青大染整工艺原理（一）课件第3章 漂白

第三章漂白一、概述二、过氧化氢漂白三、次氯酸钠漂白四、亚氯酸钠漂白五、其它漂白剂漂白一、概述一、漂白目的去除织物上的色素，提高织物的白度或色泽鲜艳度;同时除去织物上残留的其他杂质,如棉籽壳、蜡质等，从而进一步提高织物的吸湿性。二、漂白剂氯漂NaClO、氧漂H2O2、亚漂NaClO2三、漂白方法浸漂淋漂轧漂四、漂白方式有平幅、绳状、双头、单头、松式、紧式以及连续和间歇之分五、对漂白产品质量要求白度：87%以上损伤小(对NaClO漂白，要求“潜在作用”小)六、漂白工艺根据品种不同制订不同工艺。如涤棉混纺织物常用亚氧漂，或氯-氧漂，也有氧-氧漂等。二、过氧化氢漂白1、H2O2溶液的性质2、H2O2漂白原理3、H2O2漂白工艺条件分析4、稳定剂的作用和选择1、H2O2溶液的性质1、H2O2溶液的性质俗称双氧水，无色无臭溶液，商品有多种浓度，低浓度(3%、30%、35%)，印染厂使用30%或35%。强氧化剂，30%H2O2对皮肤有刺激性和“灼伤”作用，浓度＞65%的H2O2与易燃物接触易燃、易爆。30℃以下的H2O2较稳定，>70℃，分解速率加快。水溶液呈弱酸性，遇base低温亦极易分解。商品H2O2加硫酸或磷酸使其稳定，并在酸性条件下出售保存。受热、光、催化剂作用也易发生分解:2H2O2→2H2O+O2+47kcal(1)H2O2是弱二元酸，在水溶液中按下式电离：H2O2

H++HO2-

(2)HO2-→H+O22-(3)由于HO2-(过氧氢阴离子)不稳定，可按下式进行分解：HO2-→OH-+[O](4)2HO2-→2OH-+O2(5)可见：H2O2具有复杂成分的溶液，随PH变化，溶液成分发生变化。2、H2O2漂白原理关于H2O2的漂白机理，通常认为HO2-是漂白的主要成份，能起脱色作用。有效分解：对漂白有贡献HO2-，与色素作用。无效分解：对纤维有损伤HO2·、HO·、O2自由基会引起纤维损伤，若有铜、铁存在，织物会产生破洞。O2无漂白作用，如渗入纤维内部，在高温碱作用下，引起纤维的严惩损伤，DP下降。pH值的影响3、H2O2漂白工艺条件分析(以棉为例)1．pH值的影响pH值对H2O2分解率和漂白质量有影响。强力：pH=3～10范围强力变化不大，有较高水平白度：PH=3~13.5白度在83%~87%；PH=9~11最佳聚合度：pH=6～10范围内能达满意水平。分解率：酸性到弱碱，分解率低；强碱性分解率高。PH>10更明显综上所述，pH=9～10较理想，若考虑加入一定量的稳定剂和其它助剂，pH=10.5～11较为理想。漂白温度和时间温度和时间相互制约，一般温度高，时间短；反之亦然。室温浸轧打卷，堆放20小时；若进热反应室，时间缩短一半；高温高压漂白120～130℃时间缩短到几分钟4、稳定剂的作用和选择稳定剂的作用控制反应，使反应适中。碱能加速H2O2分解，对漂白不利。削弱和消除重金属离子对H2O2分解的催化作用，使其均匀分解。稳定剂⑴Na2SiO3水玻璃①稳定作用：可缓冲漂液的pH值②胶态性质：Na2SiO3在硬水中形成高度分散的MgSiO3(CaSiO3)胶体，能吸附重金属离子，使金属离子失去催化活性。并减慢H2O2分解速率．∴若在去离子水中漂白，非但没有稳定作用，相反因pH值提高而加速H2O2分解，但当Fe2+含量超过Na2SiO3吸附能力时，就会减弱其稳定作用优：稳定效果好，白度，价格便宜缺：易结硅垢，影响手感，清除困难，不耐强碱浴⑵镁盐稳定机理：在碱性漂液中生成Mg(OH)2絮状物，吸附杂质和金属离子，自由基，使其失去活性Mg与H2O2反应，能对H2O2进行寄存。HO2-与OH-能环绕在正最荷周围，从而稳定H2O2⑶磷酸盐和有机膦酸盐络合剂磷酸氢二钠、磷酸三钠、焦磷酸钠、六偏磷酸钠等，无硅垢，手感好，漂洗性佳。但使用时需加少量钙、镁盐。机理：吸附作用和与重金属生成络合物或螯合物的作用。受pH值影响大，又会造成水富营养化另一种是稳定剂本身既是吸附型又是螯合型，如聚丙稀酸，聚马来酸聚羟茎丙稀酸，具有良好的胶体特性和分散作用，有温和的螯合作用，耐碱性较好有机膦酸酯，能耐50g/L的烧碱，可用于高碱量的煮漂一浴法。5、过氧化氢漂白方式和工艺条件氧漂工艺适应性广泛，漂白方式有①轧漂(汽蒸漂白，是目前应用最广的一种，工艺连续化，效率高，以平幅汽蒸为多)；②浸漂(卷染机平幅漂白，液下履带箱漂白)；③冷堆法等，温度可分室温，常压高温，高压高温等，另外可与其它漂白剂联合进行。5、对H2O2漂白的评价对纤维损伤小，不存在潜在损伤，适用范围广，无污染白度好、稳定，去杂好，手感佳对设备有较高要求三、次氯酸钠漂白1、NaClO溶液的性质2、NaClO漂白原理3、NaClO漂白工艺条件分析4、NaClO漂白工艺和设备1、NaClO溶液的性质（1）NaClO为无色or淡黄色、带有Cl2臭味的液体，其浓度用有效氯含量来表示。商品溶液浓度为有效氯含量10～15%（2）强碱弱酸盐，易水解

