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        棉針織物冷軋堆煉漂工藝影響因素分析

        2020-06-04 09:44:24沈楚良李龍治王深喜鄧東海
        染整技術(shù) 2020年5期
        關(guān)鍵詞:工藝影響

        沈楚良,李龍治,王深喜,鄧東海

        (1.浙江同輝紡織股份有限公司,浙江嘉興 314511;2.廣東德美精細(xì)化工集團(tuán)股份有限公司,廣東佛山 528305)

        傳統(tǒng)的棉針織物染整加工以繩狀間歇式為主,通常在拉缸、溢流染色機(jī)、氣流染色機(jī)和液流染色機(jī)等設(shè)備上進(jìn)行,技術(shù)、設(shè)備和工藝均比較成熟,但該工藝需在95~100 ℃高溫下進(jìn)行,能源(蒸汽、電)及水資源消耗量大,且存在嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題[1-2],另外,傳統(tǒng)工藝還存在布面易產(chǎn)生折痕、擦傷,手感發(fā)硬,失重率大,染缸利用率以及生產(chǎn)效率低等問(wèn)題,因此,染整工作者一直在探尋解決上述問(wèn)題的方法。

        近幾年來(lái),隨著針織平幅設(shè)備的發(fā)展以及配套化學(xué)品的成功開(kāi)發(fā),棉針織物平幅煉漂工藝正逐步為眾多染廠(chǎng)所采用。棉針織物平幅冷軋堆煉漂工藝的應(yīng)用很好地解決了傳統(tǒng)工藝在能耗、水耗等方面的問(wèn)題,既提高了染缸的利用率,降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本,又解決了傳統(tǒng)工藝布面易產(chǎn)生折痕、擦傷和手感粗糙等問(wèn)題。由于棉針織物平幅冷軋堆煉漂工藝在低溫下進(jìn)行,白度往往達(dá)不到要求。為探討影響白度的因素及其應(yīng)對(duì)措施,本實(shí)驗(yàn)采用環(huán)保無(wú)硅垢新型液體多功能精煉劑進(jìn)行系統(tǒng)研究,重點(diǎn)分析冷堆時(shí)間、精煉劑用量、燒堿用量、雙氧水用量、雙氧水活化劑用量等發(fā)生變化時(shí),布面上雙氧水分解率及白度的變化規(guī)律,從而為大生產(chǎn)提供參考。

        1 實(shí)驗(yàn)

        1.1 材料及儀器

        織物:32s/1 精棉雙面針織布(廣州腰虎商貿(mào)有限公司)。

        藥品:平幅精煉劑DM-1346N、除油劑DM-1130A、無(wú)磷雙氧水穩(wěn)定劑DM-1402、雙氧水活化劑DM-1430(廣東德美精細(xì)化工集團(tuán)股份有限公司),H2O2(分析純,30%,廣東西隴化工股份有限公司),固體燒堿(工業(yè)級(jí),市售)。

        儀器:ECO-24全能型試色機(jī)(廈門(mén)瑞比精密機(jī)械有限公司),實(shí)驗(yàn)室用小蒸鍋(美的集團(tuán)股份有限公司),MT-871 毛效測(cè)試儀(上海島原精密儀器有限公司),Ultra Scan VIS(1307)分光測(cè)色儀(美國(guó)Hunter Lab 公司),DHG-9425A電熱鼓風(fēng)干燥箱(上海儀器總廠(chǎng))。

        1.2 煉漂工藝

        工藝配方:平幅精煉劑DM-1346N 10.0 g/L(固定值,若作變量時(shí)為7.0~17.4 g/L,下同),固體NaOH 15.0 g/L(10.4~22.0 g/L),30% H2O280.0 g/L(55.0~115.0 g/L),雙氧水活化劑DM-1430 0 g/L(0~8.0 g/L)。

        工藝流程:浸軋工作液[二浸二軋(軋液率100%~150%)],室溫冷堆24 h(1~32 h),測(cè)試雙氧水分解率,水洗,100 ℃烘干,回潮。

        1.3 測(cè)試

        1.3.1 白度

        參照GB/T 8424.2—2001用分光測(cè)色儀進(jìn)行測(cè)定。

        1.3.2 雙氧水分解率

        軋布前先測(cè)試10 g 工作液所消耗KMnO4的體積V1。軋布前稱(chēng)取布重m1,軋布后稱(chēng)取布重為m2,準(zhǔn)確稱(chēng)取100 g萃取液,滴定消耗KMnO4的體積為V2,布面雙氧水分解率按下式計(jì)算:

