高俊 王雪燕

摘要：將自制的金屬配合物應(yīng)用于棉針織物雙氧水軋堆工藝中，采用單因素實(shí)驗(yàn)，探究了金屬配合物用量、雙氧水用量、軋余率、硅酸鈉用量以及堆置溫度和時(shí)間對織物白度、毛效及強(qiáng)力的影響，確定了棉織物軋堆的最佳工藝條件：金屬配合物6 g/L，30% H2O2 30 mL/L，硅酸鈉8 g/L，精練劑0.4 g/L，滲透劑JFC 3 g/L，軋余率100%，70 ℃下堆置60 min。并與TAED低溫軋堆工藝、傳統(tǒng)軋蒸工藝進(jìn)行了比較，結(jié)果表明，經(jīng)金屬配合物/H2O2體系軋堆工藝漂白棉織物的白度以及毛效值顯著提高，效果優(yōu)于活化劑TAED/H2O2體系低溫軋堆漂白工藝；織物的毛效值與傳統(tǒng)軋蒸工藝相近，只是白度略低于傳統(tǒng)軋蒸工藝，織物損傷明顯低于傳統(tǒng)軋蒸工藝。

關(guān)鍵詞：金屬配合物；雙氧水；棉針織物；溫堆；漂白

中圖分類號(hào)：TS192.5文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1009-265X（2017）04-0048-05Study of Cooled Padbatch Technology of Cotton Knitted Fabric

with Metal Complexes/H2O2 System

GAO Jun， WANG Xueyan

（School of Textile and Materials， Xian Polytechnic University， Xian 710048， China）Abstract：By applying selfmade metal complex was applied in hydrogen peroxide pad batch process of cotton and using single factor experiment， the effect of use amount of metal complex， use amount of hydrogen peroxide， pickup， use amount of sodium silicate， and temperature and time of batching up on fabric whiteness， capillary effect and strength were analyzed， and the optimum process conditions for rolling and packing of cotton knitted fabric were determined on this basis： 6 g/L metal complexes， 30mL/L 30% H2O2， 8 g/L sodium silicate， 0.4 g/L scouring agent， JFC 3 g/L penetrant， pickup of 100% ， and packing at 70℃ for 60 min. Besides， comparison was made with TAED low temperature padbatch technology and traditional pad steaming process， and the results show that the whiteness and capillary effect of cotton knitted fabric are significantly improved after being bleached with cooled padbatch technology with metal complexes/H2O2 system， and the effect of the technology is superior to that of TAED/H2O2 cooled padbatch process； the capillary effect of fabric processed with this technology is close to that processed with traditional pad steaming process， the whiteness of the former is slightly poorer than that of the latter， and the damage to the former is significantly less than that of the latter.

Key words：Metal complexes； hydrogen peroxide； cotton knitted fabric； cooled padbatch process； bleaching

在加工棉織物時(shí)，冷軋堆漂白工藝極大的節(jié)約了能源和設(shè)備上的投資，但冷軋堆的反應(yīng)溫度低，時(shí)間長，工作液的滲透比較困難，同時(shí)也會(huì)增加藥劑的成本。本文探討了金屬配合物在雙氧水溫堆工藝中的應(yīng)用工藝和效果，以達(dá)到節(jié)能減排，保證產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)提高生產(chǎn)效率的目的。

1實(shí)驗(yàn)

1.1實(shí)驗(yàn)材料、藥品、儀器

織物：14.6 tex（40S）棉針織坯布。

藥品：金屬配合物（自制），30%雙氧水（分析純，天津市天力化學(xué)試劑有限公司），硅酸鈉（分析純，天津市恒興化工試劑制造有限公司），精練劑（工業(yè)級，廣州弘化化工有限公司），滲透劑JFC（工業(yè)級，西安科信有限公司），氫氧化鈉（分析純，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司）

儀器：M U505T臺(tái)式軋車（北京紡織機(jī)械器材研究所）；WSB3A智能式數(shù)字白度儀（溫州市鹿東儀器廠），HS高溫電腦程控染色機(jī)（江蘇南通宏大儀器廠），BS110S電子天平（北京多利斯天平有限公司），WHL25A臺(tái)式電熱恒溫干燥箱（天津市泰斯特儀器公司有限公司），YG031Q型頂破強(qiáng)力儀（溫州百恩儀器有限公司）。

1.2漂白工藝

1.2.1金屬配合物溫堆漂白工藝

二浸二軋（金屬配合物0～15 g/L，30% H2O2 10～50 mL/L，硅酸鈉3～12 g/L，精練劑0.4 g/L，滲透劑JFC 3 g/L帶液率70%～110%）→70 ℃堆置一定時(shí)間→熱水洗（80 ℃、10 min）→冷水洗→烘干。

