氧漂稳定剂的应用与性能测试方法yd12118

展义臻1，韩文忠1，赵雪2，王炜2 (1三鼎控股集团有限公司.浙江义乌 322000)(2东华大学化学化工与生物工程学院，上海200051)

原载：第八届全国染整前处理学术研讨会论文集.2009；355-358

【摘要】文章简要论述了氧漂稳定剂的作用机理，主要探讨了现阶段市场上所应用的氧漂稳定剂的应用类型与工艺以及氯漂稳定剂的性能测试方法。

【关键词】双氧水；稳定剂；应用；测试

在双氧水漂白工序中有常规漂白、煮漂合一，退、煮、漂一步法及退、煮、漂冷轧堆等不同工艺。在这些工艺中，双氧水漂白都是在碱性溶液中进行的，双氧水在碱性条件下及金属离子存在下极易分解，双氧水的过早催化分解，不仅造成漂白液的失效并能促进纤维损伤。为此在双氧水漂白时，必须加入稳定剂，使双氧水分解速率减慢，有效地进行漂白，同时又不损伤或减少损伤纤维。

1. H202稳定剂作用机理

H202稳定剂的作用机理主要有吸附稳定理论和络合稳定理论两种[l]，吸附稳定理论主要是通过高分子胶团籍静电或氢键吸附重金属离子而达到稳定的目的，属于这类的稳定剂：水玻璃，脂肪酸镁，聚丙烯酰胺部分水解物，聚羧酸盐等。络合稳定理论是通过多价螯合剂与金属离子发生螯合作用而形成稳定的水溶性络合物由此而使重金属不发生催化作用。属于络合型稳定剂种类有：磷酸盐、氨基羧酸盐，醇胺，羟基羧酸盐和磷酸盐等。

2. H202稳定剂应用类型及工艺

水玻璃是首先用于双氧水漂白的稳定剂，其效果也不差，由于在设备上和织物上容易造成硅垢，以及为开发漂白新工艺需要，引起了非硅型稳定剂(又称有机型稳定剂)开发，有机型稳定剂一般都具有一定的吸附和螫合功能。事实上商品稳定剂大都兼备吸附和络合功能的复配品，只是以哪一种为主而已，有些商品甚至还掺入渗透剂和润滑剂等，以改进稳定剂的总体性能。如精练漂白剂LTP-S128；含有碱剂、盐类的特殊非离子表面活性剂复配物，用于筒子纱、溢流、液流染色机上，用于纤维素纤维及其混纺织物的精炼漂白。应用工艺为：将溶解好的LTP-S128(2～4g／L)加入精练漂白浴中，加5～15ml/L的H202(30％)100～105℃下运行30～50min。 Tinoclarite Win是以活性物质为主要成分的及表面活性剂、螯合分散剂的复合产品，主要用于棉及混纺漂白织物的非连续氧漂工艺，白度好，手感佳，毛效好。

NaOH(100％) 0.5-3g／L

H202(35％) 4～14ml/L

Tinoclaritc Win 2～5g／L

浴比4:l～20:l，在95～98℃下运行30～60min或高温氧漂115℃下运行20min。

分散力强的螯合型氧漂稳定剂能有利于洗除杂质，能有效地螯合Cu2+、Fe3+、Mn2+和Ni2+等金属离子，防止双氧水过度分解，从而有效控制双氧水分解.避免布面产生破洞。如色乐速C-MS100为抗氧化性能强的络合分子混合物，以合理的速度控制双氧水的分解，使双氧水的氧化功能更彻底,适宜于高温高压漂白，可缩短漂白时间，130℃×5min，能防止氧漂后织物强力下降(尤其对于麻织物)，漂后织物失重率3～3.6％，手感柔软。色乐速C-MSl00用于棉、涤棉的漂白工艺为：

H202(35％) 5 ml/L

色乐速C-MS 100 2～3g／L

浴比1:1O，在98℃下运行30～40min或120℃下运行15～20min或130℃下运行5min，然后热水洗，水洗。

羧酸聚合物类稳定剂的最大的特点是具有良好的胶体性能和分散作用，能耐碱，但其络合能力较弱，因此须将其进行共聚改性或进行复配混合以改善其性能。如稳定剂CB为聚羧酸钠盐的混合物，有较好的螯合功能，其冷轧堆前处理工艺为：

