胡广波的论文

1、1 引言棉型织物主要是指纯棉织物和涤棉织物，纯棉织物是由棉纤维通过纺纱和织造加工而成。纯棉织物种类十分丰富，用途非常广泛，除可以用作服装外，还能供装饰用和工业用。纯棉织物有很好的吸湿性，保湿性，耐碱性，耐热性，在世界纺织品的市场中占有很高的比例。未经染整加工的纯棉织物称为原色棉布，原色棉布制成后直接供给染整厂进一步加工成漂白布、色布和花布等供给消费者使用。但是由于原布中含有大量的杂质（主要包括棉纤维上的天然杂质、合成纤维上的油剂、经纱上的浆料以及污垢）的缘故，不但色泽欠白，手感粗糙，而且吸水性也差。如果要将原布加工成洁白、柔软的漂白布或色泽鲜艳坚牢的花、色布，都必须要经过前处理加工1。织物染整

2、前处理工序（烧毛、退浆、煮练、漂白、丝光等）是染整生产过程中的基础工序，前处理中的每个步骤都起着非常重要的作用2。1.1 棉纤维的概述棉纤维是一种天然的单细胞纤维。棉纤维的生长和发育可以分为两个阶段：首先是纤维细胞的延长生长阶段。在这个时候细胞发育并逐渐生长成为一个具有薄壁的、内部充满原生质的圆形小管，纤维细胞生长到成熟时的长度时，第二阶段是胞壁增厚阶段。这时细胞壁不断的加厚，原生质渐渐转化为纤维素，并逐渐沉积在细胞内壁上。伴随着细胞壁的加厚，胞腔也在逐渐缩小。当纤维变得成熟时，胞腔中的液体会逐渐干涸，纤维也会发生收缩和扭曲。在生长过程中棉纤维的组成成分是不断变化的，成熟棉纤维的主体部分为纤维

3、素，此外还含有一定量的共生物或称伴生物3。成熟棉纤维的平均组成见表1-13。表1-1成熟棉纤维的平均组成（以绝对干燥纤维计）3成分含量/%成分含量/%纤维素94.0多糖类0.3蜡状物质0.6有机酸0.8含氮物质（按蛋白质计算）1.3灰分1.2果胶物质（按果胶酸计算）0.9未测定部分0.91.2 前处理简介1.2.1 棉织物上的杂质棉织物前处理的主要是以去除棉织物上的杂质为目的, 进而可以使棉织物具有较好的外观和染色印花性能。因此 棉织物上杂质的含量、性质和种类决定着棉织物前处理的工具体艺。棉织物上主要含有杂质可以分为伴生杂质、棉籽壳、人工添加的杂质。1.2.1.1 伴生杂质 棉纤维在生长过程中

4、，主要伴生的杂质组分为果胶物质、含氮物质、蜡状物质、灰分等。从图1-1截面结构来看，棉纤维是由、表皮层、次生胞壁和胞腔构成。次生胞壁的主要组分组成为纤维素，它是构成棉纤维的主体物质。表皮层是棉纤维的最外层结构，主要是由果胶质、油蜡和蛋白质等构成。初生胞壁紧连表皮层，处于次生胞壁和表皮层之，主要是纤维素的网状组织, 也含有一定数量的油蜡和果胶质等杂质。胞腔位于棉纤维中心，含有蛋白质、矿物盐及一些色素等。显然，棉纤维中的天然杂质主要集中于初生胞壁和表皮层中4。图1-1􀀁 棉纤维的截面结构及模型1.2.1.2 棉籽壳.棉花在加工过程中也同样会产生一些杂质，如棉籽壳、塑料绳、铁丝或其

5、他一些物质等，但在经过纺纱加工后，残留在织物上的杂质主要是棉籽壳。这样严重影响了织物的外观。棉籽壳主要由木质素、单宁、纤维素、半纤维素以及其它的多糖类物质组成，此外还含有少量的色素、油蜡、蛋白质和矿物质，但以木质素为最主要的组分关于木质素，至今尚不能精密的确定，目前仅仅知道它是属于芳香族化合物公认的基本单位是苯环上的三个碳原子的侧链的芳香族物质。关于这些基本单位的侧链结构情况，以及这些基本单位的侧链结构是怎样连接起来而构成分子量比较高的化学物的问题，至今还未真正解决，棉籽壳是棉织物上最难去除的杂质之一，棉籽壳的多少与配棉等级和棉纱质量关系很大1。1.2.1.3 人工添加的杂质在织造时，经纱由于

6、开口和投梭作用受到较大的张力和摩擦，常有断裂现象发生。为了减少断经，使织造可以顺利的进行，经纱一般都要经过上浆处理 。经纱上浆常用的浆料有天然浆料和化学浆料两类1。前者主要包括淀粉和一些天然胶类如海藻胶；后者则有聚乙烯醇( PVA )、羧甲基纤维素（CMC）、聚丙烯酸酯类（PA）等，一般织物的上浆率为4%-8% 。这些人工添加的杂质是目前造成印染前处理废水COD值高的主要原因之一。1.2.2 棉织物前处理工序原布在织造的过程中需要经过上浆处理，经纱经过上浆处理，对织造来说是有利的，但是会给染整生产带来一定麻烦，因为浆料的存在不仅会玷污工作液或耗费染化料，甚至会阻碍染化料和纤维的接触，使加工过程

