棉织物前处理固体复合助剂的研究

棉织物前处理固体复合助剂的研究

除了棉纤维本身含有的杂质外，如棉蜡、果质、养分、其他共生物材料，还有许多其他外部杂质，如棉碗、油脂等。这些杂质的存在影响织物的各种性能,如润湿性能、白度,以及织物后道染色、整理等加工的顺利进行,所以必须对棉织物进行前处理以去除大部分杂质。传统棉物煮练、漂白前处理工艺,先用烧碱等进行煮练,以去除织物上的果胶、棉蜡等杂质,再用双氧水进行漂白。具有废水碱性强、处理成本高、工艺流程长、耗能、耗时等诸多缺点。因此,人们对棉织物前处理用无烧碱、短流程、多功能复合助剂投入大量研究,但真正得到实际应用的尚不多见。本文研究了采用氧化剂PS为主体,辅以蜡质乳化剂、渗透剂、螯合剂等复配而成的煮漂一浴固体复合助剂的前处理效果,并与传统工艺进行了比较。1实验部分1.1材料和机器1.1.1面料物14.5tex纯棉棉毛布,无锡总厂提供。1.1.2合成药氧化剂PS、乳百灵、咔唑,均为工业品;过硼酸钠、过硫酸铵、焦磷酸钠、草酸钠、多聚磷酸钠、柠檬酸三钠、EDTA、硅酸钠等,均为化学纯。1.1.3织物强力测试Rapid轧车、PHS-2C型酸度计、YG(B)X-71型毛效仪、WSD-Ⅲ白度仪、GretagMacbethColor-Eye7000A测配色仪、721型分光光度计、YG026A型电子织物强力机等。1.2方法1.2.1织物吸湿排汗工艺采用碱煮练-氧漂工艺。1)碱煮练。处方:氢氧化钠2g/L,硅酸钠1g/L,JFC1g/L,浴比1∶20。工艺流程:织物保温浸渍(95~100℃,120min)→热水洗3次(60~80℃)→冷水洗。2)双氧水漂白。处方:双氧水(30%)10g/L,硅酸钠5g/L,JFC2g/L,用氢氧化钠调pH值10.5~11.0,浴比1∶20。工艺流程:织物保温浸渍(95~100℃,60min)→热水洗3次(60~80℃)→冷水洗→烘干。1.2.2织物保温浸渍工艺1)处方:复合助剂Xg/L,浴比1∶20。2)工艺流程:织物保温浸渍(85~100℃,60~90min)→热水洗3次(60~80℃)→冷水洗→烘干。1.3评价棉纺材料前处理效果的指标1.3.1果胶量对法律发育阶段的影响采用硫酸铜-亚铁氰化钾显色法。将试样浸于10%硫酸铜溶液中1h,取出后充分洗涤,然后浸入10%亚铁氰化钾溶液,取出后观察布面着色情况,出现绯红色表示有果胶存在,果胶量越多,绯红色越深;果胶量越少,绯红色越浅。把果胶含量分为4个等级:A(近白色),B(浅绯红色),C(绯红色),D(深绯红色)。1.3.2半乳糖醛酸百分含量的测定采用草酸铵萃取-咔唑比色法。称取织物干重1.5g,剪碎后盛放在250mL的烧瓶中,加入100mL0.5%的草酸铵溶液,上接冷凝管,在沸水浴中煮1.5h,然后过滤,取滤液2mL加入到12mL的浓H2SO4中并用冰水冷却,然后在沸水浴中煮10min后再用冷水冷却,最后加入0.15%的咔唑无水乙醇溶液1mL,混合均匀,静置30min后,用721分光光度计在530nm波长下,1cm的比色皿测吸光值A,再由标准曲线算出半乳糖醛酸百分含量,进而得到果胶质的百分含量。1.3.3润湿性将处理后织物在105℃烘干,再测30min内毛细管效应值。