前处理
涤棉织物低碱短流程前处理配方和工艺优化研究
佚名
2023/5/17
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涤棉织物低碱短流程前处理配方和工艺优化研究

o前言

纺织品短流程前处理工艺在缩短染整加工工艺流程、降低能耗、提高半制品质量和降低成本等方面,发挥了极其重要的作用。但是,短流程前处理工艺由于需将原来前处理三步工序所要除去的浆料、棉蜡、果胶等杂质,集中在一步或两步中去除,故必须采用强化处理的方法,如提高烧碱和双氧水的用量,并添加各种髙效助剂。因此,虽然短流程前处理工艺节约了时间,但是在强碱浴中双氧水的分解速度明显增加,涤棉纤维损伤的可能性增大,工艺条件需严格控制[2’3]。此外短流程前处理后布面pH值高,需要大量水洗,废水量大、含碱量高也不利于环保。多数短流程前处理工艺由于去杂效果差,因此,目前主要用于含棉比例较低的涤棉混纺织物。而低温活化氧化短流程前处理工艺中所需的活化氧化剂存在价格昂贵的问题。

针对上述问题,本试验选用自制的高效环保精练剂HB101,以价格低廉的促进剂BF104尿素为主要组分和硫酸亚铁为双氧水分解促进剂,研究开发一种新型的低碱短流程前处理工艺配方和工艺流程,将其应用于涤棉织物,并与传统前处理工艺进行比较。

1试验

1.1织物、药品及仪器

织物涤棉(50/50)织物药品水玻璃,双氧水(25%),硫酸亚铁,氢氧化钠(以上均为分析纯),促进剂BF104、精练剂HB101(自制)

仪器YG065型电子织物强力测试仪(山东莱州电子仪器厂),SC-80A白度仪(北京康光仪器有限公司),AS2-IPM(KASEN)浸轧机,恒温水浴锅(北京长安科学仪器厂)。

1.2处理工艺1.2.1传统工艺

工艺流程二浸二轧工作液(烧碱6g/L,轧余率85%)—堆置(801C,40-60min)—水洗二浸二轧碱液(烧碱9&^,渗透剂36/1>,轧余率85%)4汽蒸(95X.x60niin)—热水和冷水洗二浸二轧漂白液(双氧水1410.5~11.0,轧余率85%)4汽蒸(95tx50min)—热水洗一次(80~85冷水洗一次•—干燥

1.2.2低域短流程前处理工艺

工艺流程织物二浸二轧工作液(轧余率85%,室温汽蒸(95x50min)—热水洗一次(80~85T)—冷水洗一次干燥待测工作液配方

双氧7Mg/L)14

精练剂HB101/(g/L)6

促进剂BF104/(g/L)20

水玻璃/(&/L)2

硫酸亚铁/(mg/L)60

pH(用烧碱调节)8~8.5

1.3测试方法1.3.1退浆率

织物退浆率采用式(1)计算:

1.3.2毛效

根据FZ/T01071—1999《纺织品毛细效应试验方法》测定。

1.3.3织物白度

根据GB/T8425—1987《纺织品白度的仪器评定方法》用白度仪测定,以亨特白度表示。试样折叠8层,经纬向各测4次,取平均值。

1.3.4断裂强力和断裂伸长

按照GB/T3923.11997《纺织品织物拉伸性能第1部分:断裂强力和断裂伸长率的测定条样法》对织物进行测定。

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2结果与讨论

2.1涤棉织物短流程低碱前处理工艺优化2.1.1环保精练剂HB101用量

改变环保精练剂HB101用量,其它条件同1.2.2节,考察精练剂用量对前处理效果的影响,见表1

从表1可知,随着环保精练剂HB101用量的增大,织物退浆率和毛效均逐渐增加;精练剂HB101质量浓度6g/L时,织物白度、毛效和断裂强力均较好。精练剂HB101是由表面活性剂AEO-9SAS40和异辛

醇憐酸酯等复配而成,它能使工作液快速润湿并渗透到织物内部,与织物上天然和外来的杂质均勻充分地作用,从而获得良好的前处理效果[4]。精练剂用量越大,织物上浆料以及蜡质等天然杂质去除得越多,退浆率和毛效就越大。但是,当精练剂质量浓度超过6g/L,继续增加其用量退浆率提高不明显,织物毛效反而有所降低。其原因可能是过高用量的精练剂会消耗一部分双氧水,降低了除杂能力。因此,确定环保精练剂HB101质量浓度为6g/L