7、的进行发生困难。为此，织物在染整加工之初，都要经过退浆处理经过退浆处理，尽可能地去除浆料，为后续加工创造有利条件。常用的退浆方法包括碱退浆、酸退浆以及氧化剂退浆等。棉织物经过退浆之后，虽然大部分的浆料、油剂、以及小部分的天然杂质已经去除，但是由于残留的浆料、油剂和天然杂质的存在，导致布面色泽较黄，吸水性还是很差。因此，对棉织物来说，退浆以后一般还需要进行以去除天然杂质为主要目的的煮练，进一步降低织物上的含杂量，以利于后续加工的顺利进行1。棉织物在退浆之后，绝大部分的杂质已被去除，吸水性也有很大程度的提高，但是织物的的白度并没有得到显著提高，因此还有经过以去除色素，提高白度为主要目的漂白加工。总

8、而言之，棉织物的前处理工序对稳定提高后道工序( 染色、印花、后整理等) 的产品质量, 满足消费者各种不同要求起着极其重要的作用。近几年来, 消费者对产品质量的要求( 色度、色差、色泽鲜艳度、纯正度、实物外观、缩水率、手感及生态环境等方面的要求) 越来越高, 这更显示出染整前处理工序的重要性2。1.3 棉织物传统前处理工艺棉织物传统前处理工艺主要采用的是退煮漂三步工艺，棉织物前处理的三道主要工序退浆、煮练、漂白通常是分步进行的。最早出现的是绳状生产线：烧毛绳状进堆布池碱退浆、碱煮氯漂联合机丝光机，或煮布锅碱煮绳状氯漂布铗丝光。其后随着染整技术的发展，又开发了平幅处理退煮漂三步工艺生产线，即烧毛0

9、42碱退浆机113碱煮练( 打卷间歇式)平幅氯漂联合机布铗丝光。后又发展042碱退浆机- 062 履带蒸箱碱煮练机063履带汽蒸氧漂机布铗丝光。也有采用042碱退浆机轧卷汽蒸碱煮练轧卷汽蒸氧漂机布铗丝光。还有采用平幅退煮漂联合机即轧酶堆置退浆水洗-R箱轧碱汽蒸煮练或履带轧碱汽蒸煮练机063履带汽蒸氧漂机布铗丝光【1】。三步法前处理工艺虽然工艺稳妥，重演性好，但是操作设备过于繁琐，反应时间较长，能耗、水耗较高，而且效率十分低下，同时前处理工序产生的污水对环境污染有极大影响。因此近些年来，随着生物工程、精细化工和电子技术的迅速发展，纺织行业积极地寻求开发环保型的新产品、新技术和新设备，并相继开发了

10、高效低耗的短流程前处理和生物酶制剂的新工艺来替代传统的前处理工艺( 用碱处理工艺)和短流程的碱氧工艺。由此也可以看出，缩短工艺流程、简化工艺设备、降低能耗、保证质量是棉织物前处理工艺发展的必然方向。1.4新型前处理工艺1.4.1 两步法工艺 棉织物前处理工艺再近些年来发展迅速，两步法工艺应用越来越广泛，一种是先退浆，然后煮练、漂白合并，即退浆+退煮合一两步法，其工艺简称D-SB工艺 。另一种是退浆、煮练合并，然后再漂白，即退煮一浴+漂白两步法，其工艺简称DS-B工艺。D-SB工艺主要适用于含浆较重的纯棉厚重紧密织物或合纤和棉的混纺织物，要求退浆后彻底洗涤，最大限度地去除浆料和部分杂质，以提高碱

11、氧一浴中双氧水的稳定性，此外，必须有较强的碱性和较浓的过氧化氢，以除去织物上的杂质，同时完成漂白加工。为此，必须严格控制工艺条件，并选择性能良好的耐强碱、耐高温的氧漂稳定剂和螯合分散剂，使纤维受损伤程度减少。其工艺的主要有两种工艺流程，其中一种工艺流程为：烧毛浸轧退浆液堆置（4h10h）90以上充分水洗浸轧碱氧液液下履带箱（60，浸渍20min）短蒸（100，2min）高效水洗烘干 ；另一种为：烧毛浸轧退浆液室温堆置（4h以上）90以上充分水洗浸轧碱氧液（轧余率100）L履带汽蒸（100102，20min）高效水洗烘干。DSB二步法工艺退煮合一，此法漂白用常规工艺加工，对双氧水稳定性的要求不高

