清洁无硅垢多功能前处理剂的研究与应用9-5

温明君  车晓敏     烟台源明化工有限公司

原载:第九届全国染整前处理学术讨论会论文集;25-29

 

采用自主研发的产品斯林素W-100代替五水偏硅酸钠,应用于粉状多功能前处理助剂中,在棉梭织布上做了全面对比,通过试验数据表明,斯林素W-100完全可以代替五水偏硅酸钠应用于粉状多功能前处理剂产品中,达到了含五水偏硅酸钠粉状多功能前处理助剂的风格,同时各方面性能指标相当,并且采用斯林素W-100复配的多功能前处理剂无“硅垢”产生,避免了“擦伤”等问题,实现了清洁的前处理过程。

关键词前处理;斯林素;硅酸钠;多功能前处理剂;无硅垢;擦伤

 

0   

目前市场上使用的粉状多功能前处理剂,品种及名称繁多,但大多数或多或少含有硅酸钠一类的成份,采用五水偏硅酸钠的居多,也有采用七水、九水或无水偏硅酸钠。现在粉状的多功能前处理剂被大多数企业使用,一是能给企业降低前处理成本,二是操作简便,增加前处理的稳定性,三是相对与传统助剂的前处理,能达到较好的前处理效果,四是能降低COD的排放指标,等等。以上这些优点,硅酸钠起主要作用。

众所周知,硅酸钠俗称水玻璃,它在纺织品前处理中主要用作双氧水稳定剂,它的优点归纳如下:价格低廉,是性能极佳的吸附性稳定剂;能提高织物的白度;减少纤维的损伤,相对提高织物强力;具备一定的乳化性能,起到良好的助洗作用,从而能提高织物的毛效指标;作为碱剂,缓冲作用非常强,并且极易洗涤;对环境无毒无公害。以上这些优点,特别从性价比的角度来看,还没有哪一类稳定剂可以全部代替硅酸钠。

虽然硅酸钠优点很多,但是它存在的缺点也很明显。在长车连续生产中会在设备上产生“硅垢”,同时如果水洗不充分,会使织物的手感发硬。特别是设备上产生的“硅垢”如果不及时清理,会引起织物起皱、擦伤等问题出现,影响产品质量,而且清理“硅垢”也是一项较艰苦的工作。

如何保持含硅酸钠产品的前处理性能及风格,而且不在设备上产生“硅垢”,同时仍然是物美价廉的产品,这对助剂生产厂家提出了更高的要求。我公司经过长时间的研究与实践,研制出一种可以替代硅酸钠的产品—斯林素W-100,它应用于前处理产品中,经过厂家的使用,各方面的性能指标达到了含硅酸钠的前处理效果,具有极高的性价比,并且无“硅垢”产生,实现了清洁的前处理生产过程。

1  试验部分

1.1  坯布及助剂

坯布:C80S×80S/160×72

助剂:斯林素W-100(烟台源明)五水偏硅酸钠(青岛嘉润)氢氧化钠(99%滨化)

双氧水(27 .5%,烟台恒宽温退浆YM-506A(烟台源明)非离子渗透剂DX-98(烟台源明)无硅垢多功能前处理剂DX-10(烟台源明)结硅垢多功能前处理剂DX-20(烟台源明)

1.2  仪器设备

立式轧车     小型汽蒸箱      毛效架       智能数字白度仪      电子织物强力仪 

紫标退浆评级卡    电子酸度计   热风烘箱    滴定管    恒温水浴锅    回流装置等

1.3  试验内容

1.3.1  斯林素W-100五水偏硅酸钠的性能比较

1.3.1.1  PH值、铁离子合力、钙镁离子合力、分散力的对比

1.3.1.2  稳定双氧水的效果对比

1.3.1.3  产生“硅垢”的情况对比

1.3.2  无硅垢多功能前处理剂DX-10结硅垢多功能前处理剂DX-20的性能比较

1.3.2.1  产生“硅垢”的情况对比

1.3.2.2  应用于前处理工艺中的性能比较(白度、毛效、退浆、强力、COD指标)

