雙氧水活化劑OD在棉織物前處理中的應(yīng)用

史飛龍，陳 陽，張占柱

（河北科技大學(xué)紡織服裝學(xué)院，河北石家莊 050018）

目前，雙氧水漂白是最常用的漂白工藝[1-3]，但我國應(yīng)用于印染前處理漂白階段中具有顯著效果的活化劑非常少[4]，且冷軋堆前處理時間大多在24 h[5]。壬酰氧基苯磺酸鈉（NOBS）在堿性條件下會發(fā)生水解，造成原料浪費(fèi)。新型雙氧水活化劑OD 具有水溶性好、耗能少、耗時短、耐堿性強(qiáng)等特點(diǎn)。將新型活化劑OD 通過冷軋堆工藝應(yīng)用在純棉織物上，通過單一變量實(shí)驗、正交實(shí)驗對純棉織物的性能進(jìn)行分析，確定了最佳工藝。前處理工藝均采用退煮漂一浴法[6]。

1 實(shí)驗

1.1 材料及儀器

材料：純棉坯布；NaOH（分析純，天津市永大化學(xué)試劑有限公司），27.5% H2O2（天津津西化工廠），硅酸鈉（天津市標(biāo)準(zhǔn)科技有限公司），前處理助劑（石家莊聯(lián)邦科特化工有限公司），活化劑OD（自制），活化劑NOBS（實(shí)驗室提供）。

儀器：臺式電子織物強(qiáng)力機(jī)YG(C)026PC型、白度計WSB-Ⅱd/o（溫州儀器儀表有限公司），恒溫水浴鍋HH-4（江蘇金壇市宏華儀器廠），軋車SD-A（鶴山市宏發(fā)染整機(jī)械制造有限公司），毛效測試儀（實(shí)驗室提供）。

1.2 冷軋堆工藝

配制漂液→室溫浸軋（二浸二軋，軋液率80%～90%)→堆置（常溫，保鮮膜包好）→熱水洗3道（95 ℃，10 min）→冷水洗3道（自來水，10 min）→烘干。

1.3 測試

白度：根據(jù)GB/T 8424.2—2001《紡織品色牢度試驗相對白度的儀器評定方法》來測定棉織物的白度。

毛效：根據(jù)FZ/T 01071—2008《紡織品毛細(xì)效應(yīng)的試驗方法》測定30 min內(nèi)試樣上的液體上升的高度（cm）。

斷裂強(qiáng)力：根據(jù)GB/T 3923.1—2013《紡織品織物的拉伸性能第1部分：斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長率的測定（條樣法）》測3次，取平均值。

2 結(jié)果與討論

2.1 新型雙氧水活化劑OD冷軋堆工藝單因素實(shí)驗

2.1.1 H2O2用量

固定NaOH 20 g/L，活化劑OD 10 g/L，前處理助劑5 g/L，硅酸鈉8 g/L，堆置時間8 h，考察27.5%H2O2用量對冷軋堆前處理的影響，結(jié)果見表1。

表1 H2O2用量對棉織物前處理的影響

由表1可知，白度和毛效在H2O2用量為20 g/L時達(dá)到最大值；斷裂強(qiáng)力整體呈緩慢下降的趨勢。原因是堿性條件下，隨著H2O2用量的增加，有效漂白成分HO2-增多，氧化能力增強(qiáng)，白度和毛效得到了提高，繼續(xù)增加H2O2用量，HO2-生成速率增大，部分會與纖維發(fā)生反應(yīng)，造成纖維斷裂強(qiáng)力減小。綜合分析，H2O2的最佳用量為20 g/L。

2.1.2 NaOH用量

固定27.5%H2O220 g/L，活化劑OD 10 g/L，前處理助劑5 g/L，硅酸鈉8 g/L，堆置時間8 h，考察NaOH用量對冷軋堆前處理的影響，結(jié)果見表2。

表2 NaOH用量對棉織物前處理的影響

由表2 可，隨著NaOH 用量的增加，白度和毛效都是先增大然后緩慢下降，均在NaOH用量30 g/L時達(dá)到最大值；斷裂強(qiáng)力在NaOH用量為40 g/L前緩慢下降，之后迅速降低。NaOH用量的增加會促進(jìn)H2O2分解生成HO2-，使織物白度得到提升，同時，生成過多的HO2-也會造成纖維的損傷，斷裂強(qiáng)力迅速下降。綜合考慮，NaOH的最佳用量為30 g/L。

