ZJ－CH58低溫短流程前處理工藝研究

朱俊萍

（河北科技大學紡織服裝學院，河北石家莊 050018）

在節能工藝的研究中，印染退煮漂低溫短流程前處理工藝是目前研究的熱點［1－4］。20世紀90年代開發研究的堿氧一步法冷軋堆前處理工藝，已經在實際生產中得到了廣泛的應用。該工藝盡管達到了節能目的，但也存在一些缺點，如它需要耗用大量的燒堿和其他化學品，成本高，高堿給污水處理帶來很大負擔。所以低堿低溫助劑是目前研究的重點［5］。低溫短流程工藝需要加入性能良好的潤濕、滲透、乳化作用的表面活性劑，還要加入能控制雙氧水分解速率的活化劑和穩定劑，只有多種助劑互相配合才能達到較好的退煮漂效果。在工廠生產化工原料時，既有固體又有液體，且各種助劑的溶解條件不同，給配液操作帶來了許多不便，如果能使用一種助劑達到多功能的效果，將為實際生產操作提供許多方便，降低生產成本。因此印染專家、學者和助劑生產廠家都在致力于開發、研究多效合一的前處理助劑［6－10］。

ZJ－CH58是廣東莊杰化學有限公司生產的多功能印染前處理助劑，是一種四合一精練劑，外觀為米黃色粉末，它是含有堿劑、鹽類的特殊非離子表面活性劑的復配物。它集堿劑、精練滲透劑、活化劑和穩定劑的作用于一身，在前處理中只需加入雙氧水，即可達到良好的精練漂白效果。它成分中的堿劑能與雙氧水配合起到良好的去除棉纖維共生物和天然色素的作用；精練、滲透劑能很好地幫助堿劑和雙氧水潤濕滲透到織物內部，提高其作用效果，并能將分解的雜質更好地乳化、分散［11］。它的活化劑成分為壬酰氧基苯磺酸鈉（NOBS），帶有一個活化基團和一個陰離子表面活性基團，它的活化基團可與HOO－發生親核取代反應，生成漂白能力更強的過氧壬酸，而其自帶的陰離子基團能將過氧壬酸有效地富集于漂白物（或污漬）表面，從而提高漂白效能，NOBS有很好的低溫促漂作用［12］。另外，其成分中含有的絡合型穩定劑能在較高溫度下控制雙氧水的分解速率，使雙氧水分解量只對雜質和色素作用，不損傷織物［13］。它具有操作簡單、節水、節能等優點，而且低堿環保，是值得推廣應用的助劑。本文主要研究ZJ－CH58助劑在純棉燈芯絨織物一步法低溫前處理中的工藝。

1 實驗研究

1.1 材料、藥品及儀器設備

材料 坯布：紗支為36tex×36tex；密度為283根／10cm×503.5根／10cm；355.6條／10cm 純棉燈芯絨。

藥品 ZJ－CH58（廣東莊杰化學有限公司提供）；ZJ－C09（廣東莊杰化學有限公司提供）；雙氧水（體積分數為30%，分析純，天津市恒興化學試劑制造有限公司提供）；硅酸鈉（工業級）。

儀器設備 數顯恒溫水浴鍋（江蘇金壇市雙捷儀器廠）；WSB－Ⅱ型白度計（浙江溫州儀器儀表有限公司）；YG（B）026D－250型電子織物強力機（浙江溫州大榮紡織標準儀器廠）；毛細效應儀（江蘇金壇市雙捷實驗儀器廠）。

1.2 測試指標及測試方法

毛效值 參照國家標準FZ／T 01071－1999《紡織品毛細管效應試驗方法》測定織物30 min 的毛效。

斷裂強力 參照GB／T 3923.1－1997《紡織品織物拉伸性能 第Ⅰ部分：斷裂強力和斷裂伸長的測定條件法》測定。按下式計算強力下降率（簡稱強降率），測定3塊布的斷裂強度，取其平均值。

白度 參照GB／T 8425－1987《紡織品白度的儀器評定方法》測定。

1.3 實驗工藝流程及條件

配置工作液（pH 值為11，浴比為1∶15）→投入織物加熱工作液至80 ℃→80 ℃保溫處理Xmin→80 ℃熱水洗2次→冷水洗→晾干→測試。

2 結果與討論

2.1 ZJ－CH58與H2O2 用量比對前處理的影響

體積分數為30%的雙氧水用量為15g／L，滲透劑ZJ－C09用量為2g／L，用不同用量的ZJ－CH58按上述工藝流程處理，在80 ℃下堆置30min，結果見表1。

表1 ZJ－CH58與H2O2 用量比對前處理效果的影響Tab.1 Effect of the amount ratio of ZJ－CH58and H2O2on pretreatment

由表1可以看出，在雙氧水用量一定的前提下，不加ZJ－CH58時，織物白度和毛效都較低，分別為71.7%和8.5cm／30min。隨著ZJ－CH58質量濃度的提高，織物白度逐漸增加。毛效也逐漸增加，而強降率變化無規律，但均沒超過10%。這是因為ZJ－CH58具有活化劑、滲透劑、精練劑和堿劑的作用，加入后能提高雙氧水活性和滲透能力，使白度和毛效提高［14］。綜合白度、毛效和強降率3項指標考慮，當ZJ－CH58用量為5g／L時，織物的白度和毛效較高，強降率最低只有0.7%，所以初步確定ZJ－CH58用量為5g／L，它與體積分數為30%的H2O2的用量比約為1∶3。

