高浓精炼剂DM-1361用于纯棉织物碱氧一浴煮漂工艺的优化

刘 杰，曲国权，田 雨

（1.齐齐哈尔大学轻工与纺织学院，黑龙江齐齐哈尔161006；2.绍兴德美化工有限公司，浙江绍兴312030）

在纺织印染行业大力推行“节能、降耗、减污、增效”清洁生产工艺的今天，纯棉织物的煮漂等前处理工艺中不利于环保的助剂越来越受限制，开发及应用绿色环保型助剂尤为重要。高浓精炼剂DM-1361为烷基聚氧醚类表面活性剂的复配物，不含APEO，具有优良的乳化、分散及渗透性能，属于环保型助剂，特别适用于纯棉及其混纺织物的前处理[1-3]。本实验将高浓精炼剂DM-1361应用于纯棉织物的短流程碱氧一浴煮漂加工，使棉织物的前处理工艺更加高效、节能、环保，同时杂质去除效果好，棉织物的润湿性和白度明显提高，有利于后续染色、印花及后整理的顺利进行，提高了纯棉织物的产品质量。

1 实验

1.1 材料

纯棉织物；30%H2O2、Na2SiO3、NaOH、NaHSO3（天津市凯通化学试剂有限公司，化学纯），高浓精炼剂DM-1361、稳定剂DM-1408（绍兴德美精细化工股份有限公司）。

1.2 仪器

BS223S电子天平（北京赛多利斯仪器系统有限公司），DK-98-I电子恒温水浴锅（江苏省医疗器械厂），YG（B）871型毛细管效应测定仪（温州大荣纺织标准仪器厂），YQ-Z-48A白度颜色测定仪（杭州轻通博科自动化技术有限公司），YG（B）026D-250型电子织物强力机（南京浩海仪器仪表有限公司）。

1.3 工艺条件

H2O24～8 g/L，高浓精炼剂DM-1361 0.2～1.0 g/L，NaOH 0.5～2.5 g/L，稳定剂DM-1408 0.5～2.5 g/L，80～98℃，45～60 min，浴比1∶30。

1.4 测试

白度：参照GB/T 8424.2—2001《纺织品 色牢度试验相对白度的仪器评定办法》测定[4]。

毛效：参照FZ/T 01071—2008《纺织品毛细效应试验方法》，测定30 min水面上升的中心高度，即为织物的毛效[5]。

断裂强力：参照GB/T 3923.1—2013《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》测定。

2 结果与讨论

2.1 影响纯棉织物煮漂效果的因素

2.1.1 高浓精炼剂DM-1361用量

高浓精炼剂DM-1361用量对纯棉织物煮漂效果的影响见表1。

表1 高浓精炼剂DM-1361用量对纯棉织物煮漂效果的影响

从表1中可以看出，织物毛效及白度随高浓精炼剂用量的增加呈提高趋势，但断裂强力不断下降。原因在于高浓精炼剂用量增加，其润湿渗透、乳化分散和净洗作用不断增强，对杂质的去除能力提高。杂质的去除使得溶液易在棉纤维表面铺展并且渗透，棉纤维内部及纤维、纱线之间的孔隙不再堵塞，故织物毛效提高；加之过氧化氢对色素共轭体系的破坏，织物白度也得到提高。但对棉纤维的氧化作用也增强，纤维大分子受损降解，导致棉织物的断裂强力下降。综合考虑除杂、除色素及纤维受损情况，高浓精炼剂DM-1361用量以1.0 g/L左右为宜。

2.1.2 H2O2用量

由表2可知，织物煮漂后的毛效及白度随H2O2用量的增加而增大，断裂强力则逐步下降。原因在于煮漂液中H2O2的分解产物可以与棉纤维中含有的色素等杂质发生剧烈的氧化作用，破坏了棉纤维胞腔中的蛋白类物质，使溶液能够更畅通地出入孔隙通道而毛效提高；色素的发色体系受到破坏而白度提高；但同时H2O2对纤维的损伤加剧而导致织物断裂强力下降[6-8]。综合考虑毛效、白度及断裂强力，H2O2用量以6 g/L左右为宜。

