珍珠纖維織物漂白工藝研究

趙亞梅,馬瑞麗

(西安工程大學,西安710048)

珍珠纖維織物漂白工藝研究

趙亞梅,馬瑞麗

(西安工程大學,西安710048)

針對珍珠纖維織物的白度要求,選用過氧化氫作漂白劑,確定出漂白的較優工藝范圍,所得織物白度高、手感好、損傷小,達到了滿意的漂白效果.

珍珠纖維織物;漂白;工藝

珍珠纖維是采用高科技手段將納米級珍珠粉在粘膠纖維紡絲時加入纖維內,使纖維體內和外表均勻分布著納米珍珠微粒.珍珠纖維既有珍珠養顏護膚功效,又有粘膠纖維吸濕透氣、服用舒適的特性.珍珠纖維表面均勻分布著珍珠微粒,長期與皮膚接觸,具有珍珠養顏護膚、清火敗毒、嫩白肌膚、抗紫外線的功效[1],因而得到消費者的青睞.本實驗研究的是珍珠纖維/天絲/莫代爾3組份按45/30/25比例混紡的珍珠纖維紗線,紗線細度為14.8 tex.把3種纖維有機組合進行紡紗,彌補珍珠纖維強力低、耐磨性差的缺點,可以優勢互補,更好地滿足消費者對服裝環保、保健等功能的需求.

1 珍珠纖維織物漂白概述

1.1 漂白的目的及工藝的確定

珍珠纖維含雜本來就少,其漂白的目的是在不損傷或少損傷織物的情況下,得到理想的漂白效果;并且考慮到本實驗開發的是適合貼身穿著的針織產品,因此漂白過程中盡量不破壞或少破壞其良好的貼身、柔軟等服用性能及珍珠纖維本身的藥用和保健等特殊性能.所以在不破壞面料手感和強力的條件下對珍珠纖維織物進行漂白,應選用柔和的漂白工藝.漂白過程中的影響因素很多,如漂白劑的濃度、碳酸鈉用量、溫度、時間、穩定劑或活化劑等.因此,工藝優化很重要.為了能在最低的纖維損傷下獲得良好的漂白效果,必須選擇合適的漂白工藝條件.本實驗選擇漂白劑用量、p H值、溫度和時間4個因素,作為影響珍珠纖維織物漂白的主要因素進行單因素分析,以確定漂白的最優工藝,以便得到滿意的漂白效果.

1.2 漂白劑的選用

漂白劑有還原性和氧化性兩大類.屬于還原性的漂白劑有二氧化硫、亞硫酸鈉、連二亞硫酸鈉(保險粉)等,它們通過還原色素而產生漂白作用.還原漂白產品的白度穩定性較差,在放置過程中白度會下降.屬于氧化性漂白劑的有過氧化氫、次氯酸鈉、亞氯酸鈉、過醋酸、過硼酸鈉和過碳酸鈉等.在工業上主要使用前3種,其工藝分別簡稱為氯漂、氧漂和亞漂.下面對這3種漂白方法進行對比.

(1)氯漂.氯漂后織物容易泛黃,并且其中的有效成分會對環境造成污染.

(2)亞漂.亞漂漂白后白度好,手感也很好,而且對纖維損傷小.但亞漂時釋放出來的二氧化氯氣體有毒,需要有良好的防護措施;并且二氧化氯對一般金屬材料有強烈的腐蝕作用,其設備應選用含鈦99.9%的鈦板或陶瓷材料,成本較高.

(3)氧漂.過氧化氫漂白產品的白度和白度穩定性好.與次氯酸鈉和亞氯酸鈉相比,它還具有環保方面的優點;另外,它的適應范圍很廣,不僅適用于各種纖維的漂白,而且能采用多種加工工藝[2].

因此,在前3種氧化性漂白劑中,最廣泛應用的是過氧化氫.針對 Tencel纖維、Modal纖維、珍珠纖維的個性和共性,本實驗采用氧化劑漂白法.

1.3 過氧化氫的漂白原理

過氧化氫又名雙氧水,是一種弱二元酸,在堿性環境下劇烈分解,在酸性環境下較穩定.

