氧漂破洞產(chǎn)生的原因分析及防止方法

李興娜，王立強(qiáng)，韓祖彬，蘇長智，于秉清，劉艷艷

（愉悅家紡有限公司，山東濱州 256600）

在棉織物的氧漂過程中，從效果、環(huán)保、成本等因素考慮，合理的氧漂工藝不僅能夠彌補(bǔ)前道工序的不足，還可以保障后道染色過程中色澤的鮮艷度，減少色差、批差和各種染斑等疵病，并賦予織物良好的手感。雙氧水因價廉、漂白效果好、去雜能力強(qiáng)和無污染等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于纖維素纖維織物的漂白，但在使用過程中會因?yàn)椴僮鞑划?dāng)或其他原因，使織物在前處理中產(chǎn)生破洞，造成纖維脆損[1-3]。本文結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，就氧漂破洞形態(tài)、產(chǎn)生的原因、雙氧水漂白原理、防止方法、鐵離子的來源及測試方法等作了簡單介紹，并對雙氧水分解率的影響因素進(jìn)行了分析。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 材料與儀器

精煉劑A、精煉劑B、螯合分散劑、氧漂穩(wěn)定劑、雙氧水、高錳酸鉀、硫酸、氫氧化鈉、氯化鐵；電子天平、恒溫水浴鍋、移液管、棕色酸式滴定管。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

準(zhǔn)確配制待測液并定容至500mL，180°翻轉(zhuǎn)搖動10次并倒入500mL的燒杯中，滴定得雙氧水質(zhì)量分?jǐn)?shù)w1，將燒杯放入恒溫水浴鍋內(nèi)開始計時，在不同的時間分別滴定得雙氧水質(zhì)量分?jǐn)?shù)w2，計算式如下：

2 結(jié)果與討論

2.1 破洞的形態(tài)

破洞是近年來頻頻出現(xiàn)在全棉、天絲等纖維素纖維織物上的一種疵病，具體表現(xiàn)在一塊布面上出現(xiàn)一處或多處很小的洞眼，有的在布面看不出來，但經(jīng)絲光、拉幅后就會形成洞眼，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量。

2.2 破洞產(chǎn)生的原因

在氧漂過程中，雙氧水受到金屬離子或溫度和pH過高等因素影響會過快分解，使織物受到劇烈氧化，導(dǎo)致纖維嚴(yán)重脆損形成氧化纖維素，金屬離子處會出現(xiàn)針眼大小的破洞，且破洞的邊緣強(qiáng)力也較差；織物受到劇烈氧化后，即使未出現(xiàn)明顯的破洞，局部強(qiáng)力也受到一定損失，在后續(xù)加工過程中由于受到的張力較大，織物會出現(xiàn)破洞。

實(shí)際生產(chǎn)過程中造成氧漂破洞的具體原因有：漂白前布上沾有銅、鐵等金屬離子或漂白過程中與銅、鐵等器材接觸；雙氧水濃度過高，漂白過程中汽蒸時間過長或使用過熱蒸汽；水質(zhì)中鐵離子較多；穩(wěn)定劑選擇不當(dāng)或穩(wěn)定劑的穩(wěn)定效果差；設(shè)備問題（破洞有規(guī)律性）；溫度、時間參數(shù)不當(dāng)?shù)取?/p>

2.3 雙氧水漂白原理

雙氧水能夠氧化織物上的色素，破壞色素的共軛結(jié)構(gòu)，使之溶于水，脫離織物，起到漂白去雜的作用。對于與色素反應(yīng)起到漂白作用的物質(zhì)存在許多說法，具有代表性的是游離基學(xué)說和離子學(xué)說。游離基學(xué)說認(rèn)為是HO·和HOO·與色素作用，達(dá)到漂白的目的，而離子學(xué)說則認(rèn)為是HOO-與色素作用，起到漂白的效果[4]。

2.4 影響雙氧水分解速率的主要因素

2.4.1 雙氧水質(zhì)量分?jǐn)?shù)

雙氧水質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低時，分解速率較慢，隨著雙氧水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的升高，分解速率逐漸增大。

2.4.2 溫度

溫度對雙氧水殘余率的影響見圖1。

圖1 溫度對雙氧水殘余率的影響

溫度升高可加快化學(xué)反應(yīng)速率，由圖1可知，當(dāng)溫度較低時，雙氧水幾乎不分解，當(dāng)溫度升高至一定程度（大于40℃）后，雙氧水開始分解，且溫度越高，分解越快。

2.4.3 pH

由圖2可知，H2O2在酸性條件下穩(wěn)定性較好，即當(dāng)pH=4～7時，H2O2較穩(wěn)定；當(dāng)pH=8～9時，分解速率開始加快；當(dāng)pH=12時，雙氧水分解速率急劇加快，因?yàn)镠2O2分子大部分以HOO-形式存在，穩(wěn)定性很差。

圖2 不同pH對雙氧水殘余率的影響

2.4.4 金屬離子

雙氧水溶液中含有微量的金屬離子，也會影響其分解速率，如銅、鐵、鎳、鋅、鉻等都能催化雙氧水分解，其中催化作用最強(qiáng)又最常見的是鐵離子。鐵離子質(zhì)量分?jǐn)?shù)對雙氧水殘余率的影響見圖3。