表2 H2O2用量对纯棉织物煮漂效果的影响

2.1.3 NaOH用量

从表3中可以看出，煮漂后棉织物的毛效随着NaOH用量的增加而增大，最后趋于平衡。原因在于高浓精炼剂随工作液碱性增强，其临界胶束浓度降低且泡沫减少，对硬水、酸、碱等化学物质稳定性好，有利于精炼净洗，棉纤维中的杂质更易去除，故毛效提高。棉织物白度随NaOH用量的增加而逐渐提高，但断裂强力下降，纤维受到损伤，主要是因为H2O2在碱性条件下的分解产物具有漂白作用，可以有效去除棉织物中的色素。当NaOH用量增大到一定值时，棉纤维中的杂质和色素基本去除，故再增大其用量，对棉织物毛效和白度的影响很小，但纤维损伤加剧。综合考虑毛效、白度及断裂强力，NaOH用量以2.0 g/L左右为宜。

表3 NaOH用量对纯棉织物煮漂效果的影响

2.1.4 稳定剂DM-1408用量

由表4可知，随稳定剂DM-1408用量的增加，棉织物的白度及毛效逐渐增大，断裂强力略有下降；稳定剂用量继续增加，白度及毛效反而下降，而断裂强力略有回升。原因是稳定剂可以抑制H2O2的快速分解，漂白有效成分增多，使杂质及色素遭到破坏；加之稳定剂的吸附和络合作用，使脱落的杂质不再沾污到织物上，促进织物白度及毛效的提高。但稳定剂DM-1408过量以后，过度抑制H2O2的分解，工作液中氧化的有效成分不足，影响了杂质及色素的去除，导致毛效及白度下降，断裂强力却有所回升。综合3项性能指标，稳定剂DM-1408用量以2.0 g/L左右为宜。

表4 稳定剂DM-1408用量对纯棉织物煮漂效果的影响

2.1.5 温度

由表5可知，毛效及白度随温度上升而提高，断裂强力反而下降。主要原因是高温可以促进H2O2分解，有利于棉纤维中杂质和色素的有效去除，故棉织物的毛效及白度提高；但同时也会对纤维造成损伤，加之温度升高引起棉纤维中分子热运动加剧，分子间结合力减弱，故断裂强力下降。根据白度、毛效、纤维损伤和工厂设备情况，温度选取98℃，后续对此因素不再优化。

表5 温度对纯棉织物煮漂效果的影响

2.1.6 时间

由表6可知，织物毛效及白度随煮漂时间的延长而逐渐增大，55 min后趋于平衡。在45～55 min内，棉织物的毛效及白度提高显著，原因在于时间的延长使得棉纤维中的果胶、蜡质等杂质的去除更加充分。55 min以后白度和毛效提高不明显，但断裂强力明显下降，说明纤维损伤加剧。结合工厂生产效率、加工效果及织物的损伤情况，煮漂时间选择55 min，后续对此因素亦不再优化。

表6 时间对纯棉织物煮漂效果的影响

2.2 纯棉织物煮漂工艺的正交优化

由表7可以看出，各因素对织物白度的影响主次为C＞D＞B＞A，优化条件为A2B2C3D2；各因素对织物毛效的影响主次为A＞D＞C＞B，优化条件为A3B3C2D3；各因素对织物断裂强力的影响主次为A＞C＞B＞D，优化条件为A2B3C1D2。分析白度、毛效及断裂强力3项指标得出的优化工艺在各助剂用量上有差异，但是结合生产情况及后续加工对织物白度、毛效和断裂强力的要求，确定优化条件为A2B3C2D2，即高浓精炼剂DM-1361用量0.8 g/L，稳定剂DM-1408用量2.0 g/L，NaOH用量2.0 g/L，H2O2用量6.0 g/L，浴比1∶30，98℃，55 min。

表7 L9（34）正交实验[9]结果及极差分析

续表7

2.3 加工效果比较

对应用高浓精炼剂DM-1361于纯棉织物碱氧一浴煮漂加工的优化工艺进行验证实验，并与传统煮漂工艺进行加工效果比较。由表8可知，应用高浓精炼剂DM-1361煮漂工艺处理的纯棉织物白度、毛效及断裂强力均明显好于传统煮漂工艺，说明其加工效果好，对织物损伤小，具有工艺可行性。

表8 DM-1361碱氧一浴煮漂工艺与传统煮漂工艺的效果比较

3 结论

（1）纯棉织物应用高浓精炼剂DM-1361的碱氧一浴煮漂优化工艺为：高浓精炼剂DM-1361用量0.8 g/L，H2O2用量6.0 g/L，稳定剂DM-1408用量2.0 g/L，NaOH用量2.0 g/L，浴比1∶30，98℃，55 min。

（2）与传统煮漂工艺相比，高浓精炼剂DM-1361煮漂工艺的应用使纯棉织物的毛效及白度显著提高，织物损伤明显下降；煮漂一浴缩短了工艺流程，提高了生产效率。