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含棉织物免酸洗中性氧漂工艺研究2019-06-11晋江市隆盛针织印染有限公司 谢法志 刘志军 黄燕珠
摘要:传统氧漂为碱氧二浴漂,存在很多问题。本实践为:向含有精练剂WS-23等染化料溶液中加入双氧水(H202),此体系为一个pH近中性的条件,对含棉织物进行一浴氧漂。试验结果表明,织物在此体系以110度漂白30分钟,可获得织物在传统碱性条件下氧漂酸洗二浴增白更好的效果,尽管吸水性稍佳,但织物手感更好,对织物损伤更小,损耗率低。氧漂后织物不用洗布,染缸内染液不用排去,可直接出缸或续缸接漂,具有生态环保,节能减排等优势,具有极好的发展前景。 0 前言 棉纤维具有良好的吸湿性和透气性,是纺织工业的重要材料。但棉织物含有天然色素及棉籽壳等杂质较多,尤其是棉籽壳对织物白度的影响,而棉籽壳的去除方式主要是靠化学方法来溶胀、皂化,溶解从而脱落去除。双氧水是目前最常用的漂白剂之一,双氧水漂白产品的白度及稳定剂好,而且价格便宜,适用范围广。但是目前最常用的氧漂工艺是碱性氧漂,因用到片碱,加料时操作繁琐,对操作要求高,氧漂时对织物强力损伤较大,对纤维结构损伤严重织物易产生破洞,且前处理过后织物还要进行酸洗,工艺流程较复杂,耗时耗能,成本高。 目前,研究人员致力于开发高效的双氧水漂白活化剂,当前国内染整界普遍认为双氧水是一种二元弱酸,漂白作用原理为氧化,能氧化织物上的色素。因为过氧化氢具有强氧化作用,可以将一些有色物质氧化为相应氧化物,不再像以前那样分子结合的紧密,然后松弛脱落,对织物纤维损伤小,且大部分物质的氧化物是白色的,从而达到消色漂白的目的。 本试验精练剂WS-23应用于棉织物与其混纺织物的氧漂,中性氧漂活精炼剂WS-23为阴非离子表面活性剂的复配物,是一种具有双氧水活化作用的多功能表面活性剂,易溶于水,具有良好的渗透、乳化等功能,并具有优异的低温练漂的效果,练漂后的织物白度、毛效、手感等性能均优异,织物损耗率低。精练剂WS-23能有效抑制双氧水的无效分解,增强双氧水的有效分解,提高双氧水的利用率,氧漂后织物不用洗布直接出布,氧漂液不用排去可连缸续漂,具有生态环保,节能减排等优势,具有良好的发展前景。 1 试验 l.l 试验材料及仪器 材料:涤盖棉交织布(棉面为纯棉涤含量/棉含量为65:35)。 试验药品:27.5%双氧水,烧碱,除油剂,醋酸,精练剂WS-23等。 试验仪器:HG-TC2008小样染色机(佛山市华高自动化设备有限公司),101-2A型电热鼓风干燥机(沪南电炉烘箱厂),COD-571型化学需氧量(COD)测定仪及配套的COD-571-1型消解装置(上海仪电科学仪器股份有限公司),x-rite 8400台式分光光度计(美国爱色丽公司),FA/JA系列电子天平(上海上天精密仪器有限公司),TG (B) 026E-250型电子织物强力机(温州市大荣纺织仪器有限),pHBJ-260F型便携式pH计(上海仪电科学仪器股份有限公司)等。 1.2 试验方法 1.2.1 氧漂工艺 氧漂配方及条件如表1所示。 表1 涤盖棉交织布氧漂配方及条件
工艺流程: 浴比1:10,配制氧漂溶液(最后加双氧水),60℃始染,以2℃/min升温,110℃保温并进行氧漂→降温→排液(续缸可不排液,轧水出布,再进布即可)→脱水→定形→烘干,测试性能。 1.2.2 碱氧漂工艺 碱氧漂工艺配方和条件如表2所示。 表2 涤盖棉交织布碱氧漂配方
工艺流程:浴比1:10,配制漂白溶液(最后加双氧水),60℃始染,以2℃/min升温,98℃保温并进行碱氧漂→降温→热水洗布→ 一次热水洗布(醋酸0.5 g/L以80℃洗10 min)→冷水洗→脱水→定形→烘干,测试性能。 1.2.3 茶皂素漂白工艺 茶皂素漂白工艺配方和条件如表3所示。 表3 涤盖棉交织布茶漂配方
工艺流程:浴比1:10,配制漂白溶液,60℃始染,以2℃/min升温,98 ℃保温并进行茶漂→降温→热水洗布→一次热水洗布(醋酸0.3 g/L以80℃洗10 min)→冷水洗→脱水→定形→烘干,测试性能。 1.3 测试方法 1.3.1 白度 漂白织物的白度采用x-rite 8400台式分光光度计测量。白度测量参照AATCC TM 110-2011《纺织品的白度》,以CIE白度指数评估。测试时将织物叠成四层,在不同的位置测试4次,取平均值。 1.3.2 双氧水含量 在酸性介质中,过氧化氢与高锰酸钾发生氧化还原反应,采用O.lN KMn04标准溶液滴定,以高锰酸钾标准溶液的消耗量计算过氧化氢含量。