精練劑ZJ-CH58在棉織物前處理工藝中的應(yīng)用研究

周文雅,施亦東

(四川大學(xué)輕紡與食品學(xué)院，四川成都 610065)

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精練劑ZJ-CH58在棉織物前處理工藝中的應(yīng)用研究

周文雅,施亦東

(四川大學(xué)輕紡與食品學(xué)院，四川成都 610065)

將精練劑ZJ-CH58應(yīng)用于棉織物的低溫前處理工藝中，應(yīng)用均勻設(shè)計試驗方法探討了ZJ-CH58、燒堿、雙氧水的用量以及溫度、時間等因素對棉織物前處理效果的影響。當(dāng)ZJ-CH58為2g/L，燒堿7g/L，雙氧水1g/L，溫度80℃，時間60min時，采用一浴法對棉坯布進行煮練漂，白度可達73.3、毛效9.6cm、失重率16.19%、強力446cN，工藝省時節(jié)能。

精練劑性能前處理工藝均勻設(shè)計

精練劑在棉織物前處理中起著非常重要的作用。[1]傳統(tǒng)的印染前處理一般都需要100℃以上的高溫處理才會有較理想的退煮漂效果，且需要耗費大量的化學(xué)藥劑以及水資源，不僅生產(chǎn)成本高而且極易造成二次污染，因此，在前處理工藝中應(yīng)用低溫、高效的前處理助劑，對于印染企業(yè)提高產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)能減排具有實際意義和良好的經(jīng)濟效益。[2-4]

精練劑ZJ-CH58是廣東莊杰化工開發(fā)的應(yīng)用于棉、滌棉等纖維、紗線和織物的低溫前處理助劑。廠家申明ZJ-CH58不含AEPO等有害化學(xué)物質(zhì)，符合環(huán)保要求。本文通過均勻設(shè)計試驗，對精練劑ZJ-CH58在前處理工藝應(yīng)用中的工藝條件和處理后織物的性能進行了討論分析，試驗結(jié)果可作為印染企業(yè)應(yīng)用精練劑ZJ-CH58實施前處理加工的參考。

1　實驗

1.1原料與儀器

藥品：市售純棉坯布(32s×32s 30×30)，精練劑ZJ-CH58(廣州莊杰化工有限公司，工業(yè)級)，JFC(工業(yè)級)，燒堿(分析純)，雙氧水(分析純)。

儀器：SC-80A色度儀(上海悅豐儀器儀表有限公司)，YG065型電子織物強力試驗儀(萊州元茂儀器有限公司)

1.2精練工藝

坯布準(zhǔn)備→ZJ-CH58、JFC、燒堿、雙氧水配置成浴比為1:20的溶液→在一定的溫度下煮練一定的時間→冷水洗→熱水洗→烘干

1.3測試

1.3.1失重率

把精練前后的織物于105℃烘干，測定織物退漿前的質(zhì)量W1和退漿后的質(zhì)量 W2，按下式計算織物的失重率。

1.3.2白度

采用 SC-80A色度儀測定 4 次，取平均值。

1.3.3毛效

采用定時法測量 在30min 時液體潤濕織物樣條30cm×5cm的高度，以 cm 表示,數(shù)值越大表明精練效果越好。

1.3.4斷裂強力

取三塊試樣，將試樣沿經(jīng)向修成35mm×5mm的長方形布條,，用YG065型電子織物強力試驗儀對織物進行強力測試，取平均值。

2　結(jié)果與討論

以純棉坯布進行試驗，采用均勻設(shè)計方法對前處理工藝中的幾個主要因素：精練劑ZJ-CH58、燒堿和雙氧水的用量，處理的溫度和時間進行了試驗。測試了處理后棉布的白度、毛效、失重率、斷裂強力，對得到的數(shù)據(jù)采用回歸分析進行了討論，再通過規(guī)劃求解對精練劑ZJ-CH58在棉織物的退煮漂一浴中的各工藝條件進行了優(yōu)化。表1為前處理工藝均勻試驗的因素水平表。表2為前處理均勻試驗設(shè)計方案及結(jié)果。

