珍珠纖維織物漂白工藝研究

趙亞梅,馬瑞麗

(西安工程大學(xué),西安710048)

珍珠纖維織物漂白工藝研究

趙亞梅,馬瑞麗

(西安工程大學(xué),西安710048)

針對珍珠纖維織物的白度要求,選用過氧化氫作漂白劑,確定出漂白的較優(yōu)工藝范圍,所得織物白度高、手感好、損傷小,達(dá)到了滿意的漂白效果.

珍珠纖維織物;漂白;工藝

珍珠纖維是采用高科技手段將納米級珍珠粉在粘膠纖維紡絲時(shí)加入纖維內(nèi),使纖維體內(nèi)和外表均勻分布著納米珍珠微粒.珍珠纖維既有珍珠養(yǎng)顏?zhàn)o(hù)膚功效,又有粘膠纖維吸濕透氣、服用舒適的特性.珍珠纖維表面均勻分布著珍珠微粒,長期與皮膚接觸,具有珍珠養(yǎng)顏?zhàn)o(hù)膚、清火敗毒、嫩白肌膚、抗紫外線的功效[1],因而得到消費(fèi)者的青睞.本實(shí)驗(yàn)研究的是珍珠纖維/天絲/莫代爾3組份按45/30/25比例混紡的珍珠纖維紗線,紗線細(xì)度為14.8 tex.把3種纖維有機(jī)組合進(jìn)行紡紗,彌補(bǔ)珍珠纖維強(qiáng)力低、耐磨性差的缺點(diǎn),可以優(yōu)勢互補(bǔ),更好地滿足消費(fèi)者對服裝環(huán)保、保健等功能的需求.

1 珍珠纖維織物漂白概述

1.1 漂白的目的及工藝的確定

珍珠纖維含雜本來就少,其漂白的目的是在不損傷或少損傷織物的情況下,得到理想的漂白效果;并且考慮到本實(shí)驗(yàn)開發(fā)的是適合貼身穿著的針織產(chǎn)品,因此漂白過程中盡量不破壞或少破壞其良好的貼身、柔軟等服用性能及珍珠纖維本身的藥用和保健等特殊性能.所以在不破壞面料手感和強(qiáng)力的條件下對珍珠纖維織物進(jìn)行漂白,應(yīng)選用柔和的漂白工藝.漂白過程中的影響因素很多,如漂白劑的濃度、碳酸鈉用量、溫度、時(shí)間、穩(wěn)定劑或活化劑等.因此,工藝優(yōu)化很重要.為了能在最低的纖維損傷下獲得良好的漂白效果,必須選擇合適的漂白工藝條件.本實(shí)驗(yàn)選擇漂白劑用量、p H值、溫度和時(shí)間4個(gè)因素,作為影響珍珠纖維織物漂白的主要因素進(jìn)行單因素分析,以確定漂白的最優(yōu)工藝,以便得到滿意的漂白效果.

1.2 漂白劑的選用

漂白劑有還原性和氧化性兩大類.屬于還原性的漂白劑有二氧化硫、亞硫酸鈉、連二亞硫酸鈉(保險(xiǎn)粉)等,它們通過還原色素而產(chǎn)生漂白作用.還原漂白產(chǎn)品的白度穩(wěn)定性較差,在放置過程中白度會下降.屬于氧化性漂白劑的有過氧化氫、次氯酸鈉、亞氯酸鈉、過醋酸、過硼酸鈉和過碳酸鈉等.在工業(yè)上主要使用前3種,其工藝分別簡稱為氯漂、氧漂和亞漂.下面對這3種漂白方法進(jìn)行對比.

(1)氯漂.氯漂后織物容易泛黃,并且其中的有效成分會對環(huán)境造成污染.

(2)亞漂.亞漂漂白后白度好,手感也很好,而且對纖維損傷小.但亞漂時(shí)釋放出來的二氧化氯氣體有毒,需要有良好的防護(hù)措施;并且二氧化氯對一般金屬材料有強(qiáng)烈的腐蝕作用,其設(shè)備應(yīng)選用含鈦99.9%的鈦板或陶瓷材料,成本較高.

(3)氧漂.過氧化氫漂白產(chǎn)品的白度和白度穩(wěn)定性好.與次氯酸鈉和亞氯酸鈉相比,它還具有環(huán)保方面的優(yōu)點(diǎn);另外,它的適應(yīng)范圍很廣,不僅適用于各種纖維的漂白,而且能采用多種加工工藝[2].

因此,在前3種氧化性漂白劑中,最廣泛應(yīng)用的是過氧化氫.針對 Tencel纖維、Modal纖維、珍珠纖維的個(gè)性和共性,本實(shí)驗(yàn)采用氧化劑漂白法.

1.3 過氧化氫的漂白原理

過氧化氫又名雙氧水,是一種弱二元酸,在堿性環(huán)境下劇烈分解,在酸性環(huán)境下較穩(wěn)定.

