高濃精煉劑DM-1361用于純棉織物堿氧一浴煮漂工藝的優(yōu)化

劉 杰，曲國權(quán)，田 雨

（1.齊齊哈爾大學(xué)輕工與紡織學(xué)院，黑龍江齊齊哈爾161006；2.紹興德美化工有限公司，浙江紹興312030）

在紡織印染行業(yè)大力推行“節(jié)能、降耗、減污、增效”清潔生產(chǎn)工藝的今天，純棉織物的煮漂等前處理工藝中不利于環(huán)保的助劑越來越受限制，開發(fā)及應(yīng)用綠色環(huán)保型助劑尤為重要。高濃精煉劑DM-1361為烷基聚氧醚類表面活性劑的復(fù)配物，不含APEO，具有優(yōu)良的乳化、分散及滲透性能，屬于環(huán)保型助劑，特別適用于純棉及其混紡織物的前處理[1-3]。本實(shí)驗(yàn)將高濃精煉劑DM-1361應(yīng)用于純棉織物的短流程堿氧一浴煮漂加工，使棉織物的前處理工藝更加高效、節(jié)能、環(huán)保，同時(shí)雜質(zhì)去除效果好，棉織物的潤濕性和白度明顯提高，有利于后續(xù)染色、印花及后整理的順利進(jìn)行，提高了純棉織物的產(chǎn)品質(zhì)量。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 材料

純棉織物；30%H2O2、Na2SiO3、NaOH、NaHSO3（天津市凱通化學(xué)試劑有限公司，化學(xué)純），高濃精煉劑DM-1361、穩(wěn)定劑DM-1408（紹興德美精細(xì)化工股份有限公司）。

1.2 儀器

BS223S電子天平（北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司），DK-98-I電子恒溫水浴鍋（江蘇省醫(yī)療器械廠），YG（B）871型毛細(xì)管效應(yīng)測定儀（溫州大榮紡織標(biāo)準(zhǔn)儀器廠），YQ-Z-48A白度顏色測定儀（杭州輕通博科自動化技術(shù)有限公司），YG（B）026D-250型電子織物強(qiáng)力機(jī)（南京浩海儀器儀表有限公司）。

1.3 工藝條件

H2O24～8 g/L，高濃精煉劑DM-1361 0.2～1.0 g/L，NaOH 0.5～2.5 g/L，穩(wěn)定劑DM-1408 0.5～2.5 g/L，80～98℃，45～60 min，浴比1∶30。

1.4 測試

白度：參照GB/T 8424.2—2001《紡織品 色牢度試驗(yàn)相對白度的儀器評定辦法》測定[4]。

毛效：參照FZ/T 01071—2008《紡織品毛細(xì)效應(yīng)試驗(yàn)方法》，測定30 min水面上升的中心高度，即為織物的毛效[5]。

斷裂強(qiáng)力：參照GB/T 3923.1—2013《紡織品 織物拉伸性能第1部分：斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長率的測定條樣法》測定。

2 結(jié)果與討論

2.1 影響純棉織物煮漂效果的因素

2.1.1 高濃精煉劑DM-1361用量

高濃精煉劑DM-1361用量對純棉織物煮漂效果的影響見表1。

表1 高濃精煉劑DM-1361用量對純棉織物煮漂效果的影響

從表1中可以看出，織物毛效及白度隨高濃精煉劑用量的增加呈提高趨勢，但斷裂強(qiáng)力不斷下降。原因在于高濃精煉劑用量增加，其潤濕滲透、乳化分散和凈洗作用不斷增強(qiáng)，對雜質(zhì)的去除能力提高。雜質(zhì)的去除使得溶液易在棉纖維表面鋪展并且滲透，棉纖維內(nèi)部及纖維、紗線之間的孔隙不再堵塞，故織物毛效提高；加之過氧化氫對色素共軛體系的破壞，織物白度也得到提高。但對棉纖維的氧化作用也增強(qiáng)，纖維大分子受損降解，導(dǎo)致棉織物的斷裂強(qiáng)力下降。綜合考慮除雜、除色素及纖維受損情況，高濃精煉劑DM-1361用量以1.0 g/L左右為宜。

2.1.2 H2O2用量

由表2可知，織物煮漂后的毛效及白度隨H2O2用量的增加而增大，斷裂強(qiáng)力則逐步下降。原因在于煮漂液中H2O2的分解產(chǎn)物可以與棉纖維中含有的色素等雜質(zhì)發(fā)生劇烈的氧化作用，破壞了棉纖維胞腔中的蛋白類物質(zhì)，使溶液能夠更暢通地出入孔隙通道而毛效提高；色素的發(fā)色體系受到破壞而白度提高；但同時(shí)H2O2對纖維的損傷加劇而導(dǎo)致織物斷裂強(qiáng)力下降[6-8]。綜合考慮毛效、白度及斷裂強(qiáng)力，H2O2用量以6 g/L左右為宜。

表2 H2O2用量對純棉織物煮漂效果的影響

2.1.3 NaOH用量

從表3中可以看出，煮漂后棉織物的毛效隨著NaOH用量的增加而增大，最后趨于平衡。原因在于高濃精煉劑隨工作液堿性增強(qiáng)，其臨界膠束濃度降低且泡沫減少，對硬水、酸、堿等化學(xué)物質(zhì)穩(wěn)定性好，有利于精煉凈洗，棉纖維中的雜質(zhì)更易去除，故毛效提高。棉織物白度隨NaOH用量的增加而逐漸提高，但斷裂強(qiáng)力下降，纖維受到損傷，主要是因?yàn)镠2O2在堿性條件下的分解產(chǎn)物具有漂白作用，可以有效去除棉織物中的色素。當(dāng)NaOH用量增大到一定值時(shí)，棉纖維中的雜質(zhì)和色素基本去除，故再增大其用量，對棉織物毛效和白度的影響很小，但纖維損傷加劇。綜合考慮毛效、白度及斷裂強(qiáng)力，NaOH用量以2.0 g/L左右為宜。

