医用纱布的低碱短流程练漂工艺

丁文俊，朱守诚，褚维发，廖雅丽

（合肥市东方美捷分子材料技术有限公司，安徽合肥 230088）

纯棉医用纱布是以棉纱为原料，经织造、脱脂、漂白等工序制成，结构较疏松、柔软，有明显的网格，具有吸湿性好、散热性和保湿性优良的优点［1］。纯棉医用纱布为天然绿色环保产品，没有任何添加剂，经过高温高压严格消毒，不会感染伤口，是包扎伤口的好材料，可以在手术过程中清理伤口的血污，用以覆盖疮、伤口或其他损害的医用材料，能快速吸收伤口创面的渗出液［2］。

医用纱布应具有柔软、无臭、无味、无毒、不刺激皮肤的优点，可以促进伤口早日愈合，这就要求纱布前处理材料生态环保，练漂后纱布要符合YY0331—2006《脱脂棉纱布、脱脂棉黏胶混纺纱布的性能要求和试验方法》白度大于等于80%、沉没时间小于等于10 s、表面活性物小于等于2 mm、醚中可溶物小于等于0.5%等技术指标。

医用脱脂纱布常规煮漂属于高能耗、高水耗、高排污工序［3］，这就需要创新、集成开发高效前处理剂。高效前处理剂具有节水节能和生产效率高的优点，能在短时间内去除棉纤维中的油蜡、果胶、蛋白质、棉籽壳和油脂，提高纱布的毛细效应，缩短工艺流程。因此，高效前处理剂必须具有渗透迅速、乳化力强、净洗力高、耐高温和强碱以及耐氧化剂的优点［4］。要想满足上述性能要求，实现纱布短流程工艺练漂，需要精心选择和复配多种表面活性剂。合肥市东方美捷分子材料技术有限公司研发了一种KA3in1 精练剂，具有低泡、用碱量少的特点，能够快速对纤维上的杂质起皂化、乳化、分散和增溶效果，从而达到去污的目的，可免预洗和溢流洗，高温作用时间短，节能减排，提高生产效率。该产品已通过国际生态认证机构严格检测认证，获得ECO-PASSPORT by OEKOTEX 授权，处理后的医用脱脂纱布晶莹亮白、手感柔软，具有良好的润湿性与渗透性［5］。目前已有多家医用纱布生产企业应用KA3in1 精练剂进行低碱短流程工艺练漂，取得了良好的效果。

1 实验

1.1 材料与仪器

材料：40 支29.0×22.3×122.0 纯棉纱布坯布，27.5%双氧水，氢氧化钠，KA3in1精练剂（自制）。

仪器：WTD10002 电子天平（杭州万特衡器有限公司），红外线环保智能试色机（绍兴亚博印染机械制造有限公司），XT-48B 白度仪（浙江研特科学仪器有限公司），JC-101 型电热鼓风干燥箱（上海成顺仪器仪表有限公司），SANS 多功能强力测试仪［美特斯（中国）有限公司］，HM-2 数显恒温水浴锅（上海力辰邦西仪器科技有限公司）。

1.2 练漂工艺

常规练漂（浴比1∶6）：预洗（常温洗10 min）→练漂（精练剂2%，氢氧化钠2.2%，氧漂稳定剂0.5%，27.5%的H2O23.7%，105 ℃，60 min）→复漂（氧漂稳定剂0.3%，27.5%的H2O25.6%，90 ℃，30 min）→热水洗（80 ℃，10 min）→2 道冷水洗（7 min/道）→2 道溢流洗（5 min/道）→中和洗（稀硫酸0.3%，水洗20 min）→出缸。

低碱短流程练漂（浴比1∶6）：练漂（KA3in1 精练剂2%，氢氧化钠1.5%，27.5%的H2O29%，105 ℃，50 min）→热水洗（80 ℃，10 min）→2道冷水洗（7 min/道）→中和洗（稀硫酸0.2%，水洗20 min）→出缸。

