李志剛,高麗賢,戴 鴿
(1.浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,浙江紹興 312000;2.寧波申洲針織有限公司,浙江寧波 315000)
隨著生活水平的提高,人們開始追求時(shí)尚生活,穿著由高檔原料制成的時(shí)尚服飾。山羊絨被譽(yù)為“纖維鉆石”“軟黃金”,是珍稀特種動(dòng)物纖維,其產(chǎn)品具有手感柔軟、滑糯,風(fēng)格典雅、高貴[1],保暖性好、吸濕性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),是人們追求高檔服裝的理想佳品[2]。羊絨纖維對酸、堿、熱以及氧化劑和還原劑等比細(xì)羊毛更敏感,即使在較溫和的條件下處理,纖維損傷也非常明顯。目前,針對漂白色或鮮艷淺色羊絨,企業(yè)主要采用雙氧水進(jìn)行漂白,若漂白工藝參數(shù)控制不當(dāng),將造成羊絨纖維強(qiáng)力嚴(yán)重?fù)p失,并且影響后續(xù)紡紗的制成率及成品質(zhì)量。
雙氧水漂白活化劑主要分4 類:烷?;悺Ⅴ0坊?、N 酰基己內(nèi)酰胺類和氧氮雜萘類。壬酰氧基苯磺酸鈉(NOBS)是烷酰基類的代表品種[3],作為過酸,在雙氧水漂白過程中起著傳遞有效氧的特殊作用。H2O2/NOBS 活化體系可以在一定條件下產(chǎn)生漂白能力較強(qiáng)而活化能力較弱的過氧酸,在低溫條件下處理織物可獲得良好的漂白效果。[4]
目前,毛紡企業(yè)應(yīng)用該體系進(jìn)行漂白尚未見報(bào)道,本實(shí)驗(yàn)主要探討H2O2/NOBS 活化體系對山羊絨纖維低溫漂白的可行性。
材料:山羊絨(寧夏白絨,細(xì)度15.4 μm);氧漂穩(wěn)定劑DM-1408(工業(yè)品,廣東德美精細(xì)化工股份有限公司),35%H2O2(分析純,上海金鹿化工有限公司),NOBS(浙江金科化工股份有限公司),氫氧化鈉(分析純,國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司)。
儀器:AD-12 型振蕩式常溫試樣機(jī)(鶴山精湛染整設(shè)備有限公司),YG001E 型單纖維強(qiáng)力儀(溫州方圓儀器有限公司),8SPKG-1 型電光天平(沈陽天平儀器有限公司),DS-820 型分光測色儀(寧波科誠儀器有限公司)。
配制漂白溶液(H2O2、NOBS、NaOH 適量,DM-1408 2 g/L,浴比1∶50)→投入羊絨纖維→室溫?cái)嚢琛鲥佀础鷾y試。
CIE 白度:采用分光測色儀測試。
斷裂強(qiáng)力:采用單纖維強(qiáng)力儀測試,預(yù)加張力為(1.0±0.1)cN/tex,溫度為(20±2)℃,相對濕度為(65±2)%,拉伸速度為40 mm/min[5]。
2.1.1 雙氧水用量
雙氧水用量對漂白效果的影響見圖1。
圖1 雙氧水用量對漂白效果的影響
由圖1可以看出,隨著H2O2用量的增加,NOBS 與H2O2的反應(yīng)速率提高,產(chǎn)生的有效漂白成分過壬酸增加,羊絨纖維的漂白效果顯著提高;但由于漂白溶液中NOBS 的量一定,H2O2超過12 g/L 后,白度提高只能依賴H2O2自身的有效分解,羊絨纖維白度提高緩慢。而羊絨的單纖維斷裂強(qiáng)力隨著H2O2用量的增加呈下降趨勢,雙氧水用量超過10 g/L 后,不再與NOBS 發(fā)生反應(yīng),斷裂強(qiáng)力開始快速下降。綜合考慮白度與斷裂強(qiáng)力,H2O2的合理用量為10 g/L。