12、。DS-B工艺最先应用于涤棉混纺织物的加工，现在已扩展到多种织物的加工。普遍采用L履带平幅汽蒸设备，特别是引进R汽蒸箱后，由于R汽蒸箱具有汽蒸与浸煮双重作用，因而用R蒸箱结合的二步法被许多工厂所采用。其主要工艺流程为：烧毛浸轧退煮液R形汽蒸箱汽蒸（100102，60min）充分水洗L履带氧漂（按常规工艺进行）高效水洗烘干 ；还有另一种采用两组履带式连续汽蒸练漂机组合的工艺流程为： 烧毛浸轧退煮液L履带式汽蒸（100102，60min）充分水洗L履带氧漂（按常规工艺进行）高效水洗烘干。1. 4.2 一步法工艺一步法是指将退浆、煮练、漂白三合为一进行加工的方法 。根据加工的温度不同，它又可分为冷轧

13、堆法和汽蒸法。冷轧堆法是在室温条件下采用碱氧一浴工艺，由于在低温下作用，尽管碱浓度较高，但双氧水的反应速率仍很慢，故除需用高浓度的药剂外，还必须延长堆放时间，才能达到满意的效果。由于冷堆作用温和，因此对纤维的损伤相对较小，适用于各种棉织物的退煮漂一步工艺。一般工艺流程：烧毛干落布浸轧碱氧工作液（高给液）转动堆置1624h（转速46r/min）热碱洗水洗烘干。此法最大的特点是可以减少设备投资，上马投产快，设备占地面积少，能降低能耗和用工，有利于提高半制品质量（折皱少，油污斑渍少，棉纤维损伤少等），符合少批量、多品种、快交货的生产经营要求。但生产管理要求高，如后道清洗不净毛细管效应会较差，染化料助

14、剂成本高，印染为水虽然量少，但浓度高，会给污水处理加重负担。退煮漂一浴汽蒸法工艺，在高浓度碱和高温情况下，很易引起双氧水的快速分解和加重织物的损伤。这只能通过降低烧碱用量和加入高温强碱的稳定剂来实现。但降低烧碱用量会降低退煮效果，尤其对重浆和含杂量大的纯棉厚重织物。故此工艺适用于轻浆的中、薄型织物和涤棉混纺织物。其重要工艺流程为：浸轧工作液汽蒸（8590，80min）后处理。1.5 新型前处理方法随着近年来科技不断发展，棉织物前处理新技术层出不穷。以及目前还在研发的新工艺并已取得一定成效的有如等离子体技术、超声波技术、超临界二氧化碳无水处理技术、电解煮漂技术及新型漂白助剂等。1.5.1 超声波

15、退浆1962 年,瑞典的Iwasaki5等研究了超声波对单根木浆纤维的作用发现，在超声波的作用下，纤维细胞的壁次生壁中层S2 发生了位移、次生壁外层Sl脱除、S2 层微纤维润胀，并使S2 层纤维发生了细纤维化，所以超声波都具有机械打浆的作用。采用超声波研究纺织用淀粉上浆和退浆表明，与一般的淀粉上浆与退浆相比，使用降解的淀粉上浆后然后再用超声波退浆可以节约许多能量。在退浆的过程中，利用超声波空化作用所引起的分散作用可以使大分子彼此之间产生分离，促进浆料与纤维的粘着变松；而超声波所引起的乳化作用可以使去除的浆料由凝胶转化为溶胶状，溶解性能提高,使其具有比较好的退浆效果。由于超声波的吸热效应还可以使

16、反应保持在一定的温度，为反应提供能量，从而节省了其它能量。Valu 等人2在研究关于织物超声波退浆时也发现化学药剂和能量的节约现象。使用超声波退浆，可以使N aOH 对纤维的降解减轻，从而提高精练剂在退浆过程中的反应活性，进而降低了退浆时烧碱的使用浓度、退浆温度和时间，节约了能源，降低了环境污染，处理后纺织品的白度和润湿性与传统退浆方法接近甚至有所提高， 而且对试样的机械强度没有不利的影响。1.5.2 等离子退浆等离子退浆是一种新型工艺,具有一定的特色。此工艺所用的等离子为冷型氧等离子，它是由作高频率、高电压放电的两极间的氧气所产生的。但坯布暴露在氧的等离子区（200瓦）一定时间，例如10分钟

17、后将有60%PVA浆料被氧化成气体，在再经冷水冲洗后共可去除95%的PVA。坯布通过等离子区后，浆料PVA一部分被氧化成气体，残存下来的也变得易溶于水了。等离子退浆工艺比较简单，成本低，效率高，又无污染，对实现连续化工艺是有利的，但是设备的费用相对来说比较高5。1.5.3 臭氧漂白臭氧是浅蓝色有臭味的气体由氧气经高压放电产生。臭氧能杀菌、除臭、脱色。臭氧是强的氧化剂，在水中的氧化电位为2.07伏是优良的漂白剂6。臭氧漂白的机理在于空气中的氧气经高压放电装置后，被激化为臭氧，臭氧经过被漂物时很快分解为氧气和新生态氧。依靠新生态氧对色素的氧化作用，从而达到漂白的目的7,8。从机理上讲，臭氧漂白与双

