過醋酸在麻織物上的應用

過醋酸在麻織物上的應用

1氧化氫漂白劑紡織印染行業(yè)對環(huán)境的嚴重威脅越來越受到重視。許多專家正在尋找新的加工方法、染料和添加劑，以改變這種情況。目前,廣泛使用的漂白劑是含氯漂白劑和過氧化氫,前者在使用過程中,會產(chǎn)生不可生物降解的可吸附有機鹵化物AOX,各種漂白劑漂白過程產(chǎn)生的AOX值分別為:次氯酸鈉27mg/kg,亞氯酸鈉2.40mg/kg,過氧化氫0.92mg/kg,過醋酸0.13mg/kg。近年來,很多國家都制定了嚴格的排放標準,有的國家還以立法形式明令禁用。過醋酸是一種對環(huán)境友好的漂白劑,它具有較高的氧化電位,可在溫和條件下進行漂白處理;織物上的殘留物經(jīng)過清洗、去除后對織物的損傷比較小。本項目主要討論過醋酸對苧麻織物的漂白。2紡織工業(yè)用品過醋酸性質過醋酸的分子式為CH3COOOH,是一種弱有機酸,濃度5%時pH值為2;易揮發(fā),有強烈的刺激性氣味,溶解性與醋酸相似。在高溫、高pH值、重金屬離子如銅、錳、鐵等或某些敏化劑存在下,會促進過醋酸分解。若儲存得當,則可以保持長期穩(wěn)定而不失活。當過醋酸含量為40%時,不穩(wěn)定易揮發(fā),溫度稍高就會分解釋放出氧氣,溶液中含有8.6%的活性氧。紡織工業(yè)所用的商品過醋酸濃度一般為5%和15%。表1列出這兩種濃度的過醋酸性質。過醋酸漂白機理目前尚不完全清楚,一般認為是過醋酸分解,產(chǎn)生的高活性過氧羥游基與色素中的共軛體系作用,從而達到消色漂白的目的:CH3COOOH?CH3CΗ3CΟΟΟΗ?CΗ3CO·+·OOH另一說法認為是由于新生氧的釋放(伴隨醋酸)而具有漂白的效果,這種反應是在酸性介質中發(fā)生的。3試驗部分3.1材料表面純苧麻機織退漿布21S×21S,經(jīng)緯密度:27.8tex×27.8tex。3.2堿、食鹽、元明粉、滲透劑15%過醋酸,NaOH、焦磷酸鈉(TSPP)、純堿、食鹽、元明粉(均為化學純)、30%H2O2、滲透劑JFC、固色劑Y(工業(yè)品)、Na2SiO3(40°Bé)、肥皂、活性黃B-4RFN、直接大紅4BS。3.3織物強度測試HH-S恒溫水浴鍋、CS101電熱鼓風烘燥箱、PHS-25酸度計、ZBD型白度儀、YG026-2500型織物強度儀、DatacolorDF-100電腦測色配色儀(Datacolor公司)3.4織物強度測試在ZBD型白度儀上測定;依照GB/T3923-1997標準在YG026-2500型織物強度機上測定;根據(jù)Kubelka-Munk公式計算:K/S=(1?R)22RΚ/S=(1-R)22R反射率R在DatacolorDF-100電腦測色配色儀上測定。3.5流程和處方煮練→漂白→染色3.5.1煮練習工藝處方(g/L)NaOH14Na2SiO3(40°Bé)2肥皂2時間(min)90溫度(℃)90浴比1∶203.5.2jfc2ph值過醋酸1～9焦磷酸鈉1～6滲透劑JFC2pH值(用NaOH調(diào)節(jié))3～8溫度(℃)40～80時間(min)20～100浴比1∶303.5.3滲透劑jfc2ph值的測定H2O2(100%)1.7Na2SiO3(40°Bé)7滲透劑JFC2pH值(用NaOH調(diào)節(jié))10.5～11溫度(℃)90時間(min)60浴比1∶303.5.4皂煮皂粉配液→55℃入染(15min)→加入1/2NaCl→染色(15min)→加另1/2NaCl→染色(15min)→加Na2CO3固色(30min)→60℃水洗兩次→皂煮(皂粉2g/L,90℃×5min,浴比1∶30)→充分水洗→烘干處方g.l活性黃B-4RFN(%,owf)1～3NaCl20Na2CO310浴比1∶303.5.5nacl-固色法配液→40℃入染→15min內(nèi)升至90℃→加1/2NaCl→染色15min→加另1/2NaCl→染色15min→固色(固色劑Y,3min)→充分水洗→烘干wo直接大紅4BS(%,owf)1～3NaCl(g/L)4固色劑Y(mL/mL)1/500浴比1∶504結果與討論4.1過醋酸濃度對織物色度的影響從表2和圖1可以看出,在試驗濃度范圍內(nèi),織物白度隨過醋酸濃度增加而提高,但在不同濃度區(qū)段,濃度對白度影響不同。