范漢明,沈洋洋

(科德寶寶翎襯布(南通)有限公司,江蘇 南通226006)

中厚純棉黏合襯所用坯布具有緊密厚實、棉花品級低、含雜多等特點,為改善其服用性能以及滿足后續(xù)染整加工的要求,必須對坯布進行漂白加工。傳統(tǒng)的煮布鍋漂白工藝需在高堿、高氧化劑、高溫的條件下進行,處理效果雖好,但工藝流程耗時長、能耗大、排污量大[1]。而以雙氧水和次氯酸鈉作為氧化劑漂白,處理效果不能達到GB/T 23327—2009《機織熱熔黏合襯》標(biāo)準(zhǔn)中優(yōu)等品的指標(biāo)值。二氧化氯作為第四代A1級綠色環(huán)保漂白劑,其氧化電位低于纖維素本身的氧化電位,但高于粘附在棉纖維上的雜質(zhì)以及棉籽殼中木質(zhì)素的氧化電位,用于棉織物漂白在除去棉纖維上的雜質(zhì)和棉籽殼的同時,對纖維素沒有降解,不影響漂白織物的強度[2-4]。此外二氧化氯一般通過氧化使木質(zhì)素裂解為有機酸類物質(zhì),可大大降低廢水中有機鹵化物的量,減少AOX排放,對環(huán)境的污染更小,能達到清潔生產(chǎn)的目的[5-6]。但是傳統(tǒng)的二氧化氯溶液又存在釋放周期較短、釋放速率快、存貯運輸過程不穩(wěn)定等問題。

緩釋型固體二氧化氯具有釋放周期較長、穩(wěn)定性好、釋放速率可控的特點,運用在中厚純棉黏合襯的漂白工藝中不僅漂白效果能達到標(biāo)準(zhǔn)要求,而且在常溫常壓條件下進行漂白,能耗少、污染小。本文采用單因素試驗研究了漂白工藝中緩釋型固體二氧化氯濃度、漂白時間、漂白液p H值及表面活性劑濃度等因素對棉織物漂白效果的影響,通過正交試驗確定了棉織物漂白的最佳工藝條件。

1 試驗部分

1.1 材料與設(shè)備

織物:純棉梭織物(28×28 197×197),織物面密度為133 g/m2。

試劑:去麻劑、表面活性劑A(上海元納精細化工有限公司)。

設(shè)備:Datacolor 400白度儀；平幅水洗機(江蘇建業(yè)機械制造有限公司)。

1.2 測試方法

1.2.1白度

按照GB/T 17644—2008《紡織纖維白度色度試驗方法》,用Datacolor 400高精度臺式白度儀測織物白度3次,取平均值。

1.2.2 毛細效應(yīng)

按照FZ/T 01071—2008《紡織品 毛細效應(yīng)試驗方法》,測定30 min內(nèi)液體沿織物上升高度,測試3次,取平均值。

1.2.3 織物布面p H值

按照GB/T 7573—2009《紡織品 水萃取液p H值的測定》測定。

1.3 工藝條件

1.3.1 工藝流程

坯布燒毛→固體二氧化氯冷堆(常溫常壓)→脫氯水洗。

1.3.2 緩釋型固體二氧化氯漂白處方

去麻劑:10 g/L；表面活性劑A:5 g/L。

2 結(jié)果與討論

2.1 緩釋型固體二氧化氯緩釋及漂白機理

緩釋型固體二氧化氯以多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高分子聚合物為載體,與生成二氧化氯所需的亞氯酸鈉以及活化酸結(jié)合,漂白時在載體內(nèi)部緩慢反應(yīng)生成二氧化氯。反應(yīng)方程式:

根據(jù)離子網(wǎng)格結(jié)構(gòu)理論,緩釋固體二氧化氯所用載體內(nèi)部交聯(lián)所形成的多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)將降低亞氯酸鈉與活化酸的反應(yīng)速率,同時所生成二氧化氯的擴散速率也由于受到交聯(lián)結(jié)構(gòu)阻力的影響而下降,從而達到緩釋效果[7-9]。

二氧化氯以其自身的強氧化能力分解織物表面色素和雜質(zhì),通過單電子轉(zhuǎn)移過程生成,此單電子轉(zhuǎn)移過程的氧化電位是0.95 V。由于二氧化氯的氧化電位高于附著在纖維上的色素和雜質(zhì)的氧化電位,而低于纖維本身的氧化電位,故用二氧化氯漂白棉織品,可分解纖維上的色素和雜質(zhì),且對纖維本身強力損失較少[10]。

