高效精練劑TF-125C在織物前處理中的應(yīng)用研究

張 進(jìn) ，鄧 洪 ，姜 紅 *

(1. 中國(guó)人民公安大學(xué) 偵察學(xué)院，北京100038；2. 中南林業(yè)科技大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410000)

隨著染整行業(yè)的迅速發(fā)展，節(jié)能減排，加快工藝流程已是大勢(shì)所趨。前處理工藝作為一種基礎(chǔ)工序，在整個(gè)染整加工過(guò)程中起著極其重要的作用，它通過(guò)去除棉織物沾染來(lái)自紡織過(guò)程中的各種助劑，漿料和玷污劑，以及棉織物本身帶有的雜質(zhì)，纖維素共生物，來(lái)保證織物具有良好的手感，外觀及內(nèi)在品質(zhì)[1-2]。棉針織物傳統(tǒng)前處理工藝流程長(zhǎng)，能耗大，顯著影響了織物的強(qiáng)力和手感[3]，而短流程工藝通過(guò)提高燒堿用量以及使用高效精練劑等特殊助劑，縮短了工藝流程，節(jié)能環(huán)保，能為企業(yè)帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益[4-5]。

高效精練劑TF-125C具有滲透迅速、乳化力強(qiáng)、凈洗力高、耐高溫、抗?jié)鈮A、低泡沫、良好的生物降解性、安全性和無(wú)毒等特點(diǎn)，適用于短流程工藝。本研究從節(jié)能減排的角度出發(fā)，結(jié)合單因素實(shí)驗(yàn)和正交設(shè)計(jì)試驗(yàn)，探討了氫氧化鈉用量、精練劑用量、煮練溫度、煮練時(shí)間四個(gè)因素對(duì)棉織物前處理效果的影響，得出高效精練劑TF-125C在織物前處理工藝中的最優(yōu)工藝條件，以期達(dá)到節(jié)能減排的目的。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 藥品與儀器

藥品：氫氧化鈉(分析純，天津市恒興化學(xué)試劑制造有限公司)，高效精練劑TF-125C(佛山市傳化富聯(lián)精細(xì)化工有限公司)，活性翠藍(lán)M-GB(泰興市錦雞染料有限公司)，食鹽(湖南省湘衡鹽化有限責(zé)任公司)，純堿(分析純，天津市大茂化學(xué)試劑廠)，皂洗劑FL-318(佛山市傳化富聯(lián)精細(xì)化工有限公司)。

儀器：JY20002型電子天平(上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司)，HH-4型數(shù)顯恒溫水浴鍋(常州澳華儀器有限公司)，YQ-Z-48B型白度測(cè)定儀(杭州輕通博科自動(dòng)化技術(shù)有限公司)，WSC-S型測(cè)色色差計(jì)(上海精密科學(xué)儀器有限公司)，GZX-9070MBE型電熱鼓風(fēng)干燥箱(上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

工藝處方。氫氧化鈉用量：10～50 g/L；精練劑用量：0～12 g/L；浴比：1:30；煮練溫度：60～100 ℃；煮練時(shí)間：30～150 min。

工藝流程見(jiàn)圖1。

1.3 活性染料染色方法

染色處方及工藝條件。染料質(zhì)量百分?jǐn)?shù)：2 %；染料母液：4 g/L；浴比：1∶30；染色溫度：80 ℃；固色溫度：80 ℃；促染劑食鹽：30 g/L；固色劑純堿：10 g/L；皂洗劑：1 g/L。

具體操作見(jiàn)圖2。

圖2 具體操作

1.4 測(cè)試方法

（1）失重率。把精練前后的織物于80 ℃烘干，測(cè)定織物退漿前的質(zhì)量W1和退漿后的質(zhì)量W2，按下式計(jì)算織物的失重率。[6]

（2）毛細(xì)效應(yīng)的測(cè)定。參考FZ/T01071-1999《紡織品毛細(xì)效應(yīng)試驗(yàn)方法》測(cè)試。

（3）白度的測(cè)定。按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)G B／T 8 4 2 4．2－2 0 0 1《紡織品色牢度試驗(yàn)相對(duì)白度的儀器評(píng)定方法》測(cè)試。將織物折疊四層，在不同位置檢測(cè)三次，取數(shù)據(jù)的平均值。

（4）色差值△E測(cè)定。染色后的織物，用WSC-S全自動(dòng)測(cè)色色差計(jì)測(cè)定色差值△E值。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 高效精練劑TF-125C應(yīng)用工藝的單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1.1 氫氧化鈉用量

選擇高效精練劑TF-125C 7 g/L，于100 ℃條件下煮練120 min，改變氫氧化鈉用量，測(cè)試處理后織物的失重率、白度、毛效和染色后的色差值△E，得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖3所示[7-8]。

由圖3可知：煮練效果會(huì)跟著氫氧化鈉的提高而得到一定的改善。在熱稀燒堿液中，棉纖維中除天然色素外的大量雜質(zhì)會(huì)被去除，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的蠟狀物質(zhì)和棉籽殼的主要成分木質(zhì)素中的酚羥基被去除，棉織物的潤(rùn)濕性和白度會(huì)相應(yīng)提高[9-13]。當(dāng)氫氧化鈉的濃度為10-20 g/L時(shí)，棉織物的失重率和白度有較大幅度的上升，同時(shí)毛效和色差值△E數(shù)值也較高，當(dāng)繼續(xù)增加氫氧化鈉的濃度時(shí)，失重率和白度呈規(guī)律性增加[14]，增長(zhǎng)較為緩慢，而毛效和色差值△E反而有所下降，可能是因?yàn)闅溲趸c的濃度較高而導(dǎo)致了布面的損傷，還會(huì)增加后續(xù)的排污壓力，綜上考慮，在工藝中選擇氫氧化鈉濃度20 g/L較為妥當(dāng)[15]。

