（纺织化学与染整工程专业论文）低温高效氧漂助剂inobs的研制及其应用研究.pdf

浙江理工大学学位论文版权使用授权书 i i i l lll iflli ii l lil l i i iii y 17 4 7 5 3 6 学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家 有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权浙江理工 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印 或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 保密口，在 不保密忉。 学位论文作者签名：q 铈参叫泼 日期： 夕啤月动日 年解密后使用本版权书。 言翥= o 名璃? 日期：为f 年 f 月“日 浙江理工大学硕士学位论文 摘要 节能、环保、高效是2 1 世纪染整工业可持续发展的方向。纺织品前处理的能耗和污 染是染整加工中最突出的问题，因此开发环保型低温高效助剂，进行前处理工艺革新，势 在必行。无a o x 污染的双氧水漂白技术因其良好的漂白效果和广泛的适用性，越来越广 泛地应用于纺织品漂白中。然而，常规双氧水漂白一般需在接近沸点的条件下进行，不仅 能耗大，且易造成纤维的过度损伤。尤其对于多组分面料，常规双氧水漂白容易导致某组 分严重损伤或另一组分漂白不足的情况。本论文针对双氧水漂白技术存在的问题，研制环 保经济型双氧水漂白活化剂，开发棉纱线和织物的低温漂白工艺，为攻克含棉织物的漂白 难点并实现纺织染整业的节能降耗作有益探索。 本论文研究了双氧水漂白活化剂异壬酰氧苯磺酸钠( i n o b s ) 的合成，探讨了各合成 工艺因素对产率的影响，优化了i n o b s 的合成工艺，并应用f t i r 和h p l c 分析技术表 征i n o b s 的结构和计算i n o b s 的产率。i n o b s 合成的优化工艺为：二氯亚砜和异壬酸 的物质的量比为1 3 ：1 ，在3 5 条件下回流反应2 h ，经常压蒸馏和减压蒸馏，即可收集 到产物异壬酰氯，收率为9 5 。然后，以碳酸钠和氢氧化钠的混合溶液作为反应体系， 在相转移催化剂的作用下，异壬酰氯与对羟基苯磺酸钠的物质量比为1 3 ：1 ，室温条件下 反应时间2 h ，即可合成i n o b s ，产率为7 6 。 在研制双氧水活化剂i n o b s 的基础上，构建h 2 0 2 i n o b s 低温漂白体系，并系统研 究1 n o b s 对h 2 0 2 漂白的活化作用和各因素对h 2 0 2 i n o b s 漂白效果的影响。h 2 0 2 i n o b s 的棉纱漂白优化工艺为：3 0 h e 0 26 9 l ，1 n o b s3 9 l ( h 2 0 2 与i n o b s 物质的量比6 ：1 ) ， p h 值8 - 9 ，稳定剂和渗透剂均为l g l ，漂白温度7 0 c ，漂白时间6 0 m i n ，浴比1 ：2 0 。 h e 0 2 i n o b s 体系联合生物酶技术的纯棉针织物的前处理优化工艺为：3 0 h 2 0 28 9 l ， i n o b s4 9 l ，生物酶6 9 l ，p h9 ，温度8 0 c ，时间6 0 m i n ，渗透剂j f c 和稳定剂均为l g l ， 浴比1 ：2 0 。结果表明，i n o b s 能够去除一定的油脂蜡质，与h 2 0 2 作用产生的过异壬酸在 低温条件下具有理想的漂白效果，对节能降耗和生态环保具有重要意义。 与壬酰氧苯磺酸钠( n o b s ) 比较，i n o b s 的合成原料异壬酸的成本远低于n o b s 的合成原料壬酸，中间体异壬酰氯的减压蒸馏比壬酰氯的减压蒸馏温度低，易控制和操作， 且h 2 0 2 1 n o b s 体系的应用效果与h 2 0 2 n o b s 体系相仿。因此，在纺织品漂白中，i n o b s 更具有实际应用价值。 