柞絲綢的過甲酸漂白工藝研究

劉　群，丁　斌，關　昶，王海東，李　祥，郝鳳嶺

(吉林化工學院 輕化工程系， 吉林 吉林 132022)

?

柞絲綢的過甲酸漂白工藝研究

劉群，丁斌，關昶，王海東，李祥，郝鳳嶺

(吉林化工學院 輕化工程系， 吉林 吉林 132022)

摘要:采用過甲酸對柞絲綢進行漂白。討論漂白溫度、pH值、過甲酸質量濃度、漂白時間等因素對柞絲綢漂白效果的影響，并測試漂白絲綢的斷裂強力，比較過甲酸漂白優化工藝與雙氧水漂白工藝的漂白效果。結果顯示，過甲酸漂白柞絲綢較佳工藝為：漂白溫度95 ℃、過甲酸質量濃度18 g/L、pH 10、漂白時間80 min；過甲酸漂白的白度高于雙氧水漂白，分別為57.84%、45.66%；過甲酸漂白的強力損失率略高于雙氧水漂白，分別為11.09%、8.70%，具有較好的強力保持率。

關鍵詞:柞絲綢；過甲酸；漂白；雙氧水

柞蠶絲滑爽舒適，手感柔軟，其絕緣性、強力、伸度、抗脆化，以及耐酸、耐堿等性能均優于桑蠶絲[1-2]，常用作各種衣著面料和裝飾用織物，在工業和國防上用于制作耐酸工作服、帶電作業服、炸彈藥囊等[3-4]。柞蠶絲具有天然的黃褐色，在精練后需要進行漂白，常用的漂白劑是雙氧水[5-6]。

常規的H2O2漂白在沸點溫度下有較佳的漂白效果，但存在能耗大，過度降解，織物強力損失嚴重等缺陷[7]。過氧酸漂白體系是一個高效的氧化體系，最常見的是過乙酸漂白體系[8-9]。過甲酸有較高的氧化電位，高于過乙酸等其他過氧化物，比傳統漂白劑有更高的漂白效率[10]，但未見過甲酸漂白柞絲綢的研究報道。

本研究以過甲酸為漂白劑漂白柞絲綢，初步探討過甲酸對柞絲綢的漂白工藝，并與雙氧水漂白作對比，為過甲酸漂白柞絲綢的應用提供參考。

1　試　驗

1.1材料與儀器

材料：柞絲綢(平紋，平方米質量120 g/m2，經向斷裂強力586 N，白度31.1%，市售)，過甲酸(質量分數19%，自制)，雙氧水(質量分數30%，天津市永大化學試劑有限公司)，乙二胺四乙酸二鈉(分析純，天津市大茂化學試劑廠)，碳酸鈉(分析純，西隴化工)。

儀器：YG026T型電子織物強力機(溫州方圓儀器有限公司)，WBS-Ι白度儀(上海昕瑞儀器儀表有限公司)，PHS-3CW數字式酸度計(上海般特儀器制造有限公司)。

1.2柞絲綢漂白工藝

過甲酸10～20 g/L，乙二胺四乙酸二鈉5 g/L，JFC 3 g/L，用碳酸鈉調節pH值7～11，浴比1:30，漂白溫度70～100 ℃，漂白時間50～90 min；漂白液升溫到指定溫度后，將柞絲綢潤濕投入到漂白液中，漂白結束后用50 ℃溫水洗1次，0.5%稀醋酸洗1次，之后水洗，晾干。

1.3測試方法

1.3.1白度

參照GB/T 8424.2—2001《紡織品 色牢度試驗 相對白度的儀器評定方法》標準，用WBS-Ι白度測試儀平行測試3次，取平均值。

1.3.2斷裂強力

參照GB/T 3923.1—2013《紡織品 織物拉伸性能 第1部分：斷裂強力和斷裂伸長率的測定(條樣法)》，用YG026T型電子織物強力機平行測試3次，取平均值。

2　結果與分析

2.1漂白工藝探索

以過甲酸為主漂劑對柞絲綢進行漂白試驗，通過單因素試驗考察漂白溫度、pH值、過甲酸濃度、漂白時間等因素對柞絲綢漂白效果的影響，優化漂白工藝。

2.1.1漂白溫度對柞絲綢漂白效果的影響

過甲酸18 g/L，pH 9.9，漂白時間60 min。考察漂白溫度對柞絲綢漂白效果的影響，結果見圖1。

圖1　漂白溫度對柞絲綢漂白效果的影響Fig.1　Impact of bleaching temperature on tussah cloth bleach effect