2.2 去麻劑濃度對漂白效果的影響

在不同去麻劑濃度條件下對棉織物進行漂白,其他條件相同,去麻劑濃度對漂白效果的影響如圖1所示。

圖1 去麻劑濃度對漂白效果的影響

從圖1結(jié)果可以看出,棉織物的白度隨去麻劑用量的增加而提高,當(dāng)濃度大于25 g/L時,棉織物的白度基本保持不變。這是因為隨去麻劑濃度的增加,溶液中生成的二氧化氯隨之增加,能夠更徹底地與纖維中的木質(zhì)素等雜質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng),提高纖維白度。同時,隨著去麻劑濃度的増高,漂液中二氧化氯的氧化電位也會増加,二氧化氯與發(fā)色基團的反應(yīng)更容易發(fā)生。棉織物白度在去麻劑濃度大于25 g/L后基本保持不變的原因是:漂液中的二氧化氯過量,一些不能被褪色的物質(zhì)不會因為其濃度的變化而與之發(fā)生反應(yīng),因此白度基本保持不變。

2.3 漂白液p H值對漂白效果的影響

在不同p H值條件下對棉織物進行漂白,其他條件相同,漂白液p H值對漂白效果的影響如圖2所示。

圖2 漂白液p H值對漂白效果的影響

從圖2結(jié)果可以看出,棉織物的白度隨漂白液p H值的增加而下降,這是因為漂液中二氧化氯的氧化電位隨p H值的增加而逐漸減小,二氧化氯降解纖維中的木質(zhì)素、色素等雜質(zhì)的能力下降；同時當(dāng)漂液在堿性范圍內(nèi),二氧化氯與OH-反應(yīng)生成的氯酸鹽對漂白不起作用,而且消耗二氧化氯,反而導(dǎo)致二氧化氯的有效作用減弱。

2.4 漂白時間對漂白效果的影響

分別選取漂白時間為2、4、6、8、10、12 h和14 h,對棉織物進行漂白,其他條件相同,漂白時間對漂白效果的影響如圖3所示。

圖3 漂白時間對漂白效果的影響

從圖3結(jié)果可以看出,棉織物的白度隨漂白時間的增加而提高,當(dāng)時間大于10 h時,棉織物的白度基本保持不變。這是因為漂液中二氧化氯與木質(zhì)素、色素等雜質(zhì)的反應(yīng)需要一定的時間,時間短二氧化氯與色素等雜質(zhì)不能反應(yīng)完全,白度升高不明顯；隨著漂白時間增加,二氧化氯與木質(zhì)素、色素等雜質(zhì)逐漸反應(yīng),將帶色基團氧化,從而白度升高。在棉織物漂白時間大于10 h后,二氧化氯與木質(zhì)素等雜質(zhì)反應(yīng)基本完全,白度也不再發(fā)生改變。

2.5 表面活性劑濃度對漂白效果的影響

在表面活性劑濃度不同的條件下對棉織物進行漂白,其他條件相同,表面活性劑濃度對漂白效果的影響如圖4所示。

圖4 表面活性劑濃度對漂白效果的影響

從圖4結(jié)果可以看出,棉織物的白度隨著表面活性劑用量的增加而提高,當(dāng)表面活性劑用量大于5 g/L時,白度基本保持不變。這是因為表面活性劑的加入能降低漂白液的表面張力,增強溶液的浸潤能力,促使織物表面雜質(zhì)與纖維的分離,提升棉織物的漂白效果；而達到一定濃度后,增加效果則不明顯。

2.6 正交試驗

在棉織物漂白過程中,去麻劑濃度、漂白時間、漂白液p H值、表面活性劑濃度是影響漂白效果的主要因素。因此,設(shè)計了4因素3水平的正交試驗,通過試驗來對這4個重要因素進行優(yōu)化,得到最佳的工藝參數(shù)(見表1)。試驗結(jié)果及分析見表2、表3。

表1 正交試驗因素水平設(shè)計

表2 正交試驗結(jié)果

表3 正交試驗結(jié)果分析

從表2、表3的結(jié)果可以看出,影響棉織物漂白效果的因素順序為:漂白時間＞去麻劑濃度＞p H值＞表面活性劑濃度；得到棉織物的緩釋型固體二氧化氯較佳漂白工藝為:時間10 h、去麻劑濃度10 g/L、漂白液p H值為8、表面活性劑濃度5 g/L。

3 結(jié)論

(1)中厚純棉織物以緩釋型固體二氧化氯作為氧化劑,在常溫常壓條件下的漂白效果能滿足產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求,相比高溫強堿前處理漂白工藝,不僅化學(xué)助劑用量少、能耗低,而且不會造成水體嚴重污染,能達到清潔生產(chǎn)的目的。

(2)通過單因素和正交試驗結(jié)果表明,影響棉織物漂白效果的因素順序為:漂白時間＞去麻劑濃度＞p H值＞表面活性劑濃度；漂白的最佳工藝條件為:漂白時間10 h、去麻劑濃度10 g/L、p H值為8、表面活性劑濃度5 g/L。

(3)用緩釋型固體二氧化氯來漂白中厚純棉黏合襯布,白度高且效果穩(wěn)定,沒有泛黃現(xiàn)象,可推廣至厚重帆布織物的漂白中,以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的退漿、煮練和漂白三步法前處理工藝。