張利軍,王春梅,程夢(mèng)鑫,劉 佳,張軍強(qiáng),韓幀衛(wèi)

(西安工程大學(xué)紡織與材料學(xué)院，陜西西安 710048)

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APG在棉織物前處理中的應(yīng)用研究

張利軍,王春梅,程夢(mèng)鑫,劉 佳,張軍強(qiáng),韓幀衛(wèi)

(西安工程大學(xué)紡織與材料學(xué)院，陜西西安 710048)

探討環(huán)保型表面活性劑APG-1214(烷基糖苷)對(duì)棉織物前處理的影響。通過(guò)棉織物前處理的退煮漂一浴一步法，采用表面活性劑APG替代傳統(tǒng)的精練劑，測(cè)試了APG-1214的濃度、溫度、時(shí)間、雙氧水用量、氫氧化鈉用量對(duì)處理后的棉織物的白度、毛效的影響，對(duì)工藝進(jìn)行了優(yōu)化。結(jié)果表明：APG的用量為4g/L，NaOH的用量為2g/L，雙氧水的用量為2g/L，浴比20:1，處理時(shí)間為60min，溫度為90℃采用一浴法處理的棉坯布白度可達(dá)82.5，毛效效果可達(dá)11.2cm，斷裂強(qiáng)力669N。然后將APG處理織物的效果與普通精練劑DM1116對(duì)比，發(fā)現(xiàn)APG處理的效果比普通的精練劑DM1116的效果更好。認(rèn)為：表面活性劑APG-1214在棉織物前處理中有好的效果。

棉織物 一浴法 前處理 環(huán)保精練劑 白度 毛效

0 前言

精練劑在棉織物前處理中起著很重要的作用[1]，而且傳統(tǒng)的前處理過(guò)程需要使用大量的強(qiáng)堿、氧化劑等化學(xué)藥劑，在高溫下對(duì)織物進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的處理。劇烈的加工條件不僅對(duì)纖維造成損傷，能源消耗大，環(huán)境也受到嚴(yán)重污染[2-4]。在前處理工藝中應(yīng)用低溫、高效的前處理助劑，對(duì)于印染企業(yè)提高產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)能減排具有實(shí)際意義和良好的經(jīng)濟(jì)效益[1]。

APG是一種性能較全面的新型非離子表面活性劑，兼具普通非離子和陰離子表面活性劑的特性。其表面活性較高，在相對(duì)較低的濃度時(shí)就能明顯影響體系的表面性質(zhì)；去污能力強(qiáng)，與LAS和AES相當(dāng)，生成的泡沫細(xì)膩、穩(wěn)定且豐富，它的表面活性優(yōu)于醇醚型非離子表面活性劑，和陰離子的表面活性劑接近。它在自然界中能夠完全被生物降解，不會(huì)形成難于生物降解的代謝物，從而避免了對(duì)環(huán)境造成新的污染[5-15]。

本文通過(guò)APG作為精練劑，在一浴法前處理中，對(duì)APG在前處理工藝中的工藝條件和處理后織物的性能進(jìn)行了討論分析，以期織物能達(dá)到較好的質(zhì)量，同時(shí)能達(dá)到節(jié)能減排的目的。

1 試驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)材料及儀器

材料：規(guī)格為20s×20s×128×60純棉坯布，由江蘇通棉公司生產(chǎn)。

試劑：NaOH，H2O2來(lái)自西安試劑廠，均為化學(xué)純；DM1404(雙氧水穩(wěn)定劑)，JFC滲透劑，DM1116都來(lái)自德美化工，APG-1214來(lái)自南京太化公司，均為工業(yè)品。

儀器：11-2K型電熱恒溫水浴鍋，上海醫(yī)療器械五廠；FA10014型分析天平，上海良平儀器儀表有限公司；DSBD-1型白度測(cè)試儀，溫州鹿東儀器廠；YG871型毛效測(cè)試儀，上海醫(yī)療器械五廠；YG(B)033B型撕裂強(qiáng)度儀，溫州大榮儀器有限公司。