NaOH(100％) 10～20g／L

H2O2(35％) 25～40ml/L

稳定剂CB 3～6g/L

渗透剂 2～4g／L

轧余率100％，室温堆置20h，然后用3g/L 95℃的热Na2C03稀溶液冲洗，热水洗，水洗。

聚羧酸盐高分子稳定剂强碱氧漂稳定剂CP-205可用于棉、棉混纺及麻织物的碱氧一浴工艺，有良好的乳化、分散和渗透效果，可用于各种工艺：棉及混纺织物浸漂工艺(1～3g／L)、棉及混纺织物连续轧漂工艺(4～6 g／L)、T/C煮漂一浴连续工艺(10～15 g／L)、棉冷轧堆工艺(18～22 g／L)。

酸酯类高分子化合物分子中的酯基及羟基等空间配位基团的齐聚物，可与二价镁离子结合形成一个网状的大分子结构，由于基有足量的负电荷，因而对于带正电荷的重金属离子，胶体具有良好的吸附凝聚作用，而且在高温条件下耐碱性极佳。适应于氧化退浆和煮漂一浴工艺及冷轧堆工艺。如双氧水稳定剂HD-804，是一种多组分混合物，适应于碱氧一浴短流程工艺，耐高温强碱。

NaOH(100%) 20～40g/L

H2O2(35％) 8～10mL/L

精练剂 3～6g/L

双氧水稳定剂HD-804 3～5g/L

浸轧练漂液，轧余率80％～100％，汽蒸90～100℃，30～40min，热水洗,冷水洗。

聚有机磷酸类对金属离子形成环状螯合物，有良好的螯合和吸附功能。如稳定剂SK系聚有机磷酸的高分子共聚物，能有效去除棉籽壳，手感柔软且节能。适应于棉、涤棉织物短流程前处理，冷堆法工艺：

二浸二轧(涤棉轧余率85～90％，棉100-105％，室温打卷堆置20h，高效水洗，95℃热水洗2格，85℃热水洗2格，温水洗，冷水洗。

聚丙烯酸类稳定剂有良好的胶体吸附特性和分散特性，有一定的耐碱性和螯合作用。如双氧水稳定剂HPL为丙烯酸类高分子聚合物及无机盐类，漂白后织物白度高，毛效好，易生物降解，适合于碱氧一浴及冷堆工艺。冷轧堆工艺：

NaOH(10O%) 40～60 g/L

H202(100％) 16～18mL／L

渗透剂 8～10g/L

双氧水稳定剂HPL， 12g／L

二浸二轧，室温打卷堆置20h，高效水洗，某些粘土具有稳定双氧水的作用，此类稳定剂 处理织物白度良好，手感柔软，清洗效果好，低泡性，具有防止金属离子催化分解双氧水和提供镁源的作用，经处理的织物具有更高的DP值。如以粘土为基质制成的Tannex GEO是一只天然矿物质的绿色氧漂助剂，应用于棉及混纺棉的漂白，该稳定剂具有良好的生物降解性。Tannex GEO具有优良的织物润湿性、润滑特性和低泡性。TannexGEO还可用于纤维素纤维和合成纤维织物的预精练和退浆剂，是极佳的织物油脂、蜡质和浆料的去除剂。在喷射溢流染色机中应用效果好。

NaOH(100％) 2～4g／L

H20-2(35％) 4～8ml/L

TannexGeo 2～4g／L

在98℃下运行30～50min。

3.H202稳定剂测试方法

3.1 氧漂工艺对双氧水稳定剂的要求

好的双氧水稳定剂应具有优良的吸附与螯合能力，能耐不同浓度的碱剂，对纤维损伤最低，并具有防沾污性能，能有效控制双氧水分解率，具有高效的稳定作用，不结垢，白度好，易生物降解[2]。

3.2双氧水稳定剂一般需测以下几项性能：耐碱性能测试；毛效、白度和强力；双氧水稳定性：对金属离子的螯合力[3]。

3.2.1耐碱性能测试

①测试步骤 分别称取试样2g和5g氧漂稳定剂各溶解于 4g／L的无水Na2C03和2g／L的NaOH溶液中，配制成Al、A2、Bl、B2四组溶液，将Al、A2、Bl、B2置于250ml圆底烧瓶中，观察溶液的外观,然后加热至沸腾，进行回流，从回流开始记时于 30min，60min，120min共目测三次溶液外观，回流后，停止加热，放置过夜，次日再目测一次，如有 浑浊或沉淀，须升温至沸腾后再目侧一次，以两次测试结果为准.