18、氧水漂白是一致的，都是依靠新生态氧对色素的氧化达到漂白目的。它们的漂白效果也差不多，色光暖白，白度稳定，不易泛黄。与水浴法漂白相比，臭氧漂白有许多优点，如以空气为原料，成本低；现场制取漂白剂，安全性好；生产过程中不产生废水、废气、废渣，无污染，且剩余的微量臭氧还起到净化车间空气的作用；在室温常压下进行漂白，节约能源和水资源等等，但臭氧漂白需要特殊的装置，且在纺织品漂白方面的研究尚属起步阶段。1.5.4 光化学漂白纺织品的光化学漂白，是指有光参与的漂白过程，它属于现场漂白的范畴，即漂白剂在漂白现场同时生成和参与漂白工艺过程。光化学漂白原理9明在于在光照条件下，光漂白剂吸收阳光中的能量而成为激发态

19、，激发态光漂白剂将能量传递给空气中无处不在的氧分子，使其从基态跃迁到具有氧化能力的激发态，激发态氧分子即初生态的氧能够除去可氧化型色素，从而使织物漂白，同时，光漂剂本身则被分解成无色物质。光漂白工艺由于借助渗入织物中的初生态氧来漂白织物，因此它不会损伤织物及其染料，而且由于从织物内部进行漂白，其漂白效率远高于通常使用的氯漂剂、氧漂剂21。同时，它能使产品具有一定的抑杀微生物的能力，具有清洁和清新的效果，并且只需阳光、空气和水这些自然资源即可高效发挥作用，是一种真正意义上的绿色环保产品。但其存在的主要问题是漂白效果受阳光辐射强度影响较大，当日光照射不足时会导致漂白效率的降低。此外，核心技术的垄断

20、也阻碍了该技术的发展。现今，光化学漂白的应用主要集中于纺织品洗涤。在纺织品前处理漂白方面的研究，目前，仅有文献报道了由日本科学工作者开发了一种光化学棉织物漂白工艺10，但该工艺效果并不理想。1.5.5 织物复合生物酶前处理工艺生物酶属于催化活性很强的蛋白质类物质，其处理作用具有高效性和专一性特征，能够高效地、有针对性地作用于特定对象，并且可在常温常压、酸碱度适中的温和条件下完成。酶处理法应用于棉织物的前处理加工11，有学者利用葡萄糖淀粉酶和葡萄糖氧化酶对棉织物的漂白进行了探讨，研究发现，利用此法漂白处理后的织物具有柔软厚实的手感，但白度略差。此外也有研究发现利用蛋白酶可以显著促进羊毛织物的漂白

21、12,13。传统前处理工艺相比, 生物酶工艺污染小, 能耗低, 对织物损伤小,助剂及污水处理成本低, 是很有发展前景的高效环保的前处理工艺【14】。但是, 棉纤维上的杂质组分复杂, 而生物酶具有高度专一性, 实际印染生产中的pH 值、温度、酶浓度、机械搅动和所使用的表面活性剂等诸多因素都会影响酶活性的发挥。因此, 采用生物酶处理的棉织物常存在, 诸如毛效达不到传统工艺水平(特别是低纱支厚重织物) , 棉籽壳、蜡质去除不尽等不足。部分酶制品如蛋白酶、脂肪酶等处理效果不佳, 而PVA 退浆酶、耐热性原果胶酶、半纤维素酶、漂白酶和去除棉籽壳的酶, 则尚在开发等15。1.5.6 纺织助剂简介练染助剂E

22、S为果胶酶、木质素酶、半纤维素酶、淀粉酶、脂肪酶、漆酶等多种生物酶的复配体, 并添加了多种表面活性剂和多种无机物。生物酶ES 是具有催化功能的蛋白质, 通过其一级结构与底物发生诱导契合作用, 与底物结合。生物酶具有高效性, 专一性等优点, 反应条件也相对温和。以510 nm粒径的二氧化钛为载体, 对天然基料甲壳素和羟甲基纤维素进行改性, 制备出多微孔的纳米粒子, 经剪切分散后复配包覆酶组分。经测试, 所形成的复合粒子比表面积高达120 m2 /g, 显著提高反应速度, 提高了酶的活力。在实际应用中, 较低用量即可快速水解浆料, 降解脂肪、蜡质、棉籽壳等杂质, 同时可增加白度, 使前处理的诸多步

23、骤可以合二为一16。 本课题旨在探索练染助剂ES用于棉织物前处理时的工艺条件，在研究其物理形状及化学稳定性的基础上，研究其在纯棉织物前处理中的应用性能，并从应用效果、加工成本、可操作性等方面与传统的烧碱双氧水退煮漂三步法前处理进行对比，制定练染助剂ES用于棉织物前处理时的工艺流程和优化工艺。 试验部分2.1材料和化学试剂本试验所用的材料为棉坯布，所用的染化料见表-1。表 化学试剂化学试剂规格生产厂家硅酸钠分析纯天津市标准科技有限公司葡萄糖分析纯天津市自世化学试剂厂磷酸三钠分析纯天津市博迪化工有限公司30%双氧水分析纯天津市恒兴化学试剂有限公司醋酸分析纯天津市北方天医化学试剂厂纺织助剂 分析纯