由圖1可知，隨著漂白溫度的升高，柞絲綢白度逐漸增大，95 ℃時白度達到最大值，繼續提高溫度，白度略有下降。過甲酸是甲酸與雙氧水反應獲得的，以過氧自由基、羥基自由基等活性物質破壞色素發色團，起到漂白作用；過甲酸在低溫條件下，相對穩定，產生活性自由基數量較少，氧化漂白能力受到限制；漂白溫度升高，分子運動加劇，加快了過甲酸的分解，產生大量過氧自由基，柞絲綢白度隨之增大；但溫度過高，會導致過甲酸消耗過快，有效氧化時間縮短，并且接近過甲酸沸點時也會造成過甲酸的揮發消耗。所以適宜的漂白溫度為95 ℃。

2.1.2pH值對柞絲綢漂白效果的影響

過甲酸18 g/L，漂白溫度95 ℃，漂白時間60 min。考察pH值對柞絲綢漂白效果的影響，結果見圖2。

圖2　pH值對柞絲綢漂白效果的影響Fig.2　Impact of pH value on tussah cloth bleach effect

由圖2可知，在低pH值時，柞絲綢白度有一定提高，但提高幅度較小；當pH值大于9時，白度快速增大，但堿性過大柞絲綢白度下降，不利于過甲酸的柞絲綢漂白。一方面，pH值較低時，過甲酸相對穩定，分解速度慢，過氧自由基氧化作用有限，在有限時間內表現出的氧化能力較低；pH值過高，過甲酸穩定性較差，會迅速分解，產生的過氧自由基來不及發揮作用便被消耗在工作液中。另一方面，堿性條件下柞絲綢會進一步得到精練，色素減少，滲透性變好。因此，較佳pH值為10。

2.1.3過甲酸質量濃度對柞絲綢漂白效果的影響

漂白溫度95 ℃，pH 10，漂白時間60 min。考察過甲酸質量濃度對柞絲綢漂白效果的影響，結果見圖3。

圖3　過甲酸質量濃度對柞絲綢漂白效果的影響Fig.3　Impact of performic acid concentration on tussah cloth bleach effect

由圖3可知，隨著過甲酸質量濃度的增加，柞絲綢白度逐漸提高，當質量濃度達到18 g/L時柞絲綢白度達到最大；繼續增大過甲酸質量濃度，柞絲綢白度略有下降。在較低質量濃度時，過甲酸分解產生的過氧自由基數量有限，能最大限度地作用于絲的表面，提高白度；當過甲酸質量濃度較高時，由于絲的內外表面有限，只有一部分過氧自由基被吸附，因此白度不能隨過甲酸質量濃度增加而成比例提高；并且過甲酸質量濃度過大，氧化反應持久劇烈，會對柞絲綢造成一定損傷，使柞絲綢強力和表面光滑性變差，導致白度下降。因此，選擇過甲酸質量濃度以18 g/L為宜。

2.1.4漂白時間對柞絲綢漂白效果的影響

過甲酸質量濃度18 g/L，漂白溫度95 ℃，pH 10。考察漂白時間對柞絲綢漂白效果的影響，結果見圖4。

圖4　漂白時間對柞絲綢漂白效果的影響Fig.4　Impact of bleach time on tussah cloth bleach effect

由圖4可知，漂白80 min，柞絲綢白度達到較大值；隨后，延長漂白時間柞絲綢的白度稍有提高。過甲酸對柞絲綢的漂白時間主要受兩方面制約：一是過甲酸在堿性條件下的分解速率較快，產生的過氧自由基數量多，在工作液中的損耗也大，不能持續長久地起到氧化作用；二是過氧自由基在絲的表面吸附、擴散，與色素共軛體系發生反應需要一定的作用時間。因此，只要過甲酸的分解消耗壽命大于吸附、擴散、氧化時間即可。考慮生產效率，較佳漂白時間以80 min為宜。

2.2過甲酸與雙氧水漂白效果的對比

過甲酸質量濃度18 g/L(質量分數19%)或雙氧水質量濃度18 g/L(質量分數30%)，漂白溫度95 ℃，pH 10，漂白時間80 min。對比過甲酸與雙氧水的漂白性能，結果見表1。

表1　織物漂白效果的對比

由表1可知，過甲酸漂白柞絲綢的白度高于雙氧水，說明在相同條件下過甲酸的氧化漂白能力遠高于雙氧水；經兩種漂白劑漂白柞絲綢的斷裂強力均有所下降，但織物強力損失率較小，仍滿足服飾需求；過甲酸漂白柞絲綢的強力損失率稍高一些，也說明過甲酸對柞絲綢的氧化作用要大于雙氧水的氧化作用。

3　結　論

過甲酸漂白柞絲綢的較佳工藝為：漂白溫度95 ℃、過甲酸質量濃度18 g/L、pH 10、漂白時間80 min。與雙氧水漂白相比，過甲酸漂白柞絲綢的白度較高；過甲酸漂白強力損失率略高于雙氧水漂白，但具有較好的強力保持率。

參考文獻：

[1]繆秋菊,左保齊,劉雷艮,等.柞蠶絲素的結構性能及其應用[J].絲綢,2007(7):51-53.