2.1.3 活化劑OD用量

固定27.5%H2O220 g/L，NaOH 30 g/L，前處理助劑5 g/L，硅酸鈉8 g/L，堆置時間8 h，考察活化劑OD用量對冷軋堆前處理的影響，結(jié)果見表3。

表3 活化劑OD用量對棉織物前處理的影響

由表3可知，白度和毛效在活化劑用量8 g/L前逐漸增大，之后開始下降；斷裂強(qiáng)力的變化規(guī)律不明顯?；罨瘎┑募尤霑龠M(jìn)HO2-的生成，但當(dāng)漂液中的各成分穩(wěn)定后，繼續(xù)增加活化劑用量，對HO2-的生成速率影響不大。斷裂強(qiáng)力變化的不規(guī)律是因為活化劑在促進(jìn)HO2-生成的同時會抑制HO·游離基的生成。HO2-和HO·游離基都會對纖維造成損傷，相互作用下，斷裂強(qiáng)力變化不規(guī)律。綜合分析，活化劑的最佳用量為8 g/L。

2.1.4 堆置時間

固定27.5% H2O220 g/L，NaOH 30 g/L，活化劑OD 8 g/L，前處理助劑5 g/L，硅酸鈉8 g/L，考察堆置時間對冷軋堆前處理的影響，結(jié)果見表4。由表4 可知，白度和斷裂強(qiáng)力在堆置時間為8 h 時都達(dá)到最大值；毛效整體呈增長趨勢。綜合分析，最佳堆置時間為8 h。

表4 堆置時間對棉織物前處理的影響

2.2 正交實(shí)驗

在上述單因素實(shí)驗的基礎(chǔ)上，以A(H2O2用量，g/L)、B（NaOH 用量，g/L）、C(活化劑OD 用量，g/L)、D（堆置時間，h）為影響因子，進(jìn)行4 因素3 水平正交實(shí)驗，實(shí)驗方案及實(shí)驗結(jié)果見表5。

表5 正交實(shí)驗方案及結(jié)果分析表

由表5可知，極差R越大，表示影響越大。影響白度的因素由大到小依次為：NaOH用量、H2O2用量、堆置時間、活化劑OD 用量，最佳方案為A3B2C3D3；影響毛效的因素由大到小依次為：堆置時間、H2O2用量、活化劑OD用量、NaOH用量，最佳方案為A3B1C3D1；斷裂強(qiáng)力的影響因素由大到小為：堆置時間、NaOH用量、H2O2用量、活化劑OD用量，較佳組合為A1B2C2D3。綜合考慮純棉織物各方面的特性以及試劑用量、能耗等因素，最終選擇的優(yōu)化工藝配方為：27.5%H2O230 g/L，NaOH 25 g/L，活化劑OD 10 g/L，穩(wěn)定劑硅酸鈉8 g/L，前處理助劑5 g/L，堆置時間10 h。

2.3 工藝對比

在相同冷軋堆工藝條件下，用活化劑OD、NOBS分別對純棉織物進(jìn)行處理，結(jié)果見表6。由表6可看出，新型活化劑OD處理過的純棉織物相對于NOBS冷軋堆工藝，其白度、毛效和斷裂強(qiáng)力都有明顯的提升。

表6 工藝對比數(shù)據(jù)

3 結(jié)論

（1）新型氧漂活化劑OD 冷軋堆工藝處理純棉織物的優(yōu)化工藝：27.5% H2O230 g/L，NaOH 25 g/L，新型活化劑OD 10 g/L，前處理助劑5 g/L，穩(wěn)定劑硅酸鈉8 g/L，堆置時間10 h。

（2）在相同冷軋堆工藝條件下，經(jīng)新型氧漂活化劑OD處理純棉織物的白度、毛效、斷裂強(qiáng)力較NOBS都具有明顯的優(yōu)勢。

（3）新型氧漂活化劑OD 冷軋堆工藝的用堿量低、堆置時間短，符合當(dāng)下節(jié)能環(huán)保的要求。