②结果评定

l级—溶液完全澄清；

l～2级—溶液乳白色至微浑浊；

2级—溶液浑浊但无絮状物；

2～3级—溶液非常浑浊但无絮状物或油状物分出：

3级一不论溶液清或浑浊，有絮状物或油状物分出。

两种浓度的试样经4g/L的无水Na2C03和2g／L的 NaOH测试后，可分为最高耐碱级、耐碱级、非耐碱级共3级：

最高耐碱级一所有的试样经测试后，在评级中达到l级或1.2级的；

耐碱级—所有的试样经测试后，其中有一种浓度的试样在评级中达到l级或1.2级，甚至2级，以及静置过夜后达到2～3级的：

非耐碱级—所有的试样经测试后，其中有一种浓度的试样在评级中达到3级的。

3.2.2毛效、白度和强力的测试

①测试液工艺处方与条件

氢氧化钠(100％) 6g／L

双氧水(35％) 15g／L

双氧水稳定剂 6g／L

溶液体积 100ml。

处理温度 98℃，处理时间45min

②测试步骤

将述配制好的溶液倒如染杯中，并将剪好的棉坯布一同放入，盖好染杯盖，放入打样机中处理。加热升温至98℃时保温处理45min后降温取出热水洗(85℃以上)→温水洗(60～65℃) →冷水洗→晾干或烘干(温度小于65℃)。

③ 结果评定

白度：在白度仪或测色仪上测定处理后的棉布的白度。白度越好说明稳定剂性能越好。

毛效：在毛细管效应测试仪上测试30nin织物的毛效值。毛效越好说明稳定剂性能越好。

强力：用拉伸强力仪测定织物漂白前后的强力，测定织物的损伤情况。但潜在损伤只有在接触了碱溶液后，强力才会显著下降，反映出损伤(如经lg／L 的NaOH碱液煮沸lh后测其强力)。用铜氨溶液方法测聚合度方法准确，但麻烦，时间长。

3.2.3 双氧水稳定性的测试

①试样试验工作液配制

a、试样试验工作液组成

双氧水(35％) 10m/L

双氧水稳定剂 3g

氢氧化钠(固体) lg(调节pH值=10.5～11.0) 硫酸铜溶液(1mL=0.1mg Cu2+) 25mL.

b、试样试验工作液配制步骤

A液配制：称取3g双氧水稳定剂于500mL烧杯中，加入500ml。蒸馏水，搅拌溶解后加入35％的双氧水10mL，在将此溶液转移至1000mL容量瓶中，备用。

试样试验工作液配制：称取lg氢氧化钠固体于250mL烧杯中，加入200mL蒸馏水，搅拌溶解后加入硫酸铜溶液(1mL=0.1mg Cu2+)25mL，摇匀后，将此溶液加入到上面配制A液的容量瓶(1000mL)中，加蒸馏水稀释至刻度，摇匀备用。

②测试步骤

取5个250mL的烧杯，分别加入上述配制好的溶液250mL，放入90℃左右的恒温水浴中并放置温度计，待烧杯中试样试验工作液升温至90℃开始记时，并分别在刚升到90℃时，及90℃保温Imin、10min、20min、30min、45min、60min时取出试样,试验工作液立即按后述双氧水含量测定方法测定试样试验工作液中双氧水的含量。

③双氧水分解率计算

双氧水分解率％=[(起始双氧水含量-t时双氧水含量)/起始双氧水含量]×100％

④双氧水含量测定

用移液管在取出试样试验工作液中吸取10mL于已预先加入20mL蒸馏水的锥型瓶中，加入20％硫酸溶液20mL，搅拌均匀,用上面配制的高锰酸钾标准溶液(0.588moL／L)滴定至粉红色出现，并在30s内不褪色为终点，记录所消耗的高锰酸钾标准溶液的体积V。 计算：