24、天津市大茂化学试剂厂皂粉.2 仪器与设备本实验所用的设备见表2-2。表化学设备设备规格生产厂家恒温水浴锅HH-4江苏金坛市宏华仪器厂白度仪WSB- d/o温州仪皿代表有限公司织物强力仪YG-026A温州仪器代表有限公司电子天平MP200A上海精科厂毛效测试仪量筒烧杯温度计2. 实验方案本课题主要通过单因子试验和正交试验研究纺织助剂ES在棉织物前处理中的最佳工艺。应用以上所选的化学试剂对原坯布进行前处理，选用的是棉织物前处理退、煮、漂一步法工艺。就是将常规的退浆、煮练、漂白三步加工合并为一步完成。实验分别采用退煮漂一浴浸渍法和冷轧堆法，其中浸渍法为主要实验方法，冷轧堆法作为对照实验进行。织物经过

25、处理后，分别用白度仪、毛效计、织物强力仪测定织物的白度、毛效和强力，通过所测得的数据可以得出：纺织助剂ES在不同工艺下处理棉织物时，棉织物性能的变化规律，进而可以得到纺织助剂ES在棉织物前处理中的最佳工艺。2.3.1 工艺流程和工艺条件浸渍法的工艺流程为：配制工作液润湿坯布工作液处理坯布热水洗冷水洗自然晾干冷轧堆法的工艺流程为：配制工作液坯布浸轧工作液打卷堆置水洗自然晾干浸渍法的工艺曲线为：加入布样 热水洗 冷水洗配置工作液 T min 10min 自然晾干冷轧堆法的工艺曲线为： 加入布样 打卷堆置 热水洗 冷水洗配制工作液 两浸两轧 T h 10min 自然晾干实验处方和工艺条件: 纺织助剂

26、ES X g/L 过氧化氢 Y g/L 时间 T min 温度 t 浴比 W 磷酸钠 A g/L 硅酸钠 B g/L 注：X g/L代表不同的纺织助剂ES浓度，分别是5g/L、10g/L、15g/L、20g/L、25g/LY g/L代表不同的纺织助剂ES浓度，分别是3g/L、6g/L、9g/L、12g/L、15g/L T min代表不同的反应时间，分别是20min、40min、60min、80min、100min、120mint 代表不同的反应温度，分别是室温、30、40、50、60、70、80、90W 代表不同的浴比，分别是1：20、1：30、1：40、1：50A 代表不同的硅酸钠浓度，分别

27、是4g、2g、1g、0gB 代表不同的磷酸钠浓度，分别是0g、2g、3g、4g2.4 测试方法2.4.1 手感和目测通过对处理后的棉织物试样进行反复的触摸手感测试，获得纤维拉伸强度的信息；通过目测，仔细观察试样的白度，从而粗略地比较不同工艺条件的优劣，选出较优的工艺。2.4.2 白度的测定方法使用WSB- d/o白度计（温州仪皿代表有限公司）测测试处理后织物的白度。测试时，首先打开机器，用黑筒和标准白板校正仪器。校正仪器后，将织物折成4层（织物表面纹路方向尽可能一致，织物平整），对准光孔压住，并按下测试键，每个布样分别测试三组数值，然后取平均值。2.4.3 毛效的测定方法使用毛效测试仪测定布样

28、的毛效，首先将布样剪成尺寸大小为25cm×3cm（经×纬），在剪好的的布样下端固定一根短玻璃棒上端固定在毛效仪摇杆上。在与水平面相平处画一条平行线,测量30min水沿布样上升的高度17。2.4.4 拉伸强力的测定方法调试好织物强力仪，调节上下夹头之间的距离为20cm，旋动上夹头松紧柄，使夹头分开约1cm的距离，然后将布样短边送入上夹头，布样居于夹头中间且短边要与夹头平行，旋紧松紧柄，夹紧布样。按上述操作，将布样下端送入下夹头，用铁夹夹住条样下端，使条样自然下垂，悬紧松紧柄，夹紧布样，扳动上夹头固定锁，锁定上夹头，设定拉伸速度为10cm/min，按启动按钮，直至将布样拉断。读

29、取强力仪上的强力数值即可17。2.5 实验步骤 1） 按实验的工艺处方配置工作液（一），并置于恒温水浴锅中，使其达到处方温度。2） 取要处理的多块布样转移到相应的工作液（一）中处理，使织物完全浸没在工作液中，按照处方的时间充分处理。3） 到处理时间后取出布样用8090热水洗涤10min，之后用温水洗净，再用凉水洗，洗涤要充分。4） 按实验的工艺处方配置工作液（二），并置于恒温水浴锅中，使其达到处方温度。5） 取要处理的多块布样转移到相应的工作液（二）中处理，使织物完全浸没在工作液中，取出进轧车，两浸两轧，用保鲜膜在常温下封存。4） 到处理时间后取出布样用8090热水洗涤10min，之后用温水洗