1.2.2傳統(tǒng)前處理浸軋工藝

二浸二軋（30% H2O2 30 mL/L，pH值10.5，硅酸鈉6 g/L，精練劑0.4 g/L，滲透劑JFC 3 g/L，帶液率95%～100%）→100 ℃汽蒸60 min→熱水洗（80 ℃、10 min）→冷水洗→烘干。

1.2.3TAED溫堆低溫漂白工藝[9]

浸軋工作液（TAED 4 g/L，30% H2O2 30 mL/L，pH值10.5，硅酸鈉5 g/L，滲透劑JFC 3 g/L，室溫、二浸二軋）→堆置→熱水洗（80 ℃、10 min）→冷水洗→烘干。

1.3測試方法

1.3.1白度測試

采用WSB3A智能式數(shù)字白度儀，按照GB/T8424.2—2001《紡織品色牢度試驗(yàn)相對白度的儀器評定方法》，將織物折疊成4層，進(jìn)行測試。在織物表面不同位置測定4次取平均值。

1.3.2毛效測試

按照FZ/T 01071—1999《紡織品毛細(xì)效應(yīng)試驗(yàn)方法》測定。取25 cm×5 cm大小的布樣，測定30 min時(shí)重鉻酸鉀稀溶液沿織物上升的最低高度。3個(gè)平行試樣取平均值（cm/30 min）。

1.3.3頂破強(qiáng)力測試

按GB/T 19976—2005《紡織品 頂破強(qiáng)力的測試 鋼球法》在YG031Q型頂破強(qiáng)力儀上測定。按式（1）計(jì)算織物頂破強(qiáng)力保留率。

強(qiáng)力保留率/%=F1F0×100（1）

式中：F0—棉坯布的頂破強(qiáng)力，N；F1—漂白后織物的頂破強(qiáng)力，N。

2結(jié)果與討論

2.1金屬配合物在棉針織物溫堆氧漂工藝

中的應(yīng)用2.1.1金屬配合物用量的優(yōu)化

按照工藝1.3.1對織物進(jìn)行處理，改變金屬配合物質(zhì)量濃度（0～15 g/L），固定30% H2O2 30 mL/L，硅酸鈉質(zhì)量濃度6 g/L，精練劑0.4 g/L，滲透劑JFC 3 g/L，軋余率80%，70 ℃堆置60 min，水洗、烘干，測定織物的白度、毛效、強(qiáng)力，結(jié)果如表1所示。

由表1可以看出，隨著金屬配合物用量的增加，織物白度、毛效增加，織物強(qiáng)力有所下降，當(dāng)金屬配合物用量由0 g/L增加至2 g/L，織物白度顯著提高，說明金屬配合物可以促進(jìn)雙氧水有效漂白，提高雙氧水漂白效率，當(dāng)金屬配合物用量為6 g/L時(shí)，白度基本達(dá)到最大，為87.2%。繼續(xù)增加金屬配合物用量，對織物白度貢獻(xiàn)較小，當(dāng)金屬配合物用量為15 g/L時(shí)，織物白度有所下降，織物強(qiáng)力保留率為82.41%，纖維損傷嚴(yán)重。其原因是當(dāng)金屬配合物用量較少時(shí)，它可以吸附到織物上，催化雙氧水產(chǎn)生高活性羥自由基，有效破壞織物上的色素，從而提高織物白度，但羥自由基也會(huì)與纖維發(fā)生作用，當(dāng)金屬配合物用量過多時(shí)，產(chǎn)生過多的羥自由基或者活性更高的過氧化物，使雙氧水無效分解增大，致使織物白度明顯降低，纖維氧化損傷增大。綜合考慮織物的白度及纖維損傷，確定金屬配合物質(zhì)量濃度為6 g/L。

2.1.2軋余率的優(yōu)選

按照工藝1.3.1對織物進(jìn)行處理，改變軋余率，金屬配合物質(zhì)量濃度為6 g/L，30% H2O2 30 mL/L，硅酸鈉質(zhì)量濃度6 g/L，精練劑0.4 g/L，滲透劑JFC 3 g/L，70 ℃堆置60 min，烘干，測定織物的白度、毛效、強(qiáng)力，結(jié)果如表2所示。