1.4  试验方法

1.4.1  PH值、铁离子合力、钙镁离子合力、分散力的测定

按《印染分析化验手册》中的测试办法测定,每个试样均测定三次,取平均值。

1.4.2  稳定双氧水效果的测定

按《印染分析化验手册》中的测试办法测定,每个试样均测定三次,取平均值。为了比较在不同水质及温度条件下的稳定效果,选择了具有代表意义的水质条件及温度条件。

工作液处方:    斯林素W-100五水偏硅酸钠   1g/l

                氢氧化钠(100%             10g/l

                双氧水(100%               15g/l

测定工艺:在要求的水质、温度条件下搅拌保温60分钟,每15分钟测定一次双氧水的残留,换算出分解率。

1.4.3  产生“硅垢”的测定

配制500ml的工作液,然后在85下保温60分钟,降温到室温静置观察是否产生絮状沉淀。每组均配制三个平行样进行观察。絮状沉淀越多,则产生“硅垢”的情况越重。

1.4.4  COD指标的测定

按照国标GB11914-89回流法测定。均取第一格水洗液,每个试验测定三次,取平均值。

1.4.5  前处理工艺

1.4.5.1  处方

A.酶退浆                             B.煮漂

宽温退浆YM-506A  4g/l             多功能前处理剂(DX-10-2030g/l

非离子渗透剂DX-98   1g/l             双氧水(100%15g/l

1.4.5.2  工艺

A.酶退浆 

烧毛→浸轧工作液50-60)→室温堆置8小时→水洗

B.煮漂

湿进布→浸轧工作液(高给液)→100-102汽蒸60分钟→水洗→烘干

2  结果与讨论

2.1  斯林素W-100五水偏硅酸钠的性能比较

1  PH值、铁离子合力、钙镁离子合力、分散力)

条件

产品

PH值(20

铁离子

mg/g

钙镁离子

mg/g

分散力

mg/g

0.1%

1%

5%

10%

15%

W-100

11.78

13.21

13.56

13.91

14.01

256.37

46.81

53.22

五水偏硅酸钠

11.64

13.04

13.51

13.88

14.03

117.65

13.82

28.64

2  50ppm水质条件下稳定双氧水的效果)

条件

产品

35

85

15min

30min

45min

60min

15min

30min

45min

60min

W-100

1.09%

1.17%

1.66%

2.35%

21.64%

29.34%

34.02%

39.11%

五水偏硅酸钠

1.24%

1.78%

1.93%

3.60%

28.78%

42.49%

49.25%

55.49%

3  100ppm水质条件下稳定双氧水的效果)

条件

产品

35

85

15min

30min

45min

60min

15min

30min

45min

60min

W-100

1.34%

1.61%

2.57%

2.96%

6.42%

13.39%

24.15%

29.91%

五水偏硅酸钠

1.25%

1.75%

2.95%

2.84%

6.98%

14.83%

23.12%

27.55%

4  150ppm水质条件下稳定双氧水的效果)

条件

产品

35

85

15min

30min

45min

60min

15min

30min

45min

60min

W-100

0.37%

0.75%

0.95%

1.17%

1.91%

4.60%

6.10%

13.22%

五水偏硅酸钠

0.12%

0.27%

0.58%

0.93%

1.63%

4.34%

6.84%

12.12%

5  (产生“硅垢”的情况)

条件

产品

50ppm水质

100ppm水质

150ppm水质

5g/l

10g/l

15g/l

5g/l

10g/l

15g/l

5g/l

10g/l

15g/l

W-100

五水偏硅酸钠

++

+++

++

+++

++

+++

(备注:-代表无沉淀,+代表产生沉淀;+代表少量絮状沉淀,++代表多量絮状沉淀,+++代表大量絮状沉淀)