关键词：漂白，棉，双氧水，活化剂，i n o b s ，生物酶，白度，强力 浙江理工大学硕士学位论文 s t u d yo nt h es y n t h e s i sa n da p p l i c a t i o no fi n o b sf o rl o w - t e m p e r a t u r ea n dh i 【g h e f f i c i e n c y o x i d a t i v eb l e a c h i n g a b s t r a c t e n e r g ys a v i n g ，e n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o n , a n dh i 曲e f f i c i e n c y a r et h es u s t a i n a b l e d e v e l o p m e n td i r e c t i o n so fd y e i n ga n df i n i s h i n gi n d u s t r yi n t h e2 1s tc e n t u r y t h ee n e r g y c o n s u m p t i o na n dp o l l u t i o ni nt e x t i l ep r e - t r e a t m e n ta r et h em o s tp r o m i n e n tp r o b l e m si nd y e i n g a n df i n i s h i n gp r o c e s s t h u s ，i ti si m p e r a t i v et od e v e l o pe n v i r o n m e n t f r i e n d l y , l o w - t e m p e r a t u r e a n dh i g h - p e r f o r m a n c ea g e n tf o r p r e - t r e a t m e n ti n n o v a t i o n h y d r o g e np e r o x i d eb l e a c h i n gp r o c e s s w i t h o u ta o xp o l l u t i o nw e r em o r ea n dm o r ew i d e l yu s e di nt e x t i l eb l e a c h i n gb e c a u s eo fi t s e x c e l l e n tb l e a c h i n ge f f e c ta n dw i d ea p p l i c a b i l i t y h o w e v e r ，t h ec o n v e n t i o n a lh y d r o g e np e r o x i d e b l e a c h i n gp r o c e s sw a su s u a l l yc l o s et ob o i l i n gp o i n t ，w h i c hc o n s u m e sm u c he n e r g ya n de a s i l y r e s u l t si ne x c e s s i v ed a m a g eo ff i b e r s e s p e c i a l l yf o rm u l t i - c o m p o n e n tf a b r i c s ，c o n v e n t i o n a l h y d r o g e np e r o x i d eb l e a c h i n gm a ye a s i l yl e a dt os e r i o u sd a m a g ef o ro n ec o m p o n e n ta n dp o o r w h i t e n e s sf o ra n o t h e rc o m p o n e n t a c c o r d i n gt ot h ep r o b l e m so fh y d r o g e np e r o x i d eb l e a c h i n g t e c h n o l o g y , i nt h i sp a p e r , e n v i r o n m e n t a l l yf r i e n d l yh y d r o g e np e r o x i d eb l e a c h i n ga c t i v a t o rw a s d e v e l o p e da n dl o w - t e m p e r a t u r eb l e a c h i n gp r o c e s sf o rc o t t o ny a ma n df a b r i cw a so p t i