棉织物冷轧堆前处理氧漂活化剂的制备及其应用

韩 丽，张占柱

(河北科技大学，河北 石家庄 050000)

棉织物冷轧堆前处理氧漂活化剂的制备及其应用

韩 丽，张占柱

(河北科技大学，河北 石家庄 050000)

针对传统棉织物冷轧堆前处理过程中存在碱和双氧水用量大，生产周期长，效率低的问题，以自制过渡金属盐混合物、羧甲基纤维素钠(CMC)、焦磷酸钠为原料制备了一种新型氧漂活化剂，并通过单因子及正交试验确定了其在纯棉织物冷轧堆新工艺中最佳应用条件:H2O2质量浓度30g/L，NaOH质量浓度30g/L，活化剂质量浓度6 g/L，渗透剂质量浓度3 g/L，堆置时间7 h，轧液率100%，温度为室温。该工艺条件下，织物白度为84.2%，强力为682.7 N，30 min毛效为8cm。结果表明，新工艺不仅可使织物获得较好的处理效果，还能在一定程度上减少碱和双氧水用量，缩短堆置时间，提高效率，降低生产成本。

活化剂;棉织物;冷轧堆;前处理

前处理是棉织物染整加工的基础工序，因棉织物含杂多，其处理效果的好坏会直接影响后续加工［1］。传统棉织物前处理分退、煮、漂3步进行，工序长，能耗高［2－4］。随着人们对生态环境的重视，冷轧堆工艺因其节能降耗优势得到广泛关注和应用［5－6］。然而，由于反应温度低，即使高碱、高氧浓度、堆置时间很长，产品也不能获得较好的处理效果，而且碱和双氧水应用效率低，浪费严重［7－8］。活化剂能在较低温度下促进双氧水分解，因而受到人们的普遍关注。现在研究较多的活化剂主要有酰胺基类化合物、烷酰氧基类化合物、氧氮杂萘类化合物、N-酰基己内酰胺化合物、甜菜碱衍生物两性型化合物等［9］，但相对较高的成本和供应问题限制了其在生产实际中的推广［10］。

针对以上问题，本文旨在用一种过渡金属盐和羧甲基纤维素钠(CMC)在调节剂作用下螯合，制备一种新型的双氧水活化剂，并将其用于纯棉织物冷轧堆前处理。通过探索各工艺因素对棉织物漂白效果的影响及正交试验，最终得出一套节能降耗的纯棉织低温练漂优化工艺。

1 试验部分

1.1 试验材料与仪器

纯棉织物;过渡金属盐混合物(自制)、焦磷酸钠(AR)、羧甲基纤维素钠(AR)、氢氧化钠(AR)、27.5%双氧水(CP)、渗透剂(工业品)、稳定剂(工业品)、精练剂(工业品)。

YG004N电子单纤强力仪(南通三思)、WSB-Ⅱ白度仪(温州仪器仪表有限公司)、纺织品毛细效应测试仪。

1.2 活化剂的制备

取一定量CMC加入热水中搅拌，制备既定浓度的CMC透明溶液，备用。将事先制备好的过渡金属盐混合物加入三口瓶中，加热搅拌至全部溶解，然后边搅拌边加入焦磷酸钠溶液，10 min后升温，继续搅拌30 min，然后在30 min内加入预先制备的CMC溶液，搅拌2 h后测定溶液pH值，并调节至中性，继续搅拌至溶液澄清即得氧漂活化剂。

1.3 试验方法

1.3.1 传统冷轧堆前处理工艺

配制漂液→浸轧碱氧液(常温二浸二轧)→堆置(常温20 h)→热水洗→轧热碱→热水洗→冷水洗→烘干落布。

处方:双氧水40g/L，烧碱40g/L，精练剂6 g/L，稳定剂12 g/L，堆置时间20 h，堆置温度为室温。

1.3.2 新冷轧堆前处理工艺

流程:配制漂液→浸轧漂液(二浸二轧，轧液率70% ～80%)→堆置→水洗→自然晾干。

处方:H2O2、NaOH和活化剂质量浓度和堆置时间均为变量，渗透剂3 g/L，堆置温度室温。

1.4 指标测试

白度:根据GB/T 8424.2—2001《纺织品色牢度试验相对白度的仪器评定方法》，用全自动白度计测定。

强力:根据 GB/T 3923.1—1997《纺织品织 物拉伸性能第1部分:断裂强力和断裂伸长率的测定条样法》，用电子织物强力仪测试。

毛效:根据 FZ/T 01071—1999《纺织品毛细效应试验方法》测定。

2 试验结果与讨论

2.1 单因素试验

2.1.1 活化剂用量对前处理效果的影响

表1示出活化剂质量浓度对前处理效果的影响。可看出，随着活化剂质量浓度的增加，白度先迅速增加，后变化缓慢，最后几乎不变，强力呈下降趋势，毛效则先增加后减小。这说明活化剂的加入可促进有效漂白成分HOO－的生成，实现促漂，提高织物白度，但强力受损伤程度愈严重。综合白度、强力和毛效以及生产成本，活化剂质量浓度取6 g/L。

表1 活化剂质量浓度对前处理效果的影响Tab.1 Effect of mass concentration of activator on pre-treatment