反应式方程式如式(1),试验至少重复测试三次,取平均值。 KMn04+5H202+3H2S04=K2S04+2MnS04+502T+8H20 (1) 1.3.3 顶破强力 采用GB-T 19976-2005《纺织品顶破强力的测定钢球法》标准。启动仪器,直至试样被顶破,记录其最大值作为试样的顶破强力,单位牛顿(N)。测试时,棉面做正面,如果测试过程中唇线纱线划出或脱落等异常情况,应舍弃并重新试验。试验要测定织物不同位置的顶破强力(至少5个试验值,取平均值)。 1.3.4 损耗率 根据织物漂前及漂后的重量计算织物损耗率。 损耗率=[(织物氧漂前重量-织物氧漂后重量)/织物漂前重量]×l00% (2) 1.3.5 毛效 本试验快速毛效值的测定按AATCC 79-2000法规定进行测定,方法是用微量滴管在10cm高度滴水至用不锈钢绷架绷紧的布面上,10s滴完0.5mL,30s观察布面经纬向扩散宽度,可先用圆珠笔划好线再量尺寸。4cm为合格,5cm为良好,6cm为优秀。测量时,取其经、纬方向的最低值。此测试标准具有时间短、易测试、与生产相适用等优点。 1.3.6 化学需氧量(COD)值(单位mg/L) COD值越大,说明水体受有机物的污染越严重。化学需氧量的测定采用重铬酸钾法。 1.3.7 棉籽壳去除率 用一空心的10cm×10cm的正方体,数正方体内棉籽壳个数,并计算棉籽壳去除率,计算式如式(3)。 棉籽壳去除率=(织物氧漂前棉籽壳去除率-织物氧漂后棉籽壳去除率)/织物漂前棉籽壳去除率)×l00% (3) 2 结果与讨论 2.1 不同漂白工艺的染液pH值、双氧水含量及COD值 试验漂白前后溶液pH,双氧水含量及COD值的结果数据如表4所示。 表4 染液pH值,双氧水含量及COD值数据结果
由表4可知,中性氧漂pH值由漂前的7.45微碱性,在漂后变为6.81微酸性,但都接近中性,符合国标GB18401-2010对ABC三类纺织品pH的标准(A类4.0-7.5;B类4.0-8.5;C类4.0-9.0)。碱氧漂和茶漂漂前漂后都显强碱性,需用酸中和后才能达到规定pH范围,耗时耗能,成本大,因此选用中性氧漂。 而对于双氧水含量来讲,中性氧漂双氧水利用率82%,低于碱漂89.4%的利用率,但是总的双氧水利用量要高于后者,对织物的作用效果更好。双氧水其自身受热及见光易分解,所以对于布面上残留的双氧水对织物的影响效果不会太大,因此得出中性氧漂稍好。 由以上数据显示,漂白后溶液COD值中性氧漂稍高于后两者,是因为双氧水用量及漂后剩余量大所致。但是由双氧水的性质得出,稍过量的双氧水能提高其自身的利用效率,但是其自身易见光分解或者加除氧酶处理,都能使其分解,所以污水排放时,双氧水的影响不会很大。 综上所述:试验中性氧漂可以替换现用的碱氧二浴法漂白及茶漂。 2.2 不同漂白工艺对织物性能的影响 探讨不同漂白工艺对织物性能的影响,测试试验漂白前后织物的性能,如表5所示。 表5 不同漂白工艺对织物性能的影响
由表5可知,损耗及强力:从用料因素来讲,碱漂及茶漂用到了强碱(烧碱和茶皂素),二者对织物纤维的损伤太大,会影响织物的强力及失重。由以上数据可知中性氧漂的损耗1.63%最少,然后是碱漂3.29%,茶漂3.42%的失重率最大:因此,得出中性氧漂纤维损伤的最低,相对应其强力就会越高。 其中,中性氧漂的毛效低于碱漂,但是高于茶漂毛效;中性氧漂的白度最好效果最好,而且其手感效果较后两者的手感都好,后两者加柔软处理后的手感才与中性氧漂的相同。在棉籽壳去除方面,三种配方去除的都很彻底,三个配方效果基本相同。因此,中性氧漂为最终的氧漂增白一浴工艺配方。 3 结论 (1)织物在此体系以110℃漂白30 min,除杂性好,白度的效果好,对织物损伤小,损耗率低。 (2)氧漂后织物不用洗布,染缸内染液不用排去,可续缸接漂,具有生态环保,节能减排等优势,环保价值高,适合大批量生产及应用,具有极好的发展前景。 (3)此体系也可适用于纯棉织物氧漂一浴增白,及其他涤棉混纺织物。 参考文献 [1] 李菊华.纯棉织物前处理工艺研究[J].江西科学,2016,34(3): 384-387. [2] 徐谷仓,金咸穰.印染前处理工艺的现状和发展[J].江苏印染,1991,13(6): 2-9. [3] 唐文娟;邵冬燕,许长海,棉织物的低温近中性漂白及染色[J].印染,2015 (19): 1-4. [4] 柴化珍,马学亚,冯森,双氧水煮练在印染前处理中的应用[J].源明杯”第九届全国染整前处理学术研讨会论文集,2012.
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