表3 NaOH用量對純棉織物煮漂效果的影響

2.1.4 穩(wěn)定劑DM-1408用量

由表4可知，隨穩(wěn)定劑DM-1408用量的增加，棉織物的白度及毛效逐漸增大，斷裂強(qiáng)力略有下降；穩(wěn)定劑用量繼續(xù)增加，白度及毛效反而下降，而斷裂強(qiáng)力略有回升。原因是穩(wěn)定劑可以抑制H2O2的快速分解，漂白有效成分增多，使雜質(zhì)及色素遭到破壞；加之穩(wěn)定劑的吸附和絡(luò)合作用，使脫落的雜質(zhì)不再沾污到織物上，促進(jìn)織物白度及毛效的提高。但穩(wěn)定劑DM-1408過量以后，過度抑制H2O2的分解，工作液中氧化的有效成分不足，影響了雜質(zhì)及色素的去除，導(dǎo)致毛效及白度下降，斷裂強(qiáng)力卻有所回升。綜合3項(xiàng)性能指標(biāo)，穩(wěn)定劑DM-1408用量以2.0 g/L左右為宜。

表4 穩(wěn)定劑DM-1408用量對純棉織物煮漂效果的影響

2.1.5 溫度

由表5可知，毛效及白度隨溫度上升而提高，斷裂強(qiáng)力反而下降。主要原因是高溫可以促進(jìn)H2O2分解，有利于棉纖維中雜質(zhì)和色素的有效去除，故棉織物的毛效及白度提高；但同時(shí)也會對纖維造成損傷，加之溫度升高引起棉纖維中分子熱運(yùn)動加劇，分子間結(jié)合力減弱，故斷裂強(qiáng)力下降。根據(jù)白度、毛效、纖維損傷和工廠設(shè)備情況，溫度選取98℃，后續(xù)對此因素不再優(yōu)化。

表5 溫度對純棉織物煮漂效果的影響

2.1.6 時(shí)間

由表6可知，織物毛效及白度隨煮漂時(shí)間的延長而逐漸增大，55 min后趨于平衡。在45～55 min內(nèi)，棉織物的毛效及白度提高顯著，原因在于時(shí)間的延長使得棉纖維中的果膠、蠟質(zhì)等雜質(zhì)的去除更加充分。55 min以后白度和毛效提高不明顯，但斷裂強(qiáng)力明顯下降，說明纖維損傷加劇。結(jié)合工廠生產(chǎn)效率、加工效果及織物的損傷情況，煮漂時(shí)間選擇55 min，后續(xù)對此因素亦不再優(yōu)化。

表6 時(shí)間對純棉織物煮漂效果的影響

2.2 純棉織物煮漂工藝的正交優(yōu)化

由表7可以看出，各因素對織物白度的影響主次為C＞D＞B＞A，優(yōu)化條件為A2B2C3D2；各因素對織物毛效的影響主次為A＞D＞C＞B，優(yōu)化條件為A3B3C2D3；各因素對織物斷裂強(qiáng)力的影響主次為A＞C＞B＞D，優(yōu)化條件為A2B3C1D2。分析白度、毛效及斷裂強(qiáng)力3項(xiàng)指標(biāo)得出的優(yōu)化工藝在各助劑用量上有差異，但是結(jié)合生產(chǎn)情況及后續(xù)加工對織物白度、毛效和斷裂強(qiáng)力的要求，確定優(yōu)化條件為A2B3C2D2，即高濃精煉劑DM-1361用量0.8 g/L，穩(wěn)定劑DM-1408用量2.0 g/L，NaOH用量2.0 g/L，H2O2用量6.0 g/L，浴比1∶30，98℃，55 min。

表7 L9（34）正交實(shí)驗(yàn)[9]結(jié)果及極差分析

續(xù)表7

2.3 加工效果比較

對應(yīng)用高濃精煉劑DM-1361于純棉織物堿氧一浴煮漂加工的優(yōu)化工藝進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，并與傳統(tǒng)煮漂工藝進(jìn)行加工效果比較。由表8可知，應(yīng)用高濃精煉劑DM-1361煮漂工藝處理的純棉織物白度、毛效及斷裂強(qiáng)力均明顯好于傳統(tǒng)煮漂工藝，說明其加工效果好，對織物損傷小，具有工藝可行性。

表8 DM-1361堿氧一浴煮漂工藝與傳統(tǒng)煮漂工藝的效果比較

3 結(jié)論

（1）純棉織物應(yīng)用高濃精煉劑DM-1361的堿氧一浴煮漂優(yōu)化工藝為：高濃精煉劑DM-1361用量0.8 g/L，H2O2用量6.0 g/L，穩(wěn)定劑DM-1408用量2.0 g/L，NaOH用量2.0 g/L，浴比1∶30，98℃，55 min。

（2）與傳統(tǒng)煮漂工藝相比，高濃精煉劑DM-1361煮漂工藝的應(yīng)用使純棉織物的毛效及白度顯著提高，織物損傷明顯下降；煮漂一浴縮短了工藝流程，提高了生產(chǎn)效率。