棉織物冷軋堆前處理氧漂活化劑的制備及其應用

韓 麗，張占柱

(河北科技大學，河北 石家莊 050000)

棉織物冷軋堆前處理氧漂活化劑的制備及其應用

韓 麗，張占柱

(河北科技大學，河北 石家莊 050000)

針對傳統(tǒng)棉織物冷軋堆前處理過程中存在堿和雙氧水用量大，生產(chǎn)周期長，效率低的問題，以自制過渡金屬鹽混合物、羧甲基纖維素鈉(CMC)、焦磷酸鈉為原料制備了一種新型氧漂活化劑，并通過單因子及正交試驗確定了其在純棉織物冷軋堆新工藝中最佳應用條件:H2O2質量濃度30g/L，NaOH質量濃度30g/L，活化劑質量濃度6 g/L，滲透劑質量濃度3 g/L，堆置時間7 h，軋液率100%，溫度為室溫。該工藝條件下，織物白度為84.2%，強力為682.7 N，30 min毛效為8cm。結果表明，新工藝不僅可使織物獲得較好的處理效果，還能在一定程度上減少堿和雙氧水用量，縮短堆置時間，提高效率，降低生產(chǎn)成本。

活化劑;棉織物;冷軋堆;前處理

前處理是棉織物染整加工的基礎工序，因棉織物含雜多，其處理效果的好壞會直接影響后續(xù)加工［1］。傳統(tǒng)棉織物前處理分退、煮、漂3步進行，工序長，能耗高［2－4］。隨著人們對生態(tài)環(huán)境的重視，冷軋堆工藝因其節(jié)能降耗優(yōu)勢得到廣泛關注和應用［5－6］。然而，由于反應溫度低，即使高堿、高氧濃度、堆置時間很長，產(chǎn)品也不能獲得較好的處理效果，而且堿和雙氧水應用效率低，浪費嚴重［7－8］。活化劑能在較低溫度下促進雙氧水分解，因而受到人們的普遍關注?，F(xiàn)在研究較多的活化劑主要有酰胺基類化合物、烷酰氧基類化合物、氧氮雜萘類化合物、N-?；簝?nèi)酰胺化合物、甜菜堿衍生物兩性型化合物等［9］，但相對較高的成本和供應問題限制了其在生產(chǎn)實際中的推廣［10］。

針對以上問題，本文旨在用一種過渡金屬鹽和羧甲基纖維素鈉(CMC)在調(diào)節(jié)劑作用下螯合，制備一種新型的雙氧水活化劑，并將其用于純棉織物冷軋堆前處理。通過探索各工藝因素對棉織物漂白效果的影響及正交試驗，最終得出一套節(jié)能降耗的純棉織低溫練漂優(yōu)化工藝。

1 試驗部分

1.1 試驗材料與儀器

純棉織物;過渡金屬鹽混合物(自制)、焦磷酸鈉(AR)、羧甲基纖維素鈉(AR)、氫氧化鈉(AR)、27.5%雙氧水(CP)、滲透劑(工業(yè)品)、穩(wěn)定劑(工業(yè)品)、精練劑(工業(yè)品)。

YG004N電子單纖強力儀(南通三思)、WSB-Ⅱ白度儀(溫州儀器儀表有限公司)、紡織品毛細效應測試儀。

1.2 活化劑的制備

取一定量CMC加入熱水中攪拌，制備既定濃度的CMC透明溶液，備用。將事先制備好的過渡金屬鹽混合物加入三口瓶中，加熱攪拌至全部溶解，然后邊攪拌邊加入焦磷酸鈉溶液，10 min后升溫，繼續(xù)攪拌30 min，然后在30 min內(nèi)加入預先制備的CMC溶液，攪拌2 h后測定溶液pH值，并調(diào)節(jié)至中性，繼續(xù)攪拌至溶液澄清即得氧漂活化劑。

