珍珠纤维织物漂白工艺研究

赵亚梅,马瑞丽

(西安工程大学,西安710048)

珍珠纤维织物漂白工艺研究

赵亚梅,马瑞丽

(西安工程大学,西安710048)

针对珍珠纤维织物的白度要求,选用过氧化氢作漂白剂,确定出漂白的较优工艺范围,所得织物白度高、手感好、损伤小,达到了满意的漂白效果.

珍珠纤维织物;漂白;工艺

珍珠纤维是采用高科技手段将纳米级珍珠粉在粘胶纤维纺丝时加入纤维内,使纤维体内和外表均匀分布着纳米珍珠微粒.珍珠纤维既有珍珠养颜护肤功效,又有粘胶纤维吸湿透气、服用舒适的特性.珍珠纤维表面均匀分布着珍珠微粒,长期与皮肤接触,具有珍珠养颜护肤、清火败毒、嫩白肌肤、抗紫外线的功效[1],因而得到消费者的青睐.本实验研究的是珍珠纤维/天丝/莫代尔3组份按45/30/25比例混纺的珍珠纤维纱线,纱线细度为14.8 tex.把3种纤维有机组合进行纺纱,弥补珍珠纤维强力低、耐磨性差的缺点,可以优势互补,更好地满足消费者对服装环保、保健等功能的需求.

1 珍珠纤维织物漂白概述

1.1 漂白的目的及工艺的确定

珍珠纤维含杂本来就少,其漂白的目的是在不损伤或少损伤织物的情况下,得到理想的漂白效果;并且考虑到本实验开发的是适合贴身穿着的针织产品,因此漂白过程中尽量不破坏或少破坏其良好的贴身、柔软等服用性能及珍珠纤维本身的药用和保健等特殊性能.所以在不破坏面料手感和强力的条件下对珍珠纤维织物进行漂白,应选用柔和的漂白工艺.漂白过程中的影响因素很多,如漂白剂的浓度、碳酸钠用量、温度、时间、稳定剂或活化剂等.因此,工艺优化很重要.为了能在最低的纤维损伤下获得良好的漂白效果,必须选择合适的漂白工艺条件.本实验选择漂白剂用量、p H值、温度和时间4个因素,作为影响珍珠纤维织物漂白的主要因素进行单因素分析,以确定漂白的最优工艺,以便得到满意的漂白效果.

1.2 漂白剂的选用

漂白剂有还原性和氧化性两大类.属于还原性的漂白剂有二氧化硫、亚硫酸钠、连二亚硫酸钠(保险粉)等,它们通过还原色素而产生漂白作用.还原漂白产品的白度稳定性较差,在放置过程中白度会下降.属于氧化性漂白剂的有过氧化氢、次氯酸钠、亚氯酸钠、过醋酸、过硼酸钠和过碳酸钠等.在工业上主要使用前3种,其工艺分别简称为氯漂、氧漂和亚漂.下面对这3种漂白方法进行对比.

(1)氯漂.氯漂后织物容易泛黄,并且其中的有效成分会对环境造成污染.

(2)亚漂.亚漂漂白后白度好,手感也很好,而且对纤维损伤小.但亚漂时释放出来的二氧化氯气体有毒,需要有良好的防护措施;并且二氧化氯对一般金属材料有强烈的腐蚀作用,其设备应选用含钛99.9%的钛板或陶瓷材料,成本较高.

(3)氧漂.过氧化氢漂白产品的白度和白度稳定性好.与次氯酸钠和亚氯酸钠相比,它还具有环保方面的优点;另外,它的适应范围很广,不仅适用于各种纤维的漂白,而且能采用多种加工工艺[2].

因此,在前3种氧化性漂白剂中,最广泛应用的是过氧化氢.针对 Tencel纤维、Modal纤维、珍珠纤维的个性和共性,本实验采用氧化剂漂白法.

1.3 过氧化氢的漂白原理

过氧化氢又名双氧水,是一种弱二元酸,在碱性环境下剧烈分解,在酸性环境下较稳定.