由表2可以看出，隨著軋余率的增大，織物的白度、毛效均增大，但纖維損傷也隨之增大。這是由于軋余率增大，織物上所帶工作液增多，有效漂白成分增加，對織物的漂白效果提高。當(dāng)軋余率由70%增加到80%時(shí)，織物白度增幅較大，當(dāng)軋余率大于80%后，織物白度增幅較小，綜合考慮軋余率為100%。

2.1.3硅酸鈉用量的優(yōu)選

改變硅酸鈉用量，固定金屬配合物質(zhì)量濃度為6 g/L，30% H2O2 30 mL/L，精練劑0.4 g/L，滲透劑JFC 3 g/L，軋余率100%，70 ℃堆置60 min，烘干，測定織物的白度、毛效、強(qiáng)力，結(jié)果如表3所示。

由表3可知，當(dāng)硅酸鈉質(zhì)量濃度低于10 g/L時(shí)，織物白度、毛效隨硅酸鈉用量增加而增加，在10 g/L時(shí)，織物白度達(dá)到最大值89.3%；繼續(xù)增加硅酸鈉用量，織物白度有所下降。這是因?yàn)楫?dāng)硅酸鈉用量較低時(shí)，漂液pH值較低，無法促進(jìn)雙氧水分解出過氧氫負(fù)離子，而當(dāng)硅酸鈉用量過多，漂液pH值較大，雙氧水分解速率過快，無效分解增多，其次，硅酸鈉與金屬配合物絡(luò)合，降低金屬配合物的催化效率，同時(shí)pH值增大，纖維的損傷增大。綜合考慮選用硅酸鈉質(zhì)量濃度8 g/L。

2.1.4雙氧水用量的優(yōu)選

改變雙氧水用量，固定金屬配合物質(zhì)量濃度為6 g/L，硅酸鈉質(zhì)量濃度8 g/L，精練劑0.4 g/L，滲透劑JFC 3 g/L，軋余率100%，70 ℃堆置60 min，并與未加金屬配合物的織物進(jìn)行比較，測定織物的白度、強(qiáng)力，結(jié)果如圖1、圖2所示。

由圖1可以看出，金屬配合物漂白體系與未加金屬配合物漂白體系織物白度都隨著雙氧水用量增加而增加。加金屬配合物體系織物的白度都比未加金屬配合物的高，同樣雙氧水體積濃度為30mL/L時(shí)，金屬配合物漂白體系織物白度為88.0%，未加助劑體系織物白度為77%。說明金屬配合物對雙氧水有一定的催化作用。對于金屬配合物體系而言，當(dāng)雙氧水體積濃度低于30 mL/L時(shí)，織物白度隨雙氧水用量增加顯著增加，當(dāng)雙氧水體積濃度大于30 mL/L時(shí)，織物白度增加不顯著。這是由于隨著雙氧水用量增大，金屬配合物與雙氧水反應(yīng)產(chǎn)生的羥自由基增多，漂液氧化能力提高，織物白度增加。而當(dāng)雙氧水用量繼續(xù)增加時(shí)，織物表面色素基本去除干凈，趨于平衡。

由圖2可以看出，隨著雙氧水用量增加，織物的強(qiáng)力保留率降低，當(dāng)雙氧水質(zhì)量濃度為30 mL/L時(shí)，織物的強(qiáng)力保留率為89.04%，當(dāng)雙氧水質(zhì)量濃度超過40 mL/L，織物強(qiáng)力損傷更為嚴(yán)重，當(dāng)45 mL/L時(shí)，強(qiáng)力保留率僅為78%，綜合織物白度及強(qiáng)力，最后優(yōu)化雙氧水質(zhì)量濃度為30 mL/L。

2.1.5堆置溫度及時(shí)間對織物白度的影響

為探討堆置溫度及時(shí)間對溫堆工藝的影響，設(shè)定如下工藝：固定金屬配合物質(zhì)量濃度為6 g/L，30% H2O2 30 mL/L，硅酸鈉質(zhì)量濃度8 g/L，精練劑0.4 g/L，滲透劑JFC 3 g/L，二浸二軋，軋余率100%，不同的溫度下堆置一定時(shí)間?？椢锇锥入S時(shí)間的變化的關(guān)系如圖3、4所示。圖3不同堆置溫度對織物的漂白速率的影響