m i z e d ， w h i c hw a ss i g n i f i c a n tt oo v e r c o m ed i f f i c u l t i e si nc o t t o nf a b r i cb l e a c h i n ga n da c h i e v e e n e r g y - s a v i n gi nd y e i n ga n df i n i s h i n gi n d u s t r y i nt h i sp a p e r , t h es y n t h e s i sp r o c e s so fi n o b s ，a na c t i v a t o ro fh y d r o g e np e r o x i d eb l e a c h i n g ， w a so p t i m i z e db yc o m p a r i n gd i f f e r e n tf a c t o r so ny i e l d t h es t r u c t u r ea n dy i e l do fi n o b sw e r e a n a l y z e db yf t i ra n dh p l c t h eo p t i m a ls y n t h e s i sp r o c e s si sa sf o l l o w s ：i s o n o n a n o i ca c i da n d t h i o n y l c h l o r i d er e f l o w e da t a t3 5 cf o r2 h 、析t l lm o l a rr a t i o n1 3 ：1 a f t e ra t m o s p h e r i c d i s t i l l a t i o na n dv a c u u md i s t i l l a t i o n , t h ey i e l do fi s o n o n a n o y lc h l o r i d ew a su pt o9 5 u n d e rt h e n a o h - n a 2 c 0 3b u f f e rs y s t e m ，i s o n o n a n o y lc h l o r i d ea n ds o d i u mp h e n o l s u l f o n a t e ，、) r i t hm o l a r r a t i o n1 3 ：1 ，r e a c t e dw i t hp h a s et r a n s f e rc a t a l y s ta tr o o mt e m p e r a t u r ef o r2 ht os y n t h e s i z e i n o b sa n dt h ey i e l dr e a c h e d7 6 o nt h eb a s i so fi n o b sd e v e l o p m e n t ，t h el o wt e m p e r a t u r eb l e a c h i n g s y s t e mo f h 2 0 2 i n o b sw a se s t a b l i s h e d a n dt h ea c t i v a t i n ge f f e c to fi n o b so nh 2 0 2b l e a c h i n gw a s i n v e s t i g a t e da n dt h em e c h a m i s mw a sa n a l y s e d t h eo p t i m a lh 2 0 2 i n o b sa c t i v a t i n gp r o c e s s o n i i 浙江理工大学硕士学位论文 c o t t o ny a mw a sa sf o l l o w s ：6 9 l3 0 1 - 1 2 0 2 ，3 9 li n o b s ( t h em o lr a t i oo fi n o b st oh 2 0 2l ：6 ) lg ls t a b i l i z i n ga g e n ta n dlg lp e n e t r a n tw e r em i x e dt o g e t h e ra t7 0 * ( 2f o r6 0 m i nw h e np hw a s 8 - 9a n dt h eb