過氧化氫漂白原理比較復(fù)雜,在堿性條件下,過氧化氫按式(1)分解:

當(dāng)p H≥11.5時(shí),過氧化氫的分子大部分以 HO-2存在.

HO-2可能與色素中的雙鍵發(fā)生加成反應(yīng),使色素中原有的共軛系統(tǒng)被中斷,π電子的移動(dòng)范圍變小,天然色素的發(fā)色體系遭到破壞而消色,達(dá)到漂白的目的.

但 HO-2是不穩(wěn)定的,能按式(2)分解成氫氧根離子和初生態(tài)氧:

這個(gè)“活性氧”與色素發(fā)色團(tuán)的雙鍵發(fā)生反應(yīng),產(chǎn)生消色作用:

所以 HO-2是進(jìn)行漂白的主要成分.另外,也有可能按如下反應(yīng)進(jìn)行:

引發(fā) H2O2分解成 HO2·、HO·等游離基破壞色素的結(jié)構(gòu),而具有漂白作用[3].

2 實(shí) 驗(yàn)

2.1 實(shí)驗(yàn)測試方法及指標(biāo)

(1)實(shí)驗(yàn)材料:

①織物:羅紋半空氣層組織針織物;

②藥品:過氧化氫,硅酸鈉,滲透劑,精煉劑,碳酸鈉等;

③設(shè)備:單排雙孔電子恒溫水浴鍋,HC-TP11-1架盤藥品天平,YG(B)026D型電子織物強(qiáng)力機(jī),DSBD-1型數(shù)字白度儀.

(2)測試指標(biāo):采用白度、頂破強(qiáng)力和織物手感3個(gè)指標(biāo)來優(yōu)化實(shí)驗(yàn).

2.2 過氧化氫漂白工藝分析與確定

2.2.1 過氧化氫用量的確定

本實(shí)驗(yàn)通過對過氧化氫用量進(jìn)行單因素分析,得出過氧化氫的最佳用量范圍.其中,過氧化氫(30%)用量為 4～16 m L/L,碳酸鈉為 1.5 g/L,硅酸鈉為3 g/L,滲透劑為2 g/L,精煉劑為2 g/L,p H值為10,時(shí)間為50 m in,溫度為80℃,浴比為1∶20.其漂后白度與過氧化氫用量及強(qiáng)力與過氧化氫用量的關(guān)系如表1及圖1、圖2所示.

表1 過氧化氫用量與白度、強(qiáng)力的關(guān)系

由圖1、圖2可以看出,隨著過氧化氫用量的增加,織物的強(qiáng)力一直降低,而白度增加,但當(dāng)濃度達(dá)到12 m L/L時(shí),白度不增加反而有所降低.這就說明過氧化氫漂白獲得的白度并不完全與漂液濃度成正比關(guān)系.使用過氧化氫漂白,主要通過過氧化氫有效分解產(chǎn)生的強(qiáng)氧化性物質(zhì)來破壞色素的發(fā)色體系,達(dá)到消色的目的.濃度過低,達(dá)不到漂白的目的,過高,其分解產(chǎn)生的對纖維有損傷的組分 HO2·、HO·等自由基和O2會氧化破壞纖維的分子鏈,使聚合度降低,從而影響到織物的強(qiáng)力,造成織物手感粗糙.根據(jù)過氧化氫漂液濃度應(yīng)能達(dá)到漂白效果而不損傷織物的原則,故選定過氧化氫的用量為10 mL/L左右.

2.2.2 p H值的確定

本實(shí)驗(yàn)通過對p H值進(jìn)行單因素分析,得出漂白時(shí)的最佳p H值范圍.其中,p H值為7～12,過氧化氫用量為10 m L/L,硅酸鈉為3 g/L,精煉劑為2g/L,溫度為80 ℃,時(shí)間為50 min,浴比為1∶20.其p H值與白度、強(qiáng)力的關(guān)系如表2及圖3、圖4所示.

表2 p H值與白度、強(qiáng)力的關(guān)系

由表2及圖3、圖4可知,隨著p H值升高,織物的強(qiáng)力降低,而白度增加,但當(dāng)p H值超過9后,繼續(xù)提高p H值,織物的白度反而下降.這是因?yàn)樵趶?qiáng)堿條件下過氧化氫反應(yīng)非?？?氧分子從漂液中逸出,不僅降低了漂白效果,而且近氧化氫催化分解出的氧氣如滲透到纖維內(nèi)部,在高溫堿性條件下,將引起纖維嚴(yán)重?fù)p傷.所以為了同時(shí)保證強(qiáng)力和白度,選擇漂液的p H值為9左右.

2.2.3 溫度的確定

本實(shí)驗(yàn)通過對溫度進(jìn)行單因素分析,得出漂白的最佳溫度范圍.其中,溫度為60～100℃,過氧化氫(30%)用量為10 mL/L,碳酸鈉為1.5g/L,硅酸鈉為 3g/L,滲透劑為2 g/L,精煉劑為2 g/L,p H值為10,時(shí)間為50 min,浴比為1∶20.其漂后白度與過氧化氫用量及強(qiáng)力與過氧化氫用量的關(guān)系如表3及圖5、圖6所示.