圖3 鐵離子質(zhì)量分?jǐn)?shù)對雙氧水殘余率的影響

由圖3可知，氧漂過程中添加鐵離子能明顯加快雙氧水的分解速率。特別是當(dāng)氧漂液pH大于10時，鐵離子會使H2O2迅速分解成HO、HO2、HO2和O2等。在金屬離子的催化作用下，過氧化氫分子大部分以HOO-形式存在，所以溶液的穩(wěn)定性很差。為了控制雙氧水分解速率、不浪費(fèi)有效組分以及不過度損傷纖維，通常需要加入一定量的雙氧水穩(wěn)定劑。

2.4.5 其他

除上述影響雙氧水分解的因素外，酶、極細(xì)小的帶有棱角的固體物質(zhì)、容器器壁、纖維和膠體等固體表面等也會加速其分解。

2.5 鐵離子的來源及測試方法

2.5.1 鐵離子的來源

（1）織物自身帶有鐵離子。主要來自紡紗、織造、包裝、貯存、運(yùn)輸?shù)冗^程，從外界沾附的油污、銹漬。

（2）生產(chǎn)用水含有鐵離子。主要來自水源和輸送管道，通常以銹水的形式出現(xiàn)。

（3）氧漂液中含有鐵離子，在浸軋工作液時，會沾附在織物上。

（4）設(shè)備修理后沾附的油污、銹漬。

2.5.2 鐵離子的定性測試方法

（1）首先于待測織物上滴加3～4滴2%亞鐵氰化鉀溶液，再滴加3～4滴鹽酸溶液（1∶1）于布面上，觀察布面顏色變化。若變?yōu)樗{(lán)色，則證明布面含有鐵離子（Fe3+），不變藍(lán)，則證明織物不含鐵離子。

（2）將10mL鐵試劑（2 g/L，1,10-菲啰啉、抗壞血酸質(zhì)量比10∶1）加入盛有40mL待測液（用1∶1鹽酸調(diào)pH=3～7）的燒杯中，搖勻，放置5～10min，觀察溶液顏色變化。若變?yōu)榧t色，則證明溶液中含有鐵離子，不變紅，則證明溶液不含鐵離子。

2.6 防止方法

首先要嚴(yán)格監(jiān)控原材料的質(zhì)量，加強(qiáng)坯布的布面質(zhì)量檢查。發(fā)現(xiàn)布面有鐵銹漬，可以用草酸溶液洗除。要盡量避免坯布在織造過程中受銅、鐵等金屬離子或油污漬的污染，以及運(yùn)輸、搬運(yùn)時沾上鐵銹等雜質(zhì)。

在氧漂過程中，在符合前處理要求的前提下，嚴(yán)格控制用料的濃度、溫度、時間、pH等各項(xiàng)工藝條件，這樣可避免破洞的產(chǎn)生及織物強(qiáng)力的損失[5]。

氧漂過程中必須使用飽和蒸汽，避免使用過熱蒸汽。

在氧漂時，要控制好影響雙氧水分解的敏感因素。考慮到漂白時織物上沾有鐵銹漬，水中含有大量鐵離子，以及漂白時與銅、鐵器材接觸等情況，要尋找更為適合的氧漂工藝（如酶-氧工藝等）及高性能助劑[6]。

宜采用退煮漂兩浴法工藝，這樣可避免發(fā)生雙氧水及濃堿同時存在的情況，發(fā)揮吸附穩(wěn)定劑的作用，也可使織物上的鐵銹在前道處理中較多地予以洗除。

在氧漂液中必須選用配伍性好的雙氧水穩(wěn)定劑和金屬離子螯合分散劑，能夠在高溫、濃堿條件下鈍化某些重金屬離子，抑制某些重金屬離子及其氧化物對雙氧水的催化作用，以有效控制雙氧水的分解速率，保證織物氧漂工藝的安全性和高效性，更好地防止破洞產(chǎn)生。

停車時間超過12 h，開車前要放掉管道里滯留的水（通常為不同程度的銹水）。既不能用來沖洗設(shè)備，更不能用來配制氧漂液。

氧漂浸軋槽要每周清洗一次。清洗時僅用水是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，一定要用磁鐵（可將一小塊磁鐵固定在一根長約1m的木棒頂端）將殘積在浸軋槽邊角各處的含鐵雜質(zhì)吸除，這對緩解破洞的產(chǎn)生具有重要作用。

配制氧漂液時，不宜使用絲光回收淡堿。因?yàn)榻z光回收淡堿中含有較多的金屬離子（主要是鐵離子），對破洞的產(chǎn)生有很大的隱患。

加強(qiáng)氧漂液工藝滴定，保證雙氧水、堿的濃度符合工藝標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)論

在前處理氧漂過程中，可結(jié)合雙氧水分解率的影響因素，根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)過程中的坯布質(zhì)量、水質(zhì)、助劑用量、助劑性能、生產(chǎn)環(huán)境等實(shí)際情況，做出相對應(yīng)的預(yù)防。