生物能纖維針織面料的漂白工藝研究

門明峰,孟家光,張琳玫,界 璐

(西安工程大學，陜西 西安 710048)

生物能纖維針織面料的漂白工藝研究

門明峰,孟家光,張琳玫,界 璐

(西安工程大學，陜西 西安 710048)

文章對以一種新型保健纖維—生物能纖維為原料的針織面料的漂白工藝進行了分析研究。采用單因素分析法和正交試驗法相結合的方法優化了生物能纖維針織物的漂白工藝配方,便于后續染色過程的順利進行。

生物能纖維；針織面料；漂白；工藝

生物能纖維是一種新型保健纖維,是利用納米粉體研磨等技術將納米級天然礦石粉體植入滌綸纖維基體而制得，它可放射出對人體有益的遠紅外線，促進人體微循環和新陳代謝，對慢性病患者來說，可以起到長期理療的作用；對健康人士來說，具有保健的用途。為了更好地將生物能纖維應用到功能性面料及服裝的開發之中，本文著重介紹對生物能纖維針織產品的漂白工藝研究，運用單因素分析法和正交實驗法相結合的方法對生物能纖維針織物的漂白工藝進行了優化，得到了滿足后續工藝及服用要求的優化的漂白工藝。

1 試驗

1.1 試驗材料及儀器

試驗材料：煮練后的羅紋半空氣層組織針織面料(白度76.5%，平均頂破強力681.10 N)；過氧化氫(30%)；滲透劑；硅酸鈉；氫氧化鈉；冰醋酸等。

試驗儀器:燒杯、溫度計、JA3003 N型電子天平、水浴鍋、DHG-9075型電熱恒溫鼓風干燥箱、YG(B)026D型電子織物強力機、WSB-3A型智能式數字白度儀等。

測試指標：白度，頂破強力。

1.2 漂白各因素工藝條件與分析

1.2.1 過氧化氫用量的確定

過氧化氫的用量對織物的漂白效果起著重要的作用，其在漂白過程中除了對色素有破壞作用外，對纖維也有一定程度的損傷，過氧化氫用量過多、過少均達不到漂白的要求。在對過氧化氫進行單因素分析時，過氧化氫用量0～30 mL/L，硅酸鈉2 g/L，滲透劑1 g/L，pH值10，時間70 min，溫度90℃，浴比1∶20。過氧化氫用量與白度和頂破強力的關系如圖1所示。

圖1 雙氧水用量與白度和頂破強力的關系

由圖1看出，織物白度隨著濃度的增加而增大，且在20 mL/L時達到最大，之后隨著其濃度的增大，H2O2電離出的H+破壞了堿性環境，使HO2-減少，織物白度降低。綜合考慮，選定雙氧水的用量為10 mL/L、15 mL/L、20 mL/L。

1.2.2 溫度的確定

漂白溫度過低會使漂白時間延長，而溫度過高不僅會使生產成本提高且會造成織物的損傷。在對漂白溫度進行單因素分析時，溫度40～100℃，過氧化氫用量15 mL/L，硅酸鈉2 g/L，滲透劑1 g/L，pH值10，時間70 min，浴比1∶20。漂白溫度與白度和頂破強力間的關系如圖2所示。

圖2 溫度與白度和頂破強力的關系

由圖2中可以看出，溫度的升高有利于雙氧水分解，從而使織物白度增加，但溫度過高會使H2O2分解速度加快，最終導致HO2-減少，織物白度下降。綜合考慮，選取漂白溫度為80℃、90℃、100℃。

1.2.3 漂白時間的確定

漂白時間過短，織物達不到理想的漂白效果；時間過長，則會使經濟效益降低。在對漂白時間進行單因素分析時，時間30～90 min，過氧化氫用量15 mL/L，硅酸鈉2 g/L，滲透劑1 g/L，pH值10，溫度90℃，浴比1∶20。漂白時間與白度和頂破強力的關系如圖3所示。

圖3 漂白時間與白度和頂破強力的關系

從圖3中可以看出，織物白度在80 min時達到最大，隨后隨著時間的增加，織物的白度不再增加，強力也開始下降，且成本也會增加。綜合考慮，選取漂白時間為60 min、70 min、80 min。

1.2.4 漂液pH值的確定

在對漂液pH值進行單因素分析時，pH值7～13，過氧化氫用量15 mL/L，硅酸鈉2 g/L，滲透劑1 g/L，時間70 min，溫度90℃，浴比1∶20。漂液pH與白度和頂破強力的關系如圖4所示。

從圖4中可以看出，在pH=13時織物白度和強力發生很大變化，織物受損嚴重，是由于H2O2發生無效分解使纖維受損。綜合考慮，選取漂液pH值為10、11、12。

圖4 pH值與白度和頂破強力的關系

1.3 漂白正交實驗設計

選取過氧化氫用量、漂白溫度、漂白時間、pH值作為正交試驗的四個因素，每個因素取三個最佳值作為正交試驗的水平，設計四因素三水平正交試驗，安排如表1所示。

表1 漂白工藝的因素/水平表

1.3.1 漂白正交實驗結果與分析

根據L9(34)正交試驗表，以織物白度和頂破強力作為測試指標，對所測得的實驗數據進行計算和分析，結果如表2所示。

從表2中極差分析的結果可以看出，對織物白度的影響因素從主到次依次為：溫度(B)、時間(D)、pH值(C)和雙氧水用量(A)，得到的優化工藝為A2B2C2D3。對織物頂破強力的影響因素從主到次依次為：溫度(B)、雙氧水用量(A)、pH值(C)和時間(D)，得到的優化工藝為A3B2C2D3。最優化方案的工程平均：

表2 漂白正交試驗結果分析

(1)

(a)以白度指標計算最優工藝的工程平均：

A2的效應：錯誤！未找到引用源。

B2的效應：錯誤！未找到引用源。

C2的效應：錯誤！未找到引用源。

D3的效應：錯誤！未找到引用源。

(b)以頂破強力指標計算優化工藝的工程平均：

A3的效應：錯誤！未找到引用源。

B2的效應：錯誤！未找到引用源。

C2的效應：錯誤！未找到引用源。

D3的效應：錯誤！未找到引用源。

所以最終優化方案的理論目標值為白度值79.333%，頂破強力值681.600 N。

為確保實驗過程的準確性，且有利于后續染色過程的順利進行，需追加兩組試驗進一步的優化，兩種優化方案的對比如表3所示。

表3 兩種優化方案的試驗結果

從表3中可以看出，方案A2B2C2D3相對于方案A3B2C2D3來說，織物白度有所增加，而頂破強力有小幅度減少，但仍在可接受的范圍之內。在確定漂白最佳工藝時，以白度為主，兼顧頂破強力，所以比較之下，最優的漂白方案為A2B2C2D3，即溫度為90℃，時間為80 min，pH值為10，雙氧水用量20 mL/L。

2 漂白效果評定

采用優化的漂白工藝，漂白前后織物白度和頂破強力的測試結果如表4所示。

從表4中可以看出，與漂白前相比，經最優工藝處理的織物白度有了明顯的提高，但織物較之前卻出現了一定程度的損傷，但不會對后續染色

及服用性能產生影響，不影響穿著效果，試驗達到預期的效果，說明該工藝適合生物能纖維針織面料的漂白。

3 小結

本文通過運用單因素分析法和正交實驗相結合的方法，優化了生物能纖維針織物的漂白工藝，并對確定的優化工藝進行了實驗和測試，得到了良好的漂白效果，優化后的工藝為溫度為90℃，時間為80 min，pH值為10，雙氧水用量20 mL/L。經優化工藝處理的生物能纖維針織物白度有了明顯的提高，且織物的損傷程度不大，可滿足后續染色加工和織物服用性能的要求。

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Research on Bleaching Process of Bio-energy Fiber Knitted Fabric

MenMingfeng,MengJiaguang,ZhangLinmei,JieLu

(Xi′an Polytechnic University,Xi′an 710048,China)

In this article,a new kind of knitted fabric made of a new health-care fiber named bio-energy fiber was analyzed with single factor analysis method combined with orthogonal test method about its bleaching process.Finally,the optimal process of bleaching was got,which would be helpful to subsequent dyeing process.

bio-energy fiber; knitted fabric;bleaching;process

2014-10-10

陜西省重點學科建設專項〔陜(2008)169〕。

門明峰(1991—)，男，山東淄博人，碩士研究生。

TS102

A

1009-3028(2015)01-0006-04