2.2.2 雙氧水/高純TAED產品漂白工藝條件探討
盡管采用水溶性好的TAED劑型或產品(如WarwickT2O2)與雙氧水組合進行過乙酸漂白存在化料、加料方便等優(yōu)點,但仍存在化學品費用高、進貨渠道有限的缺點??紤]到目前國內尚沒有水溶性好的TAED劑型,為了促進國產高純TAED產品在紡織品漂白中的應用,有必須對高純TAED產品在漂白中的應用特點和工藝條件進行探討。以下采用金科白色粉狀TAED產品進行試驗。
2.2.2.1 H202/TAED摩爾比
固定雙氧水用量,改變TAED用量,配制不同摩爾比的H202/TAED漂液進行漂白試驗。由圖7可知,隨著TAED用量的增加,兩種織物的白度均逐漸增加、黃度逐漸減??;當摩爾比超過8:4后,白度和黃度的變化值很小。由文獻2中H202與TAED的反應式可知,H202與TAED反應的理論摩爾比為2:1。如果TAED用量較低,則產生的過乙酸量不足,故漂白效果不理想;當摩爾比達到2:1時,因H2O2與TAED反應較*,生成的過乙酸量較多,故漂白效果較好。雖然適當過量的TAED可驅使反應更加*,但白度的提高有限,故通常按理論摩爾比配制漂白液即可。根據圖7中的試驗結果可以推測,在實際生產中,若適當降低TAED用量(可降低化學晶品成本),如采用2:0.75的H2O2/TAED摩爾比,也能獲得較好的漂白效果。在以下的進一步試驗中H2O2/TAED摩爾比均取2:1。
圖7 H202/TAED摩爾比對棉和竹漿/棉針織物白度和黃度的影響
注:30%雙氧水7g/L,TAED xg/L(按H202/TAED摩爾比計算),其它條件同基本漂白方法。
2.2.2.2雙氧水用量
由圖8可知,隨著雙氧水用量的增加(TAED按反應的理論摩爾比同時增加),漂白織物的白度逐漸增加、黃度逐漸降低。當雙氧水用量較低時,雙氧水與TAED反應所產生的過乙酸濃度較低,不易達到理想或很白的漂白效果。當雙氧水用量達到7g/L后,織物白度不再增加,兩種織物的白度可穩(wěn)定在91~92。當雙氧水用量過高時,雙氧水與TAED反應生成過乙酸的速率高下漂白反應的速率,使過量的活潑過乙酸無效損失;同時,過乙酸具有很強的氧化能力,其量過高會影響纖維的強度??紤]到當雙氧水用量為4g/L時兩種織物的白度可達90~91,白度值已較高,在實際生產中,可根據織物漂白的白度要求和加工成本,雙氧水用量可取4~7 g/L。
另外,將圖9的常規(guī)雙氧水漂白試驗結果與雙氧水/TAED漂白試驗結果進行比較,可以發(fā)現(xiàn),常規(guī)雙氧水漂白織物的白度明顯較低、黃度較高,這說明采用雙氧水/TAED活性體系漂白可明顯提高漂白織物的白度。對于一些用常規(guī)雙氧水漂白難以獲得較高白度的紡織品而言,采用雙氧水/TAED活性體系漂白,可有效地解決這些紡織品白度不高的問題。
圖8雙氧水/TAED漂白:雙氧水用量對棉和竹漿/棉針織物白度和黃度的影響
注:30%雙氧水xg/L,TAED用量按H202/TAED摩爾比2:1計算,其它條件同基本漂白方法。
圖9雙氧水漂白:雙氧水用量對棉和竹漿/棉針織物白度和黃度的影響
注:30%雙氧水xg/L,其它條件同某本漂白方法。
2.2.2.3漂白溫度
圖10表明,對于棉和竹漿/棉針織物而言,隨著漂白溫度的升高,漂白織物的白度增加,黃度降低;95℃時白度zui高、黃度zui低。該試驗結果與雙氧水和TAED反應程度隨溫度升高而增加的結果是一致的.