30、净，再用凉水洗，洗涤要充分。5） 使布样自然晾干后，测定已处理布样的白度、毛效值及强力值。3 实验结果分析3.1 单因子实验3.1.1 纺织助剂ES浓度变化对棉织物前处理的影响 在过氧化氢为10 g/L，硅酸钠为4 g/L，浴比为150，pH值为9，时间为90 min，温度为50 条件下 ，改变纺织助剂ES的浓度，依次做出坯布经不同纺织助剂ES浓度处理的试样，测得其各个性能，实验结果见表3-1、图3-1。表3-1 纺织助剂ES浓度对前处理效果的影响实验号ES浓度g/L拉伸强力/N白度/%毛效/cm1557678.18.521064079.27.531559379.49.942060878.29

31、.552557976.59.3图3-1 纺织助剂ES浓度对前处理效果的影响由表3-1可以看出，当其他的工艺条件确定时，改变纺织助剂ES的浓度，经处理后的布样白度的变化规律为随着ES浓度的增大先增大、后减小，当ES浓度为15g/L时，布样的白度值为最高；布样的拉伸强力的随着ES浓度的改变变化规律，当ES浓度为10g/L时，经处理后的布样拉伸强力最大，为640N；布样经处理后毛效的变化规律和白度的变化规律相似，均是先变大、后变小的情况，在ES浓度为15g/L时，布样的毛效最高，为9.9cm。综合以上实验结果，结合实际生产以及效果的对比，确定纺织助剂ES的最佳浓度为15g/L。3.1.2 过氧化氢浓

32、度变化对棉织物前处理的影响 在纺织助剂ES为15 g/L，硅酸钠为4 g/L，浴比为150，时间为90 min，pH值为9，温度为50 条件下 ，改变过氧化氢的浓度，依次做出坯布经不同过氧化氢处理的试样，测得其各个性能，结果见表3-2，图3-2。表3-2 过氧化氢浓度对前处理效果的影响实验号过氧化氢浓度g/L拉伸强力/N白度/%毛效/cm1350874.59.52653977.010.03943976.610.541251979.310.051550377.910.17475767778798005101520过氧化氢浓度（g/L）白度/%9.49.69.81010.210.410.6毛效/c

33、m白度毛效图3-2 过氧化氢浓度对前处理效果的影响过氧化氢是一种氧化型漂白剂，主要用于涤棉织物和棉织物的漂白。由表3-2可以看出，当其他的工艺条件和实验处方确定时，改变过氧化氢的浓度，经处理后的布样白度的变化规律为先增大，后减小，当过氧化氢为12g/L时，布样的白度值为最高；布样的拉伸强力的随着ES浓度的改变变化无一定规律，当过氧化氢浓度为9g/L时，经处理后的布样拉伸强力最大，为539N；布样经处理后毛效的变化规律和白度的变化规律相似，均是先变大、后变小的情况，在ES浓度为9g/L时，布样的毛效最高，为10.5cm。因为过氧化氢在浴液中主要起到了漂白的作用，故选取白度为主要指标。综合以上实验

34、结果，结合实际生产以及效果的对比，确定过氧化氢的最佳浓度为12g/L。3.1.3 反应时间的变化对棉织物前处理的影响在纺织助剂ES为15 g/L，过氧化氢浓度为12g/L，硅酸钠为4 g/L，浴比为150，pH值为9，温度 50 条件下 ，改变反应的时间，依次做出坯布经不同反应时间处理的试样，测得其各个性能，结果见表3-3，图3-3。表3-3 反应时间对前处理效果的影响实验号反应时间min拉伸强力/N白度/%毛效/cm12049673.99.724042977.89.636043579.21148044679.79.5510060681.410.6612054781.610.473747576

35、777879808182050100150反应时间/min白度/%9.49.69.81010.210.410.610.81111.2毛效/cm白度毛效图3-3 反应时间对前处理效果的影响棉织物前处理时反应时间的长短是影响反应效果的一个重要因素，反应时间过短，布样不能和浴液充分反应；反应时间过长，则有可能损伤布样。由表3-3可以看出，当其他的工艺条件和实验处方确定时，改变反应时间，经处理后的布样的各项指标变化明显。随着反应时间的增长，布样的白度提升较快，当反应时间为120min是白度最高，但反应时间为100min时布样的白度和反应时间为120min时相差很小；拉伸强力在反应时间为100min时最

36、大，为606N；布样的毛效则在反应时间为60min时达到最高，为11cm，但在反应时间为100min和120min时布样的毛效也相对较高。综合以上实验结果，结合实际生产以及效果的对比，确定最佳反应时间为100min。3.1.4 温度的变化对棉织物前处理的影响在纺织助剂ES为15 g/L，过氧化氢浓度为12g/L，硅酸钠为4 g/L，浴比为150，pH值为9，反应时间为100min条件下 ，改变处理的温度，依次做出坯布经不同温度处理的试样，测得其各个性能，实验结果见表3-4，图3-4。表3-4 不同温度对前处理效果的影响实验号处理温度拉伸强力/N白度/%毛效/cm1室温52870.49.5230