由圖3、圖4可以看出，隨著堆置溫度提高及堆置時(shí)間的延長，織物白度逐漸提高。這是因?yàn)殡S著反應(yīng)時(shí)間的延長，有效漂白成分逐漸向纖維內(nèi)部擴(kuò)散，與色素的作用時(shí)間充分，從而提高織物白度。溫度升高，反應(yīng)速率提高，當(dāng)反應(yīng)溫度為70 ℃、80 ℃時(shí)，織物在60 min左右已經(jīng)達(dá)到很好的白度，反應(yīng)時(shí)間超過60 min后，織物白度提高幅度不大。溫堆溫度為60 ℃時(shí)，反應(yīng)基本在90 min時(shí)達(dá)到平衡，白度值為83%；當(dāng)反應(yīng)溫度為40 ℃、50 ℃時(shí)，反應(yīng)在130 min左右基本達(dá)到平衡，白度值為79%左右；而當(dāng)溫度降為30 ℃時(shí)，需堆置24 h，織物白度為79.4%，說明當(dāng)溫度降低時(shí)，雖然延長反應(yīng)時(shí)間可以適當(dāng)?shù)奶岣甙锥?，但仍無法達(dá)到較高溫度的白度，考慮到生產(chǎn)效率，確定溫堆溫度為70 ℃。

綜上所述，優(yōu)化雙氧水/金屬配合物溫堆工藝為：金屬配合物質(zhì)量濃度為6 g/L，30% H2O2 30 mL/L，硅酸鈉質(zhì)量濃度8 g/L，精練劑0.4 g/L，滲透劑JFC 3 g/L，二浸二軋，軋余率100%，70 ℃下堆置60 min。2.2金屬配合物/H2O2溫堆效果評價(jià)

為了評價(jià)金屬配合物/H2O2溫堆工藝的效果，設(shè)計(jì)以下實(shí)驗(yàn)：按照1.3工藝分別對棉織物進(jìn)行未加助劑、金屬配合物、TAED低溫浸軋漂白，并與傳統(tǒng)軋蒸工藝進(jìn)行比較，測定漂白后織物的白度、毛效以及強(qiáng)力，結(jié)果如表4所示。

略低于傳統(tǒng)工藝，但強(qiáng)力保留率明顯提高；與TAED/H2O2體系相比，白度值高于TAED/H2O2體系，強(qiáng)力保留率略低；相比未加助劑體系，白度、潤濕性顯著提高，強(qiáng)力保留率有所降低。

3結(jié)論

a）在雙氧水漂白體系中，加入金屬配合物可以有效催化雙氧水破壞織物上的色素，顯著提高織物白度，從而能夠降低漂白溫度。

b）優(yōu)化出金屬配合物/H2O2溫堆工藝條件為：金屬配合物6 g/L，30% H2O2 30 mL/L，硅酸鈉8 g/L，精練劑0.4 g/L，滲透劑JFC 3 g/L，軋余率100%，70 ℃下堆置60 min。

c）金屬配合物/H2O2溫堆工藝與傳統(tǒng)高溫汽蒸工藝相比，在達(dá)到良好白度的基礎(chǔ)上，降低了纖維損傷；同時(shí)織物白度值和毛效值高于常用的雙氧水活化劑TAED/H2O2體系溫堆工藝。

參考文獻(xiàn)：

[1] 楊棟梁，王煥祥.活化雙氧水漂白體系新技術(shù)的近況（一）[J].印染，2007，2.

[2] 王振華，邵建中，徐春松，等.H2O2/NOBS活化體系在棉織物冷軋堆漂白中的應(yīng)用[J].紡織學(xué)報(bào)，2008，19（7）：64-67.

[3] 王雪燕.雙氧水低溫低堿漂白技術(shù)的研究現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢[J].成都紡織高等?？茖W(xué)校，2016，33（2）：134-137.

[4] 張婧，李宏偉.活化劑NOBS/TAGU在棉冷軋堆前處理中的應(yīng)用[J].印染，2009（20）：16-18.

[5] 劉今強(qiáng)，張玲玲，王際平.H2O2/活化劑體系低溫漂白技術(shù)[J].浙江工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2003，20（2）：83-86.

[6] 秦新波，尹沖，宋敏，等.雙核錳配合物在低溫漂白中的活化作用[J].印染，2011，37（21）：1-5.

[7] 楊雅蝶，秦新波，尹沖等.棉針織物的SaltrenMn配合物低溫催化漂白[J].印染，2013，39（8）：1-4.

[8] 李俊玲，李淑莉，崔桂新.仿酶金屬配合物在棉織物H2O2低溫催化漂白中的研究進(jìn)展[J].染整技術(shù)，2015，2（37）：1-6.

[9] 王璐璐.金屬配合物低溫催化漂白棉織物的應(yīng)用[D].上海：東華大學(xué)，2014.

（責(zé)任編輯：張會(huì)?。?/p>