a t hr a t i ow a s1 ：2 0 t h eo p t i m a lp r e t r e a t m e n tp r o c e s so fh 2 0 2 i n o b sa c t i v a t i n g s y s t e ma s s o c i a t i o n g 晰t l le n z y m eo nc o t t o nw a sa sf o l l o w s ：8 9 l3 0 h 2 0 2 ，4 9 li n o b s ( t h e t o o lr a t i oo fi n o b st oh 2 0 2l ：6 ) ，lg ls t a b i l i z i n ga g e n ta n d1g lp e n e t r a n tw e r em i x e d t o g e t h e ra t8 0 。cf o r6 0 m i n 、i t l lb a t hr a t i ol ：2 0w h e np h9 t h er e s u l t ss h o wt h a t ，i n o b s c o u l dr e m o v es o m eo i lw a xa n di s o n o n a n o i cp e r a c i dp r o d u c e db yh 2 0 2a n d1 n o b sh a sg o o d b l e a c h i n ge f f e c t t h eh 2 0 2 i n o b sa c t i v a t i n gb l e a c h i n gt e c h n i q u ei s b e n e f i c i a lf o rs a v i n g e n e r g ya n dr e d u c i n gp o l l u t i o n c o m p a r e dw i mn o b s ，t h es y n t h e s i sc o s to fi n o b si sf a rl e s st h a nn o b s b e c a u s eo ft h e l o w e rp r i c eo fi s o n o n a n o i ca c i d i s o n o n a n o y lc h l o r i d ed i s t i l l a t i o nu n d e rr e d u c e dp r e s s u r ew a s e a s i e rt h a nn o n a n o y lc h l o r i d ea n dt h eb l e a c h i n ge f f e c to fh 2 0 2 n o b ss y s t e mi sn o tl e s st h a n h 2 0 2 n o b ss y s t e m t h u s ，i n o b sh a dp r a c t i c a la p p l i c a t i o nv a l u ei nt h et e x t i l eb l e a c h i n g k e y w o r d s ：b l e a c h i n g ，c o t t o n ，h y d r o g e np e r o x i d e ，a c t i v a t o r , i n o b s ，e n z y m e ，w h i t e n e s s ， s t r e n g t h 浙江理工大学硕士学位论文 摘要i a b s t r a c t i i 第一章前言1 1 1 课题的背景与意义1 1 2 纺织品的h 2 0 2 常规漂白技术1 1 2 1h 2 0 2 的分解机理2 1 2 2 纺织品h 2 0 2 漂白的基本原理。4 1 2 3 纺织品h 2 0 2 漂白存在的问题5 1 3 纺织品的h 2 0 2 活化漂白技术6 1 3 1 酰胺类活化剂6 1 3 2 酰氧类活化剂9 1 4 活化剂a o b s 的简介与研究进展1 0 1 4 1a o b s 的简介1 0 1 4 2a o b s 的研究进展1 0 1 5 课题的研究目的和主要研究内容11 1 5 1 课题的研究目的1 1 1 5 2 课题的主要研究内容1 2 第二章氧漂助剂i n o b s 的研制1 4 2 1 引言。1 4 2 2 合成。1 4 2 2 1 试验药品和仪器o 。1 4 2 2 21 n o b s 的合成路线。