1.3 测试

白度：参考GB/T 8424.2—2001《纺织品 色牢度试验相对白度的仪器评定方法》，使用白度仪进行测试。取练漂烘干后的医用纱布，样折叠成一定厚度（保证当厚度增加时不会改变光谱发射比值），放在白度仪上，任选3处进行测试，取平均值。

沉没时间：取练漂后的纱布10 块（10 cm×10 cm），分别对折成5 cm×5 cm，平放在适宜玻璃容器的（20±2）℃水面上（纱布应不触及容器），同时按下秒表，测试每块纱布沉入液面的时间，取平均值。

最小断裂强度（N/5 cm）：将练漂后的纱布剪成30 cm×5 cm 的布条，参照GB/T 3923.1—2013《纺织品断裂强力和断裂伸长率的测定条样法》进行测试，测试5次，取平均值。

表面活性物：取练漂后的纱布15 g，加入蒸馏水150 mL，于密闭的容器中浸渍2 h，倾倒溶液，用玻璃棒挤出样品中残留的液体后与刚倒出的液体进行混合；取10 mL 溶液放入干净的25 mL 具塞圆形量筒［外径（20±2）mm］，10 s 内用力振荡30 次，放置1 min，再重复振荡1次，静置5 min后观察泡沫高度。

醚中可溶物：取练漂后的纱布5 g，置于250 mL索氏提取器中，将150 mL 乙醚置于已经衡重的圆底烧瓶中连续提取4 h，虹吸回流不得少于4 次/h，置于水浴锅上蒸干，于105 ℃烘箱中干燥至恒重，称质量，按照下列公式计算醚中可溶物［6］：

式中：m1表示蒸发皿的质量，g；m2表示蒸发皿和油脂（乙醚）的总质量，g；m表示医用纱布的质量，g。

2 结果与讨论

2.1 影响低碱短流程脱脂纱布性能的主要因素

2.1.1 KA3in1精练剂用量

KA3in1精练剂用量对脱脂纱布性能的影响见表1。

表1 KA3in1 精练剂用量对脱脂纱布性能的影响

由表1 可知，当KA3in1 精练剂用量逐渐增加时，脱脂纱布白度呈递增趋势，沉没时间呈递减趋势，说明KA3in1 精练剂对纯棉纱布除棉蜡、去杂效果较好；当用量增加到2%以后，脱脂纱布白度增加趋于稳定，沉没时间也趋于稳定。但是随着KA3in1 精练剂用量增加，脱脂纱布断裂强度呈递减趋势，残留表面活性物、醚中可溶物呈递增趋势，且逼近医用脱脂纱布指标。故KA3in1 精练剂用量选择2%为宜，处理后的纱布白度好，手感柔软，符合医用脱脂纱布要求。

2.1.2 氢氧化钠用量

由表2 可以看出，当氢氧化钠用量逐渐增加时，脱脂纱布白度呈递增趋势，说明氢氧化钠可以催化双氧水分解，溶胀棉籽壳，提高脱脂纱布白度；当氢氧化钠用量较高时，脱脂纱布白度反而下降，主要是因为氢氧化钠浓度高，高温条件下催化双氧水无效分解，致使脱脂纱布白度下降［7］。当氢氧化钠用量增加，沉没时间呈递减趋势，说明氢氧化钠对纯棉纱布除棉蜡效果一般。氢氧化钠用量增加后，脱脂纱布断裂强度略下降，残留表面活性物基本不变，醚中可溶物呈递减趋势，说明氢氧化钠用量对纯棉纱布除棉蜡及脂类化合物呈正相关。综合考虑，氢氧化钠用量为1.5%较好。

表2 氢氧化钠用量对脱脂纱布性能的影响

2.1.3 H2O2用量

由表3 可看出，当H2O2用量逐渐增加时，脱脂纱布白度呈递增趋势，27.5%的H2O2用量为9%时，脱脂纱布白度较好；H2O2用量继续提升，因脱脂纱布色素等已经去除，白度趋于稳定。H2O2用量增加，沉没时间呈递减趋势，这是因为H2O2强氧化去除了纯棉纱布的棉籽壳、杂质。H2O2用量增加，脱脂纱布断裂强度略下降，表面活性物基本不变，醚中可溶物呈递减趋势。结合考虑成本，H2O2用量为9%较好。