1.3.4白度将105℃烘干平衡后的织物叠成4层,在WSD-Ⅲ型全自动白度仪上于457nm波长下测试,以R457白度值Wr表示。1.3.5强大的中断将处理过织物剪成直径为6cm的圆形,用顶破强力仪测定,测5次,求平均值,单位为N。1.3.6去除率以处理前后织物上棉籽壳数目差值占坯布上棉籽壳总量的百分率评价。2结果与讨论2.1复合助剂对棉物前处理效果的影响棉物前处理要求去除各种人为杂质(如编织油剂)和天然杂质(棉纤维伴生物),虽然多数杂质可通过氧化作用加以降解去除,但一般还需与渗透剂、乳化剂、稳定剂、螯合剂等协同作用,才能取得较好的效果。因此,首先在相同助剂用量和相同工艺条件下,比较不同组合的复合助剂对棉物的前处理效果,从而得到棉物煮、漂一浴法复合助剂的最佳组合。由于果胶质含量与润湿性有关,因此在性能指标测试中增加了果胶去除效果一项,具体测试结果如表1所示。从表1看出,与只用氧化剂PS的1#相比,加入硅酸钠作稳定剂,能够提高棉物处理后的白度和强力。乳百灵有乳化蜡质和润湿渗透作用,因此明显提高了棉物处理后的吸水性,而螯合剂(多聚磷酸钠和草酸钠等)的加入虽能提高织物的果胶去除程度,但白度并无明显提高,织物强力下降较多。因此,棉物前处理复合助剂确定由氧化剂PS、乳百灵、硅酸钠组成。2.2棉物煮、漂一浴法最佳工艺条件的确定根据初步确定的前处理复合助剂组成,结合生产实际,通过正交试验设计,对助剂各组分用量及工艺条件进行优化组合。正交试验因素水平如表2所示。根据因素水平表,选用L8(27)正交表进行试验,试验条件组合及前处理性能指标如表3所示。采用极差分析法进一步了解各因素对棉物前处理效果影响的主次顺序,由于各组试验中毛效均较高,因此只考察白度、强力和果胶去除率3个指标,结果如表3所示。根据表3的统计分析结果可知:1)影响白度各因素的主次顺序。氧化剂PS用量>时间>乳百灵用量>温度>硅酸钠用量,最佳值为A2、B2、C1、D2、E2。其中,氧化剂PS用量高时棉物处理后的白度较好。2)影响顶破强力各因素的主次顺序。温度>硅酸钠用量>时间>氧化剂PS用量>乳百灵用量,最佳值为A1、B1、C1、D2、E2。其中,低温处理棉物可获得较高的顶破强力。3)影响果胶去除率各因素的主次顺序。温度>硅酸钠用量>氧化剂PS用量>乳百灵用量>时间,最佳值为A2、B1、C1、D1、E1。其中,高温处理棉物可获得较高的果胶去除率。综合上述分析,依据主要因素采用好水平,次要因素考虑经济方便等适当水平,得出最佳组合为A2、B2、C1、D1、E1。因此,复合助剂对棉物煮、漂一浴法的最佳工艺条件为氧化剂PS10g/L,乳百灵0.5g/L,硅酸钠5g/L,浴比1∶20,在95~100℃下浸渍处理60min。将3种固体组分混合复配成复合助剂(氧化剂PS65%,乳百灵3%,硅酸钠32%),质量浓度为15.5g/L。2.3复合助剂对棉物前处理效果的影响将复合助剂煮、漂一浴浸渍法最佳工艺与传统碱煮练-氧漂工艺进行比较试验,进一步评定以氧化剂PS为主的复合助剂对棉物的前处理效果。对比结果如表4所示。从性能测试结果可知,复合助剂处理后棉物的白度、毛效及顶破强力均比传统碱煮练-氧漂工艺有所提高,但果胶去除率比传统工艺低。此外,复合助剂溶液处理前后的pH值变化不大。3前处理条件优化棉物煮、漂一浴复合助剂由氧化剂PS(6