渠少波，寇篤敬，文 卓，李榮龍

（東莞德永佳紡織制衣有限公司，廣東東莞 523000）

近年來，環(huán)保壓力日益增大，印染行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展迫在眉睫。據(jù)統(tǒng)計(jì)，印染加工過程的總能耗中，印染前處理工序的能耗占到七成以上，前處理工序環(huán)境污染嚴(yán)重，其污染程度也占到79%以上[1]。因此，前處理工藝是改善紡織印染行業(yè)高污染、高能耗現(xiàn)狀的突破口。

棉纖維具有良好的吸濕透氣性、保暖性、抗靜電性和穿著舒適柔軟性，深受消費(fèi)者的喜愛。然而棉纖維上含有棉籽殼、蠟質(zhì)、果膠、油脂等天然雜質(zhì)，需要經(jīng)過精煉和漂白工序，以去除纖維上的雜質(zhì)，提高面料的吸濕性和白度[2]。

傳統(tǒng)棉針織物前處理工藝通常使用強(qiáng)堿和高溫（90～110 ℃）進(jìn)行煉漂處理，不僅導(dǎo)致面料強(qiáng)度受損、織物失重率增加、手感粗糙等問題，而且能耗大、排污嚴(yán)重，增加了廢水處理難度，造成資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。此外，傳統(tǒng)的前處理工藝中需要使用滲透劑、雙氧水、雙氧水穩(wěn)定劑、燒堿等助劑，助劑種類繁雜，操作復(fù)雜，不利于工廠管理。

低溫前處理工藝?yán)玫蜏厍疤幚碇鷦┙档吞幚頊囟?，使棉織物在較低溫度下完成煉漂處理，獲得較好的毛效、白度及面料強(qiáng)力的同時(shí)，降低能源消耗、提高生產(chǎn)效率[3-4]。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 生產(chǎn)設(shè)備

面料：100%棉平紋布（自制），100%棉羅紋布（自制），100%棉雙面布（自制）。

設(shè)備：氣流染色機(jī)（立信染整機(jī)械深圳有限公司），計(jì)算機(jī)測(cè)色配色儀（Datacolor 公司），毛效測(cè)試儀，分析天平，恒溫干燥箱。

助劑：低溫前處理助劑（自制）、表面活性劑（自制）、醋酸（HAc）、NaOH、50%H2O2。

1.2 工藝實(shí)驗(yàn)

1.2.1 傳統(tǒng)前處理工藝

工藝配方：表面活性劑1.5 g/L，NaOH 2.0 g/L，50%H2O23.0 g/L，處理溫度105 ℃，處理時(shí)間30 min，浴比1∶4，HAc 0.5 g/L。

工藝流程：坯布準(zhǔn)備→室溫進(jìn)缸→3 ℃/min 升溫至105 ℃→保溫30 min→3 ℃/min降溫至80 ℃排水→冷水洗一缸→過酸→冷水洗。

1.2.2 低溫前處理工藝

工藝配方：低溫前處理劑2.0 g/L，NaOH 2.0 g/L，50% H2O23.0 g/L，處理溫度75 ℃，處理時(shí)間40 min，浴比1∶4，HAc 0.5 g/L。

工藝流程：坯布準(zhǔn)備→室溫進(jìn)缸→6 ℃/min 升溫至75 ℃→保溫40 min→直接排水→冷水洗一缸→過酸→冷水洗。

1.3 性能測(cè)試

1.3.1 白度

按GB/T 8424.2—2001《紡織品色牢度試驗(yàn)相對(duì)白度的儀器評(píng)定方法》測(cè)定。試樣折疊成4層，采用計(jì)算機(jī)測(cè)配色儀測(cè)4次，取其平均值。

1.3.2 毛效

按FZ/T 01071—2008《紡織品毛細(xì)效應(yīng)試驗(yàn)方法》測(cè)試。將實(shí)驗(yàn)沿橫、直方向分別剪為25 cm×5 cm布樣，采用毛效測(cè)試儀，記錄30 min 內(nèi)水沿織物爬升的高度。

1.3.3 失重率

將處理前后的布樣在恒溫干燥箱中烘干至恒重，隨后放置于干燥器中平衡24 h至室溫，用分析天平分別測(cè)其質(zhì)量m，按如下公示計(jì)算得到面料失重率。

m1為處理前布重，g；m2為處理后布重，g。

2 結(jié)果與討論

2.1 低溫前處理

本實(shí)驗(yàn)在前處理配方中加入雙氧水活化劑，增強(qiáng)雙氧水在低溫條件下的氧化能力，實(shí)現(xiàn)織物的漂白處理。在堿性條件下，雙氧水分解得到HOO-，HOO-可與色素的羰基、共軛結(jié)構(gòu)、醌基等基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)，破壞其發(fā)色結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到漂白的目的。據(jù)研究表明，在95～100 ℃的條件下，雙氧水1 h 的分解率不高于40%；而常溫下，雙氧水24 h 的分解率不超過15%。因此，要實(shí)現(xiàn)低溫漂白處理，需要提高雙氧水在低溫下的分解速率。