2.1.2 H2O2质量浓度对前处理效果的影响

表2示出H2O2质量浓度对前处理效果的影响。由表可知，随着H2O2质量浓度的增加，白度先增加后趋于不变，强力呈下降趋势，毛效增加。这可能是因为双氧水的不断加入促进了越来越多有效漂白成分的生成，因而白度增加，但当H2O2质量浓度达到30g/L后，已生成足够多的 HOO－，继续提高双氧水用量只会造成织物更严重的损伤和资源的浪费。综合考虑织物白度、强力、毛效以及生产成本等指标，H2O2质量浓度取30g/L。

表2 H2O2质量浓度对前处理效果的影响Tab.2 Effect of mass concentration of H2O2 on pre-treatment

2.1.3 NaOH质量浓度对前处理效果的影响

表3示出不同NaOH质量浓度对前处理效果的影响。由表可知，随着NaOH质量浓度的增加，白度增加，强力下降，毛效增加。这是因为漂液碱性的增强可促进双氧水的分解以及棉织物中多种杂质的去除，因而织物白度和毛效增加，然而，随着碱性的增强，棉纤维的氧化速率增加，棉织物的强力下降。综合棉织物的白度、强力、毛效以及生产成本，NaOH质量浓度取30g/L。

表3 NaOH质量浓度对前处理效果的影响Tab.3 Effect of mass concentration of NaOH on pre-treatment

2.1.4 堆置时间对前处理效果的影响

表4示出堆置时间对前处理效果的影响，由表可知，随着堆置时间的延长，织物白度增加，强力降低，毛效增加。这是因为随着堆置时间的延长，双氧水的分解以及杂质的去除反应会更充分，因而棉织物的白度和毛效增加，强力降低。综合白度、强力、毛效以及生产成本，堆置时间选为7 h。

表4 堆置时间对前处理效果的影响Tab.4 Effect of batching time on pre-treatment

经单因素试验得纯棉织物冷轧堆新工艺条件:H2O2质量浓度30g/L，NaOH质量浓度30g/L，活化剂质量浓度6 g/L，渗透剂质量浓度3 g/L，堆置时间 7 h，浴比 20∶1，温度室温。

2.2 正交试验

在以上单因素试验的基础上设计正交试验，结果如表5所示。

由表5可知:对于白度，各因素影响顺序为C＞D＞B＞A，最佳组合为A3B3C2D3;对于强力，各因素影响顺序为A＞D＞C＞B，最佳组合为A1B1C2D3;对于毛效，各因素影响顺序为B＞D＞A＞C，最佳组合为A3B1C2D1。综合以上分析以及生产成本，最终确定最优氧漂工艺条件:H2O2质量浓度30g/L，NaOH质量浓度30g/L，活化剂质量浓度6 g/L，渗透剂质量浓度3 g/L，堆置时间7 h，浴比20∶1，温度为室温。

表5 正交试验结果及分析Tab.5 Results and analysis of orthogonal experimental

2.3 不同试验工艺前处理效果的比较

表6示出不同工艺处理下纯棉织物的各项指标。由表可知，与传统冷轧堆工艺处理效果相比，经新工艺处理后棉织物的白度增加，强力降低，毛效增加。

表6 不同工艺前处理效果的比较Tab.6 Comparision of different pre-treatment process

3 结论

本文成功制备了一种成本低、效果良好的新型双氧水活化剂，并用于纯棉织物冷轧堆氧漂工艺中。工艺条件为:H2O2质量浓度30g/L，NaOH质量浓度30g/L，活化剂质量浓度6 g/L，渗透剂质量浓度3 g/L，堆置时间7 h，浴比20∶1，温度为室温。该工艺条件下，织物白度为84.2%，强力为682.7 N，30 min毛效为8cm。

加入新型氧漂活化剂的冷轧堆工艺不仅可使棉织物在较低NaOH质量浓度和较短堆置时间条件下获得稍优于一般冷轧堆前处理的效果，还能在一定程度上减少碱和双氧水的质量浓度，缩短堆置时间，提高效率，降低生产成本，即在节能降耗方面具有一定优势。

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Preparation and application of bleaching activator for cold pad pre-treatment of cotton fabric

HAN Li，ZHANG Zhanzhu
(Hebei University of Science and Technology，Shijiazhuang，Hebei050000，China)

Aiming at the problem on large amount of alkali and hydrogen peroxide，long production cycle and low efficiency in conventional cold pad pre-treatment of cotton fabric，a new type of oxygen bleaching activator was prepared from homemade transition metal salt mixture，CMC and pyrophosphate，and through single factor and orthogonal experiments，the best conditions for new cold pad pretreatment for cotton fabric were as follows:the mass concentration of H2O2was 30g/L，the mass concentration of NaOH was 30g/L，the mass concentration of activator was 6 g/L，the mass concentration of penetrant was 3 g/L，batching time was 7 h，mangle was 100%and temperature was room temperature.Under above conditions，the fabric whiteness was 84.2%，strength was 682.7 N and capillary effect was 8cm when immersion 30 min.The results showed that the new process not only can make the fabric to obtain better treatment effect but also can reduce the amount of alkali and hydrogen peroxide，shorten stacking time，improve efficiency and lower production costs

activator;cotton fabric;cold pad-batch;pretreatment

TS 192.2

A

10.13475/j.fzxb.20140703004

2014－07－13

2014－09－29

韩丽(1988—)，女，硕士生。主要从事纺织材料与印染助剂的研究。张占柱，通信作者，E-mail:zhangzhanzhu@hebust.edu.cn。