低温精练剂的工艺探讨9-61

莫红春  贺江平  员浩然  元英超  达来      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；462-468

 

【摘要】本实验对低温精练剂DP-928进行分析；采用单因素分析法，探讨对棉针织物低温精练的可行性，并与传统多功能精练剂SD-94006进行（白度、毛效、布面效果、强力、染色性能等）效果比较；通过试验得到合适的前处理工艺。

【关键词】棉针织物；低温精练剂；工艺条件；K/S

 

新型煮练剂是近几年印染助剂行业的热门话题，因为它用量大，而且多半采用拼混工艺，制造容易。传统的棉织物前处理是在高温条件下，使用了碱、表面活性剂和双氧水，在100℃高温下处理，织物失重率大，强度损伤严重，废水中的COD值很高，工艺用水量大、能耗高、耗时长，既加重污水处理负担又对纺织品造成伤害，是一种非环保的加工工艺［1］。研发新型精练剂显得尤为重要，使它能在低温甚至低碱低氧的条件下达到传统工艺的精练效果，满足染色要求的同时，节省能耗、缩短工艺时间、降低污水排放、减少织物失重率和强力损伤［2］。

1.1  实验材料及药品

纯棉针织坯布；30％过氧化氢；SD-94006；DP-1 实验部分928；碳酸钠；元明粉；烧碱；渗透剂JFC；双氧水稳定剂；活性黄3RS；活性红3BSN；活性元青B。

1.2  实验仪器及设备

WSB一3A智能式数字白度计；YG031D-电子顶破强力机；GZX-9140数显鼓风干燥箱；T60-188型脱水机；JA1003电子天平；HSB型高温染色小样剂；YG（B）871型毛效仪；电脑测色配色仪；烧杯、量筒等玻璃仪器。

1.3  测试方法

1.3.1  溶液PH值的测试

用pHS-3S型实验室pH计测定一定浓度的溶液pH，工作液精练前后的pH值。

1.3.2  白度测试

试样折叠4层，用WSB一3A智能式白度计测试6次，取平均值。

1.3.3  毛效测试

试样剪成纵向25cm，横向3cm，恒温恒湿箱内平衡2h，在另一端1cm处沿横向用铅笔作一条平行线，记录30min内水沿织物上升的高度。

1.3.4  顶破强力

试样不同部位取5块直径6cm圆形，测顶破强力，取平均值。

1.3.5  得色深度测试

颜色深度值的大小通常用Kubelka一Munk函数的（K/S）值来表示，即K／S=（1-R）/2R

式中：K—吸收系数；S—散射系数；R—分光反射率。

K/S值越大，表示颜色越深；K/S值越小，则表示颜色越浅。

1.4 处方与工艺

1.4.1精练处方与工艺［3］（g/L）

精练剂           X

30％过氧化氢        0～8

渗透剂JFC    0～5

双氧水稳定剂        0～5

烧碱             0～5

工艺流程：配制好精练液40℃ 入缸→60～100℃，30～100min→降温至60℃→60℃热水洗→冷水洗→脱水烘干→测试效果［13］

1.4.2  染色处方与工艺

活性染料             X %

元明粉             30～100 g/L

无水碳酸钠     15～25 g/L

工艺流程：染浴并加入元明粉和无水碳酸钠→4O℃入染10min→60℃或80℃保温60min→水洗→皂洗（无泡皂剂1g/L，95℃，10min，浴比1∶20）→水洗→烘干

2  实验结果与讨论

2.1  DP-928推荐工艺SD-94006工艺比较DP-928与传统多功能精练剂［4］的精练效果进行对比

表1  DP-928 推荐工艺与传统工艺精练效果对比

 

精练剂

30%H2O2

JFC

白度

毛效

DP-928

2

3

0.5

73.6

0

SD-94006

3

5

-

84.5

20.0

注：本实验的助剂用量单位均为g/L

由上表可知DP-928推荐工艺处理的纯棉针织物白度和毛效都不够，与传统工艺相比相差很大，精练效果不达标；为此在下面的实验对DP-928进行工艺探讨，使其达到一定的白度和毛效，满足染色后处理的要求。

2.2  DP-928工艺探讨

2.2.1  添加不同助剂对精练效果的影响

设定工艺条件为：80℃处理60 min，浴比1∶20

表2  添加不同助剂对精练效果的影响

编号

DP-928

30% H2O2

JFC

NaOH

白度

毛效

棉籽壳

1

2

0

0

0

59.2

0

大量

2

2

3

0

0

76.8

0

少量

3

2

3

2

0

78.7

10.5

极少

4

2

3

2

1

79.9

11.0

无

由1数据显示只有DP-928时，白度很低，毛效为0，大量棉籽壳，精练不达标。1、2白度可知H2O2的加入对白度有很大提高；2、3毛效结果显示渗透剂对毛效有很显著的作用；3、4白度毛效都无明显提高，所以NaOH是否需要加入需进一步探究；H2O2和渗透剂是必不可少的。