目前研究較成熟的是帶有?；Y(jié)構(gòu)的雙氧水低溫活化劑，如烷?；惢衔?、酰胺基類化合物。在漂白過程中，帶有酰基結(jié)構(gòu)的雙氧水低溫活化劑能夠與雙氧水發(fā)生反應(yīng)，生成過氧酸離子或更多的過氧離子，過氧酸離子具有更高的氧化電位，是一種氧化性比過氧化氫更強(qiáng)的氧化劑，在低溫條件下具有更強(qiáng)的漂白能力[4]。

本實(shí)驗(yàn)選用特定的帶有?；Y(jié)構(gòu)的化合物，制備得到雙氧水低溫活化劑。該活化劑在70～80 ℃下具有優(yōu)異的雙氧水活化性能，能明顯提高雙氧水在低溫下的分解速率。

2.2 性能對(duì)比

選擇本廠自制的任意3 種面料：100%棉平紋布、100%棉羅紋布、100%棉雙面布，分別用傳統(tǒng)前處理工藝和低溫前處理工藝進(jìn)行煮煉和漂白處理，并將不同工藝處理后的半制品性能進(jìn)行對(duì)比，對(duì)比結(jié)果見表1。

表1 傳統(tǒng)前處理工藝與低溫前處理工藝處理效果對(duì)比

由表1可知：與傳統(tǒng)前處理相比，棉針織面料經(jīng)過低溫前處理工藝進(jìn)行煮煉和漂白處理后，其白度差異基本上控制在±2以內(nèi)且在70左右，基本滿足一般顏色加工需求，若面料待加工顏色為鮮艷色，則可適當(dāng)調(diào)節(jié)配方中的H2O2濃度，從而獲得更高的白度；平紋布處理后毛效（橫、直）優(yōu)于傳統(tǒng)工藝處理后的毛效，而羅紋布與雙面布毛效（橫、直）與傳統(tǒng)工藝的差異控制在±2以內(nèi)；此外，相較于傳統(tǒng)前處理工藝，100%棉平紋布、100%棉羅紋布、100%棉雙面布經(jīng)低溫前處理工藝處理后，其失重率分別降低了30%、19%和21%。

由以上數(shù)據(jù)可以看出，經(jīng)傳統(tǒng)前處理工藝和低溫前處理工藝處理以后，100%棉平紋布失重率的變化差異明顯高于100%棉羅紋布和100%棉雙面布。這是因?yàn)?，相較于羅紋布和雙面布，平紋布織法結(jié)構(gòu)簡單、布身較薄、單位面積質(zhì)量較輕，助劑更易滲透進(jìn)入面料中，因此在傳統(tǒng)前處理工藝的高溫（105 ℃）、強(qiáng)堿和濃H2O2條件下，平紋布面料更易損傷。

2.3 能耗對(duì)比

統(tǒng)計(jì)本廠一段時(shí)間內(nèi)低溫前處理工藝耗電量、耗汽量以及生產(chǎn)耗時(shí)，并與傳統(tǒng)前處理工藝的耗電量、耗汽量以及生產(chǎn)耗時(shí)進(jìn)行對(duì)比，其結(jié)果見表2。

表2 傳統(tǒng)前處理工藝與低溫前處理工藝能耗對(duì)比

與傳統(tǒng)前處理工藝相比，低溫前處理工藝將棉針織面料的煮煉、漂白溫度由105 ℃降低至75 ℃，極大程度地降低了蒸汽和電能的消耗，低溫煮漂工藝生產(chǎn)每噸布消耗電能及蒸汽量明顯下降，電能由80 kWh/t布降低為50 kWh/t布，電能消耗量下降了37.5%；蒸汽量0.41 t/t 布減少為0.10 t/t 布，蒸汽使用量減少了75.6%；工藝耗時(shí)也縮短了15.3%。

由以上可知，低溫前處理工藝在一定程度上縮短了工藝時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率；降低了能源消耗，符合目前節(jié)能減排的環(huán)保要求；降低了棉針織物前處理工藝的加工損耗，提高了生產(chǎn)產(chǎn)能。因此棉針織物低溫前處理工藝具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

3 結(jié)論

與傳統(tǒng)前處理工藝相比，棉針織面料低溫前處理工藝獲得的白度、毛效與傳統(tǒng)工藝基本一致，符合后道加工的要求。其失重率少于傳統(tǒng)前處理工藝、工藝設(shè)定時(shí)間減少了15.3%，在一定程度上提高了生產(chǎn)效率和生產(chǎn)產(chǎn)能；此外，采用低溫前處理工藝，其耗電量和耗蒸汽量分別減少了37.5%、75.6%，大大地降低了針織產(chǎn)品的加工成本，具有節(jié)能降耗、綠色環(huán)保、降本增效的優(yōu)勢(shì)。