通过表12345的数据可以得出,斯林素W-100的基本指标达到了五水偏硅酸钠的指标水平。斯林素W-100螯合能力优于五水偏硅酸钠,特别是对铁离子的合性能明显优于五水偏硅酸钠,这在前处理的实际应用中具有重要意义,能有效的降低前处理出现“破洞”的风险。在100PPm水质以上,斯林素W-100五水偏硅酸钠对双氧水的稳定作用基本相当,但在50PPm水质条件下,斯林素W-100的稳定效果要好于五水偏硅酸钠,这就表明斯林素W-100对双氧水的稳定机理不等同于五水偏硅酸钠,不单纯是需要水质中的钙镁离子形成“胶团”来稳定双氧水。在模拟“硅垢”的实验可以明显看出,斯林素W-100在不同水质的情况下无任何絮状沉淀出现,也就是不会产生“硅垢”,而五水偏硅酸钠随着水质硬度的加大,絮状沉淀明显增多,这说明五水偏硅酸钠随着水质硬度加大、用量加大产生 “硅垢”的量也在增多。

2.2  无硅垢多功能前处理剂DX-10结硅垢多功能前处理剂DX-20的性能比较

6  (产生“硅垢”的情况)

条件

产品

50ppm水质

100ppm水质

150ppm水质

10g/l

15g/l

20g/l

10g/l

15g/l

20g/l

10g/l

15g/l

20g/l

DX-10

DX-20

++

+++

++

+++

++

+++

(备注:-代表无沉淀,+代表产生沉淀;+代表少量絮状沉淀,++代表多量絮状沉淀,+++代表大量絮状沉淀)

7  (前处理数据)

 

DX-10无硅垢

DX-20结硅垢

毛效cm

1min

3.9

3.7

5min

6.2

6.3

30min

12.6

12.8

白度(100%

80.2

80.9

退浆(级)

6-7

6-7

COD02mg/l

897.7

940.8

强力(N

断裂 (经向)

983

964

撕破(纬向)

12.1

12.1

坯布:断裂 (经向):879;撕破(纬向):12.3

无硅垢多功能前处理剂DX-10结硅垢多功能前处理剂DX-20的配方相同,DX-10含有的斯林素W-100DX-20含有的五水偏硅酸钠比例相同。通过表67可以得出,DX-10DX-20应用性能相当。在模拟“硅垢”的实验可以明显看出,DX-10无任何絮状沉淀产生,也就证明不会在设备上产生“硅垢”。毛效、白度、退浆这三项指标基本相当,COD、断裂强力无硅垢多功能前处理剂DX-10要好于结硅垢多功能前处理剂DX-20

总所周知,传统工艺前处理中,如果不使用硅酸钠类作为稳定剂,实际也是无“硅垢”的前处理过程,但是,这种工艺前处理后的白度、强力这两项指标明显不如使用硅酸钠类产品的指标,COD指标也偏高,同时,前处理成本也不如含硅酸钠类产品的低。无硅垢多功能前处理剂DX-10则适合了企业的要求,在达到含硅酸钠多功能前处理剂的前处理风格的同时,并且没有“硅垢”的产生。

3   

通过斯林素W-100五水偏硅酸钠以及复配到产品中无硅垢多功能前处理剂DX-10结硅垢多功能前处理剂DX-20的全面性能对比,可以得出,斯林素W-100可以替代五水偏硅酸钠应用于多功能前处理粉剂中,在达到含硅酸钠助剂的前处理风格的同时,无“硅垢”产生,避免了“硅垢”带来的问题,实现了清洁的前处理过程。

经过在企业的实际应用中不断总结,针对不同的设备、布种、染色要求等,我公司已开发了系列无“硅垢”多功能前处理剂。并且针对前处理的自动给液系统,相应开发了液体无“硅垢”的多功能前处理剂以满足不同客户的需求。