l5 2 2 3i n o b s 的检测分析15 2 2 3 1f t i r 分析1 5 2 2 3 2h p l c 分析15 2 3 实验结果与讨论1 6 2 3 1 异壬酰氯的合成。1 6 2 3 1 1 异壬酰氯合成的正交试验1 6 2 3 1 2 原料物质的量比对异壬酰氯收率的影响1 7 2 3 1 3 温度对异壬酰氯收率的影响1 8 2 3 1 4 时间对异壬酰氯收率的影响。1 9 2 3 1 5 异壬酰氯合成优化工艺的确定2 0 2 3 2i n o b s 的合成2 0 2 3 2 1 体系p h 对i n o b s 产率的影响。2 0 2 3 2 2 催化剂用量对i n o b s 产率的影响2 1 2 3 2 2 原料物质的量比对i n o b s 产率的影响2 2 2 3 2 3 反应温度对i n o b s 产率的影响2 4 2 3 2 4 反应时间对i n o b s 产率的影响2 4 2 3 2 5 烈o b s 合成优化工艺的确定2 5 2 4 产品的检测分析。2 5 2 4 1 异壬酰氯的红外光谱检测分析2 5 2 4 2i n o b s 的红外光谱检测分析2 6 2 4 3i n o b s 的高效液相检测分析。2 7 2 5d 、结2 8 第三章h 2 0 2 i n o b s 体系的棉纱线低温漂白3 0 浙江理工大学硕士学位论文 3 1 弓l 言。3 0 3 2 试萼佥3 0 3 2 1 试验材料与药品。3 0 3 2 2 仪器设备3 0 3 2 - 3 试验方法。3l 3 2 4 测试方法31 3 3 结果与讨论3 2 3 3 1h 2 0 2 与i n o b s 用量对漂白效果的影响3 2 3 3 2p h 值对漂白效果的影响3 3 3 3 3 漂白温度对漂白效果的影响3 4 3 3 4 漂白时间对漂白效果的影响。3 5 3 4 5h 2 0 2 i n o b s 、h 2 0 2 n o b s 和常规漂白工艺比较3 6 3 4d 、结3 6 第四章h 2 0 2 i n o b s 体系的纯棉针织物全程低温前处理。3 8 4 1 弓i 言。3 8 4 2 试验3 8 4 2 1 试验材料与药品。3 8 4 2 3 试验方法3 8 4 2 4 测试方法3 9 4 3 结果与讨论。4 0 4 3 1 低温两步法前处理4 0 4 3 2 低温一步法前处理。4 2 4 3 3 低温前处理与高温前处理的比较。4 5 4 4 j 、结4 5 第五章结论与建议。4 7 5 1 结论4 7 5 2 建议4 8 参考文献4 9 致谢5 4 攻读硕士学位期间发表的学术论文5 5 浙江理工大学硕士学位论文 1 1 课题的背景与意义 第一章前言 节能、环保、高效是2 l 世纪染整工业可持续发展的方向，在能源日益紧缺、环境不 断恶化的形势下，纺织染整领域面临严峻考验。我国十一五发展规划明确提出纺织工业技 术发展的三个硬性考核指标：十一五期间，减少污染排放1 0 ，降低能耗2 0 ，降低水 耗3 0 。因而，节能、环保、高效不仅是企业主提高企业效益的需要，也是行业发展的 需要，更是构建和谐社会的需要。为此，如何使传统的染整行业做到节能、环保、高效， 是当前科技工作者迫在眉睫的任务。 棉在天然纤维中占有绝对地位，以其优良的服用性能，历来受到人们喜爱。棉织物前 处理是染整加工过程耗水、耗能最大、需用的化学药品最多、污染最严重的环节。因而， 开发节能环保高效型助剂，进行前处理工艺的革新，降低前处理能耗，势在必行。 漂白是棉前处理的主要任务之一。经煮练后，棉织物上的大部分天然杂质和浆料被去 除，但是棉纤维上的天然色素却未能去除，织物的白度不高，这将大大影响其后加工质量。 尤其在生产鲜艳亮色产品时，必须进行漂白处理，以脱去天然色素，使染色织物获得鲜艳 的色泽。双氧水漂白由于其漂白效果和漂白后的稳定性好，对环境无污染等独特优势逐渐 取代a o x 污染的氯漂，越来越广泛地应用于纺织品漂白中，但其一般需要在接近沸点的 高温条件下进行方有最佳效果，不仅使能耗大，而且容易造成纤维损伤。对于多组分纤维， 高温高碱的漂白条件极易造成某组分纤维的严重损伤或另一组分纤维的漂白不足等两极 情况。开发双氧水低温漂白助剂，构建低温高效漂白体系是解决上述难题的有效途径。 本课题在查阅国内外相关资料的基础上，深入了解双氧水活化剂的国内外研究现状和 应用情况，对活化剂特性进行深入研究，结合纺织染整的实际需要，寻求和开发适合天然 纤维织物漂白的活化剂。