1.2 前處理工藝

APG-1214處理棉織物處方：

氫氧化鈉 2 g/L

雙氧水 2 g/L

雙氧水穩(wěn)定劑DM1404 3g/L

滲透劑JFC 1g/L

APG-1214 4 g/L

浴比 20∶1

時(shí)間 60 min

溫度 90℃

APG-1214處理棉織物工藝曲線：

圖1 前處理工藝曲線

1.3 性能測(cè)試

1.3.1 白度的測(cè)定

采用DSBD-1白度測(cè)試儀測(cè)試處理后織物的白度。

1.3.2 毛效的測(cè)定

采用定時(shí)法測(cè)量30min時(shí)液體潤(rùn)濕織物樣條30cm×5cm的高度，以cm表示，數(shù)值越大表明精練效果越好[16]。

1.3.3 斷裂強(qiáng)力的測(cè)試

取三塊試樣，將試樣沿經(jīng)向修成30mm×5mm的長(zhǎng)方形布條，用YG(B)033B型撕裂強(qiáng)度儀對(duì)織物進(jìn)行強(qiáng)力測(cè)試，取平均值。分別測(cè)試織物未處理和處理后的斷裂強(qiáng)力，計(jì)算出降強(qiáng)率[17]。

(1-1)

2 結(jié)果與討論

2.1 APG-1214用量對(duì)棉織物前處理的影響

按照1.2中的處方配置處理液，改變APG-1214的濃度分別為0g/L、1g/L、2g/L、3g/L、4g/L、5g/L，90℃處理60min，對(duì)棉織物進(jìn)行前處理，測(cè)試處理后織物的白度和毛效，得到結(jié)果分別如圖2和圖3所示。

圖2 APG-1214濃度對(duì)棉織物白度的影響

圖3 APG-1214濃度對(duì)棉織物白度的影響

由圖2和圖3可以看出，當(dāng)APG-1214濃度為4g/L時(shí)，棉織物處理后的白度和毛效都達(dá)到最好。APG-1214的加入很明顯的提高織物的白度，說(shuō)明APG-1214能對(duì)棉織物當(dāng)中的雜質(zhì)進(jìn)行清除，也增大了前處理中雙氧水的漂白作用，但APG加入量過(guò)大，處理后棉織物的白度反而下降。從處理后棉織物的毛效看APG-1214的加入也能改善棉織物的吸水性，提高了棉織物的滲透性，增加其退漿效果，但APG加入量過(guò)大，處理后棉織物的毛效下降?？赡苁怯捎贏PG-1214的表面活性高，加入量過(guò)多，會(huì)增強(qiáng)過(guò)氧氫根離子對(duì)織物的作用，使織物損傷，所以處理后織物的白度和毛效會(huì)有所下降。所以加入合適量的APG-1214，能使棉織物的前處理效果更好。因此，棉織物前處理中APG-1214的最佳濃度為4g/L。

2.2 溫度對(duì)棉織物前處理的影響

按照1.2中的實(shí)驗(yàn)處方配置處理液，其中APG的用量為4g/L，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中改變處理溫度，分別為45℃、60℃、75℃、90℃、100℃，對(duì)棉織物進(jìn)行前處理，測(cè)試處理后織物的白度和毛效，得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖4和圖5。

圖4 處理溫度對(duì)棉織物白度的影響

圖5 處理溫度對(duì)棉織物毛效的影響

由圖4和圖5可知，隨著棉織物處理溫度的升高，處理后棉織物的白度和毛效逐漸上升。75℃以下處理的棉織物白度和毛效都不太理想，說(shuō)明在處理溫度低的情況下，棉纖維溶脹程度低，棉織物前處理還不夠充分，使得棉織物上的雜質(zhì)殘留較多，煮練的效果沒(méi)有達(dá)到。而當(dāng)溫度升高至90℃時(shí)，處理后的棉織物白度和毛效都得到了一定程度的提高，當(dāng)處理溫度達(dá)到100℃后，其白度和毛效與90℃處理時(shí)對(duì)比，并沒(méi)有較大幅度的提升，所以當(dāng)溫度達(dá)到90℃后，棉織物的處理效果達(dá)到了最高水平。為了節(jié)約能耗，棉織物一浴法前處理的最佳處理溫度為90℃。