表1　因素水平表

表2　均勻試驗設(shè)計方案及結(jié)果

2.1各因素對棉織物白度的影響

對精練劑ZJ-CH58、燒堿和雙氧水的用量，工藝溫度和時間對白度的影響進行回歸分析，得到回歸方程(1)。

Y1=59.5090+0.3881×X1×X2+0.1779×X2×X3+0.0022×X4×X5

(1)

其回歸方程的全相關(guān)系數(shù)R為0.9977，說明相關(guān)性緊密。且 F=145.9667>F0.05(3，2)=19.16，說明各工藝因素X與織物白度Y1的回歸方程效果顯著。

表3是方程(1)中各回歸系數(shù)的顯著性檢驗。所有回歸系數(shù)的P概率值均小于0.05，說明變量間的線性相關(guān)關(guān)系顯著,建立的白度與各因素之間的回歸方程有效。而且由表3中的t值和P概率值可知，在煮練一浴法工藝中ZJ-CH58和燒堿用量的交互作用對白度影響最明顯，當(dāng)兩者用量增加時白度增加；其次是溫度與時間的交互作用。雙氧水的作用在此并不顯著，從表2中實驗5的結(jié)果可看出，僅加入1g/L的雙氧水，織物白度已可達到72.3%。對于白度要求高的產(chǎn)品建議采用復(fù)漂工藝。

2.2各因素對棉織物失重率的影響

同樣的方法建立了各工藝因素與棉織物失重率的回歸方程(2)，其全相關(guān)系數(shù)R達到0.9926, F=44.7964>F0.05(3，2)=19.16，說明方程(2)回歸效果顯著。

Y2=0.0370+0.0173×X1+ 1.82E-05×X4×X5+ 0.0001×X1×X2×X3

(2)

下頁表4是方程(2)中各回歸系數(shù)的顯著性檢驗。由表中t值和P概率值可知，失重率受溫度與時間的交互作用影響最大，高溫和延時都會增加失重率，同時增加纖維受損的風(fēng)險；其次是ZJ-CH58的用量，精練劑用量的增加可以使棉織物在前處理過程中的失重率明顯增加，說明其退漿除雜效果顯著，但是這也有可能會導(dǎo)致強力的損傷。

表4　各因素對失重率影響的回歸系數(shù)

2.3各因素對棉織物毛效的影響

同樣，方程(3)是各工藝因素與棉織物毛效的回歸方程，其全相關(guān)系數(shù)R達到0.9973, F=121.526>F0.05(3，2)=19.16，方程(3)回歸效果顯著。

Y3= 1.3652 -0.4095×X2×X3+ 0.1089×X1×X2×X3+ 0.0003×X2×X4×X5

(3)

這里各工藝因素對毛效的影響較為復(fù)雜。由表(5)中回歸系數(shù)檢驗的t值和P概率值可知，精煉劑ZJ-CH58、燒堿和雙氧水用量三者的交互作用對毛效影響最為明顯，溫度與時間影響也較大，也就是說增加各助劑用量，提高溫度，延長時間均有利于提高織物毛效。

表5　各因素對毛效影響的回歸系數(shù)

2.4各因素對棉織物斷裂強力的影響

方程(4)是各工藝因素與棉織物斷裂強力的

回歸方程，其全相關(guān)系數(shù)R達到0.9999, F=1277.92>F0.05(4，1)=224.6，且表6中回歸系數(shù)的P值均小于0.05，說明方程(4)回歸效果顯著，各工藝因素X與織物斷裂強力有高度顯著的線性關(guān)系。

Y4= 861.5027-53.186×X1-3.6006×X3+0.1482×X2×X4-0.0594×X4×X5

(4)

由表6中回歸系數(shù)檢驗的t值和P概率值可知，對織物斷裂強力影響最大的是精煉劑ZJ-CH58的用量，ZJ-CH58用量增加織物強力下降明顯；其次是溫度與時間的交互作用，這與失重率的結(jié)果是一致的。說明ZJ-CH58在對織物進行前處理時會對織物造成一定的損傷，所以精練劑ZJ-CH58的用量不宜過多，溫度和時間要恰當(dāng)。

