过碳酸钠用于棉织物的漂白研究

2013-08-30 12:18陈居茂
山东纺织经济 2013年9期
关键词:棉布棉织物碳酸钠

陈居茂

(三明市旭达工贸有限公司 福建三明 365500)

目前,用于印染漂白的有双氧水、次氯酸钠、过碳酸钠等,过碳酸钠是碳酸钠与过氧化氢的加成化合物,分子内碳酸钠和过氧化氢以氢键形式连接,其晶体结构属正交晶系、层状结构[1]。过碳酸钠产品理论活性氧含量为15.3%,其无毒无害,使用方便简单,容易运输,能够满足环保要求,也叫固态双氧水,是一种新型的氧化漂白剂,过碳酸钠漂白在印染行业中的使用将占印染行业主要位置[2]。那么要怎样才能最好地利用过碳酸钠漂白,以达到最好的利用价值[3,4]。抓住过碳酸钠在漂白时的影响因素,通过正交实验考察了过碳酸钠的浓度、时间、温度等因素对漂白工艺的影响,最终确定了过碳酸钠漂白的最佳工艺。

1 实验部分

1.1 材料及仪器

材料:纯棉半制品斜纹布(128×60),福建协盛协丰印染有限公司。

药品:过碳酸钠(分析纯),天津市纵横县工贸有限公司。

仪器:YG(B)101-2A型电热鼓风恒温干燥箱培烘机,上海光地仪器设备有限公司;XM7H数显温控仪,浙江余姚市远东数控仪器厂;YG(B)101-2型电热恒温鼓风干燥箱预烘机,上海浦东荣丰科学仪器有限公司;振能煮布锅,潮安县彩塘振能不锈钢制品厂;电脑测色配色仪,美国爱色丽分光测试仪。

1.2 实验和测试方法

1.2.1 过碳酸钠漂白处方及工艺

过碳酸钠:5g/L

浴比:1:60

纯棉半制品斜纹布:X

工艺流程:棉布浸泡在漂液中→一定温度下漂煮一定时间→热水洗→温水洗→冷水洗→晾干→烘干。

1.2.2 过碳酸钠漂白正交实验

分别将过碳酸钠用量5g、7.5g、10g和漂白时间30min、45min、60min和漂白温度60℃、75℃、90℃,通过设计3因素3水平进行正交实验,然后进行后处理,最后进行相关数据的测试。

1.2.3 白度的测定

用ZBD白度仪测试织物的白度,取3次测试结果的平均值[5]。

2 结果与讨论

2.1 过碳酸钠的漂白机理

过碳酸钠,分子式为 2Na2CO3·3H2O2,在水溶液中产生H2O2而起漂白作用[6]。

在水溶液中生成的过氧化氢经过羟离子而释放[O][7]。

由以上两式可知,生成的[O]具有漂白作用。

2.2 过碳酸钠对纯棉织物漂白正交实验及分析

在大量文献[8,9]的分析和总结本实验前期工作的基础上,本实验采用正交法设计实验[10],设计了3个因素3水平的正交实验,探讨了以上三个因素对棉布漂白的影响,从而找出最佳方案。在初步实验基础上,确定各因素水平范围。表1为正交实验因素水平分析表。

表1 正交实验因素水平分析表

由表1可以看出,在过碳酸钠漂白棉布过程中,影响棉布白度三个因素影响的主次顺序为:过碳酸钠的用量>漂白时间>漂白温度。过碳酸钠的用量为主要影响因素,根据极差分析结果[11]可知,各因素的较优水平组合为:过碳酸钠用量为5g/L、时间为60min、温度为90℃。

2.3 过碳酸钠漂白棉织物单因素实验及分析

2.3.1 过碳酸钠用量对纯棉织物漂白白度的影响

根据正交实验的结果,选取漂白时间为60min,温度为90℃,通过改变过碳酸钠的用量,进行单因素实验。

表2 过碳酸钠用量对纯棉织物漂白白度的影响

由表2可知,随过碳酸钠用量的增加,棉织物的白度先增大后基本保持不变,在过碳酸钠用量为5g/L时,其白度值最大,为66.5%,因此选取了过碳酸钠的用量为5g/L。

2.3.2 漂白时间对纯棉织物漂白白度的影响

同理,选取过碳酸钠用量为5g/L,漂白温度为90℃,通过改变漂白时间,进行单因素实验。

表3 漂白时间对纯棉织物漂白白度的影响

由表3可知,漂白时间对棉织物的白度有一定的影响。随着漂白反应时间的延长,开始棉织物白度逐渐提高,当漂白时间为60min时,棉布的白度为最高值65.2,随后继续延长漂白反应时间,漂后白度值上升非常缓慢,最后不再发生变化,这说明无谓的延长漂白时间,对棉布的漂白白度帮助不大,反而造成了生产效率下降和能源的浪费[12]。合理控制漂白时间,降低能耗,节约成本,获得较好的漂白效果。实验结果说明了漂白时间以60min为宜。

2.3.3 漂白温度对白度的影响

同理,选取过碳酸钠用量为5g/L,漂白时间为60min,通过改变漂白温度,进行单因素实验。

表4 漂白温度对纯棉织物漂白白度的影响

由表4可知,温度是影响棉织物漂白白度的重要因素,随着温度的提高,漂白白度明显提高,但是过碳酸钠在水溶液中生成过氧化氢,过高的温度会导致漂白剂的无效分解,使得漂白的棉织物其白度值下降[13],而且过高的温度会提高设备要求,增加生产成本,因此,根据实验结果和实际生产的情况,选取漂白温度为90℃为宜。

3 结论

过碳酸钠用于棉织物的漂白,优选较好的漂白工艺,可获得较佳的漂白效果。由上述单因素及正交实验可得出最佳的漂白工艺为:过碳酸钠为5g/L,漂白时间为60min,温度为90℃。◆

[1]张亨,苏秉成.过碳酸钠的生产和应用[J].化学世界,1998;39(2):63-66.

[2]尹素红,刘云,张军,等.过氧漂白影响因素的研究[J].北京工商大学学报,2001;19(1):23-28.

[3]杨仁党,陈克复.无污染新型纸浆漂白剂-过氧碳酸钠[J].中华纸业,2001;22(6):49-50.

[4]王万林,史建公,等.过碳酸钠的开发、生产和应用[J].现代化工,1997;17(6):17-19.

[5]陈荣圻.开发节能型漂白活化剂 [J].染料与染色,2008;45(4):48-51.

[6]刘红,何天平,赵启红,等.过碳酸钠的应用和稳定技术进展[J].化工时刊,2005;19(5):66-69.

[7]马毅红,尹平河,唐浩亮.过碳酸钠漂白剂及洗漂工艺研究[J].广东化工,2003;(1):18-21.

[8]王志超,董永春,杨瑞刚,等.棉针织物过碳酸钠漂白工艺研究[J].针织工业,2010;(2):47-48.

[9]李群根,赵涛.棉针织物的过碳酸钠漂白[J].印染,2010;36(16):13-15.

[10]李辉,金祖泉,等.过碳酸钠应用于棉织品煮漂一浴法的研究[J].印染助剂,1996;13(6):19-20.

[11]王银银.纯棉织物漂白技术 [EB/OL].http://www.edyer.com/tech/38731_5.html,2011-07-13.

[12]王银银.纯棉织物漂白技术 [J].纺织科技进展,2009;(4):12-15.

[13]乔建芬.新型氧化剂——过碳酸钠[J].山西化工,2002;22(4):61-62.

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