棉织物前处理及煮练工艺的优化

棉织物前处理及煮练工艺的优化

传统棉纺材料的前处理方法包括浆砌法、预干法和漂白法。改进的技术是预干法、预干法或预干法。这些工艺投资大，能耗高，生产周期长，不符合节能减排要求，也不能满足快速交付的要求。目前，我们倡导高效短过程的预处理方法，包括碱氧一水冷却和堆处理的工艺和碱氧一水的高温处理。在碱性氧一浴和冷水浴的冷水浴中，还应添加短气候。半制品只能满足要求，生产周期长。皇家高效短工艺的真正效率是碱氧一水浴的高温工艺，生产周期长，收到的半制品质量高，满足了高质量和快速交付的订单要求。针织物和缎子的碱性氧气候的工艺相对成熟，但毛效甚微。在这项工作中，我们研究了碱性氧化机浸泡和蒸发的全过程，并解决了生产中的蜡条、破裂和颜色问题。试产生产区的质量符合后续染色和加工的要求。1实验1.1设备和材料1.1.1设备和设备1.1.2一件织物规格1.1.3前处理助剂:质酸酯类,聚氧乙烯醚,聚酰胺助剂;聚酰胺助剂;铁离子螯合剂,工业级.氢氧化钠(30%)、过氧化氢(28.5%,中盐常化集团)、高效短流程精练剂(绍兴县友邦助剂有限公司)、磷酸酯、异构十三醇聚氧乙烯醚(辽阳奥克聚醚有限公司)、铁离子螯合剂(广州庄杰化工有限公司)等,前处理助剂均为工业级.1.2生产工艺1.2.1操作工艺多浸一轧(碱液,轧液率100%)→堆置(室温,30min)→中温水洗(80℃,2槽)→多浸二轧(煮练液,轧液率100%)→汽蒸(98~100℃,60min)→高温水洗(95℃,2槽)→中温水洗(80℃,2槽)→冷水洗(室温,2槽)→烘干.1.2.2工艺与处方1.3半产品的质量检测方法1.3.1水痕的上升悬垂法测试即30min内液体上升的高度(cm):煮练后的布沿经向剪取20cm,宽5cm布条两条,悬挂于水平竿上,下设一容器往里注水,当布条浸入水中1cm时开始计时,观察30min水痕上升高度(cm),取平均值.1.3.2白费1.3.3暴力1.3.4棉碗1.3.5一件事的外观2结果与讨论2.1碱与碱的配比对织物半制品质量的影响坯布浸轧氢氧化钠溶液,轧液率100%,然后室温堆置30min,热水洗.实际使用的氢氧化钠溶液质量分数为30%,氢氧化钠用量对半制品质量影响见表1.表1中氢氧化钠质量分数为100%.从表1可以看出,在浸轧碱液堆置工序中,随着氢氧化钠用量的增加,半制品的质量明显提高,当氢氧化钠的浓度为5g/L时,半制品的质量最佳.因为棉织物的组成为纤维素、蜡状物、灰分、含氮物、有机酸、果胶、多糖、色素等,另外还有棉籽壳和浆料.其中,纤维素是所需要的物质,其余为污垢,这些污垢与纤维素都存在着某种结合力.织物浸轧碱液堆置后,棉籽壳膨化,浆料溶胀,因此它们与纤维的结合力下降,有利于煮练时去除它们,也为去除其他杂质创造了有利条件.另外,热水洗涤时去除了织物表面可溶于碱的杂质.2.2煮练液ph值对棉籽壳膨化、整理剂分散性的影响用30%氢氧化钠溶液调节退煮漂工作液的pH值,并用pH计测定pH值.pH值对半制品质量影响见表2.从表2可以看出,在浸轧煮练液工序中,随着煮练液pH值的增加,半制品的质量明显提高,当煮练液pH值为10.9时,半制品的质量最佳.煮练液pH值增加,有利于棉籽壳膨化,浆料溶胀,因此它们与纤维的结合力下降.煮练液pH值增加,过氧化氢与杂质反应完全,有利于煮练时去除它们,也为去除其他杂质创造了有利条件.但pH值太高,高效短流程精练剂中氧漂稳定剂不能控制过氧化氢合适的分解率,过氧化氢负离子浓度过高,就会产生自由基损伤纤维.2.3过氧化氢用量对棉籽壳全过程半制品性能的影响实际使用的过氧化氢浓度为28.5%,表3为过氧化氢浓度对半制品质量影响,表3中过氧化氢浓度为100%.从表3可以看出,随着过氧化氢用量的增加,半制品白度、毛效增加,棉籽壳减少,当过氧化氢用量为8g/L时,半制品质量最佳.当过氧化氢用量超过8g/L时,半制品强力显著下降.因为过氧化氢能与色素反应,破坏其发色结构,因此过氧化氢用量增加,半制品白度增加.同时过氧化氢能与浆料、棉子壳反应,使它们降解而去除,因此过氧化氢用量增加,半制品毛效增加而棉籽壳减少.但是,在碱性条件下过氧化氢也能与纤维素反应使其降解,因此过氧化氢用量增加,半制品强力下降.2.4高效短流程液压系统用量的确定高效短流程精练剂为粉末状,使用时把它的浓度当作100%.表4为高效短流程精练剂浓度对半制品质量的影响.从表4可以看出,随着高效短流程精练剂用量的增加,半制品的毛效增加,高效短流程精练剂用量为30g/L时,半制品质量最佳;高效短流程精练剂用量超过30g/L时,半制品质量下降.