大麻紡織品具有其他纖維難以比擬的優(yōu)勢(shì):良好的抗菌抑菌、吸濕散濕、透氣、屏蔽輻射、潤(rùn)膚爽身等。但是大麻纖維的纖維素含量低,木質(zhì)素含量高,后者導(dǎo)致大麻織物漂白后白度不高,對(duì)染色勻染有不良影響。常用的漂白劑雙氧水對(duì)木質(zhì)素的去除作用很弱,因而多用于含木質(zhì)素較少的纖維漂白工序。對(duì)于大麻這種天然雜質(zhì)含量很高尤其是木質(zhì)素含量高的纖維,使用任何單一的漂白方法往往難以獲得滿(mǎn)意的白度,經(jīng)常需要多種漂白方式結(jié)合進(jìn)行。
過(guò)氧乙酸與其他漂白劑相比有許多優(yōu)點(diǎn):(1)氧化電位較高(0。986V),與亞氯酸鈉相近(1。073V);(2)不產(chǎn)生任何有毒作用,排放物可完全生物降解;(3)漂白反應(yīng)可在弱酸性或中性條件下進(jìn)行,有利于保護(hù)纖維的機(jī)械性能。一般認(rèn)為,過(guò)氧乙酸的漂白原理是過(guò)氧羥基(·OOH)活性基團(tuán)與色素的共軛體系發(fā)生作用,達(dá)到消色漂白的目的。有研究表明,過(guò)氧乙酸對(duì)木質(zhì)素有較好的去除作用,而對(duì)于大麻纖維,過(guò)氧乙酸是一種非常有優(yōu)勢(shì)的漂白劑,木質(zhì)素的有效去除對(duì)大麻織物進(jìn)一步的加工非常有利。本文嘗試用過(guò)氧乙酸對(duì)大麻織物漂白,真正實(shí)現(xiàn)對(duì)大麻織物的無(wú)氯生態(tài)漂白。
1試驗(yàn)
1。1材料及儀器
14N×14N×50×54大麻織物;過(guò)氧乙酸(15%),雙氧水,硅酸鈉,氫氧化鈉,硫酸。儀器:L-SY電熱恒溫水浴鍋,MP200A電子分析天平,YG026-31A織物強(qiáng)力測(cè)試儀,WSB-Ⅱ白度儀,毛效測(cè)定儀。
1。2漂白工藝
過(guò)氧乙酸初漂(A):稱(chēng)取硅酸鈉2g/L,量取蒸餾水于燒杯中(浴比1∶20),加入過(guò)氧乙酸,調(diào)pH,攪拌均勻;將配好的漂液放入水浴鍋中升至規(guī)定溫度。取大麻織物,用少量水潤(rùn)濕,擠干后分別放入相應(yīng)的工作浴中漂白1h,結(jié)束后先洗滌2次,晾干。
雙氧水初漂(B):雙氧水適量,穩(wěn)定劑2g/L,90℃,1h,pH為10。5,浴比1∶20。
過(guò)氧乙酸復(fù)漂(A′):過(guò)氧乙酸8g/L,60℃,硅酸鈉2g/L,pH=5。5,浴比1∶20,1h。
雙氧水復(fù)漂(B′):雙氧水8g/L,90℃,硅酸鈉2g/L,pH=10。5,浴比1∶20,1h。
1。3測(cè)定
白度:采用白度儀進(jìn)行測(cè)量,將織物折成2層,測(cè)量一塊織物的5個(gè)不同地方,取它們的平均值;毛效:參照FZ/T01071-1999《紡織品毛效試驗(yàn)方法測(cè)試》,測(cè)定30min液體在織物上的上升高度(cm);斷裂強(qiáng)力和斷裂延伸率:參照GB/T3923。1-1997《紡織品織物拉伸性能第1部分:斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)率的測(cè)定條樣法》測(cè)定;木質(zhì)素含量:將15mL72%的硫酸注入已烘干至恒重且準(zhǔn)確稱(chēng)重約1。2g(m1)的大麻纖維粉末中,20℃處理4h,不時(shí)用玻璃棒擠壓纖維促使其完全溶解。后加100mL水放置過(guò)夜,用已知質(zhì)量(m2)的2號(hào)砂芯漏斗過(guò)濾,并用熱水沖洗4~5次,置于(105±3)℃烘箱中烘至恒重,用分析天平稱(chēng)量砂芯漏斗及其中殘留物木質(zhì)素的總質(zhì)量(m3),按公式計(jì)算木質(zhì)素含量:木質(zhì)素=[(m3-m2)/m1]×100%。
2結(jié)果與討論
2。1影響過(guò)氧乙酸初漂效果的因素
2。1。1過(guò)氧乙酸用量
由圖1~圖3可以看出,隨著過(guò)氧乙酸用量的增加,織物的白度增加,強(qiáng)力下降,毛效先增加后減少(過(guò)氧乙酸10g/L時(shí)達(dá)最大)?椢锏陌锥群蛷(qiáng)力是一對(duì)矛盾,應(yīng)在保持織物適當(dāng)強(qiáng)力的基礎(chǔ)上盡量提高其白度。另外,在過(guò)氧乙酸用量<10g/L時(shí),織物強(qiáng)力下降速率較慢,強(qiáng)降率控制在7%以下,白度緩慢增加;當(dāng)過(guò)氧乙酸用量>20g/L時(shí),白度雖有所增加,但強(qiáng)力損失加大,強(qiáng)降率達(dá)到了20%以上。綜合考慮,選擇過(guò)氧乙酸用量為10g/L。
2。1。2pH
由圖4~圖6可以看出,過(guò)氧乙酸漂白時(shí)pH=5毛效、白度最好,pH=6強(qiáng)力最大;但當(dāng)pH<5或pH>6時(shí),強(qiáng)力下降,白度和毛效也下降。因此,過(guò)氧乙酸漂白的最佳pH為5。5左右。
2。1。3漂白溫度
