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发表于 2005-9-1 12:23:59
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来自: 浙江宁波
2、温度、浓度和时间
H2O2的分解、织物的白度与温度成正比,当T=90~100℃时,H2O2可分解90%,白度亦最好,若T=60℃,分解率仅50%,在正确使用稳定剂的情况下,织物的白度和纤维受损程度仅与H2O2分解率有关,,分解速率快慢影响并不大,∴漂白条件应使大部分H2O2发生分解,白度,强力符合要求,根据前处理情况,H2O2浓度在2~6g/L。漂白时间与T有关,95~100℃条件下,45~60分钟,大部分H2O2已经分解。
3、稳定剂的作用
加工过程中,织物不可避免地会沾上重金属离子,它们对H2O2有加速分解作用从而脆损纤维素,若局部不匀,会造成破洞。∴织物在漂白前,必须充分洗净,尽可能↓金属性杂质,同时在漂液中加适量稳定剂,其不仅可防止金属离子催化分解,而且可调节碱度和起缓冲作用。
(1)对氧漂稳定剂的要求
Ⅰ、要有高效的稳定作用,能控制其分解率达到需要的程度(95~100℃存放时,1h内H2O2分解率应≤40%,加入织物时经1h漂白,H2O2含分解率宜控制在70%左右;
Ⅱ、对fibre的损伤要减少到最低限度
H2O2漂白的优点是纤维素的损伤比NaCeO少,与使用H2O2的浓度有关,也与稳定剂有关,一般只允许漂后 下降15%左右;
Ⅲ、能耐不同浓度的碱(碱性能催化H2O2的分解,而H2O2漂白又需在pH时进行,这就要求稳能抑制碱性催化反应;
Ⅳ、污染小,易被生物降解;
Ⅴ、不结垢,不在fibre上沉积不溶物;
Ⅵ、白度要好。
(2)稳定剂的种类
按其化学组成是否含硅盐,分含硅和非硅两类
按其作用机理分为吸附型,络合型及混合型。
Ⅰ吸付型
A、最典型的是Na2SiO3,其稳定作用为
①稳定作用,Na2SiO3在硬水中形成高度分散的MgSiO3(CaSiO3)胶体,能吸附H2O-和重金属离子,使金属离子失去催化活性。
∴若在去离子水中漂白,非但没有稳定作用,相反因pH值提高而加速HO2分解,但当Fe2+含量超过Na2SiO3吸附能力时,就会减弱其稳定作用
②作为碱剂,可缓冲漂液的pH值。(引起H2O2活化)
优:稳定效果好,白度,价格便宜
缺:易结硅垢,影响手感,清除困难,不耐强碱浴
B、脂肪酸镁
稳定机理:在碱性漂液中形成胶体,能吸附Fe2+正电荷胶体,而起到稳定作用
C、高分子胶体,如聚丙烯酰胺(PPA)部分水解物
Ⅱ络合型稳定剂
稳定机理:能与重金属离子形成络合物,从而降低or消除其催化分解作用,是当今抑制催化分解最佳的稳定剂(远远大于吸附型)。
络合物分两类:一类是与金属离子间只有配位键(称络合物);另一类是与金属离子间既有配价键又有共价键(螯合物)
品种有:
①磷酸盐,受pH值影响大,又会造成水富营养化
②氨基羧酸盐(氨基上接羧甲基的盐类)
螯合能力强,但分散力差,不耐浓碱,EDTA生物降解性差
③羟基羧酸盐
洒石酸,葡萄糖酸钠,海藻酸钠,整合能力强,但分散力差,易为生物降解
④有机膦酸盐
胺三甲叉膦酸盐,乙二胺四叉基膦酸盐等具有比EDTA还要强的螯合能力,络合容量高,络合稳定常数大,耐一定量的碱,易于生物降解
Ⅳ混合型
一种是将吸附型与螯合型稳定剂进行物理性拼混;
另一种是稳定剂本身既是吸附型又是螯合型,如聚丙稀酸,聚马来酸聚羟茎丙稀酸,具有良好的胶体特性和分散作用,有温和的螯合作用,耐碱性较好有机膦酸酯,能耐50g/L的烧碱 ,可用于高碱量的煮漂一浴法
四、生产工艺
氧漂工艺适应性广泛,漂白方式有①轧漂(汽蒸漂白,是目前应用最广的一种,工艺连续化,效率高,以平幅汽蒸为多);②浸漂(卷染机平幅漂白,液下履带箱漂白);③冷堆法等,温度可分室温,常压高温,高压高温等,另外可与其它漂白剂联合进行。