過氧化氫漂白原理比較復雜,在堿性條件下,過氧化氫按式(1)分解:

當p H≥11.5時,過氧化氫的分子大部分以 HO-2存在.

HO-2可能與色素中的雙鍵發生加成反應,使色素中原有的共軛系統被中斷,π電子的移動范圍變小,天然色素的發色體系遭到破壞而消色,達到漂白的目的.

但 HO-2是不穩定的,能按式(2)分解成氫氧根離子和初生態氧:

這個“活性氧”與色素發色團的雙鍵發生反應,產生消色作用:

所以 HO-2是進行漂白的主要成分.另外,也有可能按如下反應進行:

引發 H2O2分解成 HO2·、HO·等游離基破壞色素的結構,而具有漂白作用[3].

2 實 驗

2.1 實驗測試方法及指標

(1)實驗材料:

①織物:羅紋半空氣層組織針織物;

②藥品:過氧化氫,硅酸鈉,滲透劑,精煉劑,碳酸鈉等;

③設備:單排雙孔電子恒溫水浴鍋,HC-TP11-1架盤藥品天平,YG(B)026D型電子織物強力機,DSBD-1型數字白度儀.

(2)測試指標:采用白度、頂破強力和織物手感3個指標來優化實驗.

2.2 過氧化氫漂白工藝分析與確定

2.2.1 過氧化氫用量的確定

本實驗通過對過氧化氫用量進行單因素分析,得出過氧化氫的最佳用量范圍.其中,過氧化氫(30%)用量為 4～16 m L/L,碳酸鈉為 1.5 g/L,硅酸鈉為3 g/L,滲透劑為2 g/L,精煉劑為2 g/L,p H值為10,時間為50 m in,溫度為80℃,浴比為1∶20.其漂后白度與過氧化氫用量及強力與過氧化氫用量的關系如表1及圖1、圖2所示.

表1 過氧化氫用量與白度、強力的關系

由圖1、圖2可以看出,隨著過氧化氫用量的增加,織物的強力一直降低,而白度增加,但當濃度達到12 m L/L時,白度不增加反而有所降低.這就說明過氧化氫漂白獲得的白度并不完全與漂液濃度成正比關系.使用過氧化氫漂白,主要通過過氧化氫有效分解產生的強氧化性物質來破壞色素的發色體系,達到消色的目的.濃度過低,達不到漂白的目的,過高,其分解產生的對纖維有損傷的組分 HO2·、HO·等自由基和O2會氧化破壞纖維的分子鏈,使聚合度降低,從而影響到織物的強力,造成織物手感粗糙.根據過氧化氫漂液濃度應能達到漂白效果而不損傷織物的原則,故選定過氧化氫的用量為10 mL/L左右.

2.2.2 p H值的確定

本實驗通過對p H值進行單因素分析,得出漂白時的最佳p H值范圍.其中,p H值為7～12,過氧化氫用量為10 m L/L,硅酸鈉為3 g/L,精煉劑為2g/L,溫度為80 ℃,時間為50 min,浴比為1∶20.其p H值與白度、強力的關系如表2及圖3、圖4所示.

表2 p H值與白度、強力的關系

由表2及圖3、圖4可知,隨著p H值升高,織物的強力降低,而白度增加,但當p H值超過9后,繼續提高p H值,織物的白度反而下降.這是因為在強堿條件下過氧化氫反應非常快;氧分子從漂液中逸出,不僅降低了漂白效果,而且近氧化氫催化分解出的氧氣如滲透到纖維內部,在高溫堿性條件下,將引起纖維嚴重損傷.所以為了同時保證強力和白度,選擇漂液的p H值為9左右.

2.2.3 溫度的確定

本實驗通過對溫度進行單因素分析,得出漂白的最佳溫度范圍.其中,溫度為60～100℃,過氧化氫(30%)用量為10 mL/L,碳酸鈉為1.5g/L,硅酸鈉為 3g/L,滲透劑為2 g/L,精煉劑為2 g/L,p H值為10,時間為50 min,浴比為1∶20.其漂后白度與過氧化氫用量及強力與過氧化氫用量的關系如表3及圖5、圖6所示.