        布樣帶液量m0=m1-m2

        式中,200為酸洗時(shí)190 g水+10 mL 3 mol/L的H2SO4溶液;100 為滴定時(shí)稱(chēng)取的100 g 酸洗液;將布樣帶液量換算成10 g進(jìn)行計(jì)算。

        2 結(jié)果與討論

        2.1 冷堆時(shí)間對(duì)雙氧水分解率及白度的影響

        根據(jù)工廠(chǎng)的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),固定平幅精煉劑DM-1346N 用量10.0 g/L,固體NaOH 用量15.0 g/L,30%H2O2用量80.0 g/L,不加雙氧水活化劑DM-1430,冷堆時(shí)間從1 h 延長(zhǎng)至32 h,探討冷堆時(shí)間對(duì)雙氧水分解率及白度的影響,結(jié)果見(jiàn)表1及圖1。

        表1 冷堆時(shí)間對(duì)雙氧水分解率及白度的影響

        圖1 冷堆時(shí)間對(duì)雙氧水分解率及白度的影響

        由表1和圖1可知,延長(zhǎng)冷堆時(shí)間,雙氧水分解率提高,白度也提高,但不同的堆置階段,白度的提升幅度不同,提升單位白度所需要的雙氧水量也有所不同,具體見(jiàn)表2。

        表2 冷堆不同時(shí)間段白度增幅情況及提升單位白度所需要的雙氧水量

        由表2可知,隨著堆置時(shí)間的延長(zhǎng),雙氧水分解率及白度的增幅總體都在快速放緩,白度增加1%需要的30%H2O2平均量也在降低。說(shuō)明在反應(yīng)后期,隨著布面上雙氧水濃度的降低及催化物質(zhì)的減少,雙氧水的有效利用率高于堆置初期,堆置8~16 h 時(shí),該數(shù)據(jù)明顯偏高,目前原因不詳,有待進(jìn)一步探討。通過(guò)延長(zhǎng)堆置時(shí)間的方式來(lái)增加白度(按堆置24 h 計(jì),選用該條件是因?yàn)殡p氧水分解較充分,白度較高),白度增加1%所需要的30%H2O2平均量為1.97 g/L。

        2.2 平幅精煉劑DM-1346N 用量對(duì)雙氧水分解率及白度的影響

        固定堆置時(shí)間24 h,固體NaOH用量15.0 g/L,30%H2O2用量80.0 g/L,不加雙氧水活化劑DM-1430,精煉劑用量從7.0 g/L增加到17.4 g/L,探討DM-1346N用量對(duì)雙氧水分解率及白度的影響,結(jié)果見(jiàn)表3。

        表3 平幅精煉劑DM-1346N用量對(duì)雙氧水分解率及白度的影響

        由表3可知,提高平幅精煉劑DM-1346N用量,雙氧水分解率逐漸下降,白度略有提升,說(shuō)明平幅精煉劑DM-1346N 可以降低雙氧水的無(wú)效分解,在冷軋堆煉漂加工過(guò)程中起關(guān)鍵作用,除了提升雙氧水的有效利用率、白度之外,還可以大幅降低出現(xiàn)破洞的風(fēng)險(xiǎn)。通過(guò)提高平幅精煉劑DM-1346N用量的方式來(lái)增加白度(按堆置24 h 計(jì)),白度增加1%所需要的精煉劑DM-1346N平均量為-3.46 g/L(負(fù)數(shù)表示分解率降低),達(dá)到相同白度所需要的精煉劑DM-1346N量減少。

        2.3 燒堿用量對(duì)雙氧水分解率及白度的影響

        固定平幅精煉劑DM-1346N用量10.0 g/L,堆置時(shí)間24 h,30%H2O2用量80.0 g/L,不加雙氧水活化劑DM-1430,燒堿用量從10.4 g/L增加到22.0 g/L,探討燒堿用量對(duì)雙氧水分解率及白度的影響,結(jié)果見(jiàn)表4及圖2。