1、棉布
以汽蒸漂白为主
退、煮后织物→浸轧漂液 汽蒸(95~100℃,45~60min )→水洗
100%
2、T/C:
① 常压汽蒸
退浆,轻精练后→浸轧漂液(H2O2:4~6g/L,pH10.5~11)→汽蒸(95℃,45′)→水洗
②高温高压
A、退浆→浸轧漂液(H2O2:5~7g/L;NaOH:3~5)→汽蒸(196.1~294.2,130~142℃,1~2min)
B、烧毛→浸轧漂液(H2O2:7~14,NaOH:10~15渗透剂)→汽蒸(142℃,1min)→水洗
③浸漂(卷染机平幅):厚重织物
对小批量织物,可选择不锈钢or木质卷染机
工艺流程:冷洗一道→漂白8~10道(95~98℃)→热洗4道(70~80℃)→冷洗上卷
④冷堆法
在完全没有氧漂汽蒸设备的条件下,可采用冷堆法,尤其适合不宜高温处理的合纤与棉混纺品种,产品手感好,损伤小,能耗低,但渗透性较差,要注意漂白的水洗(高效洗涤在冷漂中的重要性超过其他任何工艺)。此法,采用轧卷堆置,用塑料薄膜包覆好,不使风干,再在特定设备上低速远转,防止工作液积聚在布卷下层,造成漂白不匀。
工艺流程:室温浸轧漂液→打卷→堆置130℃,14~24h)→充分水洗
漂液组成:H2O2:10~12g/L,Na2SiO3 25~30g/L, NaOH:5g/L
H2S2O8:7~10g/L(强退浆剂,有漂白作用)
⑤液下履带箱漂白
织物浸轧漂液后,在液下履带上堆置浸渍一定时间后再汽蒸。浴比大,织物处于松弛状态,较平整,加工匀、透,手感丰满柔软,时间短,能耗低。
工艺:退浆后→液下浸渍(60℃,10min)→汽蒸(100℃,2min)→热洗→酸洗→水洗
3、蛋白质纤维(浸漂)
①羊毛
②蚕丝:单漂(桑蚕) H2O2 (35%)1.5g+Na4P2O3, 1~2g+EDTA1g, pH8.5~9,71℃,2~4h;
双漂(柞蚕丝) 氧漂(0.6g/L H2O2,70℃,6h)→水洗→还原漂(2g/L Na2SO4)
五、对H2O2漂白的评价
1、对纤维损伤小,不存在潜在损伤,适用范围广,无污染
2、白度好、稳定,去杂好,手感佳
3、对设备有较高要求
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§4 NaClO2漂白
NaClO2是一种温和的氧化剂,1939年便作为纺织纤维漂白剂;合纤出现后,得以广泛的应用。主要用于棉、合纤维及其混纺织物,不适用于蛋白质纤维
一、NaClO2溶液性质:
商品有固体和液体两种,纯粹的NaClO2固体是白色,因含ClO2而呈黄绿色砂状结晶,含量约8%左右, 吸湿性强,高温分解.遇有机物还原剂易燃、易爆(受冲击时).。液体NaClO2浓度在10~25%,比固体安全。
1、液体NaClO2液液呈弱碱性,可水解.
2、酸性条件下不稳定,产生ClO2,且pH↓,分解速率↑。
3、金属离子能促进NaClO2分解,但比H2O2弱
4、氧化能力较NaClO弱,,不会造成大分子断键,故对纤维损伤小,且能溶解果胶和木质素。
5、酸性条件下,使KI生成I2,可用Na2S2O3滴定NaClO2的含量。
二、漂白原理
NaClO2的漂白机理,目前尚不很清楚,有以下几种观点。
5CO2-+2H+→→4CO2+Cl-+2OH-(1) 3ClO2-→2ClOs- + Cl- (2) ClO?→Cl-+2(O) (3)
1、有人认为(O)起漂白主导作用,当无漂物存在时,生成的(O)形成分子氧释放出来,当有漂物存在时,O放出少,可能(O)对漂物进行作用。
2、有人认为,加速NaClO2漂白主要是由于Cl2起作用,漂白速率随PH↓而↑,而ClO2随pH↓而↑。
3、也有人认为,CO2在干态时无漂白作用,常规浴中只有HClO2产生漂白作用.