表3 漂白溫度與白度、強(qiáng)力的關(guān)系

由圖5、圖6可以看出漂白溫度與白度和強(qiáng)力變化的密切關(guān)系.過氧化氫的分解率隨著溫度的升高而增加.在過氧化氫濃度一定,漂白時(shí)間也一定時(shí),溫度升高,過氧化氫的分解率提高,漂白速率大大增加,漂白時(shí)間可以大大縮短,這時(shí)織物白度提高,而且對纖維的損傷也不大.但經(jīng)過一定的時(shí)間,過氧化氫的分解已經(jīng)接近完畢,再增加溫度,織物白度也不會增加,反而損傷纖維.綜合考慮強(qiáng)力與白度,漂白溫度確定為80℃左右.

2.2.4 時(shí)間的確定

本實(shí)驗(yàn)通過對時(shí)間進(jìn)行單因素分析,確定過氧化氫漂白的最佳時(shí)間.其中,時(shí)間為30～70 min,過氧化氫(30%)用量為10 m L/L,碳酸鈉為1.5 g/L,硅酸鈉為3g/L,滲透劑為2 g/L,精煉劑為2 g/L,p H值為9,溫度為80℃,浴比為1∶20.其漂后白度與過氧化氫用量及強(qiáng)力與過氧化氫用量的關(guān)系如表4及圖7、圖8所示.

表4 漂白時(shí)間與白度、強(qiáng)力的關(guān)系

圖7 漂白時(shí)間與白度的關(guān)系

由圖7、圖8可以看出,隨著漂白時(shí)間的增加,織物白度增加,在漂白時(shí)間超過50 m in后白度不再增加,反而時(shí)間延長對纖維的損傷程度加大,纖維的斷裂

圖8 漂白時(shí)間與頂破強(qiáng)力的關(guān)系

強(qiáng)力則是逐步下降的.這是因?yàn)槠讜r(shí)間延長,漂白液中的有效漂白成分可以更加徹底地與纖維中的色素及雜質(zhì)發(fā)生反應(yīng);但達(dá)到類似飽和的程度后,即使再延長漂白時(shí)間,也不會明顯地提高漂白效果,反而損傷纖維,降低織物強(qiáng)力.經(jīng)綜合考慮,漂白時(shí)間應(yīng)選為50 m in左右.

3 結(jié)果討論

通過對珍珠纖維針織物的漂白工藝進(jìn)行研究和分析,由于珍珠纖維含雜本來就少,并且考慮到該織物是適合貼身穿著的針織產(chǎn)品,為保證其良好的貼身、柔軟、舒適等服用性能及珍珠纖維本身的藥用和保健等特殊性能,選定過氧化氫為漂白劑.主要運(yùn)用單因素分析法優(yōu)化過氧化氫對珍珠纖維織物的漂白工藝;確定出漂白的最優(yōu)工藝范圍為:過氧化氫(30%)選取10 m L/L左右,碳酸鈉用量為1.5 g/L,硅酸鈉為3 g/L,滲透劑為2 g/L,精煉劑為2 g/L,p H值確定為9左右,溫度為80℃左右,時(shí)間大約為50 min,浴比為1∶20.

4 結(jié) 語

通過以上實(shí)驗(yàn)分析可知,氧化漂白法可以得到良好的漂白效果,且織物的損傷程度不大、手感柔軟.但氧漂后,必須進(jìn)行充分水洗,將殘留的過氧化氫洗凈;否則,織物上的殘余過氧化氫帶入染浴,會使活性染料的活性基團(tuán)氧化分解,造成色淺、色斑及色相變化等染疵.

[1]許樹文.珍珠的保健機(jī)理與珍珠纖維的保健功能[J].浙江紡織服裝職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2008(6):9.

[2]范雪榮.紡織品染整工藝學(xué)(第二版)[M].北京:中國紡織出版社,2008:80-84.

[3]王菊生.染整工藝原理(第一冊)[M].北京:中國紡織出版社,1983:125-137.

Study on the Bleaching Processes of Pearl Fabric

ZHAO Ya-mei,MA Rui-li
(Xi’an Polytechnic University,Xi’an 710048,China)

Based on the pearl fabric’s w hite degree requirements,in this experiment,hydrogen peroxide was chosen as the bleacher to research the bleaching p ropertiesof pearl fabric.This study determined the op timal p rocess.And at the same time,gain w hite fabric and good feeling,and achieved a satisfactory effect.And this help pearl fiber has the more broad development p rospects.

pearl fabric;bleach;p rocess

TS192

A

10.3969/j.issn.1671-6906.2011.04.011

1671-6906(2011)04-0048-04

2011-07-01

趙亞梅(1986-),女,陜西寶雞人,碩士.