棉針織物冷軋堆煉漂工藝影響因素分析

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)效率低等問題，因此，染整工作者一直在探尋解決上述問題的方法。

近幾年來，隨著針織平幅設(shè)備的發(fā)展以及配套化學(xué)品的成功開發(fā)，棉針織物平幅煉漂工藝正逐步為眾多染廠所采用。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Hunter Lab 公司），DHG-9425A電熱鼓風(fēng)干燥箱（上海儀器總廠）。

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。軋布前稱取布重m1，軋布后稱取布重為m2，準(zhǔn)確稱取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，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。通過延長堆置時(shí)間的方式來增加白度（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，說明平幅精煉劑DM-1346N 可以降低雙氧水的無效分解，在冷軋堆煉漂加工過程中起關(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)。通過提高平幅精煉劑DM-1346N用量的方式來增加白度（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?，溫度較低，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)。通過提高燒堿用量的方式來增加白度（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嚩阎茫瑸榱颂嵘锥韧瑫r(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。通過提高雙氧水用量的方式來增加白度（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。通過使用雙氧水活化劑的方式來增加白度（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）通過單因素實(shí)驗(yàn)分析了棉針織冷軋堆煉漂過程中不同變量對(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，再次是延長堆置時(shí)間，而通過提高雙氧水用量來增加白度是最無效的一種方式。

（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。