2.3 時(shí)間對(duì)棉織物前處理的影響

按照1.2中的實(shí)驗(yàn)處方配置處理液，其中APG的用量為4g/L，改變時(shí)間，分別為30min、40min、50min、60min、70min、80min在90℃條件下，對(duì)棉織物進(jìn)行前處理，測(cè)試處理后織物的白度和毛效，得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖6和圖7。

圖6 處理溫度對(duì)棉織物白度的影響

圖7 處理溫度對(duì)棉織物毛效的影響

由圖6和圖7可知：隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)，處理后棉織物的白度和毛效都能提高。處理時(shí)間為30min時(shí)，處理后棉織物的白度和毛效值都較低，而逐漸增加處理時(shí)間，處理后的棉織物的白度和毛效都有一定程度的增大，說(shuō)明處理時(shí)間越長(zhǎng)棉織物的處理效果越好。但當(dāng)處理時(shí)間增加到60min時(shí)，白度和毛效都達(dá)到了一個(gè)相對(duì)較高的數(shù)值，再增加處理時(shí)間，白度或毛效都增長(zhǎng)得不是很明顯，而白度在處理80min后還有較小幅度的下降，說(shuō)明棉織物的前處理時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，可能會(huì)損傷織物。所以棉織物退煮漂一浴法的最佳處理時(shí)間為60min。

2.4 雙氧水用量對(duì)棉織物前處理的影響

按照1.2中的實(shí)驗(yàn)處方配置處理液，其中APG的用量為4g/L，改變雙氧水濃度分別為0g/L、1g/L、2g/L、3g/L、4g/L、5g/L對(duì)棉織物在90℃條件下處理60min，測(cè)試處理后織物的白度和毛效，得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖8和圖9。

圖8 雙氧水濃度對(duì)棉織物白度的影響

圖9 雙氧水濃度對(duì)棉織物毛效的影響

由圖8和圖9可知，隨著雙氧水濃度的增大，處理后的棉織物的白度和毛效都有一定程度的提高；當(dāng)雙氧水濃度達(dá)到2g/L時(shí)，此時(shí)處理后的棉織物的白度和毛效達(dá)到最大，繼續(xù)增加雙氧水的濃度，處理后的棉織物的白度和毛效保持在一個(gè)數(shù)值浮動(dòng)、且有下降的趨勢(shì)，因此在雙氧水的濃度為2g/L時(shí)，棉織物的處理效果達(dá)到最佳。所以，棉織物前處理一浴法的雙氧水的最佳濃度為2g/L。

2.5 氫氧化鈉對(duì)棉織物前處理的影響

按照1.2中的實(shí)驗(yàn)處方配置處理液，其中APG的用量為4g/L，雙氧水濃度為2g/L，改變氫氧化鈉濃度分別為0g/L、1g/L、2g/L、3g/L、4g/L、5g/L對(duì)棉織物在在90℃條件下處理60min，測(cè)試處理后織物的白度和毛效，得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖10和圖11。

圖10 氫氧化鈉濃度對(duì)棉織物白度的影響

圖11 氫氧化鈉濃度對(duì)棉織物毛效的影響

由圖10可知，隨著氫氧化鈉濃度的增加，處理后棉織物的白度增加，但增大到一定程度時(shí)開(kāi)始有略微的下降，而其最佳濃度為2g/L；由圖11可知，處理后的棉織物的毛效也是隨著氫氧化鈉濃度的增大而增大，當(dāng)達(dá)到3g/L時(shí)毛效達(dá)到最大值。所以可以看出氫氧化鈉的濃度在2g/L～3g/L時(shí)效果最佳，考慮到低能耗低成本，應(yīng)選擇氫氧化鈉的濃度為2g/L。

2.6 精練劑APG-1214與普通精練劑DM1116前處理的對(duì)比

按照所得出的最佳工藝分別用等量的APG-1214和普通精練劑DM1116對(duì)兩塊相同大小的棉織物進(jìn)行前處理，分別對(duì)處理后的棉織物進(jìn)行白度、毛效和斷裂強(qiáng)力，對(duì)兩種助劑處理后的棉織物進(jìn)行對(duì)比，棉織物測(cè)試結(jié)果如下頁(yè)表1所示：

