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1、第2 5 卷第6 期 纺织学报 v 0 1 2 5 ，N o 6 2 ( ) ( ) 4 年1 2 月 J o u m a lo fT e x t i l eR e s e a r c h D e c 2 0 0 4 = = = = = = = 一 纤维素纤维织物绿色漂白工艺探索 杨文芳 王 蕾李春丽 ( 天津工业大学，天津，3 0 0 1 6 0 ) 摘 要：研究过醋酸浓度、p H 值、温度、时间等因素对亚麻、棉织物过醋酸漂白时的影响规律，得出在p H 值为7 、温度为6 0 7 0 时漂白效果最好。 关键词：过醋酸纤维素织物漂白 中图分类号：偈1 9 2 1 3文献标识码：B文章编号：0
2、2 5 3 9 7 2 l ( 2 0 0 4 ) 0 6 ，0 1 2 2 0 3 次氯酸钠因其价格低、能耗低、工艺成熟、白度 高等优点，已成为印染工业重要的氧化漂白剂。但 研究证实，次氯酸钠可与助剂等有机物形成有机氯 化物一A O x 。A O x 有毒且不可生物降解，毒性可遗 传。针对含有A O X 废水的排放，许多国家制定了严 格的排放标准，因此取代“氯漂工艺”已成为摆在 印染工作者面前的严峻任务。本文对过醋酸应用在 纤维素纤维织物上的漂白作一些实验研究工作。 过醋酸是一种弱有机酸，氧化电位为0 9 8 6v ， 过醋酸不稳定，热、光、高p H 值、金属离子的存在都 会引起过醋酸的分解
3、旧J 。过醋酸通常由双氧水与醋 酸酐或冰醋酸反应制得，为保证有效成分的稳定，商 品过醋酸一般将反应物分开包装，使用前2 4h 混 合。关于过醋酸的漂白机理，目前尚未见明确的理 论分析。一种观点认为，在酸性条件下释放新生态 的氧，在中性或碱性条件下释放过氢氧根起漂白作 用；另一种观点认为，过醋酸分解出的过氧羟基自由 基起漂白作用。无论何种观点，过醋酸对织物的漂 白作用是依靠其氧化性破坏色素共轭体系完成 的。 一I _ l 厚度最小。 3结论 1 针织物的纵密、横密和厚度与线圈长度的倒 数呈线性相关。 2 线圈长度对织物纵密的影响大于横密，所以 改变线圈长度主要改变织物的纵密，横密变化较小。 3
4、双面针织物( 罗纹、四平针、空气层、畦编) 的 厚度随线圈长度的增加而增加，单面针织物的厚度 随线圈长度的增加而减小。 4 弯纱深度相同，织物组织不同，织物的密度 和厚度也不同，其关系为：p 。( 纬平针) l D 。( 空气层) D 。( 四平针) 艮( 罗纹) P 口( 畦编) ；n ( 纬平针) 1实验部分 1 1 仪器、药品、材料、指标测试 仪器：Y G 0 2 6 3 1 A 织物强力测试仪，D a t a c o l o r - s F 6 0 0 巾l u s 电脑测色系统。药品：l ：1 过醋酸 ( 1 6 ) ，H 2 0 ：( 3 0 ) ，N a C l O ( 有效氯1
5、 0 0g 儿) ，直接红 2 B ( c I B A ) ，活性黄B 4 R F N 。织物：纯棉、亚麻机织坯 布，经常规退浆、煮练后用予漂白实验。指标测试： 白度测试用D 6 5 光源1 0 0 视角H u n t e r 系统。表面深 度( K ，s ) ：D 6 5 光源1 0 0 视角，断裂强力按G B T 3 9 2 3 1 1 9 9 7 测试。 1 2 实验条件 棉织物漂白条件：过醋酸为7g 儿，焦磷酸钠为 3g L ，p H 值为7 ( 用N a O H 调节) ，6 0 ，8 0m i n ， 1 ：3 0 。亚麻织物漂白条件：过醋酸为9g L ，焦磷酸钠 为5g L ，p
6、 H 值为8 ( 用N a 2 c O ，调节) ，7 0 ，9 0m i n ， 1 ：3 0 。 1 3 结果与讨论 1 3 1 过醋酸浓度对织物漂白效果的影响由图1 看出，纤维素纤维织物的白度随过醋酸浓度的增加 n ( 空气层) l D 。( 四平针) m ( 罗纹) P 。( 畦 编) ； ( 畦编) 危( 罗纹) ( 空气层) ( 四平针) ( 纬平针) 。纬平针织物结构紧密，织物密度最 大；畦编织物的线圈向织物表面挺起，织物厚度最 大。 5 纬平针、罗纹、空气层、四平针织物的线圈形 态随着线圈长度的增加而变得狭长，畦编织物因为 集圈悬弧的原因不定。同一弯纱深度下编织的织 物，组织结
