APG在棉织物前处理中的应用研究

2017-06-28张利军王春梅程梦鑫张军强韩帧卫

纺织科学与工程学报 2017年2期

关键词：棉织物双氧水白度

张利军,王春梅,程梦鑫,刘佳,张军强,韩帧卫

(西安工程大学纺织与材料学院，陕西西安 710048)

APG在棉织物前处理中的应用研究

张利军,王春梅,程梦鑫,刘佳,张军强,韩帧卫

(西安工程大学纺织与材料学院，陕西西安 710048)

探讨环保型表面活性剂APG-1214(烷基糖苷)对棉织物前处理的影响。通过棉织物前处理的退煮漂一浴一步法，采用表面活性剂APG替代传统的精练剂，测试了APG-1214的浓度、温度、时间、双氧水用量、氢氧化钠用量对处理后的棉织物的白度、毛效的影响，对工艺进行了优化。结果表明：APG的用量为4g/L，NaOH的用量为2g/L，双氧水的用量为2g/L，浴比20:1，处理时间为60min，温度为90℃采用一浴法处理的棉坯布白度可达82.5，毛效效果可达11.2cm，断裂强力669N。然后将APG处理织物的效果与普通精练剂DM1116对比，发现APG处理的效果比普通的精练剂DM1116的效果更好。认为：表面活性剂APG-1214在棉织物前处理中有好的效果。

棉织物一浴法前处理环保精练剂白度毛效

0 前言

精练剂在棉织物前处理中起着很重要的作用[1]，而且传统的前处理过程需要使用大量的强碱、氧化剂等化学药剂，在高温下对织物进行长时间的处理。剧烈的加工条件不仅对纤维造成损伤，能源消耗大，环境也受到严重污染[2-4]。在前处理工艺中应用低温、高效的前处理助剂，对于印染企业提高产品质量、节能减排具有实际意义和良好的经济效益[1]。

APG是一种性能较全面的新型非离子表面活性剂，兼具普通非离子和阴离子表面活性剂的特性。其表面活性较高，在相对较低的浓度时就能明显影响体系的表面性质；去污能力强，与LAS和AES相当，生成的泡沫细腻、稳定且丰富，它的表面活性优于醇醚型非离子表面活性剂，和阴离子的表面活性剂接近。它在自然界中能够完全被生物降解，不会形成难于生物降解的代谢物，从而避免了对环境造成新的污染[5-15]。

本文通过APG作为精练剂，在一浴法前处理中，对APG在前处理工艺中的工艺条件和处理后织物的性能进行了讨论分析，以期织物能达到较好的质量，同时能达到节能减排的目的。

1 试验

1.1 试验材料及仪器

材料：规格为20s×20s×128×60纯棉坯布，由江苏通棉公司生产。

试剂：NaOH，H2O2来自西安试剂厂，均为化学纯；DM1404(双氧水稳定剂)，JFC渗透剂，DM1116都来自德美化工，APG-1214来自南京太化公司，均为工业品。

仪器：11-2K型电热恒温水浴锅，上海医疗器械五厂；FA10014型分析天平，上海良平仪器仪表有限公司；DSBD-1型白度测试仪，温州鹿东仪器厂；YG871型毛效测试仪，上海医疗器械五厂；YG(B)033B型撕裂强度仪，温州大荣仪器有限公司。

1.2 前处理工艺

APG-1214处理棉织物处方：

氢氧化钠 2 g/L

双氧水 2 g/L

双氧水稳定剂DM1404 3g/L

渗透剂JFC 1g/L

APG-1214 4 g/L

浴比 20∶1

时间 60 min

温度 90℃

APG-1214处理棉织物工艺曲线：

图1 前处理工艺曲线

1.3 性能测试

1.3.1 白度的测定

采用DSBD-1白度测试仪测试处理后织物的白度。

1.3.2 毛效的测定

采用定时法测量30min时液体润湿织物样条30cm×5cm的高度，以cm表示，数值越大表明精练效果越好[16]。

1.3.3 断裂强力的测试

取三块试样，将试样沿经向修成30mm×5mm的长方形布条，用YG(B)033B型撕裂强度仪对织物进行强力测试，取平均值。分别测试织物未处理和处理后的断裂强力，计算出降强率[17]。

(1-1)

2 结果与讨论

2.1 APG-1214用量对棉织物前处理的影响

按照1.2中的处方配置处理液，改变APG-1214的浓度分别为0g/L、1g/L、2g/L、3g/L、4g/L、5g/L，90℃处理60min，对棉织物进行前处理，测试处理后织物的白度和毛效，得到结果分别如图2和图3所示。

图2 APG-1214浓度对棉织物白度的影响

图3 APG-1214浓度对棉织物白度的影响

由图2和图3可以看出，当APG-1214浓度为4g/L时，棉织物处理后的白度和毛效都达到最好。APG-1214的加入很明显的提高织物的白度，说明APG-1214能对棉织物当中的杂质进行清除，也增大了前处理中双氧水的漂白作用，但APG加入量过大，处理后棉织物的白度反而下降。从处理后棉织物的毛效看APG-1214的加入也能改善棉织物的吸水性，提高了棉织物的渗透性，增加其退浆效果，但APG加入量过大，处理后棉织物的毛效下降。可能是由于APG-1214的表面活性高，加入量过多，会增强过氧氢根离子对织物的作用，使织物损伤，所以处理后织物的白度和毛效会有所下降。所以加入合适量的APG-1214，能使棉织物的前处理效果更好。因此，棉织物前处理中APG-1214的最佳浓度为4g/L。