        表4 燒堿用量對(duì)雙氧水分解率和白度的影響

        圖2 燒堿用量對(duì)雙氧水分解率和白度的影響

        由表4及圖2可知,燒堿用量提高,雙氧水分解率及白度均有所提高。在冷軋堆煉漂工藝中,因?yàn)槭鞘覝囟阎茫瑴囟容^低,所以燒堿是雙氧水活化的主要因素之一,需要加入足夠的量以保證雙氧水在堆置時(shí)間內(nèi)充分反應(yīng)。通過(guò)提高燒堿用量的方式來(lái)增加白度(按堆置24 h計(jì)),白度增加1%所需要的燒堿平均量為1.17 g/L。

        2.4 雙氧水用量對(duì)雙氧水分解率及白度的影響

        固定平幅精煉劑DM-1346N用量10.0 g/L,堆置時(shí)間24 h,固體NaOH 用量15.0 g/L,不加雙氧水活化劑DM-1430,雙氧水用量從55.0 g/L 增加到115.0 g/L,探討雙氧水用量對(duì)雙氧水分解率及白度的影響,結(jié)果見(jiàn)表5及圖3。

        表5 雙氧水用量對(duì)雙氧水分解率及白度的影響

        圖3 雙氧水用量對(duì)雙氧水分解率及白度的影響

        由表5及圖3可知,雙氧水用量提高,雙氧水分解率下降,白度提升。因?yàn)槔滠埗压に嚩嗍遣架?chē)堆置,為了提升白度同時(shí)減少層差,通常雙氧水用量均很高,根據(jù)染色要求,??刂圃?0.0~100.0 g/L,甚至120 g/L或更高。通過(guò)提高雙氧水用量的方式來(lái)增加白度(按堆置24 h 計(jì)),白度增加1%所需要的30%H2O2平均量為8.77 g/L。

        2.5 雙氧水活化劑DM-1430用量對(duì)雙氧水分解率及白度的影響

        固定平幅精煉劑DM-1346N用量10.0 g/L,堆置時(shí)間24 h,固體NaOH 用量15.0 g/L,30% H2O2用量80.0 g/L,雙氧水活化劑DM-1430用量從0 g/L增至8.0 g/L,探討雙氧水活化劑DM-1430 用量對(duì)雙氧水分解率及白度的影響,結(jié)果見(jiàn)表6及圖4。

        表6 雙氧水活化劑用量對(duì)雙氧水分解率及白度的影響

        圖4 雙氧水活化劑用量對(duì)雙氧水分解率及白度的影響

        由表6 及圖4 可知,在基礎(chǔ)工藝配方中加入雙氧水活化劑DM-1430,可以進(jìn)一步提升雙氧水分解率和白度。雙氧水活化劑可以與雙氧水發(fā)生反應(yīng),生成氧化還原電位更高的過(guò)氧羧酸,在低溫條件下的漂白能力高于雙氧水,所以加入雙氧水活化劑后,雙氧水分解率及白度均有所提高。通過(guò)使用雙氧水活化劑的方式來(lái)增加白度(按堆置24 h 計(jì)),白度增加1%所需要的活化劑平均量為1.45 g/L。

        3 結(jié)論

        (1)通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)分析了棉針織冷軋堆煉漂過(guò)程中不同變量對(duì)雙氧水分解率和白度的影響規(guī)律,結(jié)果表明:延長(zhǎng)堆置時(shí)間及提高平幅精煉劑DM-1346N、燒堿、雙氧水用量,均能提升織物白度,但是不同方式對(duì)雙氧水有效利用率的影響不同。

        (2)提高平幅精煉劑DM-1346N 用量是雙氧水有效利用的最有效方式,其次是提高燒堿用量,再次是延長(zhǎng)堆置時(shí)間,而通過(guò)提高雙氧水用量來(lái)增加白度是最無(wú)效的一種方式。

        (3)在配方中加入一定量的雙氧水活化劑可以進(jìn)一步提高雙氧水的有效利用率和白度。

        (4)在實(shí)際大生產(chǎn)過(guò)程中,由于種種因素的影響或制約,往往需要綜合考慮各種因素。

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