表3 漂白溫度與白度、強力的關系

由圖5、圖6可以看出漂白溫度與白度和強力變化的密切關系.過氧化氫的分解率隨著溫度的升高而增加.在過氧化氫濃度一定,漂白時間也一定時,溫度升高,過氧化氫的分解率提高,漂白速率大大增加,漂白時間可以大大縮短,這時織物白度提高,而且對纖維的損傷也不大.但經過一定的時間,過氧化氫的分解已經接近完畢,再增加溫度,織物白度也不會增加,反而損傷纖維.綜合考慮強力與白度,漂白溫度確定為80℃左右.

2.2.4 時間的確定

本實驗通過對時間進行單因素分析,確定過氧化氫漂白的最佳時間.其中,時間為30～70 min,過氧化氫(30%)用量為10 m L/L,碳酸鈉為1.5 g/L,硅酸鈉為3g/L,滲透劑為2 g/L,精煉劑為2 g/L,p H值為9,溫度為80℃,浴比為1∶20.其漂后白度與過氧化氫用量及強力與過氧化氫用量的關系如表4及圖7、圖8所示.

表4 漂白時間與白度、強力的關系

圖7 漂白時間與白度的關系

由圖7、圖8可以看出,隨著漂白時間的增加,織物白度增加,在漂白時間超過50 m in后白度不再增加,反而時間延長對纖維的損傷程度加大,纖維的斷裂

圖8 漂白時間與頂破強力的關系

強力則是逐步下降的.這是因為漂白時間延長,漂白液中的有效漂白成分可以更加徹底地與纖維中的色素及雜質發生反應;但達到類似飽和的程度后,即使再延長漂白時間,也不會明顯地提高漂白效果,反而損傷纖維,降低織物強力.經綜合考慮,漂白時間應選為50 m in左右.

3 結果討論

通過對珍珠纖維針織物的漂白工藝進行研究和分析,由于珍珠纖維含雜本來就少,并且考慮到該織物是適合貼身穿著的針織產品,為保證其良好的貼身、柔軟、舒適等服用性能及珍珠纖維本身的藥用和保健等特殊性能,選定過氧化氫為漂白劑.主要運用單因素分析法優化過氧化氫對珍珠纖維織物的漂白工藝;確定出漂白的最優工藝范圍為:過氧化氫(30%)選取10 m L/L左右,碳酸鈉用量為1.5 g/L,硅酸鈉為3 g/L,滲透劑為2 g/L,精煉劑為2 g/L,p H值確定為9左右,溫度為80℃左右,時間大約為50 min,浴比為1∶20.

4 結 語

通過以上實驗分析可知,氧化漂白法可以得到良好的漂白效果,且織物的損傷程度不大、手感柔軟.但氧漂后,必須進行充分水洗,將殘留的過氧化氫洗凈;否則,織物上的殘余過氧化氫帶入染浴,會使活性染料的活性基團氧化分解,造成色淺、色斑及色相變化等染疵.

[1]許樹文.珍珠的保健機理與珍珠纖維的保健功能[J].浙江紡織服裝職業技術學院學報,2008(6):9.

[2]范雪榮.紡織品染整工藝學(第二版)[M].北京:中國紡織出版社,2008:80-84.

[3]王菊生.染整工藝原理(第一冊)[M].北京:中國紡織出版社,1983:125-137.

Study on the Bleaching Processes of Pearl Fabric

ZHAO Ya-mei,MA Rui-li
(Xi’an Polytechnic University,Xi’an 710048,China)

Based on the pearl fabric’s w hite degree requirements,in this experiment,hydrogen peroxide was chosen as the bleacher to research the bleaching p ropertiesof pearl fabric.This study determined the op timal p rocess.And at the same time,gain w hite fabric and good feeling,and achieved a satisfactory effect.And this help pearl fiber has the more broad development p rospects.

pearl fabric;bleach;p rocess

TS192

A

10.3969/j.issn.1671-6906.2011.04.011

1671-6906(2011)04-0048-04

2011-07-01

趙亞梅(1986-),女,陜西寶雞人,碩士.