双氧水含量(g／L)=(0.588×17×V)／10=1×V

式中：V_滴定消耗的高锰酸钾标准溶液的体积，mL。

⑤结果评定

各时段的双氧水分解率越小，说明双氧水稳定剂稳定性越好. 注：1、被测试液在加热过程中，水分会蒸发掉，而使双氧水浓度发生变化，因此可在烧杯上做一页面记号，在吸取试样前如果发现液面低于标记高度，应添加蒸馏水至原标记高度。2、在测试稳定性时，为了结果的可比性，减少 其他因素的影响，一般采用蒸馏水。但为了与实际大生产相符，一般添加lmL=0.1mg Cu2+。

3.2.4 对金属离子的整合力(CV值)的测试

CV值是指每克稳定剂能够络合金属离子(钙离子以CaC03表示)的毫克数。

①铜(或铁)离子络合力的测定

a、铜(或铁)离子络合力的测定步骤： 准确称取2g(精确至0.001g)双氧水稳定剂试样(固体样品称lg)，加入50mL蒸馏水，加热溶解，加入10％氢氧化钠溶液3mL，用硫酸铜 (1ml=2mg Cu2+)(或硫酸铁铵)标准溶液滴定至 一定色度的沉淀生成，即为终点，记录滴定消耗的硫酸铜(或硫酸铁铵(1mL=2mg Fe3+))标准溶液的体积(mL)。

b、计算方法

CV(M)值=(V×2)／W

式中：CV值—某种金属离子的络合值，mg/g；

M一金属离子，Cu2+或Fe3+

V—滴定消耗硫酸铜(或硫酸铁铵)标准溶液的体积，mL：

2—硫酸铜(或硫酸铁铵)标准溶液的质量浓度， mg/mL：

W一双氧水稳定剂的质量，g。

②钙离子络合力的测定

a、 钙络合力的测定步骤：

准确称取5g(精确至0.001g)双氧水稳定剂试样，加入80mL蒸馏水，加热溶解，加入10％氢氧化钠溶液3mL，加入2％草酸钠指示剂溶液10ml，用钙标准溶液(25mg/mL)滴定至持久的混浊出现即为终点，记录滴定消耗的钙标准溶液的体积(mL)。

b、 计算方法

CV(CaCO3)值=(V×25)／W

式中：CV(CaC03)值——钙离子(以碳酸钙计)的络合值，mg/g；

V—商定消耗钙标准溶液的体积，mL：

25—钙标准溶液的质量浓度，mg/mL；

W一双氧水稳定剂的质量，g。

注：

1.各种不同的稳定剂对碱金属离子的络合能力不同，最好铜、铁离子都进行测试。

2.如果稳定剂只作为双氧水稳定剂用，没有必要测定钙离子的络合能力，因为钙、镁离子不仅不会有不良影响，还会有增效作用。如果作为分散螯合剂使用，可用该方法测定对钙离子的络合能力。

3.测定对铜、铁离子的络合能力可以了解被测稳定剂对产生织物破洞的防止能力。

4.在整个滴定过程中，稳定剂溶液的pH值应维持在10～12，如果pH值偏低，应补加 NaOH溶液来调整，使溶液保持碱性。

4 结论

现阶段工厂的前处理工艺多为短流程工艺，如冷轧堆工艺和碱氧一浴煮漂工艺，这都要求氧漂稳定剂耐高浓度碱和耐高温，这就要求新型氧漂稳定剂的研制及复配工艺的发展。而对于工厂而言，稳定剂使用前的性能测试也是一项很重要工作.

参考文献：

[1]杨俊玲.双氧水稳定剂的组成及其稳定性的研究[J]印染，2004(24)：13-15

[2]张艳，郝龙云.短流程工艺中氧漂稳定剂的发展[J]染整技术，2007(3)：28—31

[3]刘国良.染整助剂应用测试[M]中国纺织出版社，2007：112-120