2.1.2 煮練時(shí)間

圖3 氫氧化鈉用量對(duì)精練效果的影響

圖4 煮練時(shí)間對(duì)精練效果的影響

選擇高效精練劑TF-125C 7 g/L，由2.1.1工藝確定氫氧化鈉用量為20 g/L，于100℃條件下煮練30-150 min，測(cè)試處理后織物的失重率，白度，毛效和染色后的色差值△E，得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖4所示。

由圖4可知：當(dāng)煮練時(shí)間為30-90 min 時(shí)，隨著時(shí)間的增加，棉織物各性能指標(biāo)均有提升，繼續(xù)延長(zhǎng)時(shí)間，失重率和白度有有小幅度的提升，但毛效，色差值△E反而會(huì)下降，而且隨著煮練時(shí)間的延長(zhǎng)，會(huì)對(duì)產(chǎn)能的提升不利。從節(jié)約能源的角度考慮，棉織物處理時(shí)間控制在90 min較為妥當(dāng)。

圖5 煮練溫度對(duì)精練效果的影響

圖6 高效精練劑TF-125C用量對(duì)精練效果的影響

2.1.3 煮練溫度

選擇高效精練劑TF-125C 7 g/L，氫氧化鈉20 g/L，由2.12工藝煮練時(shí)間改為于60-100 ℃煮練90 min，測(cè)試處理后織物的失重率，白度，毛效和染色后的色差值△E，得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖5所示。

由圖 5可知：隨著煮練溫度的升高，棉織物的各項(xiàng)性能指標(biāo)均有提高，說(shuō)明溫度對(duì)織物的前處理效果影響較大。當(dāng)煮練溫度較低時(shí)，當(dāng)煮練溫度為90-100℃時(shí)，隨著溫度的升高，失重率，毛效，色差值△E增長(zhǎng)緩慢，白度反而有所降低，可能是煮練溫度過(guò)高，對(duì)織物造成了一定的損傷，而且溫度的提升對(duì)節(jié)約能源不利。綜上考慮，控制煮練溫度為 90 ℃較為妥當(dāng)。

2.1.4 高效精練劑TF-125C用量對(duì)棉織物性能的影響

改變高效精練劑 TF-125C用量，加入氫氧化鈉20 g/L，由2.13工藝煮練溫度改為于90 ℃煮練90 min，測(cè)試處理后織物的失重率，白度，毛效和染色后的色差值△E，得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖6所示。

由圖6可知：高效精練劑TF-125C用量為0-7 g/L，隨著精練劑用量的增加，白度，毛效，色差值△E均有明顯提高，續(xù)增加用量，精練劑用量為7-12 g/L時(shí)，性能指標(biāo)變化平緩，節(jié)約成本的角度考慮，選擇7 g/L的精練劑進(jìn)行織物的煮練較為妥當(dāng)[16]。

2.2 正交試驗(yàn)

2.2.1 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

由2.1單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果獲得的氫氧化鈉用量、高效精練劑TF-125C用量、煮練時(shí)間、煮練溫度四個(gè)因素的較優(yōu)用量確定因素的波動(dòng)范圍，四個(gè)因素選取三個(gè)水平[17,18]（見(jiàn)表1）。

表1 因素及水平選擇表

2.2.2 結(jié)果與分析

從因素水平看，四因素三水平，本文選取L9(34)正交表進(jìn)行試驗(yàn)（見(jiàn)表2）。

影響單個(gè)指標(biāo)的主要因素可以通過(guò)比較極差值R來(lái)確定，通過(guò)平均值K來(lái)確定單項(xiàng)最優(yōu)工藝。由表2和表3可知，同因素對(duì)失重率的影響順序?yàn)椋褐缶殰囟龋揪殑局缶殨r(shí)間＞氫氧化鈉用量；白度的影響順序?yàn)椋簹溲趸c用量＞煮練溫度＞煮練時(shí)間＞精練劑；毛效的影響順序?yàn)椋褐缶殰囟龋揪殑?煮練時(shí)間＞氫氧化鈉用量；對(duì)色差值△E的影響順序?yàn)椋簹溲趸c用量＞煮練溫度＞煮練時(shí)間＞精練劑。綜上考慮，從節(jié)能降耗，環(huán)境友好的角度來(lái)看，確定最優(yōu)工藝處方為A2B1C2D3，即氫氧化鈉20 g/L，效精練劑TF-125C 5 g/L，練時(shí)間90 min，煮練溫度100 ℃。

表2 正交試驗(yàn)結(jié)果

表3 正交結(jié)果分析

3 結(jié)論

（1）高效精練劑TF-125C在織物前處理工藝中的最優(yōu)工藝條件為：氧化鈉20 g/L，精練劑TF-125C 5 g/L,煮練時(shí)間90 min，練溫度100 ℃。在該工藝條件下，處理后的織物失重率達(dá)到7.35%，毛效19.0 cm/30min，白度達(dá)到60.8，經(jīng)活性染料染色后，其色差值△E值為70.01。

（2）隨著氫氧化鈉用量，煮練溫度，煮練時(shí)間和高效精練劑TF-125C用量的增加，織物前處理效果會(huì)得到改善，但對(duì)節(jié)約成本，節(jié)能環(huán)保不利，因此選擇適中的用量同樣可以實(shí)現(xiàn)所需要的效果。