低温高效漂白活化剂的开发和漂白工艺的构建有利于企业提高生 产效益，有利于资源高效利用，有利于纺织印染行业的可持续发展和提高纺织品国际竞争 力。 1 2 纺织品的h 2 0 2 常规漂白技术 纺织品的常规漂白方法有多种，包括次氯酸钠、亚氯酸钠和双氧水漂白等。次氯酸钠 和亚氯酸钠漂白效率高，能使织物获得很好的白度和润湿性，曾经得到广泛应用，但由于 】 浙江理工大学硕士学位论文 带来a o x 污染l2 1 ，不符合越来越高的生态环保要求，逐渐被无氯漂白技术取代。h 2 0 2 是最主要的无氯漂白剂，其漂白的效果和稳定性好，不会使织物发黄，而且无毒、无嗅， 对环境无污染，可适用于各种纤维织物的漂白。h 2 0 2 漂白技术经济实用，应用越来越广 泛。为提高生产效益，h 2 0 2 漂白研究受到越来越多的关注。 1 2 1 i - 1 2 0 2 的分解机理 过氧化氢是一种弱的二元酸，在酸性条件和无金属离子时能够稳定存在。在碱性条件 下，h 2 0 2 会产生两种分解：异裂和均裂3 1 。 1 异裂分解 双氧水解离成过氧化氢离子。h 2 0 2 是二元弱酸，在水中发生解离： k l h 2 0 2 = ；= = = = = = = = k 。= 嘧挚 h o 2 +ho 2 1 7 8 x 1 0 。1 2 h+o 2 2 一 一：生坚1 1 0 x 1 0 - 11k2 2 h 0 2 - 氢氧根离子是双氧水分解的活化剂，能够加速双氧水分解： n a o h + h 2 0 2 n a + + h 0 2 - + h 2 0 h 0 2 - 是亲核性试剂，可与亲电子接受体发生氧化反应。若无亲电子接受体，便会 继续分解： 2 h 0 2 - - - - - - - 0 2 + 2 0 h - - 异化分解的活化能较低，通常为4 - 2 4k j m o l ，因此在室温条件下就能分解。增加p h 值，则h 0 2 一增加，漂白作用提高，但随着p h 增大，h 2 0 2 的分解速率加快。若不合理控 制双氧水的分解速度，既会造成双氧水的浪费又使织物白度下降，甚至导致棉纤维脆损。 因此，双氧水漂白时，需控制合适的p h 值，且需加入双氧水稳定剂以控制其分解。 2 均裂分解 浙江理工大学硕士学位论文 h 2 0 2 均裂分解： h 2 0 2 - h o + h o h 2 0 2 均裂分解反应活化能比异裂分解大，约为2 1 0k j m o l ，仅在溶液中加热时反应速 率极小，需加入强有力的催化物质。具有催化作用的物质很多，如铜，铁，锰等离子，这 些催化剂能催化双氧水分解或发生双氧水歧化反应而生成氢氧自由基，继而发生连锁反 应。 链引发： m e 2 + + h 2 0 2 m e 3 + + h o + o h 一 或h 2 0 2 的歧化： h 0 2 - + h 2 0 z h 0 2 。+ h o + o h _ 链发展： h o 。+ h 2 0 2 _ h 0 2 。+ h2o h 0 2 ；= 0 2 一+ h + 链终止： m e 3 + + h 0 2 _ m e 2 + + 0 2 + h + h o + h o ，h 2 0 2 h o 。+ h 0 2 。- h 2 0 + 0 2 h 0 2 + h 0 2 。一一- - h 2 0 2 + 0 2 生成的自由基在高度活化时可以进攻并破坏最稳定的c - h 键，同时生成新的自由 基： 毗+ 一卜一一一n o 。h 由于自由基具有较大的破坏作用，能使棉纤维脆损，因此，在漂白时要控制自由基 h o 及h 0 2 - 的生成。 3 浙江理工大学硕士学位论文 1 2 2 纺织品h 2 0 2 漂白的基本原理 纺织品的h 2 0 2 漂白一般在碱性条件下进行，是一个非常复杂的反应过程。过氧化氢 的分解产物很多( 如1 2 1 所述) ，加之人们对棉、麻等纤维中的天然色素分子结构的认识 还不够精确，过氧化氢的漂白机理迄今还未有定论。但从已知色素的基本知识来看，认为 是天然色素的发色体系在漂白过程中遭到破坏，从而达到消色目的。 在碱性条件下，过氧化氢主要按下式分解【4 ，5 】： o h 一+ h 2 0 2 叫卜n 0 2 - - i - h 2 0 当p h _ 1 1 5 时，过氧化氢的分子大部分以h 0 2 - 存在。可能与色素中的双键发生加成 反应，使色素中原有的共轭系统被中断，兀电子的移动范围变小，天然色素的发色体系遭 到破坏而消色，达到漂白目的。但h 0 2 _ 的数量与p h 值有关，h o t 浓度随着p h 值升高 而增大，而棉织物漂白作用却只在p h - - 9 5 - - - 1 0 5 时最好，超过1 0 5 后，漂白作用反而减 小，由此证明，起漂白作用的绝不止h 0 2 - - 。 