過醋酸濃度為1～4g/L時,白度迅速增加;過醋酸濃度為5～9g/L時,隨過醋酸濃度增加白度緩慢增加;過醋酸濃度達8g/L時,織物已達最佳漂白效果,再增加過醋酸濃度對漂白效果沒有作用。原因是在低濃度時,過醋酸分解產(chǎn)生的·OOH能最大限度地作用于纖維表面,提高白度;當過醋酸濃度增加時,由于纖維表面積有限,所增加的·OOH不能全部被纖維吸附,故白度值不能隨過醋酸濃度的提高成正比提高。圖2說明苧麻織物的經(jīng)向斷裂強度隨過醋酸濃度的增加有所減小,所以過醋酸的濃度宜選擇4～7g/L。4.2ph值對織物強度的影響過醋酸的漂白效果受其分解速度和最終分解率的影響,而漂白液的pH值直接影響這兩方面。表3表明,pH值小于5,白度隨pH值的增加而提高;而pH值大于5時則相反,白度隨pH值的增加而降低;pH值等于5時漂白效果最好。這是因為過醋酸分解速度和最終分解率隨pH值的增加而提高,pH值較低時,過醋酸分解速率慢,不斷分解出的·OOH能夠較充分地作用于纖維;而pH值大于5時,過醋酸分解速度過快,產(chǎn)生的·OOH來不及發(fā)揮作用便消耗在工作液中。pH值對織物強度影響程度不大,pH值為5時強度損失較小。綜合考慮白度和強度,pH值取5～6為佳。4.3溫度對織物色度的影響溫度是影響過醋酸穩(wěn)定性的一個決定性因素。低溫下過醋酸相對穩(wěn)定。白度隨溫度變化與隨pH值變化規(guī)律相似。從表4可以看出,溫度較低時,白度隨溫度增加而提高;溫度達70℃左右時,白度達到最大值;再提高溫度則白度明顯下降。這可能是因為溫度過高,使過醋酸的分解過快,部分·OOH在漂白前就逸散到空氣中不能發(fā)揮漂白作用。而溫度在70℃左右時,織物經(jīng)向斷裂強度損失較小。所以綜合考慮白度和節(jié)能,溫度宜取50～70℃。4.4活化時間對織物有益增長從表5可以看出,隨處理時間的延長,白度有增加的趨勢,但60min后,繼續(xù)延長處理時間,白度提高不明顯,反而耗能較大。而隨著處理時間的增加,織物強度略有下降。所以,漂白時間可根據(jù)對產(chǎn)品白度的要求和前后工序的同步性來定。從本試驗結果看,漂白時間控制在60～80min,可取得較好效果。4.5金屬離子類物質一定濃度的焦磷酸鈉溶液具有保持pH值相對穩(wěn)定的緩沖能力,這種無機鹽還具備螯合及軟水、洗滌的作用,能有效地螯合鐵、銅、錳,鎳等重金屬離子。在過醋酸漂白過程中通過對金屬離子的絡合作用起到穩(wěn)定過氧化物漂白液的作用。表6數(shù)據(jù)表明,焦磷酸鈉的加入對提高純苧麻織物的白度非常有效,但用量無需過多,焦磷酸鈉濃度1～3g/L效果最好。4.6最佳工藝條件的確定選用五因素四水平正交試驗表,優(yōu)選方案如表7。通過對試驗結果計算與分析,確定最佳工藝條件如下(g/L):過醋酸7焦磷酸鈉3滲透劑JFC2pH值6溫度(℃)70時間(min)80浴比1∶304.7醋酸-過氧化氫雙漂后織物的色度用試驗優(yōu)選出的過醋酸漂白工藝與過氧化氫漂白工藝進行對比試驗。由表8可看出,苧麻織物分別進行過醋酸漂白、過氧化氫漂白后,其白度值相差不大,而經(jīng)過醋酸漂白的苧麻織物的斷裂強度比經(jīng)過氧化氫漂白后的大,且過醋酸漂白工藝對環(huán)境的保護更為有利。4.8直接麻黃、過氧化氫活化的麻織物表觀深度從表9、10可以看出,活性黃B-4RFN上染過醋酸漂白的苧麻織物,表觀深度略低于過氧化氫漂白的苧麻織物;而直接大紅4BS上染過醋酸漂白的苧麻織物,表觀深度略高于過氧化氫漂白工藝?？傊?這兩只染料在過醋酸和氧漂織物上的染色表觀深度差別不大。5過醋酸活化穩(wěn)定劑5.1苧麻織物過醋酸漂白時,在過醋酸濃度7g/L、pH值6左右、溫度70℃、時間80min、焦磷酸鈉濃度3g/L、滲透劑JFC2g/L,浴比1∶30的條件下,可以獲得比較滿意的白度。5.2焦磷酸鈉可作為過