分
3.1 主要实验仪器、设备 红外染色机 DL-6000、测色仪:Datacolor 400(D65光源,CIE白度)、多功能强力测试仪YG (B) 026H-250。 3.2 织物和药品 织物:棉针织坯布; 药品:烧碱、纯碱、冰醋酸、30%双氧水、均为分析纯;欧诺兰Super Blue、雅洁瑞LFD-30、欧诺兰50T(除氧酶),均为工业级。 3.3 实验内容 棉织物常规氧漂工艺应用广泛,漂白效果良好。本实验使用雅洁瑞LFD-30对棉织物进行氧漂,以此为参考标准,对比评估欧诺兰Super Blue的应用效果。 常规氢漂配方见下表,浴比1:10,工艺见图3。
欧诺兰Super Blue既可以在常压 工艺配方见下表,浴比1:10,工艺见图4。
一般情况下,水质对前处理影响较大,前处理用水硬度的波动会导致漂白效果发生改变。本文测试了欧诺兰Super Blue在不同硬度水质条件下对棉织物的漂白效果,以观察此工艺对水质的适应性。 本部分实验中,工艺采用 出于节能减排的考虑,目前越来越多的印染企业采用小浴比设备进行加工。常规的氧漂工艺残液碱性强,采用小浴比设备进行加工时,需进行多次的水洗中和,以确保纤维里外都保持中性,提高后续染色的稳定性,这种情况对于低浴比筒子纱加工更明显。多次的水洗中和耗时长,耗水量也增多,有违低浴比工艺节水的本意。欧诺兰Super Blue低碱氧漂工艺漂后残液为中性,可大大减轻低浴比工艺下的水洗次数。本文测试了欧诺兰Super Blue在不同浴比情况下对棉织物的漂白效果,以考察其对低浴比工艺的适用性。 本部分实验中,工艺采用 白度: CIE,D65/10 毛细管效应(毛效): FZ/T01071-2008 顶破强力: GB/T 19976-2005 4 结果与讨论 4.1 常规和低碱氧漂工艺对棉织物的漂白效果 常规氧漂工艺和欧诺兰Super Blue低碱氧漂工艺对棉针织物的漂白效果见表1: 表1 棉针织物的漂白效果
从表1可见,棉针织物经过低碱漂白工艺处理后,白度和项破强力基本与常规工艺相当,毛效优于常规工艺,残液pH接近中性,排液后再进水,则可以降低到8以下,后续不必再经中和处理。 4.2 水质对欧诺兰Super Blue低碱氧漂效果的影响 不同水质对低碱氧漂工艺的漂白效果见表2.
表2 水质对欧诺兰Super Blue低碱氧漂效果的影响*
*浴比1:10;工艺: 从表2可见,一般情况下,水质对欧诺兰Super Blue低碱氧漂的白度、强力和残液pH 影响很小。当水硬度特别高,比如600ppm时,对毛效有一定的负面影响。后续的实验发现,水硬度较高时,加入适量的螯合剂能改善其毛效。因此,对于水硬度特别高的情况,建议加入一定量的螯合剂来改善毛效。 4.3 浴比对欧诺兰Super Blue低碱氧漂效果的影响 表3 浴比对欧诺兰SuDer Blue低碱氧漂效果的影响*
*水硬度100ppm;工艺: 从表3可见,欧诺兰Super Blue低碱氧漂工艺中,浴比对于织物毛效和顶破强力影响较小,对白度和残液pH有一定的影响。浴比越低,织物的白度越高,残液pH越低。这可能是由于药剂用量以对织物重计算,浴比越小,药剂在工作液中的浓度越高,双氧水越容易接触织物,从而提高双氧水漂白的效率。本实验可见,欧诺兰Super Blue低碱氧漂工艺特别适用于低浴比加工。 4.4 欧诺兰Super Blue低碱氧漂工艺的实践 综上可见,欧诺兰Super Blue低碱氧漂工艺对棉织物的漂白效果基本与常规工艺相当,并且漂白后残液pH为中性,从而可以省去后续的中和工序,减少了水的消耗,缩短了工艺。实际生产实践表明,欧诺兰Super Blue低碱氧漂工艺可获得常规氧漂工艺的漂白效果,综合加工成本更低,残液COD也更低。 若常规工艺漂白后采用
表4 常规氧漂工艺与欧诺兰Super Blue低碱氧漂工艺资源消耗以及残液COD对比*
从表4可见,采用欧诺兰Super Blue低碱氧漂工艺代替常规氧漂工艺,可大大节约用水,同时能减少电、蒸汽消耗,减少排放,缩短加工时间,提高生产效率,加工效益显著。 5 结论 欧诺兰Super Blue低碱氧漂工艺对棉织物的漂白效果与常规氧漂工艺相当,可大大减少水耗,并能减少电、蒸汽消耗,减少排放,缩短加工时间,提高生产效率,节能减排效果明显,效益可观,值得大力推广。 参考文献 [1] 蒋杭平.棉针织物低温复合免水洗短流程前处理工艺的探究[D].东华大学2014 [2] 杨雅蝶,秦新波,尹冲,毛志平,钟毅.棉针织物的Saltren-Mn配合物低温催化漂白[J]印染.2013 (08) [3] 梁小玲,侯爱芹,棉织物低温活化体系冷轧堆前处理[J].印染,2012( 22) [4] 鲁玉洁,尹冲,秦新波,张琳萍,钟毅,徐红,毛志平.TBCC/MnTACN复配体系在双氧水低温漂白中的协同作用研究[J].纺织学报,2012( 09) [5] 何劲松,文凤,李平,李戎.棉织物的Co-salen仿酶体系一步法前处理.印染,2012( 13) [6] 李静妍,宋敏,张琳萍,毛志平.稀土碱碱金属配合物在棉织物低温漂白中的应用.东华大学学报(自然科学版),2012( 01) [7] 任参,宋敏,张琳萍,毛志平.金属酞菁配合物在催化双氧水漂白棉型织物中的应用.纺织学报,2012( 01) [8] 李改莉.环多胺型仿酶催化剂的制备及其催化双氧水漂白棉织物的性能研究[D].东华大学2011 [9] 杨方,郑庆康,罗灯洪,杜高敏,钟育波.涤棉织物低碱短流程前处理[J].印染,2010( 22) [10] 龙晓霞.活化双氧水漂白体系对棉纤维漂白性能的研究[D].江南大学2013
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