由于h 0 2 - - 是不稳定的，能按下式分解成氢氧根离子和初生态氧： h 0 2 _ h o _+ 【o 】 该活性氧与色素发色团的双键发生反应，产生消色作用6 1 ： 上 。i 二卜一二p 0“o 】_t o 一千 一宁 i h o c h + l 卜千- o h 后来又有人提出，起漂白作用的物质是超氧化物( 0 2 - ) 【7 一，它是由过氧化氢自由 基( h 0 2 ) 离解而成： h 0 2 是一个温和的强酸，p k a 值为4 8 ，相当于醋酸的酸性。在p h 值为1 0 5 ( 漂白 用的p h ) 左右时，几乎定量的按上述化学反应式解离，它能为氢醌清除。在漂白液中加 入不同量的氢醌，漂白作用随其浓度的增加而降低，由此证明超氧化物是发生漂白作用的 物质。它由h 0 2 解离而来，与色素反应而成无色的物质。超氧化物生成的浓度可以从理 4 浙江理工大学硕士学位论文 论上估算而得。若用不同p h 值时超氧化物浓度的估算值，与不同p h 值漂白时污物去除 量的实验值作图时，两者有很好的一致性。 上述理论是迄今为止所见到的最新理论。但这一理论还有待研究进一步的论证。 1 2 3 纺织品h 2 0 2 漂白存在的问题 过氧化氢是一种很好的无氯漂白剂，其漂白后织物白色纯正，无a o x 污染且有一定 的除杂能力，应用范围日益广泛，可应用于各种纤维。但是，在实际应用中，过氧化氢漂 白仍存在两个亟待解决的问题1 9 ，1 0 1 。 一方面，过氧化氢不稳定，容易分解，在有碱金属离子尤其是过渡金属离子存在的条 件下会加速分解，导致过氧化氢漂白效率下降及织物的损伤。资料显示，过氧化氢的分解 能能因催化作用而加速。锰、铜、铁、钴等过渡金属离子会催化分解h 2 0 2 并产生游离基。 虽然一定量的游离基有促进漂白的作用，但是这些游离基会催化h 2 0 2 的无效分解【1 1 】， 影响h 2 0 2 的漂白效率，并导致碳水化合物的降解，甚至可使织物产生破洞【1 2 1 。为了保护 纤维免受损伤，就必须在双氧水漂白时加入稳定剂，以延缓双氧水的分解速率，阻止双氧 水过剧的连锁反应，使h 2 0 2 能够充分有效地发挥作用。关于稳定剂的稳定机理，已经得 到较深入研究【1 3 1 5 】，各类型的稳定剂在双氧水漂白领域得到广泛应用【1 6 1 ，较好地解决纤 维过度损伤和织物破洞问题。 另一方面，纺织品过氧化氢漂白一般都需要在接近沸点的高温条件下进行，且需要较 高的p h 条件，方有最佳效果，不仅能耗巨大，而且容易造成纤维的过度降解，尤其对于 不能在高温下长时间处理的毛、麻、丝织物以及它们的混纺交织产品来说，问题更为严重， 严重制约了多元纤维面料的开发及我国纺织面料的科技创新和高档化。在能源日益短缺的 形势下，如何节约能源成为主要考虑的问题。近年来，行业人员一直致力于新的氧化体系 的研究，开发出过氧酸漂白体系的适用工艺，能够在低温条件下达到理想的漂白效果 1 7 2 1 。但实践证明，常见的过醋酸体系存在严重的缺点口2 】：过醋酸的生成量因反应条件 的变化而差异较大，有时产物也较复杂，制备高浓度的过醋酸溶液还存在爆炸的危险，过 醋酸溶液在运输和贮存稳定性方面均存在问题。因此，尽管该体系的提出已经有了较长的 历史，仍然难以实现工业化的应用。为满足染整行业节能、环保、高效的大趋势，纺织品 的低温漂白技术仍然需要深入研究，以期开发出低温高效的漂白助剂和漂白工艺。 5 浙江理工大学硕士学位论文 1 3 纺织品的h 2 0 2 活化漂白技术 漂白活化剂最初应用于洗涤行业，最近几年应用到纸浆漂白和纺织品漂白领域。目前， 过氧化氢的活化剂主要是以有酰基结构的有机化合物为主，其结构中含有酰基基团【2 4 】。 在漂白过程中，活化剂与过氧化氢发生反应，产生过酸【2 5 1 ，过酸具有更高的氧化电位， 是一种氧化性较过氧化氢强的氧化剂。因此，在较低温度范围内就能起到有效漂白的作用 【2 6 】。反应通式【2 7 】为： o h h 2 0 2 ；= = = 兰h o o 。 o 、 广且) ，。u 。 kl g ：赠 r o o h l o c i 、o o h 目前，以酰基结构为主体的活化剂主要分为两大类：酰胺类( 酰基上的碳连接氮原子) 和酰氧类( 酰基上的碳连接氧原子) 。 1 3 1 酰胺类活化剂 酰胺基类活化剂已开发的有四乙酰基乙二胺( t a e d ) 、二乙酰基二甲脲( d d u ) 、四 乙酰甘脲( t a g u ) 、乙酰邻苯二甲酰亚胺( a p ) 、二乙酰基二氧代六氢三嗪( d a d h t ) 、 苯二酰亚胺过乙酸( p a p ) - - - 7 , 酰乙醇胺( t a e a ) 等【2 羽。