37、49172.110.234057176.510.445058778.310.956047581.711.367058983.111.678051183.61289054082.913.968707274767880828486020406080100处理温度/白度/%0246810121416毛效/cm白度毛效图3-4 不同温度对前处理效果的影响棉织物前处理时的反应温度对布样的处理效果影响很大，升高温度，可以使过氧化氢的分解率加快，进而使漂白速度加快，但是温度过高有可能是ES的处理效果变差。由表3-4可以看出，当其他的工艺条件和实验处方确定时，改变反应温度，经处理后的布样白度和毛效上升较快，基

38、本上是随着温度的上升呈增大的趋势，当温度为80时，处理后的布样白度最高，为83.6，当温度为90时，经处理布样所得的毛效最好，为13.9cm。经处理后的布样的拉伸强力随着温度变化的变化趋势并没有明显的规律，当温度为70时，所得布样的强力最大，为589N。综合以上实验结果，结合实际生产以及效果的对比，确定最佳反应温度为70。3.1.5 稳定剂的变化对棉织物前处理的影响在纺织助剂ES为15 g/L，过氧化氢浓度为12g/L，浴比为150，反应时间为100min，pH值为9，处理温度为70条件下 ，改变稳定剂的种类和浓度，依次做出坯布经不同稳定剂处理的试样，测得其各个性能，实验结果见表3-5，图3-

39、5。表3-5 稳定剂对棉织物前处理效果的影响 实验号硅酸钠/g/L磷酸钠/g/L白度/%毛效/cm拉伸强力/N14080.312.461523179.712.261632279.712.556840480.112.361379.679.779.879.98080.180.280.380.4012345硅酸钠（g/L）白度/%12.1512.212.2512.312.3512.412.4512.512.55毛效/cm白度毛效图3-5 稳定剂对棉织物前处理效果的影响过氧化氢化学性质活泼，在处理棉织物的过程中易分解，为了控制过氧化氢的分解，有效的漂白，通常在浴液中加入稳定剂。由表3-4可以看出，当其

40、他的工艺条件和实验处方确定时，改变稳定剂的种类，对处理后的布样的三项指标影响并不明显，四组实验虽然选用的稳定剂种类并不相同，但最后处理的效果却大致相同。结合经济因素和实际生产，确定选用稳定剂种类为硅酸钠。3.1.6 浴比的变化对棉织物前处理的影响在纺织助剂ES为15 g/L，过氧化氢浓度为12g/L，硅酸钠浓度为4g/L，pH值为9，反应时间为100min，处理温度为70条件下 ，改变处理的浴比，依次做出坯布经不同稳定剂处理的试样，测得其各个性能，实验结果见表3-6，图3-6。表3-6 浴比对棉织物前处理效果的影响实验号浴比拉伸强力/N白度/%毛效/cm112047584.813.921304

41、8285.813.9314051185.813.5415050485.813.284.684.88585.285.485.685.886012345浴比白度/%13.113.213.313.413.513.613.713.813.914毛效/cm白度毛效图3-6 浴比对棉织物前处理效果的影响由表3-6可以看出，当其他的工艺条件和实验处方确定时，改变处理布样的浴比，对处理后的布样的三项指标影响并不明显，四组实验虽然选用浴比并不相同，但最后处理的效果却大致相同。结合经济因素和实际生产，确定选用浴比为120。3.1.6 pH值的变化对棉织物前处理的影响在纺织助剂ES为15 g/L，过氧化氢浓度为12

42、g/L，硅酸钠浓度为4g/L，浴比为120，反应时间为100min，处理温度为70条件下 ，改变处理的pH值，依次做出坯布经不同稳定剂处理的试样，测得其各个性能，实验结果见表3-7，图3-7。表3-7 pH值对棉织物前处理效果的影响实验号pH值拉伸强力/N白度/%毛效/cm1未调54978.214.62856177.314.13958277.414.741053178.914.577.277.477.677.87878.278.478.678.8797891011pH值白度/%1414.114.214.314.414.514.614.714.8毛效/cm白度毛效图3-7 pH值对棉织物前处理效

43、果的影响在处理布样的过程中浴液的pH值是影响布样处理效果的一个重要因素。在以上四组实验中，第一组实验未调pH值,经测得pH值为9和10之间。由表3-4可以看出，当其他的工艺条件和实验处方确定时，改变处理液的pH值对处理后的布样的三项指标影响并不明显，四组实验虽然选用pH值并不相同，但最后处理的效果却大致相同。结合经济因素和实际生产，确定选用不调pH值。3.2 正交优化实验根据纺织助剂ES用于棉织物前处理的单因子实验，选用纺织助剂ES的浓度，过氧化氢的浓度，稳定剂的种类和浓度，温度，时间五个因素取四个水平具体情况见表3-8。选取三水平正交试验表进行试验和极差分析,考核的标准是白度、毛效、拉伸强力

44、。按照正交表做十六组试验，正交结果见表3-9。表3-8 纺织助剂ES用于棉织物前处理实验因子水平和极差分析表水平实验因子温度A()ES浓度B（g/L）过氧化氢浓度C（g/L）硅酸钠+磷酸钠浓度D（g/L）时间E（min）1651284+09027515103+110038518122+211049521140+4120表3-9 正交试验结果及计算表试验号ABCDE白度(%)毛效(cm)强力（N）11111179.010.355721222279.710.458431333379.510.461541444479.210.260052123482.512.259162214382.410.243