1.3 試驗方法

1.3.1 傳統(tǒng)冷軋堆前處理工藝

配制漂液→浸軋堿氧液(常溫二浸二軋)→堆置(常溫20 h)→熱水洗→軋熱堿→熱水洗→冷水洗→烘干落布。

處方:雙氧水40g/L，燒堿40g/L，精練劑6 g/L，穩(wěn)定劑12 g/L，堆置時間20 h，堆置溫度為室溫。

1.3.2 新冷軋堆前處理工藝

流程:配制漂液→浸軋漂液(二浸二軋，軋液率70% ～80%)→堆置→水洗→自然晾干。

處方:H2O2、NaOH和活化劑質量濃度和堆置時間均為變量，滲透劑3 g/L，堆置溫度室溫。

1.4 指標測試

白度:根據(jù)GB/T 8424.2—2001《紡織品色牢度試驗相對白度的儀器評定方法》，用全自動白度計測定。

強力:根據(jù) GB/T 3923.1—1997《紡織品織 物拉伸性能第1部分:斷裂強力和斷裂伸長率的測定條樣法》，用電子織物強力儀測試。

毛效:根據(jù) FZ/T 01071—1999《紡織品毛細效應試驗方法》測定。

2 試驗結果與討論

2.1 單因素試驗

2.1.1 活化劑用量對前處理效果的影響

表1示出活化劑質量濃度對前處理效果的影響?？煽闯?，隨著活化劑質量濃度的增加，白度先迅速增加，后變化緩慢，最后幾乎不變，強力呈下降趨勢，毛效則先增加后減小。這說明活化劑的加入可促進有效漂白成分HOO－的生成，實現(xiàn)促漂，提高織物白度，但強力受損傷程度愈嚴重。綜合白度、強力和毛效以及生產(chǎn)成本，活化劑質量濃度取6 g/L。

表1 活化劑質量濃度對前處理效果的影響Tab.1 Effect of mass concentration of activator on pre-treatment

2.1.2 H2O2質量濃度對前處理效果的影響

表2示出H2O2質量濃度對前處理效果的影響。由表可知，隨著H2O2質量濃度的增加，白度先增加后趨于不變，強力呈下降趨勢，毛效增加。這可能是因為雙氧水的不斷加入促進了越來越多有效漂白成分的生成，因而白度增加，但當H2O2質量濃度達到30g/L后，已生成足夠多的 HOO－，繼續(xù)提高雙氧水用量只會造成織物更嚴重的損傷和資源的浪費。綜合考慮織物白度、強力、毛效以及生產(chǎn)成本等指標，H2O2質量濃度取30g/L。

表2 H2O2質量濃度對前處理效果的影響Tab.2 Effect of mass concentration of H2O2 on pre-treatment

2.1.3 NaOH質量濃度對前處理效果的影響

表3示出不同NaOH質量濃度對前處理效果的影響。由表可知，隨著NaOH質量濃度的增加，白度增加，強力下降，毛效增加。這是因為漂液堿性的增強可促進雙氧水的分解以及棉織物中多種雜質的去除，因而織物白度和毛效增加，然而，隨著堿性的增強，棉纖維的氧化速率增加，棉織物的強力下降。綜合棉織物的白度、強力、毛效以及生產(chǎn)成本，NaOH質量濃度取30g/L。

表3 NaOH質量濃度對前處理效果的影響Tab.3 Effect of mass concentration of NaOH on pre-treatment

2.1.4 堆置時間對前處理效果的影響

表4示出堆置時間對前處理效果的影響，由表可知，隨著堆置時間的延長，織物白度增加，強力降低，毛效增加。這是因為隨著堆置時間的延長，雙氧水的分解以及雜質的去除反應會更充分，因而棉織物的白度和毛效增加，強力降低。綜合白度、強力、毛效以及生產(chǎn)成本，堆置時間選為7 h。