2.1.2 NOBS用量
由圖2 可知,隨著NOBS 用量的增加,羊絨纖維的白度顯著提高;當(dāng)用量超過2.5 g/L 后,白度提高趨于緩慢。NOBS 用量增加有利于生成過壬酸,但用量過高,過多的NOBS 還能與過壬酸發(fā)生反應(yīng),生成沒有氧化能力的過氧二壬酸,導(dǎo)致漂白的有效成分過壬酸減少,促漂效果降低。此外,NOBS 用量過大時(shí),漂白溶液中生成過多的過壬酸,易進(jìn)一步生成酸性很強(qiáng)的對羥基苯磺酸中和部分NaOH,致使漂白溶液pH 下降而達(dá)不到漂白所需的堿性條件,影響羊絨纖維的白度。斷裂強(qiáng)力在開始階段下降緩慢,當(dāng)NOBS用量超過2.0 g/L 后下降明顯。綜合考慮白度與斷裂強(qiáng)力,NOBS用量選擇2.0 g/L。
圖2 NOBS 用量對漂白效果的影響
2.1.3 pH
pH 對漂白效果的影響見圖3。
圖3 pH 對漂白效果的影響
漂白溶液pH 增大有利于H2O2分解生成HOO-,并有利于NOBS 與HOO-反應(yīng)生成過壬酸,從而提高羊絨纖維的漂白效果。由圖3 可以看出,當(dāng)pH 達(dá)到10時(shí),白度基本達(dá)到最大值;當(dāng)繼續(xù)增大漂白溶液pH時(shí),一部分NOBS 在堿性條件下水解,失去活化能力,促漂作用削弱,故羊絨纖維的白度略下降。當(dāng)pH 小于10 時(shí),羊絨纖維的斷裂強(qiáng)力呈緩慢下降態(tài)勢,pH超過10 后,羊絨纖維作為蛋白質(zhì)纖維對堿敏感,受到堿液作用損傷加重,單纖維斷裂強(qiáng)力明顯下降。綜合考慮,pH 選擇10。
2.1.4 漂白時(shí)間
由圖4 可知,隨著漂白時(shí)間的延長,纖維白度增大,100 min 后,白度不再明顯提高。這是因?yàn)槠兹芤褐械腘OBS 經(jīng)過一定時(shí)間已充分反應(yīng),有效成分基本被消耗,繼續(xù)延長漂白時(shí)間也不再有明顯的促漂效果。隨著漂白時(shí)間的延長,斷裂強(qiáng)力先緩慢下降,漂白時(shí)間達(dá)到80 min 后進(jìn)入平穩(wěn)下降區(qū)域。從生產(chǎn)效率角度考慮,漂白時(shí)間選擇80 min。
H2O2/NOBS 低溫漂白優(yōu)化工藝:H2O210 g/L,pH為10,NOBS 2.0 g/L,氧漂穩(wěn)定劑2 g/L,時(shí)間80 min,室溫;傳統(tǒng)雙氧水漂白工藝:H2O210 mL/L,氧漂穩(wěn)定劑3 g/L,pH 為10,溫度50 ℃,時(shí)間60 min。由表1 可知,與傳統(tǒng)雙氧水漂白工藝相比,H2O2/NOBS 活化體系低溫漂白的山羊絨單纖維斷裂強(qiáng)力損失明顯減小,雖然白度略低,但是也能達(dá)到77以上。
表1 不同工藝漂白羊絨纖維的白度與斷裂強(qiáng)力
(1)羊絨可以采用H2O2/NOBS 活化體系進(jìn)行低溫漂白,優(yōu)化工藝為:H2O210 g/L,用NaOH 調(diào)節(jié)pH 10,NOBS 2.0 g/L,氧漂穩(wěn)定劑2 g/L,室溫,時(shí)間80 min。
(2)與傳統(tǒng)雙氧水漂白工藝相比較,H2O2/NOBS低溫漂白工藝的白度雖略有降低,但相差不大,仍大于77;單纖維斷裂強(qiáng)力損傷明顯降低,有利于提高紡紗制成率。