4、阿葛斯特提出NaClO2漂白时,pH值↑,是由于棉吸附了NaOH,而决定漂白反应是HClO2→HCl+2(O)
综上所述,认为HClO2存在是漂白必要条件,ClO2可能是漂白的有效成分。
三、NaClO2漂白工艺条件分析
1、pH值:它对NaClO2的稳定性和漂白效果有很大关系。
PH=3.5~4 , NaClO2的分解和ClO2生成率达到最高,白度亦最佳;pH>5,分解缓慢;pH>7,几乎无漂白作用。
当pH=2.6时,ClO2生成速率>消耗速率,造成环境污染;当pH=8., NaClO2利用率较高,但漂白时间很长。从纤维受损情况看,pH8~8.5,损伤增大,而pH4.6~5.5时,损伤较小.实际生产中选择pH4~4.5。
2、温度:90~100℃
对漂液稳定性和白度有关,T↓,稳定,T↑,白度↑,但T与催化剂有关(有机酸80℃,有机酸95℃以上),考虑漂白连续生产,T较高为宜。
3、浓度:15~25g/L
因织物含杂程度,加工要求,方式及活化剂性质有所不同,浓度过高,白度不会↑,浪费↑,污染环境。
根据经验,一般NaClO2用量为织物重量的1%左右,浸轧液浓度15~25g/L。
4、时间
t↑,分解速率,但t和活化剂有关,决定t的是NaClO2的分解速率,连续汽蒸漂白时, 60~90min ,采用(HN4)S2O8和H2O2协同活化,15~40min。
5、活化剂与缓冲剂
活化剂的作用:
将呈碱性的商品NaClO2溶液调节成弱酸性,or在漂白过程中将NaClO2变成弱酸性,使发挥漂白作用。
(1)酸型活化剂:HAC、乳酸、蚁酸等,直接将pH调至3.5~4.
(2)酯型:乳酸乙酯,醋酸乙酯,乙二酸甘油酯等,利用水解放出acid来↓pH值,T↑,pH↓,对劳动保护有利,但成本高。
(3)铵(胺)型
水合肼及各种肼盐
有无机铵和有机胺,借反应中产生酸使活化,反应液较稳定,生成的氨,有利于劳动保护和减少对设备腐蚀。
活化剂选用时注意几点:
①用量与NaClO2分解速度、ClO2生成率成正比,因此酸性活化剂不合适,应选具有潜在酸性的活化剂;
②有些活化剂用量超过一定值,变化↓,有些则使NaClO2分解终止(分解较快),故用量过多,白度↓;
③虽然漂液加入活化剂不同,在漂前与漂白过程中pH值的变化互不相同,但最终pH值接近3.5~5.5。
漂液中除使用活化剂外,有时还需加入缓冲。,其作用:使漂液pH值稳定在合适的范围内,既保证良好的漂白效果,又稳定了漂白浴。一般用磷酸盐or胺盐。
四、漂白工艺
主要用于涤棉织物,多采用轧蒸法,也有用冷堆法 (无适当设备时)。
五、NaClO2漂白特点
1、对棉纤维损伤小,可保持较高的物理强度,漂白在酸性条件下进行,涤论不致损伤;
2、能够得到良好的白度,所谓“晶莹透亮”,其它方法无法相比,尤其是生产漂白品种,非此莫属;
3、对棉纤维共生物有选择的去留,即保留多量的脂蜡(手感柔软),去除果胶、色素、含氮物等较彻底,兼有精练、漂白两种效果;
4、由于在酸性状态下漂白,能放出ClO2,毒性大,且不易散失,ClO2浓度增至一定程度,有爆炸危险,其次,易污染水源,与其他工业废水中的有机物作用生成毒性更大的有毒气体,第三ClO2是强腐蚀剂,因为对设备的要求高,须用含钛成分很高的合金钢。
5、NaClO2漂白时消耗量大,价格贵
因此,NaClO2漂白不是一种理想的生产工艺
三种漂白剂的比较
NaClO H2O2 NaClO2
适用范围 C.T/C低档 C.T/C中高档蛋白质纤维 高档C.T/C
白度 一般 较好 很好
白度稳定性 脱氯不净,易泛黄 不易泛黄 脱氯不净会泛黄
手感 粗糙 较好 很好
去杂能力 较差,但对 有效 有一定去杂能力 去杂能力好,对煮要求低
对棉 较大 中等 较小
常用漂的方式 冷漂(绳状平幅) 轧漂等( |
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