2.1.2双氧水用量

改变双氧水用量,其它条件同1.2.2,考察双氧水用量对织物前处理效果的影响,如表2所示。

由表2可知,随着双氧水用量增加,织物退浆率和白度均逐渐增大,强力和断裂伸长逐渐下降。双氧水质量浓度低于14g/L时,织物毛效随着双氧水用量的增加而增大;双氧水质量浓度超过14g/L后,继续增加双氧水用量,织物毛效反而降低。这可能是因为双氧水用量太髙时会氧化破坏精练剂结构,使其表面活性降低,从而降低精练效果;而过高的双氧水质量浓度还会抑制其自身的分解。因此,确定双氧水质量浓度为14g/L

2.1.3FeS04用量

改变FeS04质量浓度,其它条件同1.2.2节,考察FeS04质量浓度的影响,结果如表3所示。


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由表3可知,织物的退浆率、白度和断裂伸长随FeS04用量的提高而缓慢上升;毛效在1^504质量浓度达到40mg/L之后开始快速增加。FeS04质量浓度对织物断裂强力影响不大。在低碱前处理条件下,添加少量的FeS04有利于催化部分双氧水分解产生适量的高活性HO*,使浆料等杂质发生自由基降解,水溶性提高,易于去除,从而提高织物前处理后的毛效。但是FeS04用量过多,分解产生的高活性的游离基HO•过多,会引起纤维的过度损伤以及Fe3+离子的残留而使织物泛黄。综合考虑工艺成本和各项工艺指标,选取FeS04质量浓度为60mg/L

水玻璃用量

改变水玻璃用量,其它条件同1.2.2节,考察水玻璃用量对前处理效果的影响,结果如表4所示。

由表4可知,织物退浆率和白度均随水玻璃质量浓度的增加而逐渐增大。但当水玻璃质量浓度超过2g/L后,织物毛效和断裂强力下降。其原因可能是随水玻璃质量浓度增加,沉积在织物上的硅垢较多,溶液pH值增大,Fe2+离子对双氧水的催化分解能力提高,分解产生过多的高活性游离基HO•,从而引起纤维素纤维过度损伤。故确定水玻璃质量浓度为2g/L

促进剂BF104用量

改变促进剂BF104用量,其它条件同1.2.2节,考察BF104用量对前处理效果的影响,结果如表5所示。

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由表5知,当促进剂BF104质量浓度小于20g/L,织物毛效、退浆率和断裂强力随着用量的升高而增加;促进剂BF104质量浓度高于20&/L,织物毛效、断裂强力反而降低。其原因可能是促进剂BF104的主要组分是尿素,碱性条件下,双氧水分解产生的过氧化氢根自由基和尿素相互作用形成络合物,有助于加快双氧水的分解,因此,加人适量促进剂BF104有利于提高处理后织物的各项性能指标。但促进剂质量浓度高于20g/L后,随反应的进行,溶液pH值下降,双氧水和尿素会反应产生高活性的游离基HO•02,导致织物毛效和断裂强力下降[4]。尿素用量过高,还会提高水体的氨氮含量,造成水体富营养化。综合考虑,促进剂BF104质量浓度宜为20g/L

综上,涤棉织物短流程低碱前处理较佳工作液配方为:精练剂HB1016g/L,促进剂BF10420g/L,水玻璃2g/L,双氧水(25%)14g/L,FeS0460mg/L

2.2传统前处理和短流程低碱前处理工艺比较

采用优化的工艺条件对涤棉织物进行短流程低碱前处理,并与传统前处理工艺比较,结果如表6所示。

由表6可知,短流程低碱前处理工艺与传统工艺相比,织物退浆率和毛效稍有所下降,断裂强力下降较多,由传统工艺的900N以上降到620N,但是织物白度和断裂伸长高于传统前处理工艺。各项指标综合显示,此短流程低碱前处理如加以适当改进,减小织物损伤后,可以用于涤棉织物的前处理。

3结论

优化的涤棉混纺织短流程低碱前处理工艺处方为:精练剂HB1016g/L,促进剂BF10420g/L,水玻璃2g/L,双氧水(25%)14g/L,FeS0460mg/L。涤棉织物的毛效、退浆率和白度均接近传统工艺前处理,布面棉籽壳去除较净。该工艺处理效果为:退浆率>90%,毛效9cm/30min,白度>91,断裂强力>620N

本试验探索的短流程低碱前处理工艺设备投资少,运行费用低,节能节水,由于烧碱只用于调节pH值,用量很小,半制品无碱斑、碱风干印等疵病,同时4项指标可以满足染色或印花工序对半制品的工艺要求。CO

参考文献:

1、魏峰,李宏伟.用常压等离子体实现无碱短流程前处理[J].毛纺科技,2010(1)-13-16

2、范学荣.纺织品染整工艺学(第二版)[M].北京:中国纺织出版社,2006.


              

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