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前处理
微波技术应用于纯棉退煮漂一浴前处理工艺
佚名
2015/8/1
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微波技术应用于纯棉退煮漂一浴前处理工艺

微波加热,是一种介电损耗发热,介电损耗系数大的物体有选择地吸取微波,而无需加热的部分不吸取微波,避免了无意义的升温,加热更具有针对性。微波对极性的水、染料及助剂分子都有作用,可加快分子的振动,加快染化料的溶解及其向纤维内部的扩散,同时微波使一些反应的活化能降低,使其原来按传统加热方式需较长时间的反应缩短了时间l1J。国外科研人员早研究了微波技术应用于棉坯布的退浆、煮练以及轧蒸漂白工艺等,结果都证明了采用微波技术对织物进行前处理可以大大缩短处理时间、节省能源。本文重点研究微波应用于棉织物退煮漂一浴浸渍法前处理的可行性,并试图寻找合适的前处理工艺。

1实验

11材料与仪器

材料:纯棉坯布16×12106×56

药品:氢氧化钠(100%),过氧化氢(30),双氧水

稳定剂Stabilizer FCB及精练剂Hostapal MRN 6 gL(Clariant企业)

仪器:I ek800纺织品毛细效应测试仪、SC-80C

全自动色差计、I FY—B01D多功能织物强力机、Galanz PZOI)20TI-D4型微波炉、电热恒温水浴锅

12实验步骤

加一定量的水于锥形瓶中,依次加入精练剂、氢氧化钠、双氧水稳定剂、双氧水、蒸馏水,均匀搅拌,取所要处理的坯布(本试验先剪取20 cm×8 cm纯棉坯布,再通过撕边准确称量2.0 g织物),用少量水润湿并挤干后投入升温到50℃的工作液中,再用微波用保鲜膜

包住瓶口后,在保鲜膜上捅两个小孔,利用恒温水浴锅加热(50℃开始计时,约30 min加热至沸,此时处理浴温度在95℃左右)或采用微波加热处理织物一定时间。经处理后的织物在85~90℃热水中水洗10 min,水洗两次后再用凉水冲洗、晾干后进行性能测试。

13测试方法

131自度的测定

按照全自动色差计SG8OC的操作规程,校准其零点和与之配套的标准白瓷板的白度,反复调试几次使白度值恒定为止,校准后即可进行白度的测定。

132织物退浆等级的评定

纯棉坯布一般以淀粉浆为主,所以选择用碘一碘化钾稀溶液进行快速滴定试验,定性测试织物的退浆率。退浆率不同会呈现不同的颜色,按颜色相同或相近进行评级,颜色越蓝退浆率越差,颜色越黄退浆率越好。比色卡共分9级,9级为最高(退浆率在99%以上)1级为最差,一般情况下,7级以上基本能够满足

染整加工需求。

133毛细效应的测试

(FZ'I01071-2008纺织品毛细效应实验方法》进行测试。

134织物断裂强力及断裂延伸度的测定

织物断裂强力的测定标准为GBT 39231l 997《纺织品织物拉伸性能第1部分断裂强力和断裂伸长率的测定条样法》。

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135双氧水分解率的测定

配制01 molL的高锰酸钾标准溶液和6 molL的硫酸溶液,取5 mL过氧化氢漂液置于100 mL锥形瓶中,加人10 mlL6 molL硫酸溶液,然后用01 molL的高锰酸钾标准溶液进行滴定,当溶液自无色变成微红色且半分钟不消失即为终点,记下消耗的高锰酸钾体

积,重复3次取平均值。由下式计算:

2结果与讨论

21微波加热水浴温度测试

在实验用锥形瓶中分别装入4080mL水,调整微波火力,分别放人微波炉中加热不同时间,用温度计测试水温。该微波炉的额定输出功率为700 W,微波发射频率为2450 MHz,所用的低火、中低火、中火、中高火及高火的加热功率分别为119280420595700 w微波加热前水温为l4℃,不同加热火力测得的水温见表1

1水在不同微波火力和加热时间下的温度单位:

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由表1中数据可知,加热相同时间时微波炉火力越大水温越高,若采用中火以上火力,水温很快就会达到100℃;需要加热的水量越大,水温达到100℃所需时间越长。因此,采用微波进行染整加工时,必须根据液体的体积选择合适的微波火力及加热时间。实验中发现,微波功率越大,水分挥发越快,越容易过早使织物暴露于水面之上,造成织物处理不匀或强力下降;采用中低火加热7 min、中火加热6 min(沸腾后计时)40 mL水就近乎蒸发完毕。另外,由于低火升温速度慢,水浴加热沸腾所需的时间长,因此,综合考虑本实验采用中低火(280 w)进行微波加热实验。

