棉織物前處理固體復(fù)合助劑的研究

棉織物前處理固體復(fù)合助劑的研究

除了棉纖維本身含有的雜質(zhì)外，如棉蠟、果質(zhì)、養(yǎng)分、其他共生物材料，還有許多其他外部雜質(zhì)，如棉碗、油脂等。這些雜質(zhì)的存在影響織物的各種性能,如潤(rùn)濕性能、白度,以及織物后道染色、整理等加工的順利進(jìn)行,所以必須對(duì)棉織物進(jìn)行前處理以去除大部分雜質(zhì)。傳統(tǒng)棉物煮練、漂白前處理工藝,先用燒堿等進(jìn)行煮練,以去除織物上的果膠、棉蠟等雜質(zhì),再用雙氧水進(jìn)行漂白。具有廢水堿性強(qiáng)、處理成本高、工藝流程長(zhǎng)、耗能、耗時(shí)等諸多缺點(diǎn)。因此,人們對(duì)棉織物前處理用無(wú)燒堿、短流程、多功能復(fù)合助劑投入大量研究,但真正得到實(shí)際應(yīng)用的尚不多見。本文研究了采用氧化劑PS為主體,輔以蠟質(zhì)乳化劑、滲透劑、螯合劑等復(fù)配而成的煮漂一浴固體復(fù)合助劑的前處理效果,并與傳統(tǒng)工藝進(jìn)行了比較。1實(shí)驗(yàn)部分1.1材料和機(jī)器1.1.1面料物14.5tex純棉棉毛布,無(wú)錫總廠提供。1.1.2合成藥氧化劑PS、乳百靈、咔唑,均為工業(yè)品;過硼酸鈉、過硫酸銨、焦磷酸鈉、草酸鈉、多聚磷酸鈉、檸檬酸三鈉、EDTA、硅酸鈉等,均為化學(xué)純。1.1.3織物強(qiáng)力測(cè)試Rapid軋車、PHS-2C型酸度計(jì)、YG(B)X-71型毛效儀、WSD-Ⅲ白度儀、GretagMacbethColor-Eye7000A測(cè)配色儀、721型分光光度計(jì)、YG026A型電子織物強(qiáng)力機(jī)等。1.2方法1.2.1織物吸濕排汗工藝采用堿煮練-氧漂工藝。1)堿煮練。處方:氫氧化鈉2g/L,硅酸鈉1g/L,JFC1g/L,浴比1∶20。工藝流程:織物保溫浸漬(95~100℃,120min)→熱水洗3次(60~80℃)→冷水洗。2)雙氧水漂白。處方:雙氧水(30%)10g/L,硅酸鈉5g/L,JFC2g/L,用氫氧化鈉調(diào)pH值10.5~11.0,浴比1∶20。工藝流程:織物保溫浸漬(95~100℃,60min)→熱水洗3次(60~80℃)→冷水洗→烘干。1.2.2織物保溫浸漬工藝1)處方:復(fù)合助劑Xg/L,浴比1∶20。2)工藝流程:織物保溫浸漬(85~100℃,60~90min)→熱水洗3次(60~80℃)→冷水洗→烘干。1.3評(píng)價(jià)棉紡材料前處理效果的指標(biāo)1.3.1果膠量對(duì)法律發(fā)育階段的影響采用硫酸銅-亞鐵氰化鉀顯色法。將試樣浸于10%硫酸銅溶液中1h,取出后充分洗滌,然后浸入10%亞鐵氰化鉀溶液,取出后觀察布面著色情況,出現(xiàn)緋紅色表示有果膠存在,果膠量越多,緋紅色越深;果膠量越少,緋紅色越淺。把果膠含量分為4個(gè)等級(jí):A(近白色),B(淺緋紅色),C(緋紅色),D(深緋紅色)。1.3.2半乳糖醛酸百分含量的測(cè)定采用草酸銨萃取-咔唑比色法。稱取織物干重1.5g,剪碎后盛放在250mL的燒瓶中,加入100mL0.5%的草酸銨溶液,上接冷凝管,在沸水浴中煮1.5h,然后過濾,取濾液2mL加入到12mL的濃H2SO4中并用冰水冷卻,然后在沸水浴中煮10min后再用冷水冷卻,最后加入0.15%的咔唑無(wú)水乙醇溶液1mL,混合均勻,靜置30min后,用721分光光度計(jì)在530nm波長(zhǎng)下,1cm的比色皿測(cè)吸光值A(chǔ),再由標(biāo)準(zhǔn)曲線算出半乳糖醛酸百分含量,進(jìn)而得到果膠質(zhì)的百分含量。1.3.3潤(rùn)濕性將處理后織物在105℃烘干,再測(cè)30min內(nèi)毛細(xì)管效應(yīng)值。1.3.4白度將105℃烘干平衡后的織物疊成4層,在WSD-Ⅲ型全自動(dòng)白度儀上于457nm波長(zhǎng)下測(cè)試,以R457白度值Wr表示。1.3.5強(qiáng)大的中斷將處理過織物剪成直徑為6cm的圓形,用頂破強(qiáng)力儀測(cè)定,測(cè)5次,求平均值,單位為N。