表4 堆置時間對前處理效果的影響Tab.4 Effect of batching time on pre-treatment

經(jīng)單因素試驗得純棉織物冷軋堆新工藝條件:H2O2質量濃度30g/L，NaOH質量濃度30g/L，活化劑質量濃度6 g/L，滲透劑質量濃度3 g/L，堆置時間 7 h，浴比 20∶1，溫度室溫。

2.2 正交試驗

在以上單因素試驗的基礎上設計正交試驗，結果如表5所示。

由表5可知:對于白度，各因素影響順序為C＞D＞B＞A，最佳組合為A3B3C2D3;對于強力，各因素影響順序為A＞D＞C＞B，最佳組合為A1B1C2D3;對于毛效，各因素影響順序為B＞D＞A＞C，最佳組合為A3B1C2D1。綜合以上分析以及生產(chǎn)成本，最終確定最優(yōu)氧漂工藝條件:H2O2質量濃度30g/L，NaOH質量濃度30g/L，活化劑質量濃度6 g/L，滲透劑質量濃度3 g/L，堆置時間7 h，浴比20∶1，溫度為室溫。

表5 正交試驗結果及分析Tab.5 Results and analysis of orthogonal experimental

2.3 不同試驗工藝前處理效果的比較

表6示出不同工藝處理下純棉織物的各項指標。由表可知，與傳統(tǒng)冷軋堆工藝處理效果相比，經(jīng)新工藝處理后棉織物的白度增加，強力降低，毛效增加。

表6 不同工藝前處理效果的比較Tab.6 Comparision of different pre-treatment process

3 結論

本文成功制備了一種成本低、效果良好的新型雙氧水活化劑，并用于純棉織物冷軋堆氧漂工藝中。工藝條件為:H2O2質量濃度30g/L，NaOH質量濃度30g/L，活化劑質量濃度6 g/L，滲透劑質量濃度3 g/L，堆置時間7 h，浴比20∶1，溫度為室溫。該工藝條件下，織物白度為84.2%，強力為682.7 N，30 min毛效為8cm。

加入新型氧漂活化劑的冷軋堆工藝不僅可使棉織物在較低NaOH質量濃度和較短堆置時間條件下獲得稍優(yōu)于一般冷軋堆前處理的效果，還能在一定程度上減少堿和雙氧水的質量濃度，縮短堆置時間，提高效率，降低生產(chǎn)成本，即在節(jié)能降耗方面具有一定優(yōu)勢。

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Preparation and application of bleaching activator for cold pad pre-treatment of cotton fabric

HAN Li，ZHANG Zhanzhu
(Hebei University of Science and Technology，Shijiazhuang，Hebei050000，China)

Aiming at the problem on large amount of alkali and hydrogen peroxide，long production cycle and low efficiency in conventional cold pad pre-treatment of cotton fabric，a new type of oxygen bleaching activator was prepared from homemade transition metal salt mixture，CMC and pyrophosphate，and through single factor and orthogonal experiments，the best conditions for new cold pad pretreatment for cotton fabric were as follows:the mass concentration of H2O2was 30g/L，the mass concentration of NaOH was 30g/L，the mass concentration of activator was 6 g/L，the mass concentration of penetrant was 3 g/L，batching time was 7 h，mangle was 100%and temperature was room temperature.Under above conditions，the fabric whiteness was 84.2%，strength was 682.7 N and capillary effect was 8cm when immersion 30 min.The results showed that the new process not only can make the fabric to obtain better treatment effect but also can reduce the amount of alkali and hydrogen peroxide，shorten stacking time，improve efficiency and lower production costs

activator;cotton fabric;cold pad-batch;pretreatment

TS 192.2

A

10.13475/j.fzxb.20140703004

2014－07－13

2014－09－29

韓麗(1988—)，女，碩士生。主要從事紡織材料與印染助劑的研究。張占柱，通信作者，E-mail:zhangzhanzhu@hebust.edu.cn。