NaClO+H2O→HClO+NaOH呈碱性

HClO电离→H++OCl‑HClO分解→HCl+[O]指次氯酸钠加酸后放出氯的量（3）金属或重金属化合物对NaClO有催化作用、加速其分解，使fiber严重受损，以Fe、Co、Ni的化合物催化作用较为强烈，其次Cu、锡。∴设备不宜用铁质。漂液中也不应含铁离子。一般用陶瓷、塑料或石料作加工容器。（4）NaClO漂白时避免阳光直射，防止NaClO分解，导致纤维受损。2、NaClO漂白原理NaClO与色素的作用很复杂，一般认为NaClO的漂白在不同条件下可能是不同成分在起作用。笼统地说，漂白的主要成分是HClO和Cl2，碱性范围是HClO为主，PH<4是Cl23、NaClO漂白工艺条件分析漂白所受损伤>>煮炼注意：漂白时，由于纤维吸收NaClO水解产生的NaOH，加之纤维素，果胶等有机物产生酸的影响，还有空气中CO2的作用，使漂液pH逐渐↓。∴轧漂时要不断补充新鲜漂液，淋漂和浸漂时需要加碱剂Na2CO3以维持pH值，防止纤维损伤。PH值、温度、浓度和时间漂液的pH值的影响漂液的pH值的影响主要表现在对漂白速率和对纤维损伤大小影响：

①酸性条件下，fiber损伤不明显，漂白速率太快，不易控制，且有Cl2逸出，污染环境。一般不用。

②中性条件，漂白速率较快，但fibre损伤最严重，强力损失大。应避免中性漂白。氧化纤维素。存在潜在损伤。

③碱性条件，尽管漂白速度慢一些，但通过延长时间可达到目的。所以选择pH=9～11漂白温度和时间T↑，漂白速率↑，但棉fibre的氧化速率↑pH=11，T每↑10℃，漂白速率↑2.3倍，氧化速率↑2.7倍，T＜35℃，T>35℃，DP急剧↓∴高温不宜，但低温需制冷设备，能耗大，时间长。∴选择室温20～35℃，时间以30～60min为宜浓度在pH、T和t一定时，C↑，白度↑，但并非成正比，C达一定值白度提高不多，而损伤大，实际生产时应根据含杂、织物厚薄，对白度要求确定。一般有效氯含量在1～5g/L绳状1～2g/L平幅3～5g/L脱氯危害：

①造成织物强力下降和白度泛黄。残留的含氮物质会与残氯作用生成氯胺，氯胺慢慢释放HCl使织物受损和泛黄。②残氯给某些不耐氯漂的活性染料的染色和印花带来不利③引起含氮树脂进行树脂整理时吸氯泛黄和氯损现象。脱氯剂①大苏打：1～2g/L，室温浸轧后热水洗即可。2Na2S2O3+Cl2→Na2S4O6(连四硫酸钠)+2NaCl

