棉織物退煮漂工藝中氧化鈉的應(yīng)用

前處理包括砂漿、煮熟、漂白等過程。預(yù)處理的效果直接影響紡織后染色、打印、染色的生產(chǎn)和加工，因此，前處理是染色和紡織加工的重要步驟。傳統(tǒng)的預(yù)處理方法主要采用氫氧化鈉作為預(yù)處理手段，將纖維中所含的果膠、木質(zhì)素、蠟和其他雜質(zhì)溶解在熱氫氧化鈉溶液中，然后通過機(jī)械作用去除。然而，在之前的處理中，由于氫氧化鈉的大量使用，處理不方便，對(duì)織物的機(jī)械性能造成一定的損害，并且很難去除印染廢水。清棉師Scolase100T是由多種生物復(fù)合酶和螯合分散劑組合而成的陰離子型產(chǎn)品,外觀呈淡橘黃色顆粒狀,易溶于50～60℃的水,其1%水溶液的pH值為11～12.在高溫條件下,它與過氧化氫協(xié)同作用,能有效分解纖維素纖維的雜質(zhì)(果膠質(zhì)、蠟質(zhì)、灰分以及其他有機(jī)物),使雜質(zhì)迅速降解溶于熱水或被去除.本試驗(yàn)采用上海市紡織科學(xué)研究院化學(xué)工程中心研制的高效綠色前處理助劑清棉師Scolase100T作為棉織物前處理助劑,通過正交試驗(yàn)對(duì)其與氫氧化鈉對(duì)棉織物的前處理效果進(jìn)行了比較.1試驗(yàn)部分1.1藥品:過氧化氫、氧化鋁、硅酸鈉純棉織物:純棉機(jī)織物平紋坯布,256*256根/10cm,紗支為27.8tex(坯布經(jīng)向拉伸強(qiáng)力為477.6N).化學(xué)藥品:過氧化氫、氫氧化鈉、硅酸鈉(均為分析純);清棉師Scolase100T、滲透劑JFC、洗滌劑(均為工業(yè)品).試驗(yàn)儀器:HH-S電子恒溫水浴鍋(河南),FA2004電子天平(上海),SBD—1B織物白度測(cè)定儀(浙江),HD026N織物強(qiáng)力測(cè)定儀(江蘇).1.2前處理和織物拉伸在染杯內(nèi)加入一定量的水,按工藝處方依次加入硅酸鈉、氫氧化鈉(或清棉師)、滲透劑JFC和過氧化氫,然后放入織物,控制升溫速率,約50min,將前處理溶液從55℃加熱到100℃,再恒溫至規(guī)定的處理時(shí)間.在加熱過程中要不斷翻動(dòng)織物,不可將織物長久地露在前處理液面以外,然后經(jīng)熱水洗、皂洗、熱水洗、冷水洗和晾干,最后測(cè)定織物的白度、失重率、毛效和拉伸強(qiáng)力.1.3織物拉伸性能測(cè)試根據(jù)生產(chǎn)過程中對(duì)前處理半成品的要求,測(cè)試不同前處理?xiàng)l件下織物的有關(guān)性能,從而評(píng)定工藝條件的合理性,測(cè)試的主要項(xiàng)目有織物白度指數(shù)、織物失重率、織物毛細(xì)管效應(yīng)和織物拉伸強(qiáng)力.1.4各因素的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的理論和方法是在解決實(shí)際問題的過程中形成和發(fā)展起來的科學(xué)手段,正交試驗(yàn)結(jié)合直觀分析與方差分析,可以找出最佳的工藝條件和最顯著的影響因素.為了確定氫氧化鈉和清棉師分別作為煮練劑的最佳前處理工藝條件,根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際主要的影響因素,選定了前處理工藝中的過氧化氫、氫氧化鈉(或清棉師)、硅酸鈉、滲透劑和時(shí)間作為試驗(yàn)因素,各因素取4個(gè)水平,選用L16(45)正交表進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計(jì).分別用氫氧化鈉和清棉師作為退漿、煮練劑,選定了5個(gè)因素、4個(gè)水平的正交試驗(yàn)方案,設(shè)計(jì)的因素、水平方案如表1和表2所示.2結(jié)果與討論2.1硅酸鈉用量對(duì)織物強(qiáng)力和失重率的影響根據(jù)設(shè)計(jì)的正交試驗(yàn)方案,以氫氧化鈉作為前處理助劑的試驗(yàn)結(jié)果如表3、表4和表5所示.根據(jù)表3、表4和表5的試驗(yàn)結(jié)果,綜合分析得到:第一,影響白度的因素由大到小依次為過氧化氫、時(shí)間、硅酸鈉、JFC和氫氧化鈉;影響毛效的因素由大到小依次為JFC、硅酸鈉、過氧化氫、時(shí)間和氫氧化鈉;影響強(qiáng)力的因素由大到小依次為過氧化氫、氫氧化鈉、硅酸鈉、時(shí)間和JFC;影響失重率的因素由大到小依次為硅酸鈉、氫氧化鈉、JFC、時(shí)間和過氧化氫.