过氧化氢漂白原理比较复杂,在碱性条件下,过氧化氢按式(1)分解:

当p H≥11.5时,过氧化氢的分子大部分以 HO-2存在.

HO-2可能与色素中的双键发生加成反应,使色素中原有的共轭系统被中断,π电子的移动范围变小,天然色素的发色体系遭到破坏而消色,达到漂白的目的.

但 HO-2是不稳定的,能按式(2)分解成氢氧根离子和初生态氧:

这个“活性氧”与色素发色团的双键发生反应,产生消色作用:

所以 HO-2是进行漂白的主要成分.另外,也有可能按如下反应进行:

引发 H2O2分解成 HO2·、HO·等游离基破坏色素的结构,而具有漂白作用[3].

2 实 验

2.1 实验测试方法及指标

(1)实验材料:

①织物:罗纹半空气层组织针织物;

②药品:过氧化氢,硅酸钠,渗透剂,精炼剂,碳酸钠等;

③设备:单排双孔电子恒温水浴锅,HC-TP11-1架盘药品天平,YG(B)026D型电子织物强力机,DSBD-1型数字白度仪.

(2)测试指标:采用白度、顶破强力和织物手感3个指标来优化实验.

2.2 过氧化氢漂白工艺分析与确定

2.2.1 过氧化氢用量的确定

本实验通过对过氧化氢用量进行单因素分析,得出过氧化氢的最佳用量范围.其中,过氧化氢(30%)用量为 4～16 m L/L,碳酸钠为 1.5 g/L,硅酸钠为3 g/L,渗透剂为2 g/L,精炼剂为2 g/L,p H值为10,时间为50 m in,温度为80℃,浴比为1∶20.其漂后白度与过氧化氢用量及强力与过氧化氢用量的关系如表1及图1、图2所示.

表1 过氧化氢用量与白度、强力的关系

由图1、图2可以看出,随着过氧化氢用量的增加,织物的强力一直降低,而白度增加,但当浓度达到12 m L/L时,白度不增加反而有所降低.这就说明过氧化氢漂白获得的白度并不完全与漂液浓度成正比关系.使用过氧化氢漂白,主要通过过氧化氢有效分解产生的强氧化性物质来破坏色素的发色体系,达到消色的目的.浓度过低,达不到漂白的目的,过高,其分解产生的对纤维有损伤的组分 HO2·、HO·等自由基和O2会氧化破坏纤维的分子链,使聚合度降低,从而影响到织物的强力,造成织物手感粗糙.根据过氧化氢漂液浓度应能达到漂白效果而不损伤织物的原则,故选定过氧化氢的用量为10 mL/L左右.

2.2.2 p H值的确定

本实验通过对p H值进行单因素分析,得出漂白时的最佳p H值范围.其中,p H值为7～12,过氧化氢用量为10 m L/L,硅酸钠为3 g/L,精炼剂为2g/L,温度为80 ℃,时间为50 min,浴比为1∶20.其p H值与白度、强力的关系如表2及图3、图4所示.

表2 p H值与白度、强力的关系

由表2及图3、图4可知,随着p H值升高,织物的强力降低,而白度增加,但当p H值超过9后,继续提高p H值,织物的白度反而下降.这是因为在强碱条件下过氧化氢反应非常快;氧分子从漂液中逸出,不仅降低了漂白效果,而且近氧化氢催化分解出的氧气如渗透到纤维内部,在高温碱性条件下,将引起纤维严重损伤.所以为了同时保证强力和白度,选择漂液的p H值为9左右.

2.2.3 温度的确定

本实验通过对温度进行单因素分析,得出漂白的最佳温度范围.其中,温度为60～100℃,过氧化氢(30%)用量为10 mL/L,碳酸钠为1.5g/L,硅酸钠为 3g/L,渗透剂为2 g/L,精炼剂为2 g/L,p H值为10,时间为50 min,浴比为1∶20.其漂后白度与过氧化氢用量及强力与过氧化氢用量的关系如表3及图5、图6所示.