22水浴锅加热退煮漂一浴

工艺处方:纯棉坯布2 gNaOH 20 gLH202 20 gL,双氧水稳定剂FCB 2 gL、精练剂Hostapal MRN 6 gL,浴比120。在水浴锅升温到5O℃时投入织物,并开始计时,处理时间对前处理效果的影响见表2。由表2可知:采用水浴锅加热的织物,按照浸渍法退煮漂一浴工艺处理5O rain后前处理效果较理想。

23微波加热退煮漂一浴

231处理时间

工艺处方:纯棉坯布2 gNaOH 20 gLH202 20 gLFCB 2 gLMRN 6 gL,浴比120,微波中低火加热l5 min(水浴沸腾后开始计时,以下类同)。实验结果见表3。由表3可知:中低火处理5min的织物润湿性及退浆效果、白度可达到水浴锅处理50min的效果。

232浴比

改变浴比,中低火处理5 min,其他条件同231,处理后的测试结果如表4所示。由表4可知,浴比变化对处理效果有显著影响。总体上,退浆等级、毛效及白度随浴比增加而降低,织物的断裂强力随浴比增加而增大。这是由于微波加热情况下,水分非常容易挥

发,因此,随着加热时间的延长,处理液中的水分逐渐减少,相当于处理液中的氢氧化钠、双氧水(假设不分解的情况下)、精炼剂等试剂浓度增加,因此浴比越小,退浆、煮练、漂白效果越好,强力越低。

233烧碱用量

调整烧碱用量分别为69121518 gL,其它条件同231,中低火处理5 min,测试处理后织物的白度、毛效及退浆等级,结果如表5所示。由表5知,烧碱用量在15 gL以上时,白度、毛效以及退浆效果都不错。


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234过氧化氢用量

烧碱15 gL纯棉坯布2 gFCB 2 gLMRN 6 gL,浴比120,中低火处理5 min,过氧化氢用量的影响如表6所示。由表6知,过氧化氢用量在10 gL以上时,白度、毛效以及退浆效果都不错。

235精炼剂用量

纯棉坯布2 g,烧碱15 gL,过氧化氢10 gLFCB 2 gL,浴比120,中低火处理5 min,精炼剂MRN的影响如表7所示。由表7知,精练剂用量主要是影响织物的退浆等级和毛效,其用量在5 gL即可。


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236稳定剂

2361稳定剂用量

烧碱15 gL、过氧化氢10 gLMRN 5 gL,本实验采用稳定剂用量为002505012 gL,微波中低火5 min,稳定剂用量对处理效果的影响见表8。由表8知,稳定剂FCB用量对织物白度、强力影响较大,对毛效和退浆等级影响不大。FCB025 gL时,织物的白度最高,其它性能也比较理想。比较表2与表8中的强力数据可知,微波处理达到同样前处理效果的织物强力较水浴锅要稍高些。

2362稳定剂对双氧水分解速率的影响

稳定剂对双氧水分解速率的影响见图1和图2


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从图1、图2可以看出,未加稳定剂时,微波加热l min的双氧水分解速率与水浴锅加热30 min的分解速率接近,微波加热6 min的双氧水分解速率与水浴锅加热50 min的分解速率接近,这说明微波能够大大提高过氧化氢的分解速率,使漂白速率提高。加人稳定剂后,不管是水浴锅加热还是微波加热,都可以适度降低过氧化氢的分解速率,使其与分解物作用于织物色素的速率相适应,以降低过氧化氢的无效分解及对织物强力的影响。

3结论

(1)与水浴锅加热工艺相比,在达到同样的前处理效果情况下,微波加热能够大大缩短加热时间,节省能源。

(2)微波加热对织物的强力影响并不显著。

(3)通过实验得出较为合适的微波前处理工艺:烧碱15 gL、过氧化氢10 gL、稳定剂FCB 025 gLMRN 5 gL,微波中低火加热5 min

(4)微波能够大大提高过氧化氢的分解速率。

参考文献:

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[2]Tavanai HKhoddami AApplication of microwave radi—ation in cotton cloth bleaching[J]Journal of Science and Technology200415(58)489-496

[3]Tarakcioglu IAnis PMicrowave processes for the tom—bined&sizingscouringand bleaching of grey cotton fabrics[J]Journal of the Textile Institute Part 1Fibre Science and Textile Technology199687(3)602-608

[4]向中琴.棉坯布退浆、煮练、漂白的微波组合处理.印染译丛[J]1999(1)l5

[5]GBT 17644-2008纺织纤维白度色度试验方法.

[6]FZT 01071-2008纺织品毛细效应试验方法.

[7]GBT 39231—1997纺织品织物拉伸性能第1部分:断裂强度和断裂延伸度的测定条样法.

[8]陈英.染整工艺实验教程[M].北京:中国纺织出版社,200536—37


              

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