棉针织物冷轧堆炼漂工艺影响因素分析

2020-06-04沈楚良李龙治王深喜邓东海

染整技术 2020年5期

沈楚良，李龙治，王深喜，邓东海

（1.浙江同辉纺织股份有限公司，浙江嘉兴 314511；2.广东德美精细化工集团股份有限公司，广东佛山 528305）

传统的棉针织物染整加工以绳状间歇式为主，通常在拉缸、溢流染色机、气流染色机和液流染色机等设备上进行，技术、设备和工艺均比较成熟，但该工艺需在95～100 ℃高温下进行，能源（蒸汽、电）及水资源消耗量大，且存在严重的环境污染问题[1-2]，另外，传统工艺还存在布面易产生折痕、擦伤，手感发硬，失重率大，染缸利用率以及生产效率低等问题，因此，染整工作者一直在探寻解决上述问题的方法。

近几年来，随着针织平幅设备的发展以及配套化学品的成功开发，棉针织物平幅炼漂工艺正逐步为众多染厂所采用。棉针织物平幅冷轧堆炼漂工艺的应用很好地解决了传统工艺在能耗、水耗等方面的问题，既提高了染缸的利用率，降低了企业的生产成本，又解决了传统工艺布面易产生折痕、擦伤和手感粗糙等问题。由于棉针织物平幅冷轧堆炼漂工艺在低温下进行，白度往往达不到要求。为探讨影响白度的因素及其应对措施，本实验采用环保无硅垢新型液体多功能精炼剂进行系统研究，重点分析冷堆时间、精炼剂用量、烧碱用量、双氧水用量、双氧水活化剂用量等发生变化时，布面上双氧水分解率及白度的变化规律，从而为大生产提供参考。

1 实验

1.1 材料及仪器

织物：32s/1 精棉双面针织布（广州腰虎商贸有限公司）。

药品：平幅精炼剂DM-1346N、除油剂DM-1130A、无磷双氧水稳定剂DM-1402、双氧水活化剂DM-1430（广东德美精细化工集团股份有限公司），H2O2（分析纯，30%，广东西陇化工股份有限公司），固体烧碱（工业级，市售）。

仪器：ECO-24全能型试色机（厦门瑞比精密机械有限公司），实验室用小蒸锅（美的集团股份有限公司），MT-871 毛效测试仪（上海岛原精密仪器有限公司），Ultra Scan VIS(1307)分光测色仪（美国Hunter Lab 公司），DHG-9425A电热鼓风干燥箱（上海仪器总厂）。

1.2 炼漂工艺

工艺配方：平幅精炼剂DM-1346N 10.0 g/L（固定值，若作变量时为7.0～17.4 g/L，下同），固体NaOH 15.0 g/L（10.4～22.0 g/L），30% H2O280.0 g/L（55.0～115.0 g/L），双氧水活化剂DM-1430 0 g/L（0～8.0 g/L）。

工艺流程：浸轧工作液[二浸二轧（轧液率100%～150%）]，室温冷堆24 h（1～32 h），测试双氧水分解率，水洗，100 ℃烘干，回潮。

1.3 测试

1.3.1 白度

参照GB/T 8424.2—2001用分光测色仪进行测定。

1.3.2 双氧水分解率

轧布前先测试10 g 工作液所消耗KMnO4的体积V1。轧布前称取布重m1，轧布后称取布重为m2，准确称取100 g萃取液，滴定消耗KMnO4的体积为V2，布面双氧水分解率按下式计算：

布样带液量m0=m1-m2

式中，200为酸洗时190 g水+10 mL 3 mol/L的H2SO4溶液；100 为滴定时称取的100 g 酸洗液；将布样带液量换算成10 g进行计算。

2 结果与讨论

2.1 冷堆时间对双氧水分解率及白度的影响

根据工厂的生产经验，固定平幅精炼剂DM-1346N 用量10.0 g/L，固体NaOH 用量15.0 g/L，30%H2O2用量80.0 g/L，不加双氧水活化剂DM-1430，冷堆时间从1 h 延长至32 h，探讨冷堆时间对双氧水分解率及白度的影响，结果见表1及图1。