45、772341284.411.354682432184.510.763793134284.810.0608103243183.711.0507113312484.610.7573123421385.411.2444134142385.710.0645144231486.711.6609154324185.911.2504164412283.711.2607白度/%K1317.4332329.7335.5333.1K2333.8332.5333.5333.4332.6K3338.5334.4335.5327.6333K4340332.8333332.3333k179.358382.42583.87

46、583.275k283.4583.12583.37583.683.15k384.62583.683.87581.983.25k485.583.283.2583.07583.25R0.8750.61.451.9750.125强力/NK141.342.542.444.443.2K244.443.24542.442.9K342.943.642.744.841.8K44443.342.541.644.7k110.32510.62510.611.110.8k211.110.811.2510.610.725k310.72510.910.67511.210.45k41110.82510.62510.411.

47、175R0.7750.2750.650.80.725毛效/cmK123562401217421562205K222112137212324012345K321322238246922842141K423562288229821492373k1589600.25543.5539551.25k2552.75534.25530.75600.25586.25k3533559.5617.25571535.25k4591.25572574.5537.25593.25R58.256686.56358分析表10中的极差数据，从毛效指标看，D因素影响最明显，即稳定剂的种类影响最为明显R值0.8，其次是处理温度和

48、处理时间。若以织物的毛效水平来评定最佳的工艺为 A2B1C2D3E4。从织物的白度分析，D因素影响最为明显，即稳定剂的种类对织物的白度影响最为明显，其次是过氧化氢。若以织物的白度来评定最佳工艺，为A4B2C3D1E4。从织物的强力来分析，C因素影响最为明显，即过氧化氢浓度对织物的强力影响最为明显，其次是汽蒸时间，最后是汽蒸温度。若以织物的强降率来评定最佳工艺，为A4B1C4D2E3。综上所述，优选的工艺条件为A4B2C3D1E4。工艺确定为处理温度95、纺织助剂ES浓度为15g/L、过氧化氢浓度为12g/L、稳定剂硅酸钠浓度为4g/L、处理时间为120min。正交试验所得的优化工艺和单因子实验

49、确定的最佳工艺相比纺织助剂ES浓度、过氧化氢浓度、稳定剂种类和浓度均相同，不同的是处理温度和时间。为了更好的进行比较，在正交试验和单因子实验的基础上，将正交试验所得的优化工艺和单因子实验确定的最佳工艺做了一组对比实验，最终确定的最佳工艺为处理温度95、纺织助剂ES浓度为15g/L、过氧化氢浓度为12g/L、稳定剂硅酸钠浓度为4g/L、处理时间为120min。3.3 冷轧堆实验在纺织助剂ES为15 g/L，过氧化氢浓度为12g/L，硅酸钠浓度为4g/L，pH值为9，常温条件下，改变处理的时间，进行纺织助剂ES作用于棉织物前处理的冷轧堆实验，依次做出坯布经不同反应时间处理的试样，测得其各个性能，结

50、果见表3-11。表3-11 冷轧堆法处理棉织物实验号时间h拉伸强力/N白度/%毛效/cm1652872.69.521254673.49.932453675.710.143655476.010.5由表3-11可以看出，在常温条件下用ES通过冷轧堆法处理棉织物时，棉织物的白度和毛效普遍不高，当处理时间为36h时，所得的布样处理效果最好。3.4 实验结果讨论（1） 通过纺织助剂ES用于棉织物前处理的单因子实验和正交试验，我发现了在几个单因子实验中，纺织助剂ES浓度、过氧化氢浓度、温度是影响ES处理效果的重要因素，经分析，原因如下：生物酶ES为果胶酶、木质素酶、半纤维素酶、淀粉酶、脂肪酶、漆酶等多种生

51、物酶的复配体, 并添加了多种表面活性剂和多种无机物。在退煮漂一浴法工艺中，纺织助剂ES主要起到了退浆和精练的作用，因为ES是各种生物酶的复配物，其中淀粉酶对淀粉的分解有催化作用，能引起淀粉的迅速降解，对去除织物上的淀粉浆极为有效退浆率很高；退浆后的织物中还含有区10%的天然杂质，包括果胶物质、蜡状物质、棉籽壳等，这些物质需要精练时去除，ES中含有果胶酶、脂肪酶等生物酶可以很好的作用于这些杂质，使经过处理后的棉织物变得比较洁净，吸水性显著提高，外观也大有改善。因此，纺织助剂ES的浓度是影响棉织物处理效果的一个重要因素。因纺织助剂ES在棉织物前处理中漂白处理的效果不好，所以过氧化氢在本实验中主要起到了漂白的作用。在处理棉织物时，过氧化氢与纺织助剂ES 共同作用，达到了对棉织物退煮漂的目的。因此，过氧化氢的浓度是影响棉织物处理效果的一个重要因素。温度在棉织