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牛仔服装高锰酸钾(PP)处理有哪些需要注意的问题?
任松鹤
石家庄美施达生物化工有限公司
2020/1/17
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牛仔服装高锰酸钾(PP)处理有哪些需要注意的问题?


任松鹤

(石家庄美施达生物化工有限公司  河北石家庄  050000)

 

1.牛仔服装为什么需要高锰酸钾处理?

“仿旧”和“自然”是牛仔服装风格的核心魅力,水洗是实现其风格必不可少的工序。牛仔服装水洗主要加工方法包括普洗、酵磨洗、漂洗、手擦、压皱、喷砂和喷马骝等。漂洗工艺中的高锰漂、炒雪花以及拔白印花、喷马骝等工艺中使用的主要化学品就是高锰酸钾。

高锰酸钾(KMnO4)为深紫色细长结晶,有金属光泽,具有强氧化性,是唯一能在室温条件下快速、彻底地破坏牛仔服装上的靛蓝和硫化染料的化学药剂,对染料完全破坏后布面呈白色,部分破坏后布面色光发灰,其处理效果和风格目前还没有其他化学药剂能够取代。

2.高锰酸钾中加入磷酸的作用是什么?磷酸加入量多少合适?

高锰酸钾是最强的氧化剂之一,作为氧化剂受pH影响很大,在酸性条件下氧化能力最强。高锰酸钾将牛仔服装上的靛蓝或硫化染料氧化、破坏掉,使牛仔服装全部或局部变白或变浅。利用高锰酸钾漂牛仔裤,可以使牛仔服装产生不同的图案,颜色变得鲜艳。高锰酸钾漂白,不需要升温,对弹力布较氯漂失弹风险小,可以很快地达到漂白效果。

目前为高锰酸钾提供酸性环境的主要是磷酸。有机酸一方面成本高, 另一方面酸度也不够。无机酸中硫酸和盐酸对织物和设备的腐蚀性太强,操作风险大。磷酸属于中等强度的无机酸,无味,腐蚀性较低,因而被广泛应用。

磷酸虽然能提升高锰酸钾氧化褪色的速度,但也需要有一个合理的配比,如果需要底色去除彻底,磷酸量大一些,如果需要保留部分底色,可以不加或少加磷酸。磷酸过多造成以下问题:

(1)容易造成织物强力损失;

(2)酸性过强,后续中和除锰反而不容易干净;

(3)如采用焦亚硫酸钠中和,气味严重;

(4)布面发黄和浪费中和剂。

一般配制高锰酸钾溶液的浓度在1~3%之间,磷酸的加入量为高锰酸钾的15~30%,多加反而无益。

3.高锰酸钾处理时服装是干状态好还是湿状态好?

高锰酸钾对服装上染料的破坏的作用必须在水介质中进行,也就是说,如果织物干了,即使上面仍然有高锰酸钾存在,也不能起化学作用了,因而对没经过退浆的干布处理,需要高锰酸钾和磷酸浓度高一些,这样能够提升作用速度,在织物变干之前,完成褪色。

但如果是湿状态,由于织物本身的水分会冲稀高锰酸钾浓度,也需要高锰酸钾和磷酸浓度高一些。最好把高锰酸钾处理安排在退浆后,这样浆料去除后,织物的润湿性和保湿性都有很大提高,利于高锰酸钾的作用的发挥。

4.高锰酸钾的存储和使用有哪些需要注意的问题?

高锰酸钾是一种强氧化剂,储存需要放置在干燥,通风的地方,同时避免和还原剂类的化学物品堆放在一起;另外,锰离子属于重金属离子,废水中超标,容易检测不合格,因而除必须外,需考虑尽量减少使用高锰酸钾褪色,可以考虑手砂、机擦、激光等物理方法替代。

5.高锰处理后为什么需要中和除锰?

无论在酸性还是碱性条件下,高锰酸钾都能氧化破坏靛蓝、硫化等染料使其褪色,处理后织物上会残留部分未分解的高锰酸钾及二氧化锰沉积物,使织物呈棕黄色,影响布面色泽,这些沉积物仅仅通过普通的清洗剂,难以清除干净,必须加入具有还原能力的中和剂清洗, 使牛仔服装呈现干净、亮洁的图案和风格。

6.目前常用的中和除锰化学药剂有哪几种,各自的优缺点有哪些?