表3 漂白温度与白度、强力的关系

由图5、图6可以看出漂白温度与白度和强力变化的密切关系.过氧化氢的分解率随着温度的升高而增加.在过氧化氢浓度一定,漂白时间也一定时,温度升高,过氧化氢的分解率提高,漂白速率大大增加,漂白时间可以大大缩短,这时织物白度提高,而且对纤维的损伤也不大.但经过一定的时间,过氧化氢的分解已经接近完毕,再增加温度,织物白度也不会增加,反而损伤纤维.综合考虑强力与白度,漂白温度确定为80℃左右.

2.2.4 时间的确定

本实验通过对时间进行单因素分析,确定过氧化氢漂白的最佳时间.其中,时间为30～70 min,过氧化氢(30%)用量为10 m L/L,碳酸钠为1.5 g/L,硅酸钠为3g/L,渗透剂为2 g/L,精炼剂为2 g/L,p H值为9,温度为80℃,浴比为1∶20.其漂后白度与过氧化氢用量及强力与过氧化氢用量的关系如表4及图7、图8所示.

表4 漂白时间与白度、强力的关系

图7 漂白时间与白度的关系

由图7、图8可以看出,随着漂白时间的增加,织物白度增加,在漂白时间超过50 m in后白度不再增加,反而时间延长对纤维的损伤程度加大,纤维的断裂

图8 漂白时间与顶破强力的关系

强力则是逐步下降的.这是因为漂白时间延长,漂白液中的有效漂白成分可以更加彻底地与纤维中的色素及杂质发生反应;但达到类似饱和的程度后,即使再延长漂白时间,也不会明显地提高漂白效果,反而损伤纤维,降低织物强力.经综合考虑,漂白时间应选为50 m in左右.

3 结果讨论

通过对珍珠纤维针织物的漂白工艺进行研究和分析,由于珍珠纤维含杂本来就少,并且考虑到该织物是适合贴身穿着的针织产品,为保证其良好的贴身、柔软、舒适等服用性能及珍珠纤维本身的药用和保健等特殊性能,选定过氧化氢为漂白剂.主要运用单因素分析法优化过氧化氢对珍珠纤维织物的漂白工艺;确定出漂白的最优工艺范围为:过氧化氢(30%)选取10 m L/L左右,碳酸钠用量为1.5 g/L,硅酸钠为3 g/L,渗透剂为2 g/L,精炼剂为2 g/L,p H值确定为9左右,温度为80℃左右,时间大约为50 min,浴比为1∶20.

4 结 语

通过以上实验分析可知,氧化漂白法可以得到良好的漂白效果,且织物的损伤程度不大、手感柔软.但氧漂后,必须进行充分水洗,将残留的过氧化氢洗净;否则,织物上的残余过氧化氢带入染浴,会使活性染料的活性基团氧化分解,造成色浅、色斑及色相变化等染疵.

[1]许树文.珍珠的保健机理与珍珠纤维的保健功能[J].浙江纺织服装职业技术学院学报,2008(6):9.

[2]范雪荣.纺织品染整工艺学(第二版)[M].北京:中国纺织出版社,2008:80-84.

[3]王菊生.染整工艺原理(第一册)[M].北京:中国纺织出版社,1983:125-137.

Study on the Bleaching Processes of Pearl Fabric

ZHAO Ya-mei,MA Rui-li
(Xi’an Polytechnic University,Xi’an 710048,China)

Based on the pearl fabric’s w hite degree requirements,in this experiment,hydrogen peroxide was chosen as the bleacher to research the bleaching p ropertiesof pearl fabric.This study determined the op timal p rocess.And at the same time,gain w hite fabric and good feeling,and achieved a satisfactory effect.And this help pearl fiber has the more broad development p rospects.

pearl fabric;bleach;p rocess

TS192

A

10.3969/j.issn.1671-6906.2011.04.011

1671-6906(2011)04-0048-04

2011-07-01

赵亚梅(1986-),女,陕西宝鸡人,硕士.