表3 H2O2用量对脱脂纱布性能的影响

2.1.4 温度

由表4 可以看出，当练漂温度逐渐升高时，脱脂纱布白度呈递增趋势，沉没时间等其他指标呈递减趋势，说明高温练漂去除棉蜡、色素的效果好，但是能耗高；当练漂温度在100 ℃以下时，若练漂设备循环不好，则容易产生较大的内外层差；当温度超过100 ℃，练漂在高温高压染色机中带压运行，可以有效减少层差和不均匀现象。考虑节能减排，降低成本，选用105 ℃保温练漂。

表4 温度对脱脂纱布性能的影响

2.1.5 冷水洗道数

冷水洗道数对脱脂纱布性能的影响见表5。

表5 冷水洗道数对脱脂纱布性能的影响

由表5 可知，冷水洗道数的增加对脱脂纱布白度、沉没时间、断裂强度影响较小，但是对表面活性物、醚中可溶物影响较大。随着水洗道数的增加，残留在脱脂纱布里的表面活性物呈下降趋势，当增加2次溢流洗时，脱脂纱布无表面活性物残留，但比较耗水，污水排放量加大，故选择冷水洗2道。

2.2 低碱短流程与常规练漂工艺比较

2.2.1 化学品用量

由表6 可知，KA3in1 精练剂在医用纱布低碱短流程练漂工艺中代替精练剂、氧漂稳定剂，仅添加本产品和一定量的氢氧化钠、双氧水即可完成，简化了投料操作，降低了劳动强度，还能避免称量错误。

表6 低碱短流程练漂工艺与常规练漂工艺化学品用量比较

2.2.2 工艺流程、能耗

由表7 可以看出，常规练漂工艺流程较长，耗水量较大，复漂需要升温，耗蒸汽量较大，用时约5.5 h；低碱短流程练漂工艺因KA3in1 精练剂能够在短时间内去除棉纤维中的棉蜡、果胶、蛋白质、棉籽壳和油脂，免预洗、复漂和2 道溢流洗，用时约3.5 h，耗水量减少50%，耗电量减少30%，耗蒸汽量减少10%，大幅降低生产成本，提高了生产效率。

表7 低碱短流程练漂工艺与常规练漂工艺流程及耗能比较

2.2.3 环保指标

由表8 可知，低碱短流程工艺练漂纱布因用碱量少，棉纤维煮损少，排放污水COD 降低24.3%、NH3-N降低17.6%，减少了污水处理成本。

表8 低碱短流程练漂工艺与常规练漂工艺环保指标比较

2.2.4 脱脂纱布性能

由表9 可以看出，低碱短流程工艺练漂纱布白度较常规练漂工艺高1.5%，断裂强度略有提高，主要是因为低碱练漂可以减缓双氧水无效分解，提高双氧水利用率，减少对棉纤维的损伤；其他指标相近，均符合医用脱脂纱布要求。

表9 低碱短流程练漂工艺与常规练漂工艺性能指标比较

3 结论

（1）低碱短流程练漂优化工艺：练漂（KA3in1 精练剂2%，氢氧化钠1.5%，27.5%的H2O29%，105 ℃，50 min）→热水洗1 道→冷水洗2 道→酸中和，处理后的脱脂纱布符合YY0331—2006《脱脂棉纱布、脱脂棉黏胶混纺纱布的性能要求和试验方法》中的各项性能指标要求。

（2）低碱短流程练漂工艺较常规练漂工艺免预洗、复漂和2 道溢流洗，耗水量减少50%，耗电量减少30%，耗蒸汽量减少10%，纱布白度提高1.5%，排放污水COD 降低24.3%、NH3-N 降低17.6%。