其中，到目前为止，四乙酰基 7 , - - 胺( t a e d ) 是唯一得到成功商业化应用的活化剂2 9 】，其它的活化剂则由于生产成本 和环境问题逐渐遭到淘汰【3 0 1 。因此，本部分对t a e d 着重加以介绍。 t a e d 全称：n ，n ，n ，n 一四乙酰乙二胺，英文名t e t r a a c e t y l e t h y l e n e d i a m i n e ( t a e d ) 。 它是一种无色，无味，有储藏稳定性的固体，分子量为2 2 8 ，分子结构式如下所示： 1 t a e d 活化剂的促漂机理 由t a e d 的结构式知道，其含有的四个乙酰基中，两个活泼的n ，n 一乙酰基易与过 6 m 、 屯 洲 洲 ( i ) ( i ) 。i广li。 一 2 2 一 。 o c c o。_飞了。 ( ：) p g b h h 浙江理工大学硕士学位论文 氧化氢反应生成脂族过羟基酸。理论上，在碱性环境下，i m o l 的t a e d 和2 t o o l 的过氧 化氢反应生成2 m o l 的过氧乙酸，得到强有效的漂白成分过乙酸根阴离子，它比过羟基离 子的漂白能力更强，能够在较低的温度下起到漂白功能p 1 1 。该过程的反应式如下所示： ：二寻n 一昌_ 昌_ 二二：+ 2 h 2 。2 o h 3 c c n 一昌_ 昌_ 一c h 3 + 2h ，c 上o 。h 。 “p 2 t a e d 的合成方法 根据文献资料，t a e d 的合成方法有两种，一种是用乙二胺和乙酸酐为原料，一步法 直接合成【3 2 1 ，反应方程式为： h 3 n c c n h 3 + 4 h 2 h 2 z 3 三一c n 一吕- t - n e c h 3 + 4 c h ，c 。h h 3 c 一矿 h 2 1 一c h 3 。 4c h 3 c 。h 专利e p 0 0 0 8 3 6 9 t 3 3 1 采用此法，用乙二胺和乙酸酐在蒸馏柱上合成，其优点是连续化 操作，但需用价格较高的乙酸酐作为全部酰化剂，成本较高。 另一种是为了降低成本而采用的两步法，即先用7 - - 胺与冰乙酸反应生成- - 7 , 酰乙二 胺( d a e d ) ，然后再用乙酸酐将二乙酰l _ , - - 胺进一步酰化成四乙酰乙二胺。反应方程式为： 7 c h3 c 0 0 h 专利g b l 3 3 5 2 0 4 3 4 1 采用两步法合成，先用7 _ , - - 胺和乙酸合成二乙酰乙二胺( d a e d ) ， 然后再用乙酸酐进行第二步乙酰化，其缺点是分批分段，不能连续操作。 此外，专利d e 2 8 3 2 0 2 1 3 5 1 描述了以泡罩塔来连续制t a e d 的过程，直接以乙酸酐和 乙二胺为原料一步法合成；专利g b l 3 5 7 5 9 5 3 q 描述了在催化剂作用下，以二乙酰乙二胺 和乙酸酐以及乙烯酮作原料合成四乙酰乙二胺。这些合成方法也都存有一定的不足之处。 我国的科研工作者也对合成工艺进行了大量的深入研究，优化了合成反应的工艺条件 i 洲1 1 。目前，在国内的浙江省和河南省已经有多家的化工企业开始t a e d 的工业化生产， 填补了国内该领域的空白。 3 h 2 0 扪脚漂白体系的应用研究 在欧洲国家，t a e d 作为一种高效的低温漂白活性剂，最初主要是应用在洗涤剂当中。 自从1 9 8 0 年以来就作为活化过氧化物的助剂而被加在洗衣粉中，作为其复合材料。在9 0 年代以前，t a e d 的应用研究一直都被局限在洗涤剂领域。直到1 9 9 2 年，才由日本科学 家将其引入到纸浆漂白，开始了用于造纸方面的研究探索，并显示了将其用于纸浆漂白的 巨大潜力。 此后，欧美各国开展了关于t a e d 的活化纺织品过氧化氢漂白的研究。如国外有学 者将其应用于棉织物，毛织物以及棉毛混纺织物的过氧化氢漂白，开发了合适的工艺【4 2 】。 在国内，采用t a e d 作为纺织品h 2 0 2 漂白的活化剂的研究也刚刚起步。苏州大学的赵建 平等学者对棉纤纠4 3 1 、大豆纤维1 4 4 ，浙江理工大学的刘今强等学者对纤维素纤维及其混 8 浙江理工大学硕士学位论文 纺织物的t a e d 活化h 2 0 2 漂白h 5 1 作了初步的研究，结果均表明h 2 0 2 t a e d 氧化体系能 够在比较温和的条件下( 低温度和低