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1、去除棉籽壳的研究l口)搿嚣:印染第二十卷第三期蕊委篓爱搿:,:.去除棉籽壳的研究赵酒泉(西北纺织工学院).:i9【摘要】在不同的强碱浓度,温度,时间条件下,进行还原剂和兢氧水对去除棉籽壳的彩响试验,蛄果表明,棉籽壳的去除与所用碱剂,药品及I艺条件有关,并用化学理论给予解释?主赶词苎竺苎还原荆过氧化直筮正监研究琢棉籽壳是比较难以去除的织物杂质之一.棉籽壳的化学组成有木质素,单宁,纤维素,半纤维素以及其他的多糖类,除此以外还古有少量的蛋白质,油蜡和矿物质,但以木质素为主要成分.关于本质素的化学组成,目前仅知道它是属于芳香族化合物,公认的基本单位是苯环上有三个碳原子的侧链芳香族物质.实际生产中,无论
2、传统的遇煮漂三步工艺还是高效短流程的前处理工艺,棉籽壳往往难以去除干净.因此,很有必要对棉籽壳的去除问题进行专门的研究.为结合生产实际,我们选用古棉籽壳较多的纯棉包皮布进行试验.一,烧碱浓度和浴比对去除棉籽壳的影响1.宣温下烧碱浓度与去除棉耔壳的关系烧碱在精练过程中对棉籽壳各种成分的化学反应能力不尽相同,相对而畜容易起化学反应而被去除的杂质有单宁,蛋白质,油脂,矿物质,而对棉籽壳的主要成分木质素的化学反应性较差,因而木质素不易被烧碱去除.但烧碱浓度对去除棉籽壳影响却较大(见表1).号25678目NaOH2050607080(g/L)拂籽壳5953525048393l27垒藩天救布重0.4g.从
3、表1可知,采用全浸法去除棉籽壳,当棉包皮布的重量,褡比和温度相同时,提高烧碱浓度则去除棉籽壳所用的天数就减少,反之亦然.当烧碱浓度100g/L对,只需18天就能去除所有棉籽壳,仅为10g/LNaOH所用天数的三分之一.由此可见,对于冷轧堆前处理工艺,若考虑去除棉籽壳因素,应适当提高烧碱的浓度.2.IO0”C时烧碱浓度与去除棉籽壳的关系100时不同烧碱浓度与去除棉籽壳的关系(见表2).寰2lo0”(2时不同烧碱浓度与去障桷籽壳的关系黉号23S目,NaOH(g,L)203050去除棉籽壳聩序52l注:NaOH(化学纯)95搭比50l1每次试验用柿包皮布重2g时问?Snn.根据目测棉籽壳煮练后的数量
4、和色泽,结果表明:在100,烧碱浓度5og/L以内,煮练78mln,棉籽壳不能完全被去除.去除棉籽壳的效果为烧碱浓度高的优于烧碱浓度低的.3.高温时烧碱浓度与去除棉籽壳的关系高温时不同烧碱浓度与去除棉籽壳的关系见表(35).12567NaOH(g,L)203050607O去除拂籽壳籁序87652皮布重2g时间60min.,-窄/:霉誉蠢:鞭u一-誊爱曩垂:lJ1994年3月从表3和目测煮练后棉包皮布上棉籽壳的数量变化表明,有大部分棉籽壳溶解,但没有全溶解;没有溶解的棉籽壳已膨化,水洗后即可去除提高烧碱浓度,有利于棉籽壳的去除.寰4l30时不同烧碱浓度与击曩篝】lll籽壳的关系号l234567境
5、目,NaOH(g/L)10203040506070柿耔壳垒格垒糟垒椿垒糟垒培垒蓿垒禧H注,NaOH(化学纯)95l浴比50,1I每次试验用棉包皮布重2gl时间60m|n.表4表明:棉籽壳在130条件下均可溶解;在130”C,60mln,搭比5ot1的条件下,NaOH1080g/L时棉籽壳均可溶解.换言之,在该条件下,烧碱浓度的变化与去除棉籽壳无关.寰514C时不同烧碱浓度与击除】lll籽壳的关系,-号l235目NaOH(g/L)203040506070棉耔壳垒格叁藩莹椿叁蔷垒糟垒格垒椿注NaOH(化学纯)95潜比50,1?每趺试验用棉包皮布重2g?时阿60min.从表5可得出,在140时,棉籽