表6　各因素對斷裂強力影響的回歸系數(shù)

2.5工藝優(yōu)化

對建立的回歸方程(1)、(2)、(3)、(4)分別進行規(guī)劃求解，得到白度最大97.17，失重率最小8.18%，最大31.46%，毛效最高23.6cm，強力最高760.12cN的工藝，見表7中的結(jié)果。

表7　規(guī)劃求解的結(jié)果

但是實際工藝制定時，白度 、毛效、失重率和強力幾個因素不能割裂，它們之間存在一定的相互關(guān)聯(lián)。而根據(jù)前面的分析可知增加精煉劑ZJ-CH58和燒堿濃度用量，提高溫度和時間有利白度和毛效的提高，以及退漿除雜，但會損傷織物的強力。綜合考慮擬定工藝見下頁表8中序號為1的結(jié)果是依據(jù)前面4個回歸方程計算得到的結(jié)果，并按此工藝進行了驗證試驗，結(jié)果見下頁表8中序號為2的結(jié)果。

對比試驗數(shù)據(jù)可知，實際試驗結(jié)果與根據(jù)回歸方程理論計算的結(jié)果具有較好的一致性，因此采用均勻設(shè)計試驗建立的回歸方程對工藝結(jié)果進行預(yù)判，可減少工藝設(shè)計時的試驗次數(shù)。

表8　理論計算與驗證試驗結(jié)果

3　結(jié)論

精練劑ZJ-CH58可在稍低的溫度(80℃)對棉織物進行前處理，對織物白度、毛效和失重率的提高效果明顯，只是應(yīng)用中需注意精練劑ZJ-CH58用量增加對織物強力的損傷作用較為明顯。

當(dāng)ZJ-CH58為2g/L，燒堿7g/L，雙氧水1g/L，溫度80℃，時間60min時，采用一浴法對棉坯布進行煮練漂，白度可達73.3、毛效9.6cm、失重率16.19%、強力446cN，工藝省時節(jié)能。

[1]王小娟. 新型高效耐堿精練劑 WJ 的研制及應(yīng)用[J].印染助劑,2006，23(6):31-33.

[2]楊志昌，吳雅琴. 低溫練漂劑在棉織物練漂中的應(yīng)用[J]．印染，2007，33( 23):16-19．

[3]陳玉梅. 低溫精練劑在棉/毛混紡紗線染色前處理中的應(yīng)用[J].染料與染色,2012,49(5):35-36.

[4]夏建明. 開發(fā)、使用環(huán)保助劑，為印染清潔生產(chǎn)服務(wù)[J].印染助劑,2005，22(3):1-8.

Application Research of Scouring Agent ZJ-CH58 on the Pre-treatment Process of Cotton Fabric

ZHOUWen-ya,SHIYi-dong

(College of Light Industry, Textile and Food Engineering, Sichuan University, Chengdu 610065)

Scouring agent ZJ-CH58 was applied to a low temperature pretreatment process of cotton fabric. The influence of ZJ-CH58, caustic soda, hydrogen peroxide dosage, temperature and time on the effect of the pretreatment of cotton fabric was discussed by using even design method. When ZJ-CH58 was 2g/L, caustic soda was 7 g/L, hydrogen peroxide was 1g/L, temperature was 80℃, time was 60mins, one bath method was adopted to bleach cotton fabric, the whiteness of fabric was 73.3, capillary effect was 9.6cm, rate of weight loss was 16.19% , strength was 446cN, which proved that the process was time-saving and energy-saving.

scouring agentperformancepretreatment processeven design

1008-5580(2016)03-0057-04

2016-03-01

周文雅(1991-)，女，碩士研究生，研究方向：生態(tài)紡織品研究。

施亦東(1963-)，女，副教授，碩士生導(dǎo)師。

TS192

A