表1 APG-1214與DM1116處理后的棉織物對(duì)比實(shí)驗(yàn)

由表1可得： APG-1214處理后的棉織物的各項(xiàng)指標(biāo)比DM1116處理后的棉織物的各項(xiàng)指標(biāo)都略大，說(shuō)明APG-1214處理的效果比普通的精練劑DM1116的效果更好。

3 結(jié)論

(1)用APG作為精練劑可以使織物達(dá)到與傳統(tǒng)精練劑處理后的效果，甚至更好。而且與傳統(tǒng)精練劑相比，APG可生物降解，是環(huán)保型助劑。

(2)棉織物前處理的最佳工藝處方為：APG-1214的用量為4g/L，NaOH 的用量為2g/L，雙氧水的用量為2g/L，浴比：20:1，處理時(shí)間為60分鐘，溫度為90℃。

[1] 周文雅，施亦東.精練劑ZJ-CH58在棉織物前處理工藝中的應(yīng)用研究[J].成都紡織高等專(zhuān)科學(xué)校學(xué)報(bào)，2016(3)：57-60.

[2] 邵行洲，楊棟棵．棉纖維伴生物和棉紡織品的酶精練[C]．第九屆全國(guó)染整前處理學(xué)術(shù)研討會(huì)論文,2012： 61-69．

[3] Hoondal G，Tiwari R， Tewari R， et a1．M icrobial alkaline pectinases and their industrial applications：a review[J]．Appl Microbiol Bio Technol,2002(59)：409-418．

[4] 房寬峻．棉織物高效節(jié)能環(huán)保前處理研究與開(kāi)發(fā)[C]．康地恩杯第八屆全國(guó)染整前處理學(xué)術(shù)研討會(huì)議論文集,2009：280-282

[5] 錢(qián)國(guó)坻. 幾只“綠色”染整助劑[J]. 江蘇絲綢,1997(6)：15-17.

[6] 聶容春,王杰,徐初陽(yáng). 生物基表面活性劑——烷基糖苷的發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 安徽理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)學(xué)版),2009,26(3): 67.

[7] 李和平,朱克慶,李夢(mèng)琴,等. 淀粉基表面活性劑烷基糖苷及其應(yīng)用[J].化工進(jìn)展,1997,33(5) :30-34．

[8] 羅希權(quán). 新一代表面活性劑-烷基多苷(APG)的性質(zhì)與應(yīng)用現(xiàn)狀及其前景[J].全國(guó)日用化學(xué)工業(yè)信息中心,1996,4(8): 4-5.

[9] 王軍.烷基多苷及衍生物[M]. 北京: 中國(guó)輕工業(yè)出版社,2001: 145．

[10]呂向紅. 表面活性劑—烷基多苷[J]. 現(xiàn)代化工,1995,8(2): 53-55．

[11]史俊,李謙定. 可生物降解的表面活性劑烷基多糖苷在油田化學(xué)中的應(yīng)用研究[J]. 油田化學(xué),2001,18(2): 97-100．

[12]彭道鋒,許文苑. 新型綠色表面活性劑一烷基糖苷[J].日用化學(xué)品科學(xué),2004,27(1): 31-34．

[13]梁麗蕓,藍(lán)仁華. 開(kāi)發(fā)烷基多苷與中草藥的配伍保健護(hù)膚[J].日用化學(xué)品科學(xué),2003,26(2):36-39．

[14]Vulfson E N，Patel R，LawBA. Alryl-fl-β-glucoside synthesis in a water-organic two- phase system[J]. Biotechnol Lett，1990(12)：397-402.

[15]Rybinski W. Alkyl Glucosides and Polyglycosides[ J]. Curr Opin Colliod Interface Sci,1996(1)：587-597.

[16]林細(xì)姣.染整試化驗(yàn)[M].北京：中國(guó)紡織出版社，2005：39.

[17]陳英.染整工藝實(shí)驗(yàn)教程[M].北京:中國(guó)紡織出版社,2009:48-49.

2016-11-28

張利軍(1993-)，女，碩士研究生，研究方向：紡織化學(xué)與染整工程。

王春梅(1967-)，女，副教授，碩士生導(dǎo)師。

TS192

A

1008-5580(2017)02-0106-05