Premix 3in1 多功能三合一前处理剂的应用工艺研究

2019-03-27廖雅丽褚维发朱守诚丁文俊刘国庆徐庆林

安徽化工 2019年6期

廖雅丽，褚维发，朱守诚，丁文俊，刘国庆，徐庆林

（合肥市东方美捷分子材料技术有限公司，安徽合肥230088）

纯棉织物有环保、透气、舒适等优势，受人喜爱，因此在服装市场上占很大比例。棉纤维组分中除了含有纤维素外还含有少部分杂质（棉籽壳、蜡状物、果胶质、含氮物质、色素），这将降低纤维素固有的白色外观[1]。在前处理过程中除去这些杂质，有利于提高织物的白度和吸湿性，便于后续染色和印花。

传统碱精练需在高温强碱条件下进行[2]，处理后的废水碱性强，严重污染生态环境，并消耗大量的水、电、汽等资源[3]，且高温强碱的前处理条件，极易造成棉纤维的氧化损伤[4]。因此，研究低碱前处理工艺势在必行。

棉织物前处理试剂常规用量为：精炼剂1g/L，螯合分散剂0.5 g/L，氧漂稳定剂0.5 g/L，双氧水4g/L，氢氧化钠2 g/L。传统棉织物前处理加工过程中，先用精炼剂进行精练，以去除织物上的果胶、棉蜡等杂质，再使用双氧水进行漂白[5]。该方案碱剂和精炼剂的用量大，原料消耗大，加料程序繁琐，生产成本高。故研究能解决退浆、煮练、漂白等一系列前处理多功能型助剂已成为海内外研究的热点。为了满足市场需求，笔者研究开发了集精练、螯合分散、氧漂稳定于一体的Premix 3in1 三合一前处理功能助剂。对于纯棉织物，前处理试剂在低用量低碱的条件下也能达到较好白度、很高毛效，且对织物强力损伤较小，能满足工业需求，且节约生产成本。

1 实验部分

1.1 实验材料

21 支纯棉梭织坯布；氢氧化钠；双氧水（27.5% ）；Premix 3in1 三合一前处理剂（自制）。

1.2 实验仪器

染色小样机（南通宝来纺织设备有限公司）；JC101型电热鼓风干燥箱（南通嘉程仪器有限公司）；XT-48B白度仪（杭州研特仪器有限公司）；CMT4000 系列微机控制电子万能试验机（深圳市新三思材料检测有限公司）。

1.3 工艺流程及处方

1.3.1 工艺流程

按工艺处方配制完工作液后放入纯棉坯布，98℃处理60 min 后取出织物，先用80℃～90℃热水洗后冷水洗，最后烘干检测棉织物的白度、毛效、强力。

1.3.2 工艺处方（表1）

表1 工艺处方

1.4 测试

白度：按照GB/T 8424.2-2001《纺织品色牢度试验相对白度的仪器评定方法》测试。每块漂白布样均折叠两次形成四层不透光样品，在织物表面不同位置测四次，取白度的平均值。

渗透力：参照FZ/T 01071-1999《纺织品毛细效应试验方法测试》。将待测织物剪成30 cm*5 cm（径*纬）的布条，并将其悬垂在支架上，下端浸于浓度为0.5% 的重铬酸钾水溶液中，测定30 min 内液体沿布条向上爬升的高度。重复操作四次，取平均值。

强力：漂白过程中，除了天然色素受到破坏之外，棉纤维本身也会受到损伤[6]，也就是织物强力会有损伤。测定方法按照GB/T 3923.1-1997《纺织品断裂强力和断裂伸长率的测定条样法》。

2 结果与讨论

2.1 单因素变量对棉织物性能的影响

2.1.1 三合一前处理助剂影响

在双氧水4 g/L、氢氧化钠0.5 g/L 用量一定的条件下，分别配制不同浓度Premix 3in1 三合一前处理剂处理纯棉织物并测试其效果。测试结果见表2。

表2 不同浓度Premix 3in1 三合一前处理剂处理效果

Premix 3in1 三合一前处理剂是集精炼剂、螯合分散剂、氧漂稳定剂于一体的前处理助剂。从表2 可以看出，随三合一前处理剂用量的增加，白度和毛效逐渐增加，但强力逐渐下降。当三合一前处理剂仅为0.25g/L 的低用量时，毛效高达9.5 cm/30 min（棉织物毛效合格标准≥8 cm/30 min）。从生产需求和经济成本上看，三合一前处理剂用量为0.25～0.5 g/L 为宜。

2.1.2 双氧水影响

在Premix 3in1 三合一前处理剂0.25g/L、氢氧化钠0.5g/L 用量一定的条件下，单一改变双氧水的用量，处理纯棉坯布，测试结果见表3。

表3 不同浓度双氧水处理效果

从表3 可以明显看出，随双氧水用量的增加，白度、毛效逐渐增加，强力逐渐降低。双氧水浓度为4g/L 时的白度、毛效、强力已经能满足生产需求，增加用量虽然白度和毛效都有所提高，但经济成本也相应提高，故双氧水浓度应为4g/L。

2.1.3 烧碱影响

在Premix 3in1 三合一前处理剂0.25g/L、双氧水4g/L 用量一定的条件下，分别配制不同浓度的氢氧化钠溶液处理纯棉坯布，测试结果见表4。

表4 不同浓度氢氧化钠处理效果

从表4 可以明显看出，随氢氧化钠用量的增加，白度和毛效逐渐增加，但增加的均不多，织物的强力下降且下降幅度大。综合考虑，选择氢氧化钠浓度为0.75 g/L。

2.2 正交实验

根据单因素控制变量法分别研究了各个变量对前处理后织物的白度、毛效、强力的影响，并确定每个工艺的合适用量，进行正交实验。通过正交实验，获得三合一前处理剂、双氧水、氢氧化钠用量的最佳配比。根据本实验的单因素实验，确定3 因素3 水平的正交实验。处理温度为98℃，处理时间为60 min，结果见表5～表6。

通过表6 正交实验的极差分析可知，对于棉织物白度，双氧水浓度影响最大，其次是氢氧化钠，三合一浓度影响最小；对于毛效，Premix 3in1 三合一前处理剂浓度影响最大，双氧水次之，氢氧化钠影响最小；对于断裂强力，氢氧化钠影响最大，双氧水其次，Premix 3in1 三合一浓度影响最小。综合考虑白度、毛效、断裂强力及生产成本，确定前处理剂的各因素用量为Premix 3in1 三合一前处理剂0.25 g/L、双氧水4g/L、烧碱0.75 g/L。该工艺条件下的结果见表4，白度75.2% 、毛效11.1 cm/30 min、强力319.7 N 能达到生产需求且生产成本低。

3 结论

（1）通过控制变量法对漂白体系单因素（Premix 3in1 三合一前处理剂浓度、双氧水浓度、氢氧化钠浓度）进行分析。增加Premix 3in1 三合一前处理剂、双氧水、氢氧化钠浓度，均能提高漂白织物的白度和吸湿性，但织物的强力下降。出于经济、生产方面的考虑，Premix 3in1 三合一前处理剂浓度0.25～0.5g/L、双氧水浓度4 g/L、氢氧化钠浓度0.75 g/L。