2.2 H2O2 用量對織物前處理的影響

滲透劑ZJ－C09用量2g／L，取體積分數為30%H2O2不同的用量，按照上述工藝流程在80℃處理織物35min，結果見表2。

表2 H2O2 用量對前處理效果的影響Tab.2 Effect of the amounts of H2O2on pretreatment

分析表2數據可知，隨著雙氧水用量的提高，織物白度和毛效漸漸提高［15］，當雙氧水的用量達到27g／L時，織物白度達到最高值，接近82%，且毛效為10.4cm／30min。對于強降率，隨著雙氧水用量的提高變化無規律，但均低于10%。當雙氧水用量為21g／L時，白度已經達到80%以上，故暫定雙氧水用量為20～25g／L。根據ZJ－CH58與雙氧水的用量比為1∶3，ZJ－CH58用量定為7～9g／L。

2.3 ZJ－C09用量對織物前處理的影響

H2O2用量為21g／L，ZJ－CH58用量為7g／L，不同用量的ZJ－C09在80 ℃處理織物35min，結果見表3。

表3 ZJ－C09用量對前處理效果的影響Tab.3 Effect of the amount of souring agent ZJ－C09on pretreatment

分析表3數據可知，隨著ZJ－C09用量的增加，織物的白度、毛效均有所上升。因為加入滲透劑后，有助于各種助劑滲透到織物內部，對織物作用能力增強［11］。對于強降率，不添加滲透劑時，織物強降率最大，而隨著精練滲透劑用量的提高，強降率下降，白度和毛效有所提高。當ZJ－C09用量為4g／L時強降率最低，白度和毛效較高，所以暫定ZJ－C09用量為4～5g／L。

2.4 80 ℃下處理時間對織物前處理的影響

H2O2用量為24g／L，ZJ－CH58用量為8g／L，ZJ－C09用量為5g／L，在80 ℃處理織物不同時間，結果見表4。

表4 80 ℃下處理時間對前處理的影響Tab.4 Effect of the handle time at 80 ℃on pretreatment

分析表4數據可知，隨著80 ℃保溫時間的延長，織物的白度、毛效和強降率均提高，綜合3項指標，80 ℃保溫時間定為50～60min。

2.5 穩定劑硅酸鈉對織物前處理的影響

H2O2用量為21g／L，ZJ－CH58用量為7g／L，ZJ－C09用量為5g／L，用不同量的Na2SiO3于80℃處理織物60min，結果見表5。

表5 穩定劑硅酸鈉用量對前處理的影響Tab.5 Effect of the amount of sodium sdlicate on pretreatment

分析表5數據可知，隨著穩定劑用量的提高，織物白度先有所下降，然后增大。原因是加入少量Na2SiO3會使織物泛黃，白度有所降低；而隨著Na2SiO3用量的增加，溶液的堿性增加，會加速H2O2的分解，使織物白度增加。Na2SiO3用量的增加對毛效變化不大。對于強降率而言，隨著穩定劑用量的增加，強降率逐漸變小。這是因為Na2SiO3能吸附對雙氧水有催化作用的雜質、重金屬離子，從而使雙氧水穩定［15］。Na2SiO3用量為5g／L 為宜。由于Na2SiO3的加入會影響織物手感，不加Na2SiO3織物的白度和毛效也較高，強降率為6%，也能達到要求，所以可以不加硅酸鈉。如果對織物強力要求高，可以加入少量其他絡合型穩定劑。

2.6 正交試驗

滲透劑ZJ－C09用量為5g／L，于80 ℃保溫堆置，其他工藝條件及結果見表6和表7。

表6 正交試驗水平表Tab.6 Level orthogonal experiment

表7 正交試驗結果及極差分析Tab.7 Result of orthogonal experiment and range analysis

1）從白度分析 影響最大的因素為C（保溫堆置時間），其次為A（雙氧水用量），最小的為B（ZJ－CH58用量）。白度值越高越好，所以最優工藝應該是C2A1B1。

2）從毛效分析 影響最大的因素為C，其次為A，最小為B。毛效應該越大越好，所以最優工藝為C3A2B3或C3A3B3。

3）從強降率分析 影響最大的因素為A，其次為C，最小為B。強降率應該越小越好，所以選取的最優工藝為A2B1C1。

綜合考慮前處理效果指標，強降率的極差值R較其他極差值的差異率大，因此強降率為主要影響因素，其次是白度，毛效差異率最小。所以優選工藝為A2B1C1或A2B1C2。即雙氧水的用量為20～25g／L，ZJ－CH58 的 用 量 為7～8 g／L，溫 度 為80 ℃，堆置時間為60min。

2.7 最佳工藝試驗結果

采用優選的最佳工藝條件處理純棉燈芯絨織物，其白度為83.2%，30min毛效為10.5cm，強降率為6.53%，完全符合前處理指標要求。

3 結 語

通過實驗研究可以看出：四合一前處理助劑ZJ－CH58用于純棉燈芯絨織物前處理，各項指標完全能夠達到前處理的要求。其最佳工藝流程為室溫配置工作液→投入織物加熱工作液至80 ℃→保溫處理60min→80 ℃熱水洗2次→冷水洗→脫水→烘干。最優工藝條件為30%（體積分數）雙氧水用量為20～25g／L，ZJ－CH58用量為7～8g／L，精練滲透劑ZJ－C09用量為5g／L，pH 值為11，浴比為1∶15。該工藝可以在卷染機和溢流染色機中實現。80 ℃保溫堆置工藝比100 ℃蒸汽工藝節能。用ZJ－CH58前處理，不需要另加燒堿，溶液pH 值為11，排放的廢水堿濃度低，COD 值低，減輕了污水處理的負擔，利于環保。ZJ－CH58用于棉及混紡機織物低溫前處理，低溫、低堿、節能環保，值得推廣。

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