6、壳全部可溶解在烧碱溶液中,即棉籽壳可完全被去除干净.上述试验表明:在室温,100,120的条件下,提高烧碱浓度有利于棉籽壳的去除.其原因是,在使用烧碱精练的过程中,棉籽壳组分中纤维素是不会发生什么变化的,而有些成分如:油蜡,蛋白质,单宁和一些多糖,能与烧碱发生某些化学作用,而提高它们在水中的溶解度,这是很易理解的.根据化学反应的原理,提高烧碱的浓度有利于与油蜡,蛋白质,单宁和一些多糖类物质发生化学反应而去除这些杂质.棉籽壳中另一主要成分术质素,虽然术质索分子的结构中有酚羟基存在,在烧碱液中有一定的溶解度,但由于它是一种分子量比较高的化台物,所以溶解度是不会很大的,因此术质索在精练过程中,也能与
7、烧碱产生作用后,发生结构上的分解,并引起它在碱液中溶解度的增大而被去除.提高烧碱的浓度既有利于提高木质素在烧碱液中的溶解度,又有利于烧碱与木质素发生化学反应,使木质素结构分解加速,增加在碱液中的溶解度而被去除.当精练液温度提高到120,13O,140时,试验表明;(1)提高温度有利于棉籽壳的去除.提高温度不仅增强了烧碱分子的活化能,而且也增加了棉籽壳所舍组分分子的活化能,这样就使烧碱与棉籽壳等杂质分子很容易起化学反应而被去除;同时提高温度也增强了饶碱溶液溶解杂质的能力.(2)120时,棉籽壳没有全部溶解于烧碱溶液中,而水洗即可去除.这表明,棉籽壳的主要成分木质素不能在120”C的条件下全部溶解
8、在烧碱溶液中.(3)当温度130时,棉籽壳可全部溶解在烧碱溶液中.这表明棉籽壳所舍的主要成分木质素在温度130C时,可完全溶解在烧碱溶液中.换言之,在高温条件下,棉籽壳全溶的条件仅与温度有关而与烧碱的浓度无关.4.烧碱浴比对去除棉籽壳的影响烧碱浴比与去除棉籽壳的关系见表6.寰6不同浴比与击曩篝】lll籽壳关系搭比20I140ll80ll100l1棒籽壳全蒂天披4546474547注NsOH浓度50g/L?室温试验用棉包皮布重2g.由表6可知,烧碱浴比的变化对去除棉籽壳影响不大.二,不同碱剂对去除棉籽壳的影响LiOH,NaOH,KOH是三种强碱,同处于元素周期表IA族,原子序数分别为3,11,1
9、9.根据元素周期律,它们的碱性顺序为LiOH<NaOH<KOH,而离子半径顺序为Li<Na印染第二十卷第三期<K.通过对三种碱剂不同浓度的试验表明:(1)强碱与棉籽壳所含的纤维紊是不会发生什么变化的.而强碱与棉籽壳所含的其他组分的化学反应速度取决于温度,浓度,碱强度等.当温度和浓度不变时,这些化学反应的速度仅由碱强度决定.(2)当强碱在较低的浓度10g/L时,去除棉籽壳效果的_曛序为LiOH<NaOH<KOH.该顺序与碱强度的顺序一致.这表明,在该条件下,碱性越强越有利于棉籽壳的去除或者说离子半径越太越有利于去除棉籽壳.氢氧化锂去除效果最差.(3)当强碱在较
10、高浓度(30g/L)时,去除棉籽壳效果的顺序为LiOH>NaOH>KOH,该顺序与碱强度的顺序相反.这表明在该条件下,碱性越弱越有利于棉籽壳的去除或者说离子半径越小越有利于棉籽壳的去除.氢氧化锂击除棉耔壳效果最好它与术质素的化学反应能力最强.(4)三种强碱均为浓度越高越有利于去除棉籽壳.三,还原剂对去除棉籽壳的影响常用的还原剂对击除棉籽壳的影响见表7和表8.这些还原荆除雕白粉为工业品外,其余均为化学纯.衰7还原荆对去髂辅耔壳的影响25还厦捕tt氢韵正t韵墓醴t白糖保陵柑摊庄10l01l100lO10(g/L)击目鲁幡仔隽投击除投击罾鲁投击陆投击投击酶拄t播比50t1l每孜试验用棉包