2.2 温度对棉织物前处理的影响

按照1.2中的实验处方配置处理液，其中APG的用量为4g/L，实验过程中改变处理温度，分别为45℃、60℃、75℃、90℃、100℃，对棉织物进行前处理，测试处理后织物的白度和毛效，得到实验结果如图4和图5。

图4 处理温度对棉织物白度的影响

图5 处理温度对棉织物毛效的影响

由图4和图5可知，随着棉织物处理温度的升高，处理后棉织物的白度和毛效逐渐上升。75℃以下处理的棉织物白度和毛效都不太理想，说明在处理温度低的情况下，棉纤维溶胀程度低，棉织物前处理还不够充分，使得棉织物上的杂质残留较多，煮练的效果没有达到。而当温度升高至90℃时，处理后的棉织物白度和毛效都得到了一定程度的提高，当处理温度达到100℃后，其白度和毛效与90℃处理时对比，并没有较大幅度的提升，所以当温度达到90℃后，棉织物的处理效果达到了最高水平。为了节约能耗，棉织物一浴法前处理的最佳处理温度为90℃。

2.3 时间对棉织物前处理的影响

按照1.2中的实验处方配置处理液，其中APG的用量为4g/L，改变时间，分别为30min、40min、50min、60min、70min、80min在90℃条件下，对棉织物进行前处理，测试处理后织物的白度和毛效，得到实验结果如图6和图7。

图6 处理温度对棉织物白度的影响

图7 处理温度对棉织物毛效的影响

由图6和图7可知：随着处理时间的延长，处理后棉织物的白度和毛效都能提高。处理时间为30min时，处理后棉织物的白度和毛效值都较低，而逐渐增加处理时间，处理后的棉织物的白度和毛效都有一定程度的增大，说明处理时间越长棉织物的处理效果越好。但当处理时间增加到60min时，白度和毛效都达到了一个相对较高的数值，再增加处理时间，白度或毛效都增长得不是很明显，而白度在处理80min后还有较小幅度的下降，说明棉织物的前处理时间不宜过长，可能会损伤织物。所以棉织物退煮漂一浴法的最佳处理时间为60min。

2.4 双氧水用量对棉织物前处理的影响

按照1.2中的实验处方配置处理液，其中APG的用量为4g/L，改变双氧水浓度分别为0g/L、1g/L、2g/L、3g/L、4g/L、5g/L对棉织物在90℃条件下处理60min，测试处理后织物的白度和毛效，得到实验结果如图8和图9。

图8 双氧水浓度对棉织物白度的影响

图9 双氧水浓度对棉织物毛效的影响

由图8和图9可知，随着双氧水浓度的增大，处理后的棉织物的白度和毛效都有一定程度的提高；当双氧水浓度达到2g/L时，此时处理后的棉织物的白度和毛效达到最大，继续增加双氧水的浓度，处理后的棉织物的白度和毛效保持在一个数值浮动、且有下降的趋势，因此在双氧水的浓度为2g/L时，棉织物的处理效果达到最佳。所以，棉织物前处理一浴法的双氧水的最佳浓度为2g/L。

2.5 氢氧化钠对棉织物前处理的影响

按照1.2中的实验处方配置处理液，其中APG的用量为4g/L，双氧水浓度为2g/L，改变氢氧化钠浓度分别为0g/L、1g/L、2g/L、3g/L、4g/L、5g/L对棉织物在在90℃条件下处理60min，测试处理后织物的白度和毛效，得到实验结果如图10和图11。

图10 氢氧化钠浓度对棉织物白度的影响

图11 氢氧化钠浓度对棉织物毛效的影响

由图10可知，随着氢氧化钠浓度的增加，处理后棉织物的白度增加，但增大到一定程度时开始有略微的下降，而其最佳浓度为2g/L；由图11可知，处理后的棉织物的毛效也是随着氢氧化钠浓度的增大而增大，当达到3g/L时毛效达到最大值。所以可以看出氢氧化钠的浓度在2g/L～3g/L时效果最佳，考虑到低能耗低成本，应选择氢氧化钠的浓度为2g/L。

2.6 精练剂APG-1214与普通精练剂DM1116前处理的对比

按照所得出的最佳工艺分别用等量的APG-1214和普通精练剂DM1116对两块相同大小的棉织物进行前处理，分别对处理后的棉织物进行白度、毛效和断裂强力，对两种助剂处理后的棉织物进行对比，棉织物测试结果如下页表1所示：

表1 APG-1214与DM1116处理后的棉织物对比实验

由表1可得： APG-1214处理后的棉织物的各项指标比DM1116处理后的棉织物的各项指标都略大，说明APG-1214处理的效果比普通的精练剂DM1116的效果更好。

3 结论

(1)用APG作为精练剂可以使织物达到与传统精练剂处理后的效果，甚至更好。而且与传统精练剂相比，APG可生物降解，是环保型助剂。

(2)棉织物前处理的最佳工艺处方为：APG-1214的用量为4g/L，NaOH 的用量为2g/L，双氧水的用量为2g/L，浴比：20:1，处理时间为60分钟，温度为90℃。

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