1.3.6去除率以處理前后織物上棉籽殼數(shù)目差值占坯布上棉籽殼總量的百分率評(píng)價(jià)。2結(jié)果與討論2.1復(fù)合助劑對(duì)棉物前處理效果的影響棉物前處理要求去除各種人為雜質(zhì)(如編織油劑)和天然雜質(zhì)(棉纖維伴生物),雖然多數(shù)雜質(zhì)可通過氧化作用加以降解去除,但一般還需與滲透劑、乳化劑、穩(wěn)定劑、螯合劑等協(xié)同作用,才能取得較好的效果。因此,首先在相同助劑用量和相同工藝條件下,比較不同組合的復(fù)合助劑對(duì)棉物的前處理效果,從而得到棉物煮、漂一浴法復(fù)合助劑的最佳組合。由于果膠質(zhì)含量與潤(rùn)濕性有關(guān),因此在性能指標(biāo)測(cè)試中增加了果膠去除效果一項(xiàng),具體測(cè)試結(jié)果如表1所示。從表1看出,與只用氧化劑PS的1#相比,加入硅酸鈉作穩(wěn)定劑,能夠提高棉物處理后的白度和強(qiáng)力。乳百靈有乳化蠟質(zhì)和潤(rùn)濕滲透作用,因此明顯提高了棉物處理后的吸水性,而螯合劑(多聚磷酸鈉和草酸鈉等)的加入雖能提高織物的果膠去除程度,但白度并無(wú)明顯提高,織物強(qiáng)力下降較多。因此,棉物前處理復(fù)合助劑確定由氧化劑PS、乳百靈、硅酸鈉組成。2.2棉物煮、漂一浴法最佳工藝條件的確定根據(jù)初步確定的前處理復(fù)合助劑組成,結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際,通過正交試驗(yàn)設(shè)計(jì),對(duì)助劑各組分用量及工藝條件進(jìn)行優(yōu)化組合。正交試驗(yàn)因素水平如表2所示。根據(jù)因素水平表,選用L8(27)正交表進(jìn)行試驗(yàn),試驗(yàn)條件組合及前處理性能指標(biāo)如表3所示。采用極差分析法進(jìn)一步了解各因素對(duì)棉物前處理效果影響的主次順序,由于各組試驗(yàn)中毛效均較高,因此只考察白度、強(qiáng)力和果膠去除率3個(gè)指標(biāo),結(jié)果如表3所示。根據(jù)表3的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果可知:1)影響白度各因素的主次順序。氧化劑PS用量>時(shí)間>乳百靈用量>溫度>硅酸鈉用量,最佳值為A2、B2、C1、D2、E2。其中,氧化劑PS用量高時(shí)棉物處理后的白度較好。2)影響頂破強(qiáng)力各因素的主次順序。溫度>硅酸鈉用量>時(shí)間>氧化劑PS用量>乳百靈用量,最佳值為A1、B1、C1、D2、E2。其中,低溫處理棉物可獲得較高的頂破強(qiáng)力。3)影響果膠去除率各因素的主次順序。溫度>硅酸鈉用量>氧化劑PS用量>乳百靈用量>時(shí)間,最佳值為A2、B1、C1、D1、E1。其中,高溫處理棉物可獲得較高的果膠去除率。綜合上述分析,依據(jù)主要因素采用好水平,次要因素考慮經(jīng)濟(jì)方便等適當(dāng)水平,得出最佳組合為A2、B2、C1、D1、E1。因此,復(fù)合助劑對(duì)棉物煮、漂一浴法的最佳工藝條件為氧化劑PS10g/L,乳百靈0.5g/L,硅酸鈉5g/L,浴比1∶20,在95~100℃下浸漬處理60min。將3種固體組分混合復(fù)配成復(fù)合助劑(氧化劑PS65%,乳百靈3%,硅酸鈉32%),質(zhì)量濃度為15.5g/L。2.3復(fù)合助劑對(duì)棉物前處理效果的影響將復(fù)合助劑煮、漂一浴浸漬法最佳工藝與傳統(tǒng)堿煮練-氧漂工藝進(jìn)行比較試驗(yàn),進(jìn)一步評(píng)定以氧化劑PS為主的復(fù)合助劑對(duì)棉物的前處理效果。對(duì)比結(jié)果如表4所示。從性能測(cè)試結(jié)果可知,復(fù)合助劑處理后棉物的白度、毛效及頂破強(qiáng)力均比傳統(tǒng)堿煮練-氧漂工藝有所提高,但果膠去除率比傳統(tǒng)工藝低。此外,復(fù)合助劑溶液處理前后的pH值變化不大。3前處理?xiàng)l件優(yōu)化棉物煮、漂一浴復(fù)合助劑由氧化劑PS(6