特点：效果好、工艺简单、不损伤纤维，但残硫引起泛黄，必须将残硫清洗干净②过氧化氢：1～2g/L，室温浸轧后热水洗即可。H2O2+Cl2→2HCl+O2

特点：无泛黄、无污染，但价格较贵。③硫酸：促使残留的NaClO进行分解，进一步提高漂白的去杂效果。4、NaClO漂白工艺和设备绳状连续轧漂工艺在绳状漂白联合机上进行绳状轧漂(有效氯1～2g/L，轧余率100～120%)→J形箱堆置(30～45min)→冷水洗→轧酸(H2SO42~4g/L，40～45℃)→室温堆置(20～30min)→水洗→中和(Na2CO33~5g/L，)→温水洗→冷水洗→送堆布池。平幅连续轧漂工艺：平幅轧漂(有效氯3～5g/L)→J形箱平幅室温堆置(10～20min)→水洗→脱氯→水洗。平幅连续浸漂工艺：平幅轧漂(有效氯3～5g/L)→浸漂(有效氯3～4g/L，10min)→浸漂(有效氯1.5～2.5g/L，10min)→水洗→脱氯→水洗。NaClO漂白应注意的两个问题(1)前处理问题：必须有较好的退浆和精练效果，否则要加重漂白负担，影响棉fibre的强度，对T/C来说，这一点较难满足，一旦精练不净，fibre上的含氮物质漂白时会与HClO生成氯胺类化合物，释出HCl，使fibre泛黄、脆损。∴NaClO漂白对T/C仅适用于深色品种，中、浅色须复漂一次(2)脱氯问题：漂白后，残留氯经过一定时间会使纤维损伤，色泽发萎，泛黄，对不耐氯的dye亦有破坏作用。对NaClO漂白工艺评价NaClO价格低，工艺设备简单，广泛用于棉布的漂白。该工艺要求有较好的退浆精练效果，否则会加重漂白负担，影响棉fibre的强度。对T/C仅限于深色品种，不用于蛋白质fibre的漂白(引起损伤、泛黄)有Cl2逸出，有污染。四、亚氯酸钠漂白1、NaClO2溶液的性质2、NaClO2漂白原理3、NaClO2漂白工艺条件分析4、NaClO2漂白工艺和设备NaClO2是一种温和的氧化剂，对棉纤维损伤小，去杂效果比次氯酸钠和过氧化氢都好，特别是去除棉籽壳能力显著，“晶莹透亮”。对前处理要求低，缺点：酸性条件下释放出比重较大的有害气体二氧化氯。设备：钛板或含钼不锈钢。近年来，用聚四氟乙烯、聚乙烯和以玻璃纤维强化的聚酯材料也获得成功，其中以陶瓷和钛板最佳，但价格昂贵。NaClO2必须干燥和避光，遇高温分解2NaClO2(亚氯酸钠)→2NaClO3(氯酸钠)+NaClNaClO2→NaCl+O2金属离子能促进NaClO2分解，但比H2O2弱液体NaClO2溶液呈弱碱性，可水解。氧化能力较NaClO弱，不会造成大分子断键，故对纤维损伤小，且能溶解果胶和木质素。溶液成分变化：随PH下降，HClO2含量逐渐增多。稳定性：NaClO2稳定性随PH值升高而增加。在酸性条件下不稳定，分解产生ClO2（二氧化氯），且pH↓，分解速率↑。5ClO2-+2H+→4ClO2+Cl-+2OH-

（1）主反应3ClO2-→2ClO3+Cl-

（2）副反应ClO2-→Cl-+2[O]（3）副反应漂白原理：认为HClO2存在是漂白必要条件，ClO2可能是漂白的有效成分。也有人认为[O]起漂白主导作用。2、NaClO2漂白工艺条件分析pH值：它对NaClO2的稳定性和漂白效果有很大关系。流度是粘度的倒数，越大，降解越严重。pH=8-8.5，纤维损伤增大，而白度却差。而pH=4.6时，损伤较小。酸性条件下，ClO2生成速率＞消耗速率，造成环境污染，腐蚀设备，同时氯酸钠含量却很高；PH=5.5，最佳；实际生产中，为了取得较快的漂白速率，亦可调节在pH=4.0～4.5。温度：90～100℃对漂液稳定性和白度有关：T↓，漂液稳定；T↑，漂液分解速率加快，白度↑，但T与活化剂有关(有机酸80℃，有机酯95℃以上)，考虑漂白连续生产，T较高为宜。时间相同温度及同类活化剂下，t↑，白度↑；但时间过长，白度不会提高，而且引起纤维损伤。决定t的是NaClO2的分解速率：室温漂白，分解速率慢，时间长连续汽蒸漂白60～90min翻板式练漂机漂20～30min。浓度：15～20g/L因织物含杂程度，加工要求，方式及活化剂性质有所不同。其它条件不变前提下，浓度↑，白度↑，但浓度过高，白度不会↑，浪费↑，污染环境。根据经验，一般NaClO2用量为织物重量的1%左右，浸轧液浓度15～20g/L。活化剂与缓冲剂活化剂的作用：将呈碱性的商品NaClO2溶液调节成弱酸性（PH<5.5）