表1 冷堆时间对双氧水分解率及白度的影响

图1 冷堆时间对双氧水分解率及白度的影响

由表1和图1可知，延长冷堆时间，双氧水分解率提高，白度也提高，但不同的堆置阶段，白度的提升幅度不同，提升单位白度所需要的双氧水量也有所不同，具体见表2。

表2 冷堆不同时间段白度增幅情况及提升单位白度所需要的双氧水量

由表2可知，随着堆置时间的延长，双氧水分解率及白度的增幅总体都在快速放缓，白度增加1%需要的30%H2O2平均量也在降低。说明在反应后期，随着布面上双氧水浓度的降低及催化物质的减少，双氧水的有效利用率高于堆置初期，堆置8～16 h 时，该数据明显偏高，目前原因不详，有待进一步探讨。通过延长堆置时间的方式来增加白度（按堆置24 h 计，选用该条件是因为双氧水分解较充分，白度较高），白度增加1%所需要的30%H2O2平均量为1.97 g/L。

2.2 平幅精炼剂DM-1346N 用量对双氧水分解率及白度的影响

固定堆置时间24 h，固体NaOH用量15.0 g/L，30%H2O2用量80.0 g/L，不加双氧水活化剂DM-1430，精炼剂用量从7.0 g/L增加到17.4 g/L，探讨DM-1346N用量对双氧水分解率及白度的影响，结果见表3。

表3 平幅精炼剂DM-1346N用量对双氧水分解率及白度的影响

由表3可知，提高平幅精炼剂DM-1346N用量，双氧水分解率逐渐下降，白度略有提升，说明平幅精炼剂DM-1346N 可以降低双氧水的无效分解，在冷轧堆炼漂加工过程中起关键作用，除了提升双氧水的有效利用率、白度之外，还可以大幅降低出现破洞的风险。通过提高平幅精炼剂DM-1346N用量的方式来增加白度（按堆置24 h 计），白度增加1%所需要的精炼剂DM-1346N平均量为-3.46 g/L（负数表示分解率降低），达到相同白度所需要的精炼剂DM-1346N量减少。

2.3 烧碱用量对双氧水分解率及白度的影响

固定平幅精炼剂DM-1346N用量10.0 g/L，堆置时间24 h，30%H2O2用量80.0 g/L，不加双氧水活化剂DM-1430，烧碱用量从10.4 g/L增加到22.0 g/L，探讨烧碱用量对双氧水分解率及白度的影响，结果见表4及图2。

表4 烧碱用量对双氧水分解率和白度的影响

图2 烧碱用量对双氧水分解率和白度的影响

由表4及图2可知，烧碱用量提高，双氧水分解率及白度均有所提高。在冷轧堆炼漂工艺中，因为是室温堆置，温度较低，所以烧碱是双氧水活化的主要因素之一，需要加入足够的量以保证双氧水在堆置时间内充分反应。通过提高烧碱用量的方式来增加白度（按堆置24 h计），白度增加1%所需要的烧碱平均量为1.17 g/L。

2.4 双氧水用量对双氧水分解率及白度的影响

固定平幅精炼剂DM-1346N用量10.0 g/L，堆置时间24 h，固体NaOH 用量15.0 g/L，不加双氧水活化剂DM-1430，双氧水用量从55.0 g/L 增加到115.0 g/L，探讨双氧水用量对双氧水分解率及白度的影响，结果见表5及图3。

表5 双氧水用量对双氧水分解率及白度的影响

图3 双氧水用量对双氧水分解率及白度的影响

由表5及图3可知，双氧水用量提高，双氧水分解率下降，白度提升。因为冷轧堆工艺多是布车堆置，为了提升白度同时减少层差，通常双氧水用量均很高，根据染色要求，常控制在60.0～100.0 g/L，甚至120 g/L或更高。通过提高双氧水用量的方式来增加白度（按堆置24 h 计），白度增加1%所需要的30%H2O2平均量为8.77 g/L。

2.5 双氧水活化剂DM-1430用量对双氧水分解率及白度的影响

固定平幅精炼剂DM-1346N用量10.0 g/L，堆置时间24 h，固体NaOH 用量15.0 g/L，30% H2O2用量80.0 g/L，双氧水活化剂DM-1430用量从0 g/L增至8.0 g/L，探讨双氧水活化剂DM-1430 用量对双氧水分解率及白度的影响，结果见表6及图4。

表6 双氧水活化剂用量对双氧水分解率及白度的影响

图4 双氧水活化剂用量对双氧水分解率及白度的影响

由表6 及图4 可知，在基础工艺配方中加入双氧水活化剂DM-1430，可以进一步提升双氧水分解率和白度。双氧水活化剂可以与双氧水发生反应，生成氧化还原电位更高的过氧羧酸，在低温条件下的漂白能力高于双氧水，所以加入双氧水活化剂后，双氧水分解率及白度均有所提高。通过使用双氧水活化剂的方式来增加白度（按堆置24 h 计），白度增加1%所需要的活化剂平均量为1.45 g/L。