由圖7、圖8可以看出,織物漂白在60~70℃時(shí)白度最好,原因是溫度過(guò)高會(huì)加速過(guò)氧乙酸分解,使其來(lái)不及漂白織物,溫度過(guò)低時(shí)不能使過(guò)氧乙酸發(fā)生有效分解。60℃時(shí)的強(qiáng)力高于70℃。綜合考慮,選取漂白溫度為60℃。
2。2木質(zhì)素含量
由圖9可以看出,當(dāng)雙氧水用量<10g/L時(shí),大麻織物木質(zhì)素含量下降迅速,而當(dāng)雙氧水用量>10g/L時(shí)木質(zhì)素含量的下降速度趨緩,當(dāng)雙氧水用量=10g/L時(shí),大麻織物木質(zhì)素含量為4。53%,相對(duì)于未漂白前的5。8%也有下降。過(guò)氧乙酸相對(duì)于雙氧水更有利于大麻織物木質(zhì)素的去除。當(dāng)過(guò)氧乙酸用量<10g/L時(shí),大麻織物木質(zhì)素含量下降較迅速,而當(dāng)過(guò)氧乙酸用量>10g/L時(shí)木質(zhì)素含量的下降速度趨緩,當(dāng)過(guò)氧乙酸用量=10g/L時(shí),大麻織物木質(zhì)素含量為4。02%,相對(duì)于未漂白前的5。8%也有較大程度的下降。
過(guò)氧乙酸在漂白過(guò)程中與木質(zhì)素的作用機(jī)理至今尚未探明,通常認(rèn)為在酸性介質(zhì)中,過(guò)氧乙酸可生成水合氫離子,它以親電反應(yīng)的方式進(jìn)攻木質(zhì)素分子中的高電子密度部位(如烯烴基、羰基和芳香環(huán)結(jié)構(gòu))并與之發(fā)生一系列反應(yīng),從而導(dǎo)致木質(zhì)素大分子的降解。但也有研究表明,木質(zhì)素與過(guò)氧乙酸反應(yīng)的結(jié)果可能形成一些新的有色體,過(guò)氧乙酸漂白并不能大幅度地提高白度。因此,可以說(shuō)過(guò)氧乙酸是一種去除木質(zhì)素能力較強(qiáng)的漂白劑。
2。3大麻織物雙氧水和過(guò)氧乙酸復(fù)漂工藝優(yōu)化
由表1可以看出,先經(jīng)過(guò)氧乙酸漂白的織物白度明顯好于雙氧水漂白。說(shuō)明過(guò)氧乙酸對(duì)于大麻織物的漂白優(yōu)于雙氧水,而且先經(jīng)過(guò)氧乙酸處理后,由于過(guò)氧乙酸較好地去除木質(zhì)素,使大麻織物的后續(xù)加工能達(dá)到更好的效果。A+B′方案最優(yōu),先經(jīng)過(guò)氧乙酸初漂后再經(jīng)雙氧水復(fù)漂,織物的白度最高(64。1%),用過(guò)氧乙酸進(jìn)行初漂和復(fù)漂的大麻織物,白度也較好。原因是過(guò)氧乙酸是一種選擇性比較強(qiáng)的漂白劑,它對(duì)大麻織物的作用,主要表現(xiàn)在去除木質(zhì)素。而雙氧水則能在這個(gè)基礎(chǔ)上更好地發(fā)揮漂白作用,在堿性條件下更好地與織物中的各種雜質(zhì)起作用,獲得較好的漂白效果。從織物強(qiáng)力來(lái)說(shuō),由于纖維中一些雜質(zhì)的去除,在這些化學(xué)試劑的作用下,纖維中的組分和其排列的狀態(tài)都獲得了調(diào)整,而且整個(gè)織物也更加均勻,在承受外力時(shí)可以更好地產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng),這些變化使得大麻織物表現(xiàn)出斷裂延伸率提高。但是,由于木質(zhì)素在大麻纖維中是強(qiáng)力的主要來(lái)源之一,去除它必然會(huì)引起強(qiáng)力的下降。所以,漂白工藝應(yīng)在保證織物適當(dāng)強(qiáng)力的情況下,盡量多去除木質(zhì)素并使織物獲得較好的白度。
另外,A+B′方案的木質(zhì)素含量下降到3。63%,同時(shí)經(jīng)過(guò)2次漂白織物的強(qiáng)降率為13。6%。強(qiáng)力雖有所下降,但也保持在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi),而且織物的彈性增加,織物的斷裂延伸率從22。0%提高到了26。8%,基本上可以滿(mǎn)足后續(xù)加工的要求。
3結(jié)論
。1)相對(duì)于雙氧水,過(guò)氧乙酸在漂白大麻織物時(shí),對(duì)大麻纖維中木質(zhì)素的去除較為有效,漂白前后的木質(zhì)素含量分別為5。8%和4。02%(雙氧水漂白前后大麻織物的木質(zhì)素含量為5。8%和4。53%)。但是由于木質(zhì)素是大麻纖維強(qiáng)力的主要來(lái)源之一,去除較多會(huì)影響到纖維的強(qiáng)力。
(2)在選擇大麻織物的復(fù)漂工藝時(shí),先進(jìn)行過(guò)氧乙酸漂白再進(jìn)行雙氧水復(fù)漂可以使大麻織物中木質(zhì)素含量為3。63%,在保持一定強(qiáng)力的前提下,獲得較好的白度,強(qiáng)降率和白度分別為13。6%和64。1%,可以基本滿(mǎn)足染整加工的需要。
來(lái)源: 魏玉娟
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