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
【摘 要】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 前 言
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%，烟台恒邦）宽温退浆酶YM
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
1.4 试验方法
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。
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或五水偏硅酸钠
氢氧化钠（100%）
双氧水（100%）
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。
配制500ml的工作液，然后在
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。
A.酶退浆 B.煮漂
宽温退浆酶YM
非离子渗透剂DX-98
A.酶退浆
烧毛→浸轧工作液（50
B.煮漂
湿进布→浸轧工作液（高给液）→100
2 结果与讨论
2.1 斯林素W-100与五水偏硅酸钠的性能比较
表1 （PH值、铁离子螯合力、钙镁离子螯合力、分散力）
|
条件 产品 |
PH值（ |
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 |
表2 （50ppm水质条件下稳定双氧水的效果）
|
条件 产品 |
|
|
||||||
|
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% |
表3 （100ppm水质条件下稳定双氧水的效果）
|
条件 产品 |
|
|
||||||
|
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% |
表4 （150ppm水质条件下稳定双氧水的效果）
|
条件 产品 |
|
|
||||||
|
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% |
表5 （产生“硅垢”的情况）
|
条件 产品 |
50ppm水质 |
100ppm水质 |
150ppm水质 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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1、2、3、4、5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，特别是对铁离子的螯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与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与结硅垢多功能前处理剂DX-20的性能比较
表6 （产生“硅垢”的情况）
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条件 产品 |
50ppm水质 |
100ppm水质 |
150ppm水质 |
||||||
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|
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|
|
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）
表7 （前处理数据）
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|
DX-10（无硅垢） |
DX-20（结硅垢） |
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|
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 |
|
|
COD（02，mg/l） |
897.7 |
940.8 |
|
|
强力（N） |
断裂 （经向） |
983 |
964 |
|
撕破（纬向） |
12.1 |
12.1 |
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|
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与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-100与DX-20含有的五水偏硅酸钠比例相同。通过表6、7可以得出，DX-10与DX-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 结 论
通过斯林素W-100与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与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。