滌綸堿減量酸性條件析出物的應(yīng)用探究

劉 燮，王孟澤，姜 莉，陳迎春，李 兵，江立文

（1.浙江傳化功能新材料有限公司，浙江杭州 310000；2.傳化智聯(lián)股份有限公司，浙江杭州 311215）

目前，堿減量處理是滌綸織物及其混紡織物染整加工過程中非常重要的工序，通過該工序，滌綸織物可以獲得良好的柔軟性、與真絲一樣的懸垂性、柔和的光澤和一定的親水性，使滌綸織物的服用性能接近于真絲產(chǎn)品［1-2］。

但是使用堿減量工藝后，后續(xù)需要經(jīng)過大量水洗，有很多工廠需要進(jìn)行復(fù)練，否則在染色時(shí)加入冰醋酸后容易產(chǎn)生白色物質(zhì)粘附在纖維表面，對(duì)染色環(huán)節(jié)產(chǎn)生不利影響。目前有關(guān)堿減量廢水處理［3-4］和堿減量促進(jìn)劑［5-6］的研究較多，卻鮮有關(guān)于堿減量對(duì)后道染色的影響研究。本實(shí)驗(yàn)對(duì)滌綸堿減量殘液在酸性條件下析出的白色粉末（酸析物）進(jìn)行系統(tǒng)分析，研究其溶解性、化學(xué)結(jié)構(gòu)及分散性能，為酸析物粘附問題的解決提供基礎(chǔ)支持。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 材料

堿減量殘液1#（嘉興某紡織有限公司），堿減量殘液2#（紹興某紡織有限公司），PTA 樣品（標(biāo)準(zhǔn)品，CAS 100-21-0，純度大于99%，上海麥克林生化科技有限公司），氯仿、丙酮、乙醚、甲醇、乙腈、四氫呋喃、DMF（分析純，西隴科學(xué)股份有限公司），染中素TF-257（傳化智聯(lián)股份有限公司）。

1.2 儀器

Nicolet IS10 型傅里葉紅外光譜儀（美國(guó)熱電公司），DLS-6000 紅外線試色機(jī)（DaeLim Star-let 有限公司），6130液質(zhì)聯(lián)用儀（美國(guó)安捷倫科技有限公司）。

1.3 酸析物的制備

酸析物1、酸析物2 分別由殘液1#、2#經(jīng)酸析、過濾并且初步干燥后制得。

1.4 測(cè)試

1.4.1 溶解度

分別用試管稱取一定量酸析物，加入不同溶劑，超聲波振蕩2 h，觀察其在溶劑中的可溶性。

1.4.2 紅外光譜

用KBr 壓片法制樣，采用紅外光譜儀進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試條件：分辨率優(yōu)于0.4 cm-1，掃描次數(shù)64，掃描范圍4 000～400 cm-1。

1.4.3 液相色譜-質(zhì)譜

采用液質(zhì)聯(lián)用儀進(jìn)行測(cè)試。液相色譜條件：Bridge?C18 色譜柱（250.0 mm×4.6 mm×5.0 μm），流動(dòng)相為甲醇，流速為1 mL/min，柱溫為室溫（25 ℃）；質(zhì)譜條件：離子源為ESI 源，離子源溫度為350 ℃，干燥氣為N2，流速為12 L/min，毛細(xì)管電壓為3 000 V，采用負(fù)離子方式檢測(cè)。

1.4.4 酸值

參考GB/T 30921.5—2016［7］《工業(yè)用精對(duì)苯二甲酸（PTA）試驗(yàn)方法第5 部分：酸值的測(cè)定》進(jìn)行測(cè)定。稱取0.8～1.5 g 樣品（精確到0.000 1 g）于250 mL 錐形瓶中，加入20 mL 二甲基亞砜，搖動(dòng)錐形瓶至樣品基本溶解，加入20 mL 煮沸冷卻的蒸餾水，加入0.1 mL酚酞指示劑，用0.5 mol/L 氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至剛呈粉紅色，記錄消耗氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積；在相同條件下做空白實(shí)驗(yàn)。按照下列公式計(jì)算樣品的酸值（做3次，取平均值）：