高效短流程精练剂的主要组分为表面活性剂、稳定剂、碱剂、螯合剂、消泡剂和填充剂.2.4.1高效短流程车间蜡物权的去除棉纤维上的蜡状物与纤维素以油性结合,果胶与纤维素以酯键结合,灰分等沉积在纤维素上.由于蜡状物以果胶为骨架在纤维表面形成一层薄膜,所以要洗除蜡状物就要降低煮练液的表面张力.高效短流程精练剂中的表面活性剂以非离子表面活性剂为主,如异构十三醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚和异构醇聚氧乙烯醚,少量阴离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯、十二烷基硫酸钠、仲烷基磺酸钠.这些表面活性剂通过润湿、渗透和乳化协同效应,降低煮练液的表面张力而增强渗透力,对蜡状物进行乳化、增溶而去除.同时对浆料、果胶和棉籽壳的降解物进行分散、增溶而去除.由于坯布每批总有一定的差异,因此若煮练槽中出现絮凝物并沾到轧辊上,这是浆料中的聚乙烯醇的凝聚物.应增加高效短流程精练剂中磷酸酯类表面活性剂,以便降解和分散聚乙烯醇浆料.若半制品出现蜡条,应增加高效短流程精练剂中异构十三醇聚氧乙烯醚,以加强对蜡状物的乳化作用.2.4.2化氢发生消耗高效短流程精练剂中碱以硅酸钠为主,少量氢氧化钠.要洗除果胶、灰分、含氮物、有机酸等污垢,就要用碱与它们反应,生成水溶性物质.要洗除浆料、棉籽壳、色素等污垢也用碱和过氧化氢协同与之反应,生成水溶性物质或破坏发色结构.过氧化氢在室温下分解缓慢,但加入碱后过氧化氢被活化,迅速分解如式(1)在可变价金属离子存在下,过氧化氢会迅速分解,遇铁离子时如式(2)煮练过程中过氧化氢发生3种消耗:一是无效分解;二是为一些细小的颗粒,有棱角的物质,特别是铁离子所催化分解引起纤维素大分子的降解;三是用于降解浆料、棉籽壳和消除色素.随着碱性增强,漂白、降解浆料和棉籽壳作用增强.但碱性超过一定值时,过氧化氢无效分解速率显著加快,如不控制过氧化氢分解速率,不但浪费过氧化氢,而且织物白度下降,甚至棉纤维发生严重脆损.硅酸钠既是中等强度碱剂,又是氧漂稳定剂.硅酸钠为网络型晶格结构,在水中溶胀成为海绵状胶体,具有很大的比表面,能吸附铁离子、HOO-,形成胶体聚集体.硅酸钠与漂液中的钙离子、镁离子形成高度分散的硅酸钙和硅酸镁胶团,使吸附铁离子的能力更强,从而抑止铁离子的催化作用,使过氧化氢不易自身分解和氧化纤维素,而与色素反应,破坏发色结构.在中等强度碱性汽蒸条件下,过氧化氢与污垢反应完全而与纤维素反应低.另一碱剂为胺类如四乙酰二胺.它能与硅酸钠形成缓冲溶液,当碱与污垢反应消耗时,使碱度仍保持在中等强度范围.在高温中等强度碱性条件下,过氧化氢与浆料、棉籽壳充分反应,而与纤维素反应低,从而半制品毛效高、布面净,强力损伤小.织物染色或印花后,局部颜色深是由于浆料造成的.煮练液中应增加过氧化氢用量,或者适当提高pH值,使浆料充分降解而退尽,但必须有耐碱氧漂稳定剂作保障.2.4.3预防硅酸钠与钙离子高效短流程精练剂中的螯合剂为有机磷酸盐如二乙烯三胺五甲叉磷酸.螯合剂主要螯合钙离子,防止被碱水解的果胶形成钙盐而沉积在棉纤维上形成钙斑,提高织物的吸水性和白度.同时防止硅酸钠与钙离子形成硅垢沉积在设备上.若丝光后织物出现破洞,则煮练液中应加入铁离子螯合剂,避免过氧化氢在碱性浴中铁离子催化损伤纤维.2.4.4消泡剂2.4.5填充剂3高效短流程液压系统(1)棉织物前处理采用碱堆置加退煮漂汽蒸一浴工艺,碱液中氢氧化钠5g/L、煮练液中高效短流程精练剂30g/L、过氧化氢8g/L、pH值10.9,煮练后半制品的毛效10cm/30min、白度82%、强力623N、棉籽壳0个,与传统退煮、漂白工艺指标相当.坯布指标为毛效0cm/30min、白度52%、强力674N、棉籽壳5个.(2)高效短流程精练剂中增加脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯、异构十三醇聚氧乙烯醚,可防止粘辊、蜡条和色深.煮练液中加入铁离子螯合剂,可防止织物出现破洞.有待进一步优选促使过氧化氢有效分解的耐碱氧漂稳定剂.平幅双层履带式练漂机(无锡新联印染机电有限公司)、毛效测试仪、DSBD-1白度仪、YG026M型电子织物强力机(温州方圆仪器有限公司)、PHS-3C精密型pH计等.14.6tex,523根/10cm×283根/10cm全棉府绸.碱液:氢氧化钠若干;煮练液:高效短流程精练剂若干,过氧化氢若干.按GB/T8425—1987测试:上述经煮练后的布在DSBD-1白度仪上测试白度.按GB/T3923