并非有还原能力的化学药剂均能作为除锰的中和剂,使用过和正在使用的中和剂主要有焦亚硫酸钠、草酸、硫酸羟胺和除锰晶等,它们各自的特点如下:

(1)焦亚硫酸钠是目前使用最为广泛的中和剂,白色或黄色结晶粉末或小结晶,带有强烈的二氧化硫气味,溶于水,水溶液呈酸性,与强酸接触则放出二氧化硫而生成相应的盐类,久置空气中,则氧化成Na2S2O6,故不能久存。高于150℃,即分解出二氧化硫。焦亚硫酸钠价格便宜,中和后织物白度好,但易拔除底色,容易失去对比度。处理后当时看起来特别白,但后续放置很容易黄变。

由于焦亚硫酸钠只有在偏酸性的条件下,才有除锰中和作用,使用过程中最大的问题是中和过程中容易释放出二氧化硫气体,尤其是高锰酸钾处理时加入磷酸,布面酸性很强,接触焦亚硫酸钠后,气味更加突出。

二氧化硫是一种无色、具有强烈刺激性气味的气体,对大气可造成严重污染,是造成雾霾的主要成分之一,成为国家大气污染治理的主要监控指标;二氧化硫气体易溶解于人体的血液和其他黏性液,导致呼吸道炎症、支气管炎、肺气肿、眼结膜炎症等,同时还会使青少年的免疫力降低,抗病能力变弱。由于释放二氧化硫危害严重,相关企业开始开发和使用一些相关的替代产品,如无味的改性焦亚硫酸钠或其他不产生气味的化学品,如硫酸羟胺和除锰晶等。

(2)草酸也曾是常用的中和剂之一,草酸是无色的柱状晶体,易溶于水而不溶于乙醚等有机溶剂,草酸根具有很强的还原性,与氧化剂作用易被氧化成二氧化碳和水。可以使酸性高锰酸钾(KMnO4)溶液褪色,并将其还原成2价锰离子。草酸在使用焦亚硫酸钠之前一直是主要的除锰中和剂,中和过程中无气味,但其用量与焦亚硫酸钠相当,成本偏高,最主要的是处理后布面白度不够、发黄,近年来已很少有人使用。

(3)考虑到气味方面的因素,近年来部分企业采用硫酸羟胺作为中和剂,硫酸羟胺是无色或白色结晶,溶于冷水、乙醇和甲醇,有较强的还原性。但其价格昂贵,虽不释放有味气体,但废水中的COD/BOD值很高。

COD也称化学需氧量,是在一定的条件下,采用一定的强氧化剂处理水样时,所消耗的氧化剂量。它是表示水中还原性物质多少的一个指标, COD值越大,说明水体受有机物的污染越严重。

BOD也称生物需氧量,是表示水中有机物等需氧污染物质含量的一个综合指标,指水中有机物由于微生物的生化作用进行氧化分解,使之无机化或气体化时所消耗水中溶解氧的总数量,BOD值越高说明水中有机污染物质越多,污染也就越严重。

(4)除锰晶是一种新型中和剂,白色半结晶状固体,水中溶解度低于硫酸羟胺,有较强的还原性。其价格远远低于硫酸羟胺,不释放有味气体,与其他几种中和剂相比,废水中的COD/BOD极低,处理后牛仔服装的保底色比焦亚硫酸钠好。

7.几种中和剂的相对用量和环保性能怎样?

以焦亚硫酸钠作为基准,达到相同的中和清洗程度时,草酸用量约为焦亚硫酸钠的100%。硫酸羟胺为焦亚硫酸钠的20~40%,除锰晶为焦亚硫酸钠的20~40%(一般局部喷马骝服装,用量20%~30%,而用高锰酸钾浸漂的服装,用量为30%~40%左右)。

各种中和剂在实际使用比例下,测得的COD/BOD 如下表1:

表1  各种中和剂在实际使用比例下测得的COD/BOD

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8.加热能提高中和除锰的效果吗?

几种中和剂中,只有焦亚硫酸钠在50℃~60℃处理比室温有较为明显的提高,其他几种中和剂加热效果不明显,而且过量加入也起不到明显的作用,如一次处理没有达到要求的效果,可以考虑分两次中和的方法。

 

作者简介:

任松鹤,硕士研究生,主要从事牛仔染色及洗水助剂的创新应用,负责公司的技术支持与销售工作。

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