式中：V表示滴定樣品所消耗的氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液體積，mL；V0表示滴定空白所消耗的氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液體積，mL；c表示氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mol/L；m表示試樣質(zhì)量，g。

1.4.5 高溫分散性

稱取0.1 g 酸析物，加入100 mL pH 為4～5 的水，再加入染中素TF-257 2 g/L，置于130 ℃紅外線試色機(jī)中運(yùn)行30 min，降溫至50 ℃，抽濾。通過酸析物在濾紙上的分散狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)，濾紙表面酸析物分布越淺且均勻表示高溫分散性越好。

2 結(jié)果與討論

2.1 樣品的溶解性

由表1 可以看出，樣品在DMF、甲醇等極性較高的溶劑中可以溶解。

表1 樣品在不同溶劑中的溶解性能

2.2 表征

2.2.1 紅外光譜

由圖1 可以看出，酸析物和PTA 的特征吸收峰極其相似，在1 674 cm-1處出現(xiàn)了的伸縮振動(dòng)峰，在1 573、1 508、1 421 cm-1處出現(xiàn)了的骨架伸縮振動(dòng)峰，另外在727 cm-1附近出現(xiàn)了單取代苯C—H的變形振動(dòng)特征吸收峰。因此可初步推斷酸析物含有對(duì)苯二甲酸。

圖1 樣品的紅外光譜

2.2.2 液相色譜-質(zhì)譜

制備1 g/L 酸析物的甲醇溶液，過0.45 μm 濾膜，用于液質(zhì)聯(lián)用儀分析。由圖2、圖3 可以看出，PTA 的總離子流圖出峰在0.409 min，酸析物1 和酸析物2 的總離子流圖出峰在0.363 min，對(duì)應(yīng)的高分辨負(fù)離子質(zhì)譜測(cè)試值均為165［M+H］+，進(jìn)而可以得出樣品的分子質(zhì)量為166，與對(duì)苯二甲酸的分子質(zhì)量相符。由此推斷酸析物為對(duì)苯二甲酸。

圖2 樣品的總離子流圖

圖3 樣品的質(zhì)量色譜圖

2.3 酸值

由表2 可以看出，酸析物1 和酸析物2 的酸值之間有差異，可能是工廠的堿減量工藝不同所致。酸析物的酸值是PTA 酸值的97%以上，說明其主要成分是對(duì)苯二甲酸。

表2 樣品的酸值

2.4 高溫分散性

針對(duì)工廠問題，針對(duì)性地開發(fā)了染中素TF-257，該產(chǎn)品對(duì)酸析物有優(yōu)異的分散作用。由圖4 可以看出，加入TF-257 后，濾紙表面的酸析物分布淺且均勻，表明其對(duì)酸析物的高溫分散性好。TF-257 具有良好的市場(chǎng)前景，已經(jīng)在紹興和嘉興地區(qū)多家染廠使用，染廠普遍反映使用該產(chǎn)品可以簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝，免去復(fù)練工序，節(jié)約水電能耗。

圖4 TF-257 對(duì)酸析物的分散效果

3 結(jié)論

（1）通過對(duì)酸析物的一系列研究發(fā)現(xiàn)，該物質(zhì)在甲醇、DMF 等極性強(qiáng)的溶劑中可以溶解。（2）根據(jù)酸析物和PTA 的紅外光譜、液相色譜-質(zhì)譜分析和酸值滴定的對(duì)比結(jié)果，可以得出該物質(zhì)的主要組分是對(duì)苯二甲酸。（3）染中素TF-257對(duì)酸析物有優(yōu)異的高溫分散效果。