11、皮布重2gl温度100l时问120role.通过表7可知,单独使用还原剂对去除棉籽壳没有作用.这可以认为是还原剂对棉籽壳的主要成分术质素不发生化学作用.2l56还原剂亚琉驻氢钠亚硫酸懒墓醴畦白j盼罐瞳j盼空白浓度(g/L)lI10ft(NaOH1O1O10lOlO(g/L)击除棒耔壳明星明显明星嘲里嘎显不明显100时问70min.通过表8可知,在碱性条件下,加还原剂与不加还原剂对去除棉籽壳效果截然不同.加还原剂的去除棉籽壳明显,而不加还原剂的去除棉籽壳不明显.表7已证明单独加还原剂对去除棉籽壳没有作用,因此,这说明还原剂只有在碱性条件下才对去除棉籽壳有利.这可以认为是在碱性条件下,还原剂对棉籽
12、壳的主要成分木质紊与烧碱的化学反应起催化作用,加快了反应的速度.四,氧化剂对去除棉籽壳的影响氧化剂仅选用双氧水为代表,双氧水为化学纯.它对去除棉籽壳的影响见表9.寰,取氯木对去睬辅耔壳的影响号l23.ls6目,Hl(,L)l0l2O3040lso60击酶帏籽蠢较差藕好更好I垒击眙击唰全击酶注t搭比100t1l每状试验用棉包皮布重lgl温度100”CI时问60mln.通过表9可知,双氧水去除棉籽壳效果好.这可以认为是双氧水与棉籽壳的主要成分木质紊化学反应剧烈,使木质素结构分解迅速而去除.双氧水浓度越高越有利于棉籽壳的去除.双氧水浓度为sog/L时,棉籽壳基本去除当双氧承浓度40g/L时,棉籽壳全
13、部被去除干净.五,结论1.在室温,100(2,高温条件下,提高烧碱(下转第16页)11.漂白采用015R型漂白机.工艺与处方如下:顺毛进布一浸轧漂液一汽蒸一热水洗一水洗双氧水2.52.8g/LpH值1011(用水玻璃调节)渗透剂2kg/每箱布氯化钙11.5g/L(溶解后滴加,防止破洞)漂液温度6070”C汽燕温度95100”C汽蒸时间6O9Cmin水洗温度8590l2供干(1)必须顺毛单面烘干,倒毛布不得上车.(2)布匹应保持平正,防止起皱,跑边,卷边等.l3后鼽毛后刷毛的目的同前刷毛一样,为使绒毛松散,绒条圆润,必须刷两欢,其具体要求如下:(1)必颓坚持顺毛加工,刷两遍.(2)车速12m/r
14、ain.(3)硬板刷7块,履带刷16条,蜡板3块.(4)喷雾给湿控制好给湿量,蜡饭经常注1994年3月意高低调整好.(5)刷毛机应有良好的吸尘设备,防止绒毛散扬.(6)刷毛机毛刷要定期检查调换,以保证刷毛效果,消除可能产生的板刷印.(7)注意螺丝钉和刺毛辊突出表面,造成破淘疵病.14拉幅整理采用热风布铗拉幅机,落布门幅为成品门幅加宽23cm.调节好进布张力,接触绒面的辊筒应改为活络辊筒,绒面不得摩擦.调节好整纬器进行整纬,防止卷边,跑边和破边.四,存在问题及注意事项1灯芯绒布加工时,各道工序必须顺毛加工,这是提高绒面质量的主要关键.所以在一道工序加工完毕后,应进行翻箱.以便后一道工序顺毛加工.
15、2.如果绒毛松散,绒条圆润不符台要求时,可增加洗,烘,刷,烧次数.3染深色灯芯绒布时煮练后可以酸洗,不漂白.4.皱条是灯芯绒布加工中的主要疵病,所以各工序,各机台在加工过程中一定要注意平整,防止跑边,起皱.(上接第l1页)浓度均有利于去除棉籽壳;而浴比的变化对棉籽壳的去除影响不大.2室温下,烧碱去除棉籽壳时间相当长.烧碱浓度为10g/L时,棉籽壳全部去除需要59天;随着烧碱浓度的增加,处理时问缩短,当烧碱浓度增至lO0g/L时,棉籽壳全部去除也需要l8天.3.提高温度有利于棉籽壳的去除.120C时,烧碱溶液不能将棉籽壳全部溶解而当温度130”C时,烧碱溶液才能将棉籽壳全部溶解掉.4.当三种强碱浓度为10g/L时,去除棉籽壳的顺序为LiOH<NaOH<KOH,氢氧化锂去除棉籽壳最差;而当浓度3Og/L时?去除棉籽壳的顺序为LiOH>NaOH>KoH,氢氧化锂去除棉籽壳最好.5还原剂本身对棉籽壳的去除没有作用而在碱性条件下,还原剂可能由于催化作用而使棉籽壳的去除效果明显.6.氧化剂双氧水对棉籽壳的去除效果好.双氧水浓度为3Og/L时,棉籽壳基本被去除掉;当双氧水浓度40g/L,棉籽壳全部被去除干净.