7、构不同，织物的线圈形态也不同。 参考 文 献 l G r o s b e r g e 鸭eG e 0 呲田o fK m t t e dF a c s 2 潘承毅数理统计的原理与方法上海：同济大学出版社，1 9 9 3 ： 1 8 4 。2 0 2 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 2 0 0 4 年第6 期 纺织学报 【1 2 3 】 一 而提高，但棉与亚麻的曲线各有自己的特点，棉在较 低的过醋酸浓度( 0 2 5g 儿) 时即表现出较好的白度， 质
8、量浓度高于5g L 时，曲线平缓，白度增加不大，据 此结果，棉织物漂白过醋酸质量浓度取5 7g L 为 宜。从亚麻的浓度与白度曲线看，曲线斜率大致有 3 个变化过程：质量浓度为1 3g L 时，白度受浓度 的影响大，即过醋酸浓度增加，白度迅速提高；3 8g 儿时，浓度对白度的影响程度减弱；过醋酸质量 浓度大于8g L 后，曲线趋于水平，故对亚麻织物的 漂白而言，过醋酸浓度取8g L 左右为好。从图2 浓 度与强力曲线看，棉织物强力几乎没有下降，亚麻纬 强略有降低，但完全能保证其使用价值。 饔侈三。蠢冀匿苍| ；| 芷! 。 螽黧除 O24681 0 1 2 1 4 质最浓度幢L - 1 + 亚
9、麻珏一棉 图1 织物白度与过醋酸 浓度的关系 质爨浓度gL _ 十亚麻经向十亚麻纬向 女广_ 棉经向一棉纬向 图2 织物强力与过醋酸 浓度的关系 1 3 2工作液p H 值对织物漂白效果的影响 从图 3 白度与p H 值曲线中发现，p H 值对棉织物白度影 响不大，但进一步分析发现在p H 值为7 时出现最高 值，在p H 值低于7 和高于7 时分别随p H 值的下降 和升高，白度值降低。从图4 的棉p H 值强力曲线来 看，在弱酸性弱碱性范围，织物能保持很好的强 力，因此，综合两者，p H 值取6 8 漂白效果较理想。 由图3 可见，亚麻的白度与p H 值曲线变化较大，说 明体系在不同p H
10、 值下对织物作用的复杂性，p H 值 较低时( p H 值小于7 时) ，随p H 值增加白度提高； p H 值为7 时白度达到最大值；p H 值大于7 时，白度 随p H 值增加而下降；p H 值为1 0 时白度最低。图3 中曲线还反映出，p H 值大于1 0 时，亚麻的白度又开 始增加，这一点在实验设计p H 值范围内。对于同 为纤维素纤维的棉却没有此过程，导致这一现象的 原因可能与亚麻纤维的含杂量大( 2 5 3 0 ) 、杂 质成分复杂有关，有资料介绍，在高p H 值下的氧化 环境中，工作液会对亚麻织物产生氧煮作用，氧煮作 用的特点是，可以将含在纤维中的各种纤维素伴生 物氧化水解1 ，
11、去除杂质对提高白度有利。图4 的 亚麻强力与p H 值曲线表明，p H 值大于1 0 时织物强 度迅速下降，而在白度较好的中性附近，强度也很 好，故亚麻漂白的p H 值以6 7 为好。 1 3 3处理温度对织物漂白效果的影响图5 为 白度与温度曲线，和白度与p H 值曲线走势具有相 似性。分析棉织物的白度与温度曲线发现：温度为 7 0 时白度值最高，低于7 0 时，温度升高白度增 加，高于7 0 时，温度升高白度下降。亚麻的白度 与温度曲线也有类似的规律，温度为6 0 时，白度 值最高，低于6 0c C 时，温度升高白度增加，高于6 0 时，温度升高白度下降。从图6 的强力与温度曲线 看，在白
12、度较好的温度段织物强损不大，故棉和亚麻 最适宜的漂白温度分别为7 0 和6 0 。 8 0 鎏7 0 倒6 0 皿5 0 4 0 眇皿啦毡1 裟 删、 迦螽裁瞧 O24681 01 2 p H 值 一甄麻母一棉 图3 白度与p H 值的关系 9 0 8 5 8 0 摹7 5 懿 5 5 5 0 3 05 07 09 0】O O 温度 一亚麻口一棉 图5 白度与温度的关系 Z R 矮 p H 值 + 亚麻经向瞄卜- 亚麻纬向 十棉经向* 棉纬向 图4 强力与p H 值的关系 9 0 0 8 0 0 7 0 0 6 0 0 5 0 0 4 0 0 3 0 0 2 04 06 08 01 0 0 温
13、度 + 亚麻经向E 一亚麻纬向 6 广- 棉经向* 一棉纬向 图6 强力与温度的关系 1 3 4处理时间对织物漂白效果的影响 图7 的 白度与时间曲线表明，亚麻白度随时间延长而增加， 虽从6 0m i n 延长至1 2 0m i n ，仅增加3 个白度单位，但 实验发现，亚麻织物表面的麻皮随时间的延长由黄 色向浅黄色、淡黄色、白色转变，手感也由粗糙逐渐 变得柔软，说明延长时间对麻皮的褪色及部分的去 除麻皮有利，生产中可以根据对织物白度、表面质量 及生产效率的要求来确定处理时间，本实验认为以 1 0 0m i n 为好。图7 的棉白度与时间曲线是一条近 似平行于横坐标的直线，表明处理时间对白度影