MIAO Qiuju, ZUO Baoqi, LIU Leigen, et al.Application and structure performance of tussah fibroin[J].Journal of Silk,2007(7):51-53.

[2]師會貝,崔永珠,王曉,等.基于PHAB外加色氨酸法的柞蠶絲無染料顯色工藝[J].上海紡織科技,2014,42(10):23-26.

SHI Huibei, CUI Yongzhu, WANG Xiao, et al.Process of dye-free coloration of tussah silk by use of adding tryptophan based on PHAB[J].Shanghai Textile Science & Technology,2014,42(10):23-26.

[3]陳明珍,陸必泰.苧麻/柞蠶絲交織針織物的漂白及染色工藝的研究[J].印染助劑,2002,19(2):45-48.

CHEN Mingzhen, LU Bitai.Study on bleaching and dyeing process of ramie/tussah silk mixed knitted fabric[J].Textile Auxiliaries,2002,19(2):45-48.

[4]李義有,夏巖.柞蠶絲織物的產品開發[J].紡織導報,2005(11):54-57.

LI Yiyou, XIA Yan.On developing new tussah silk fabric[J].China Textile Leader,2005(11):54-57.

[5]王俊,陳仁德,勞繼紅.絹紡原料精練中漂白劑的選擇[J].絲綢,2007(10):38-39.

WANG Jun, CHEN Rende, LAO Jihong.The selection of bleaching agent on spun silk scouring[J].Journal of Silk,2007(10):38-39.

[6]王俊,勞繼紅,江慧.雙氧水在絹紡原料精練中的應用[J].絲綢,2008(2):26-27.

WANG Jun, LAO Jihong, JIANG Hui.The application of hydrogen peroxide in the scouring on spun silk[J].Journal of Silk,2008(2):26-27.

[7]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用[J].紡織學報,2008,29(7):64-68.

WANG Zhenhua, SHAO Jianzhong, XU Chunsong, et al.Application of H2O2/NOBS activating system in cold pad-batch bleaching of cotton fabrics[J].Journal of Textile Research,2008,29(7):64-68.

[8]劉杰,孫聆芳,任會明.亞麻/羊毛混紡紗的過氧乙酸漂白工藝[J].毛紡科技,2011,39(7):13-16.

LIU Jie, SUN Lingfang, REN Huiming.Bleaching process to wool/flax blended yarn with peracetic acid[J].Wool Textile Journal,2011,39(7):13-16.

[9]劉偉偉,張占柱,張維.己內酰胺對過氧化氫漂白活化作用的研究[J].現代紡織技術,2010(4):7-9.LIU Weiwei, ZHANG Zhanzhu, ZHANG Wei.A Study on the activation on hydrogen peroxide of caprolactam in bleaching process[J].Advanced Textile Technology,2010(4):7-9.

[10]黃茂福.棉織物低溫練漂的方法原理和展望：1[J].印染,2014,40(5):45-48.

HUANG Maofu.Processing principles and developing trend of low temperature bleaching for cotton fabric：1[J].Dyeing & Finishing,2014,40(5):45-48.

DOI:10.3969/j.issn.1001-7003.2016.04.005

收稿日期:2015-09-03; 修回日期:2016-03-11

作者簡介:劉群(1987—)，男，講師，碩士，主要從事染整技術與助劑開發。通信作者：丁斌，教授，dingbin1956@163.com。

中圖分類號:TS192.744

文獻標志碼:A

文章編號:1001-7003(2016)04-0025-04引用頁碼:041105

Research on performic acid bleaching process on tussah cloth

LIU Qun, DING Bin, GUAN Chang, WANG Haidong, LI Xiang, HAO Fengling

(Light Chemical Engineering, Jilin Institute of Chemical Technology, Jilin 132022, China)

Abstract:In this paper, tussah cloth was bleached with performic acid, the impact of factors such as bleach temperature, pH valve, mass concentration of performic acid and bleach time etc., on the bleach results of tussah cloth were discussed.Breaking force of bleached silk was tested.The effects of mass concentration of performic acid, temperature, time, pH value on bleaching were discussed.The bleaching effects by performic acid in optimum conditions and by hydrogen peroxide respectively were compared.The results show that the optimum bleaching process using performic acid are 18 g/L mass concentration of performic acid, pH value of 10, bleaching at 95 ℃ for 80 minutes.The whiteness of performic acid bleach is higher than that of H2O2bleach, and the values are 57.84% and 45.66% respectively.The strength loss of performic acid bleach is slightly higher than that of H2O2bleach, the values are 11.09% and 8.70% respectively, but it still has good strength retention.

Key words:tussah cloth; performic acid; bleaching; hydrogen peroxide