2.2.2  H2O2用量对精练效果的影响

设定工艺条件为DP-928为2g/L，渗透剂2g/L，80℃处理60min。考查30% H2O2用量对精练效果的影响。

表3  30% H2O2用量对精练效果的影响

编号

DP-928

30% H2O2

JFC

8

2

3

2

9

2

3.5

2

10

2

4

2

 

image002.jpg

图1  30% H2O2用量对白度和毛效的影响

由图1可知：H2O2用量从3g/L增至4g/L，白度有提高但不明显，毛效几乎不变；布面效果良好，能满足染色要求。所以取H2O2最小用量3g/L。

2.2.3  DP-928用量对精练效果的影响

设定工艺条件：30% H2O2为3g/L，渗透剂2g/L，80℃处理60min。

表4  DP-928用量对精练效果的影响

编号

DP-928

30%

H2O2

JFC

白度

毛效

11

1.0

3

2

74.8

10.9

少量

12

1.5

3

2

77.4

11.0

少量

13

2.0

3

2

79.0

11.2

无

当H2O2为3g/L，渗透剂2g/L时，毛效好，且都差不多，表明DP-928 的用量对毛效影响不大；而白度提高比较明显，当DP-928用量在2g/L以下时白度较低，布面效果不理想，有少量棉籽壳。所以确定DP-928用量为2g/L。

2.2.4  温度对精练效果的影响

设定工艺条件：DP-928为1g/L，30% H2O2 3g/L，渗透剂2g/L，NaOH 1g/L，漂白时间60min，考察温度对精练效果的影响，对白度的影响见图6，

image004.jpg

图2  温度对白度的影响

由图2可知：温度低于80℃时，织物白度随着精练温度的升高而迅速提高；超过80℃后，织物白度增加缓慢。说明精练工作液在80℃时已经处于较佳状态。而且温度低于80℃处理的白度都较低，布面有少量棉籽壳，处理不达标。

image006.jpg

图3  温度对毛效的影响

由图3可见：随着温度的升高织物毛效逐渐提高，特别是70℃至80℃毛效迅速提高，80℃后提高缓慢。温度低于80℃织物精练不透，毛效差。

综合可得DP-928工艺为：DP-928 1g/L，H2O2 3～5g/L，渗透剂2g/L，NaOH 1g/L，80℃处理60min，白度81，毛效11.2，布面效果好，手感好。

2.3  DP-928精练后染色效果［5-6］

2.3.1  K/S值对比

K/S值表示得色深度，K/S越大表示颜色越深，K/S值越小，则表示颜色越浅。本实验主要是通过K/S值及色差来比较DP-928复合酶与传统精练剂的精练效果。

表5  单色K/S值

染料名称（omf）

多功能精练剂SD-94006

DP-928复合酶

活性黄0.5%

11.807

11.805

活性黄2%

3.617

3.615

活性黄4%

2.210

2.084

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6  复色K/S值

染料名称（omf）

多功能精练剂SD-94006

DP-928复合酶

枣红4%

2.003

1.943

咖啡4%

2.858

2.825

深兰4%

1.587

1.486

由表5、6可知：中温精练剂和DP-928复合酶的有碱工艺处理棉针织坯布染色得色深度K/S值与传统多功能精练剂很接近，误差小于0.2，但整体DP-928复合酶K/S值更接近传统多功能精练剂.

2.3.2  色差值对比

表7  单色色差

image008.jpg

表8  复色色差

 

 

DE

DL

DC

DH

Da

Db

枣红4%

C12

0.167

0.087

0.132

-0.055

0.120

-0.078

D12

0.449

-0.089

0.418

0.133

0.434

0.058

咖啡4%

C13

0.198

-0.078

-0.099

0.153

-0.177

0.042

D13

0.235

0.076

0.176

0.133

0.035

0.218

深蓝4%

C14

1.010

-0.868

-0.518

-0.003

0.144

0.498

D14

1.434

-1.009

-1.061

-0.078

0.218

0.995

注1：DE-总色差；DL-明度差，+表示浅，-表示深；DC-艳度差，+表示艳，-表示灰；DH-色相差；Da-红绿差，+表示偏红，-表示偏绿；Db-黄蓝差，+表示偏黄，-表示偏蓝

注2：C1-C14中温精练剂WG加碱工艺精练布；D1-D14  DP-928复合酶加碱工艺精练布

由表7、8可知：活性黄总色差DE超过1，其它DE误差都小于1；DL、DC、DH、Da、Db误差都很小，DP-928复合酶与传统精练剂比较近似，中深色中温精练剂相对接近传统精练剂，DP-928复合酶中深色偏深视觉上评级达到4～5级。

（1）DP-928本身的渗透性不好，精练工作液中必须加入H2O2和渗透剂来辅助才能达到好的精练效果。

（2）DP-928可应用于棉针织物低温前处理，白3度和毛效虽然比传统的稍低，但能满足染色后处理要求。

（3）DP-928在相同工艺条件下处理时，DP-928的白度和毛效，染色得色深度K/S值和色差接近传统工艺染色。

（4）DP-928与传统工艺相比：反应性能温和，纤维保形性好，织物失重率低：而且低能耗，低水耗，缩短工艺时间，环境污染小。

（5）低温有碱工艺：DP-928 1g/L，30% H2O2 5g/L，JFC 2g/L，NaOH 1g/L，80℃处理60min，浴比1∶20。

 

参考文献：

［1］染整前处理学术讨论论文选［C］.中国纺织工程学，1991年 No.20．

［2］徐旭丹，徐利平.精练剂的应用研究［J］.陕西纺织

［3］彭源德等.精练剂的性能及精练机理［J］.印染；1992年6月，Ｐ40～43

［4］陈荣圻.表面活性剂化学与应用［M］.北京纺织工业出版社

［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.染整工艺学教程［M］.北京：纺织工业出版社.1984：288-329