复合酶DP-928低温精练工艺9-60

莫红春  贺江平  尚玉栋  周灏霖  郑敏捷      西安工程大学

原载：第九届全国染整前处理学术讨论会论文集；456-461

 

【摘要】采用复合酶DP-928对棉针织物低温精练，并采用单因素试验进行工艺优化。结果表明，优化的DP-928低温精练工艺为：DP-928 2 g/L，30% H2O2 3 g/L，渗透剂JFC 2 g/L，NaOH 1 g/L，80℃处理60 min，浴比1∶20。该工艺处理条件温和，织物失重率低，缩短了工艺时间，减少了环境污染，织物的白度和毛效与传统工艺相当，可满足染色要求。

【关键词】精练剂；低温；酶；针织物；棉纤维

 

传统棉织物在100℃高温下采用碱、表面活性剂和双氧水进行前处理，不仅织物失重率大，强力损伤严重，废水COD 值高，而且工艺用水量大、能耗高、耗时长，既加重了污水处理负担，又对纺织品造成损伤［1］。新型精练剂DP-928是一种复合酶精练剂，能在低温、低碱、低氧的条件下达到传统工艺的精练效果。采用该精练剂处理织物，既满足染色要求，又节能降耗、缩短工艺时间、降低污水排放、减少织物失重和强力损伤［2］。

1  试验部分

1.1  织物、药品和仪器

织物  纯棉针织坯布

药品  精练剂DP-928（上海纤化生物有限公司），活性黄3RS、活性红3BSN、活性元青B（浙江龙盛集团），双氧水稳定剂（广州德美化工有限公司），碳酸钠、30% 过氧化氢（分析纯），元明粉、烧碱、渗透剂JFC（工业品）

仪器   WSB-3A 智能式数字白度计、HSB 型高温染色小样机、YG（B）871 型毛效仪（温州市鹿东仪器厂），YG031D-电子顶破强力机、JA1003电子天平，电脑测色配色仪（温州方圆仪器有限公司），GZX-9140数显鼓风干燥箱（上海博迅实业有限公司），T60-188 型脱水机（慈溪市翔威电器有限公司）

1.2  加工工艺

1.2.1  精练［3］

处方/（g/L）

精练剂DP-928                 x

30% 过氧化氢                0～4

渗透剂JFC                    y

烧碱                         0～1

工艺流程  入缸（40精练工作液）→精练（60～100℃，30～100 min）→降温（60℃）→热水洗（60℃）→冷水洗→脱水、烘干→测试

1.2.2  染色

处方

活性染料/%（omf）      z

元明粉/（g/L）      30～100

无水碳酸钠/（g/L）      15～25

工艺流程  配制染浴→入染（40℃×10 min）→保温染色（60℃或80℃，60min）→水洗→皂洗（无泡皂剂1 g/L，95 ℃×10 min，浴比1∶20）→水洗→烘干

1.3  测试方法

（1）白度

试样折叠4层，用WSB-3A 智能式白度计测试6次，取平均值。

（2）毛效

将试样剪成25 cm×3 cm，在一端1 cm 处沿横向用铅笔作一条平行线，记录30 min内水沿织物上升的高度。

（3）顶破强力

于试样不同部位取5块直径6 cm 的圆形，测顶破强力，取平均值。

（4）得色深度和色差

染色织物K/S 值和色差值由电脑测配色仪测定。

2  结果与讨论

2.1  DP-928精练工艺的优化

2.1.1  助剂的影响

改变添加助剂种类及用量，配制精练工作液，80℃处理60 min，浴比1∶20。结果见表1。

表1  助剂对精练效果的影响

DP-928

/（g/L）

30% H2O2

/（g/L）

JFC/（g/L）

NaOH

/（g/L）

白度

毛效

/（cm/30 min）

棉籽壳

2.0

0

0

0

59.2

0

大量

2.0

3.0

0

0

76.8

0

少量

2.0

3.0

2.0

0

78.7

10.5

少量

2.0

3.0

2.0

1.0

83.9

12.3

无

由表1可知，仅采用DP-928进行精练时，处理织物白度很低，毛效为0，布面残留大量棉籽壳，精练效果很差。添加H2O2后，白度明显提高；添加渗透剂JFC，毛效显著改善。

2.1.2  H2O2 用量的影响

精练剂DP-928 2.0 g/L，渗透剂JFC 2.0 g/L，80℃处理60 m in，浴比1∶20，改变H2O2 用量进行精练，结果见表2。

表2  H2O2用量对精练效果的影响

30% H2O2/（g/L）

白度

毛效/（cm/30 m in）

棉籽壳

3.0

78.7

10.5

少量

3.5

79.3

10.6

少量

4.0

80.2

10.8

极少

由表2可知，H2O2用量从3.0 g/L增至4.0 g/L，织物白度有所提高，但不明显，而毛效几乎不变；布面效果良好，能满足染色要求。因此，从节约成本考虑，取30% H2O2用量为3.0 g/L。

2.1.3  DP-928用量的影响

30% H2O2 3.0 g/L，渗透剂JFC 2.0 g/L，80℃处理60 min，浴比1∶20，改变DP-928用量进行精练，结果见表3。

表3  DP-928用量对精练效果的影响

DP-928/（g/L）

白度

毛效/（cm/30 m in）

棉籽壳

1.0

69.8

8.7

少量

1.5

73.4

9.6

少量

2.0

78.7

10.5

少量

由表3可知，DP-928用量增加，处理织物的毛效和白度明显提高。DP-928用量低于2.0 g/L时，织物白度较低，布面效果不理想，且存在少量棉籽壳。因此，取DP-928用量为2.0 g/L。

2.1.4  NaOH 用量的影响

精练剂DP-928 2.0 g/L，30% H2O2 3.0 g/L，渗透剂JFC 2.0 g/L，80℃处理60 min，浴比1∶20，改变NaOH 用量对精练效果的影响见表4。

表4  NaOH 用量对精练效果的影响

NaOH /（g/L）

白度

毛效/（cm/30 m in）

棉籽壳

0

78.7

10.5

少量

0.5

78.2

11.6

极少

1.0

83.9

12.3

无

表4中，未添加NaOH 处理时，织物的白度和毛效相对较低；当NaOH 用量从0.5 g/L提高至1.0 g/L，处理织物白度和毛效明显提高，且当NaOH 用量为1.0 g/L时，织物白度好，毛效高，布面效果良好，手感柔软。因此，取NaOH 用量为1.0 g/L。

2.1.5  温度的影响

DP-928 2.0 g/L，30% H2O2 3.0 g/L，渗透剂2g/L，NaOH 1.0 g/L，改变温度处理60 min，结果见表5。

表5  煮练温度对精练效果的影响

温度/℃

白度

毛效/（cm/30 m in）

棉籽壳

60

75.1

7.2

少量

70

81.0

9.7

少量

80

83.9

12.3

无

90

84.1

12.8

无

由表5可知，精练温度低于80℃时，随着精练温度的升高，织物白度迅速提高，但白度总体较低，且布面存在少量棉籽壳；而精练温度超过80℃后，织物白度增加变缓，但毛效迅速提高。因此，综合考虑，选择精练温度为80℃。

综上所述，优化的DP-928 精练工艺为：DP-928 2.0 g/L，30% H2O2 3.0 g/L，渗透剂JFC 2.0 g/L，NaOH 1.0 g/L，80℃处理60 min。

2.2  工艺比较

2.2.1  精练效果

将新型煮练剂DP-928低温精练工艺（80℃）与传统精练工艺（100℃）［4］进行效果对比，结果见表6。

表6  DP-928工艺与传统工艺的煮练效果对比

 

白度

毛效/（cm/30 min）

顶破强力/N

失重率/%

棉籽壳

DP-928

83.9

12.3

430.7

3.27

无

传统工艺

80.8

11.6

396.4

4.13

极少

坯布

48.6

0

439.5

0

大量

由表6可知，80℃DP-928工艺处理后，纯棉针织物的精练效果优于传统100℃精练工艺。

2.2.2  染色效果［5，6］

分别对采用DP-928 低温精练工艺与传统精练工艺处理的织物进行染色，染色织物的K/S 值和色差结果见表7和表8。

表7  染色织物的K/S值

染料用量/%

传统工艺

928工艺

活性黄   2

3.617

3.615

活性黄   4

2.210

2.284

活性红   2

2.620

2.664

活性红   4

1.453

1.508

活性元青 4

1.208

1.224

表8  染色织物的色差

染料

精练工艺

总色差

△E

明度差

△L

艳度差

△C

色相差

△H

红绿差

△A

黄蓝差

△B

活性黄4%

传统工艺

1.138

-0.541

-1.001

0.030

-0.470

-0.910

DP-928

0.761

0.069

0.639

0.406

-0.127

0.747

活性黄4%

传统工艺

1.138

-0.583

0.871

-0.445

0.774

0.598

DP-928

1.249

0.455

1.163

-0.037

0.527

1.037

活性红2%

传统工艺

0.126

-0.123

-0.008

0.022

-0.010

0.021

DP-928

0.310

0.262

0.165

0.022

0.163

0.032

活性红2%

传统工艺

0.556

0.018

-0.247

-0.498

-0.153

-0.534

DP-928

0.926

0.340

-0.108

-0.855

0.046

-0.860

活性元青4%

传统工艺

0.354

-0.304

0.110

-0.143

-0.156

-0.091

DP-928

0.495

0.304

0.319

0.225

0.264

0.288

注： L-明度差，+ 表示浅，-表示深；C-艳度差，+ 表示艳，-表示灰；H-色相差；A-红绿差，+ 表示偏红，-表示偏绿；B-黄蓝差，+ 表示偏黄，-表示偏蓝。

由表7和表8可知，DP-928低温精练工艺处理棉针织物染色后的K/S 值与传统精练工艺接近，且两者的色差较小，完全能达到染色要求。

3  结  论

（1）复合酶DP-928渗透性不好，精练工作液中必须加入双氧水和渗透剂辅助才能达到良好的精练效果。

（2）DP-928精练工艺可应用于棉针织物低温前处理，处理织物的白度和毛效略优于传统工艺，染色织物得色深度K/S 值和色差接近传统工艺。

（3）与传统工艺相比，DP-928 低温精练工艺处理条件温和，纤维保形性好，织物失重率低，且能耗低和水耗低，缩短了工艺时间，减少了环境污染。

（4）DP-928 低温精练优化工艺条件为：DP-9282 g/L，30% H2O2 3 g/L，渗透剂JFC 2 g/L，N aOH 1 g/L，80℃处理60min，浴比1∶20。

 

参考文献：

［1］吴建华，李美英.涤棉混纺织物高效短流程前处理工艺［C］.染整前处理学术讨论论文选，1991：20-25.

［2］徐旭丹，徐利平.精练剂的应用研究［J］.陕西纺织，2005（12）：18-20.

［3］罗巨涛.染整助剂及其应用［M.北京：中国纺织出版社，2000：322-328.

［4］陈荣圻.表面活性剂化学与应用［M］.北京：纺织工业出版社，1990.

［5］陈  英.染整工艺实验教程［M］.北京：中国纺织出版社，2004：26-45.

［6］王菊生.染整工艺原理（二）［M］.北京：纺织工业出版社，1984.