第二,隨著過氧化氫用量的增加,織物的白度增加,毛效變化不大,強(qiáng)力下降,失重率基本不變化;隨著氫氧化鈉用量的增加,織物的白度、毛效和失重率變化不大,而強(qiáng)力下降;隨著硅酸鈉用量的增加,織物的白度、毛效和失重率變化不大,強(qiáng)力增加;隨著時(shí)間的延長,織物的白度、毛效、強(qiáng)力和失重率均變化不大.第三,除JFC影響毛效接近較顯著水平(*)外,其他各因素的顯著性F值均達(dá)不到較顯著的Fα臨界值水平(2.49).第四,綜合考慮各因素的影響,采用過氧化氫4g/L、氫氧化鈉6g/L、硅酸鈉9g/L、滲透劑JFC1g/L和時(shí)間為100min的工藝作為最佳工藝.2.2jfc用量的影響根據(jù)設(shè)計(jì)的正交試驗(yàn)方案,以清棉師作為前處理助劑的試驗(yàn)結(jié)果如表6、表7和表8所示.同樣,根據(jù)表6、表7和表8的試驗(yàn)結(jié)果,綜合分析得到:第一,影響白度的因素由大到小依次為過氧化氫、硅酸鈉、時(shí)間、JFC和清棉師;影響毛效的因素由大到小依次為過氧化氫、JFC、清棉師、時(shí)間和硅酸鈉;影響強(qiáng)力的因素由大到小依次為JFC、過氧化氫、時(shí)間、硅酸鈉和清棉師;影響失重率的因素由大到小依次為清棉師、時(shí)間、硅酸鈉、過氧化氫和JFC.第二,隨著過氧化氫用量的增加,織物的白度增加,強(qiáng)力下降,毛效和失重率變化不大;隨著清棉師用量的增加,織物的白度增加,強(qiáng)力、毛效和失重率變化不大;隨著硅酸鈉用量的增加,織物的白度增加,強(qiáng)力、毛效和失重率變化不大;JFC用量的變化對(duì)各指標(biāo)影響不大;隨著時(shí)間的延長,織物的白度和失重率增加,毛效和強(qiáng)力變化不大.第三,除過氧化氫影響毛效達(dá)到較顯著水平(*)外,其他各因素的顯著性F值均沒有達(dá)到較顯著的Fα臨界值水平(2.49),所以過氧化氫是最重要的影響因素.第四,綜合考慮各因素的影響,采用過氧化氫6g/L、清棉師2g/L、硅酸鈉7g/L、JFC3g/L和時(shí)間為80min的工藝作為最佳工藝.根據(jù)表3和表6試驗(yàn)結(jié)果的平均值,通過比較可知,清棉師作為煮練劑的工藝,織物的白度略高于氫氧化鈉作為煮練劑的工藝,織物的強(qiáng)力和重量損失也很小.清棉師作為煮練劑的工藝在減少強(qiáng)力和重量損失方面有著顯著的優(yōu)勢(shì).2.3最佳工藝方案的確定和驗(yàn)證將正交試驗(yàn)所得到織物的白度、毛效、強(qiáng)力和失重率試驗(yàn)數(shù)據(jù),經(jīng)過進(jìn)行極值、極差與方差大小的分析,比較了各因素對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)影響的程度,確定了最佳工藝方案,如表9所示.對(duì)確定的工藝方案進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證,平行試驗(yàn)3次所得結(jié)果如表10所示.通過試驗(yàn)驗(yàn)證,氫氧化鈉和清棉師作為煮練劑都能起到去除果膠質(zhì)、木質(zhì)素和蠟狀物質(zhì)的目的.經(jīng)氫氧化鈉煮練的織物白度低,強(qiáng)力和重量損失較大;經(jīng)清棉師煮練的織物白度略高,強(qiáng)力和重量損失較小,處理時(shí)間較短,處理液的起始pH值為11,排放的廢水pH值為8.4,接近中性,污染較少.3清棉師用量對(duì)織物色的影響(1)在棉織物前處理煮漂溶液中,氫氧化鈉和清棉師均是良好的煮練劑,都能夠去除果膠質(zhì)、木質(zhì)素、蠟狀物質(zhì)、灰分以及其他有機(jī)物.(2)隨著氫氧化鈉用量的增加,織物的白度、毛效和失重率變化不大,但強(qiáng)力下降;隨著清棉師用量的增加,織物的白度增加,強(qiáng)力、毛效和失重率變化不大.(3)清棉師與過氧化氫的協(xié)同效應(yīng)較好,二者主要控制過氧化氫的影響;氫氧化鈉與過氧化氫的協(xié)同作