14、响 不大，处理6 01 1 1 i n 白度值已足够高。图8 的强力与 时间曲线虽反映出随处理时间延长，强度有所下降， 但完全满足要求。 f 。一。，器3C 吣k 州 涮一 懑 ： 掣圣 ：= 盏；嚣星刍墓墨 s 7 h 怎_ ：萧。3 0 0 只藏蒿靠盏 2 o 鼎黑1 0 0 1 2 0 “”莳揣i “ 时间，m 佃 + 亚麻茹苗哪二= 亚麻纬向 1 3 5 对比实验按如下工艺条件与氯一氧漂工 艺进行对比实验。 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark
15、【1 2 4 】 纺织学报 2 0 0 4 年第6 期 过醋酸漂白： 工艺 棉初漂复漂亚麻初漂复漂 1 0 0 过醋酸( g ，L ) 6496 焦磷酸钠( g L ) 32 55 时间( m i n )6 04 01 0 04 0 p H 值为7 ，温度为7 0 ，1 ：3 0 。 棉氯一氧漂： 氯漂：N a c l O ( 有效氯) 2g L ，p H 值为9 5 1 0 ，温度为 2 5 ，1 ：3 0 ，4 0m i n 。 氧漂：1 0 0 H 2 0 2 为3g ，L ，4 0 。B e ，N a 2S i 0 3 为4g L ， p H 值为1 0 5 1 】，温度为9 0 ，1
16、 ：3 0 ，6 0m i n 。 亚麻氯一氧漂： 氯漂：N a c l 0 ( 有效氯) 2g L ，p H 值为9 5 1 0 ，温度为 2 5 ，l ：3 0 ，6 0m i n 。 氧漂：1 0 0 H 2 0 2 为6g L ，4 0 。B e ，N a 2 S i 0 3 为6g L ， p H 值为1 0 5 1 1 ，温度为9 0 ，1 ：3 0 ，6 0m i n 。 表1 不同工艺的白度值( ) 由表1 可知，过醋酸一过醋酸与氯一氧漂工艺对 棉和亚麻漂白的白度相当。 1 3 6不同工艺漂白织物染色后的表面深度 活 性染料染色处方为：活性黄B 一4 R F N ( o w f
17、 ，) l ，2 ， 3 ，N a c l 为4 0g L ，N a ：c O ，为2 0g L ；直接染料染色处 方为：C I B A 直接红2 B ( o w f ，) l ，2 ，3 ，N a c l 为 4g L ；染色工艺为常规活性染料和直接染料染纤维 素纤维工艺。 由表2 可知，对亚麻织物而言，直接红2 B 上染 氯一氧漂的表面深度略高于过醋酸过醋酸漂亚麻； 而活性黄B 4 R F N 则表现为后者表面深度略高于前 者。棉织物用上述2 种染料染色，所得表面深度恰 与亚麻相反。但表2 中数据也表明，2 种漂白工艺 所得表面深度还是很相近的。 表2 表面深度 通过对过醋酸漂白纤维素纤维
18、织物的实验研究 及理论分析，认为过醋酸用作纤维素纤维织物的漂 白剂具有下列优势：1 ) 过醋酸( 0 9 8 6V ) 与亚氯酸钠 ( 1 0 3 7V ) 的氧化电位相近，而高于双氧水 ( 0 8 1 2V ) ，去除杂质效果好，有类似于亚氯酸钠漂 白的织物白度；2 ) 排放物完全可以生物降解，不对环 境构成任何危害；3 ) 过醋酸漂白可在近中性或中性 条件下进行，对织物损伤小，对设备无特殊要求；4 ) 漂白后，织物上残留物易洗除，对后续加工无不利影 响。 2 结论 1 过醋酸漂白纤维素纤维织物，在中性或近中 性浴、6 0 7 0 条件下可以获得很好的白度，其白 度值与氯氧漂相当。 2 过醋
19、酸漂白亚麻和棉织物较适宜的质量浓 度分别为8 9g L 和6 。7g ，L 。延长漂白时间，棉 的白度增加不大，亚麻有所提高，尤其对麻皮色素的 破坏有利。 3 过醋酸和氯氧漂工艺漂白的亚麻和棉，对直 接红2 B 和活性黄B 4 R F N 上染的表面深度相近。 参考文献 l 张杰关于环保染料的几个热点问题印染，2 0 0 0 ( 8 ) ：4 3 4 5 2 上海桃浦化工厂过氧乙酸的生产与应用上海：上海人民出版 社，1 9 7 5 ：l O 一1 5 3 M h 姗P r o c e 船0 p t i m i 强t i o ni np e r a c e t i cA c i dB l e a c h i “go f C o t t o n T b x tR e sJ ，2 0 0 0 ( 8 ) ：6 5 7 6 6 1 4 B B 科瓦廖夫著，傅本仁译亚麻普通工艺学北京：中国纺织 出版社，1 9 9 8 ：1 3 1 1 3 5 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark