涤纶碱减量酸性条件析出物的应用探究

刘 燮，王孟泽，姜 莉，陈迎春，李 兵，江立文

（1.浙江传化功能新材料有限公司，浙江杭州 310000；2.传化智联股份有限公司，浙江杭州 311215）

目前，碱减量处理是涤纶织物及其混纺织物染整加工过程中非常重要的工序，通过该工序，涤纶织物可以获得良好的柔软性、与真丝一样的悬垂性、柔和的光泽和一定的亲水性，使涤纶织物的服用性能接近于真丝产品［1-2］。

但是使用碱减量工艺后，后续需要经过大量水洗，有很多工厂需要进行复练，否则在染色时加入冰醋酸后容易产生白色物质粘附在纤维表面，对染色环节产生不利影响。目前有关碱减量废水处理［3-4］和碱减量促进剂［5-6］的研究较多，却鲜有关于碱减量对后道染色的影响研究。本实验对涤纶碱减量残液在酸性条件下析出的白色粉末（酸析物）进行系统分析，研究其溶解性、化学结构及分散性能，为酸析物粘附问题的解决提供基础支持。

1 实验

1.1 材料

碱减量残液1#（嘉兴某纺织有限公司），碱减量残液2#（绍兴某纺织有限公司），PTA 样品（标准品，CAS 100-21-0，纯度大于99%，上海麦克林生化科技有限公司），氯仿、丙酮、乙醚、甲醇、乙腈、四氢呋喃、DMF（分析纯，西陇科学股份有限公司），染中素TF-257（传化智联股份有限公司）。

1.2 仪器

Nicolet IS10 型傅里叶红外光谱仪（美国热电公司），DLS-6000 红外线试色机（DaeLim Star-let 有限公司），6130液质联用仪（美国安捷伦科技有限公司）。

1.3 酸析物的制备

酸析物1、酸析物2 分别由残液1#、2#经酸析、过滤并且初步干燥后制得。

1.4 测试

1.4.1 溶解度

分别用试管称取一定量酸析物，加入不同溶剂，超声波振荡2 h，观察其在溶剂中的可溶性。

1.4.2 红外光谱

用KBr 压片法制样，采用红外光谱仪进行测试。测试条件：分辨率优于0.4 cm-1，扫描次数64，扫描范围4 000～400 cm-1。

1.4.3 液相色谱-质谱

采用液质联用仪进行测试。液相色谱条件：Bridge®C18 色谱柱（250.0 mm×4.6 mm×5.0 μm），流动相为甲醇，流速为1 mL/min，柱温为室温（25 ℃）；质谱条件：离子源为ESI 源，离子源温度为350 ℃，干燥气为N2，流速为12 L/min，毛细管电压为3 000 V，采用负离子方式检测。

1.4.4 酸值

参考GB/T 30921.5—2016［7］《工业用精对苯二甲酸（PTA）试验方法第5 部分：酸值的测定》进行测定。称取0.8～1.5 g 样品（精确到0.000 1 g）于250 mL 锥形瓶中，加入20 mL 二甲基亚砜，摇动锥形瓶至样品基本溶解，加入20 mL 煮沸冷却的蒸馏水，加入0.1 mL酚酞指示剂，用0.5 mol/L 氢氧化钠标准溶液滴定至刚呈粉红色，记录消耗氢氧化钠标准溶液的体积；在相同条件下做空白实验。按照下列公式计算样品的酸值（做3次，取平均值）：

式中：V表示滴定样品所消耗的氢氧化钠标准溶液体积，mL；V0表示滴定空白所消耗的氢氧化钠标准溶液体积，mL；c表示氢氧化钠标准溶液的浓度，mol/L；m表示试样质量，g。

1.4.5 高温分散性

称取0.1 g 酸析物，加入100 mL pH 为4～5 的水，再加入染中素TF-257 2 g/L，置于130 ℃红外线试色机中运行30 min，降温至50 ℃，抽滤。通过酸析物在滤纸上的分散状态进行评价，滤纸表面酸析物分布越浅且均匀表示高温分散性越好。

2 结果与讨论

2.1 样品的溶解性

由表1 可以看出，样品在DMF、甲醇等极性较高的溶剂中可以溶解。

表1 样品在不同溶剂中的溶解性能

2.2 表征

2.2.1 红外光谱

由图1 可以看出，酸析物和PTA 的特征吸收峰极其相似，在1 674 cm-1处出现了的伸缩振动峰，在1 573、1 508、1 421 cm-1处出现了的骨架伸缩振动峰，另外在727 cm-1附近出现了单取代苯C—H的变形振动特征吸收峰。因此可初步推断酸析物含有对苯二甲酸。

图1 样品的红外光谱

2.2.2 液相色谱-质谱

制备1 g/L 酸析物的甲醇溶液，过0.45 μm 滤膜，用于液质联用仪分析。由图2、图3 可以看出，PTA 的总离子流图出峰在0.409 min，酸析物1 和酸析物2 的总离子流图出峰在0.363 min，对应的高分辨负离子质谱测试值均为165［M+H］+，进而可以得出样品的分子质量为166，与对苯二甲酸的分子质量相符。由此推断酸析物为对苯二甲酸。

图2 样品的总离子流图

图3 样品的质量色谱图

2.3 酸值

由表2 可以看出，酸析物1 和酸析物2 的酸值之间有差异，可能是工厂的碱减量工艺不同所致。酸析物的酸值是PTA 酸值的97%以上，说明其主要成分是对苯二甲酸。

表2 样品的酸值

2.4 高温分散性

针对工厂问题，针对性地开发了染中素TF-257，该产品对酸析物有优异的分散作用。由图4 可以看出，加入TF-257 后，滤纸表面的酸析物分布浅且均匀，表明其对酸析物的高温分散性好。TF-257 具有良好的市场前景，已经在绍兴和嘉兴地区多家染厂使用，染厂普遍反映使用该产品可以简化生产工艺，免去复练工序，节约水电能耗。

图4 TF-257 对酸析物的分散效果

3 结论

（1）通过对酸析物的一系列研究发现，该物质在甲醇、DMF 等极性强的溶剂中可以溶解。（2）根据酸析物和PTA 的红外光谱、液相色谱-质谱分析和酸值滴定的对比结果，可以得出该物质的主要组分是对苯二甲酸。（3）染中素TF-257对酸析物有优异的高温分散效果。