圖10漂白溫度對棉和竹漿/棉針織物白度和黃度的影晌
注:30%雙氧水7 g/L,TAED用量按H202/TAED摩爾比2:1計算,其它條件同基本漂白方法。
在本課題組以前的研究中曾發(fā)現(xiàn):大豆纖維針織物采用雙氧水/TAED(水溶性好的Warwick T2O2)漂白,在80℃時白度zui高;竹漿纖維針織物采用雙氧水/TAED(水溶性不好的SDC公司的TAED)在60~80℃時白度zui高。根據本文和以前的試驗結果可知,獲得zui高白度的漂白溫度可能與纖維和織物品種和特性、漂白劑用量、TAED溶解性能、漂白時間、溫度對過乙酸穩(wěn)定性的影響、漂液pH值等多種因素有關。
在本文的試驗工作中,未漂白、僅用堿和凈洗劑洗滌的棉和竹漿/棉針織物的白度分別為78.20和81.76,黃度分別為31.63和27.94;采用常規(guī)雙氧水漂白(雙氧水7g/L),棉和竹漿/棉針織物白度大約為86~87,黃度大約為23;采用雙氧水/TAED漂白,70℃漂白時棉和竹漿/棉針織物白度可達91,黃度大約為16~17,80℃漂白時白度可達92,黃度大約為15~16,即使60℃漂白白度也能超過90。這表明采用雙氧水/TAED漂白在低溫下也能獲得較高的白度,這為一些對加工溫度特別敏感的纖維制品漂白提供了很多優(yōu)點。雙氧水/TAED漂白溫度的確定可根據漂白織物白度要求、漂白其它要求(如油污去除效果、毛效等)、企業(yè)節(jié)能的需求等因素而定,作者建議的雙氧水/TAED漂白溫度是60~80℃。
2.2.2.4漂白時間
圖11表明,在70℃溫度下漂白,兩種漂白織物的白度均隨著時間的延長而旱逐漸增加的趨勢,黃度則是逐漸地降低。超過30min后,白度幾乎不再增加,而黃度仍在降低。即使在短時間(10~20min)漂白,白度仍可達到較高的數(shù)值(棉針織物91.6~92.3、竹漿/棉針織物90.8~91.3),說明雙氧水/TAED具有低溫速漂的能力,這源于它們反應所產生的過乙酸具有很強的氧化能力。
這本課題組以前的研究中發(fā)現(xiàn),采用雙氧水/TAED(SDC公司)80℃漂白,當漂白時間從20 min延長至60 min時,竹漿纖維針織物的白度和黃度幾乎沒有變化。而本文試驗中的黃度一直隨著時間的延長而降低,這表明雙氧水/TAED漂白效果與溫度和時間均有關,溫度高,可適當縮短漂白時間;溫度低,可適當延長漂白時間。一般而言,漂白時間可控制在30min左右。
圖11 漂白時間對棉和竹漿/棉針織物白度和黃度的影響
注:30%雙氧水7 g/L,TAED用量按H202/TAED摩爾比2:1計算,其他條件同基本漂白方法。
2.2.2.5漂液pH值
雙氧水/TAED漂白,是先在室溫下配置漂白液,配置漂白液時加入適量的堿劑有利于雙氧水和TAED反應生成過乙酸,過乙酸是酸性物質。在初始堿劑用量較低的情況下,如牛奶絲散纖維漂白,在漂白過程中漂液逐漸從堿性慢慢轉向中性,達到一定漂白時間后呈弱酸性(圖12a);在初始堿劑用量較高的情況下,如棉和竹漿/棉針織物漂白,漂液逐漸從堿性變?yōu)橹行?,達到一定漂白時間后仍呈中性(圖12b)。另外,圖12a和圖12b的初始雙氧水和TAED用量也不同,這對漂液pH值也有影響。因此,保溫時的漂液pH值既與初始堿劑用量有關,也與初始雙氧水和TAED用量有關。漂液pH值可通過初始堿劑用量調節(jié)。由于纖維制品上的油性雜質去除程度與精練和漂白液的pH值、添加的凈洗劑及乳化劑等有關,因此,應根據纖維性質、對酸堿的敏感性、油污含量及練漂半制品或成品的潤濕性要求,合理地控制漂液的pH值。例如,對于堿敏感性的牛奶絲纖維和腈綸纖維,漂液pH值宜控制在弱酸性至中性;而對于對酸敏感的纖維素纖維而言,漂液pH值宜控制在中性至弱堿性,這對提高半制品的潤濕性也有幫助。
圖12 雙氧水/TAED漂白過程中pH值的變化
注:(a)雙氧水4.5g/L,TAED(SDC公司)4.92 g/L,純堿0.05 g/L,硅酸鈉0.1g/L,滲透劑T 1g/L,60℃漂白 60 min。(b)30%雙氧水7g/L,TAED(金科白色粉狀)7.11 g/L,碳酸鈉2 g/L,硅酸鈉l g/L,凈洗劑Invadine DA1g/L,其它條件同基本漂白方法。
3 結論
(1)市售高純TAED產品具有相同的晶型或晶體結構。
(2)高純TAED產品的紅外光譜典型特征吸收峰如下:1706 cm-1和1680 cm-1處具有酰胺IC=O伸縮振動強吸收峰、1270 cm-1和1193 cm-1處具有酰胺III c-N伸縮振動強吸收峰,TAED含量99%的產品在3300~3500 cm-1之間無吸收峰。水溶性好的TAED產品(Warwick T2O2,TAED含量65%)與TAED含量高于90%的TAED產品在紅外光譜上存在的重大區(qū)別在于其在3425 cm-1、1642 cm-1、1562 cm-1、806cm-1在吸收峰。
(3)各種TAED產品的水溶液在紫外吸收光譜中在215nm處均存在羰基或酰胺基的強吸收峰,其吸收強度與濃度存在很好的線性關系,利用這種關系可檢測相關產品中的TAED含量(在沒有其它干擾吸收峰的情況下)。
(4)高純TAED產品在低溫下的水溶性較差,20~30℃下.的溶解度低于2.5g/L,當溫度高于60℃后,溶解度隨溫度的升高急劇增加,在70℃下.的溶解度可達17g/L。
(5)除藍色粒狀TAED產品不適合應用于紡織品漂白外,其它高純度的TAED產品(TAED有效含量高于90%)均可應用于紡織品漂白,且在漂白織物白度方面并不存在差別。盡管其在漂白的初始階段水溶性不好,但并不影響漂白織物的白度。
(6)雙氧水/高純TAED產品活化體系漂白,其漂白效果明顯好于常規(guī)雙氧水漂白,可在60~80℃溫度下和30min內獲得很高的白度,具有低溫速漂、漂白織物白度高、有利于節(jié)能等優(yōu)點。雙氧水/TAED漂白,其漂液pH值可通過初始加堿量進行控制;對于對堿敏感性纖維的漂白,漂液pH值宜控制在弱酸性至中性;對于對酸敏感的纖維素纖維,漂液pH值宜控制在中性至弱堿性。
(7)雙氧水/高純TAED產品活化體系漂白的缺點是:當TAED用量高時,在室溫下不能*溶解,存在懸浮物??赏ㄟ^改進TAED的溶解或化料方式、加料方式等措施,保證TAED的低溫活化氧化漂白效果,提高漂白的均勻性。
來源: 印染在線
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