棉织物煮练后,杂质明显减少,吸水性有很大改善,但由于纤维上还有天然色素存在,其外观尚不够洁白,除少数品种外,一般还要进行漂白,否则会影响染色或印花色泽的鲜艳度。漂白的目的在于破坏色素,赋予织物必要的和稳定的白度,同时保证纤维不受到明显的损伤。
棉纤维中天然色素的结构和性质,目前尚不十分明确,但它的发色体系在漂白过程中能被氧化剂破坏而达到消色的目的。目前用于棉织物的漂白剂主要有次氯酸钠、过氧化氢和亚氯酸钠,其工艺分别简称为氯漂、氧漂和亚漂。使用上述漂白剂漂白时,必须严格控制工艺条件,否则纤维会被氧化而受到损伤。
漂白方式有平幅、绳状,单头、双头,松式、紧式,连续、间歇之分,可根据织物品种的不同、漂白要求和设备情况制定不同的工艺。
(一)次氯酸钠漂白
1.次氯酸钠溶液性质
次氯酸钠是强碱弱酸盐,在水溶液中能水解,产生的HCIO即电离,遇酸则会分解:
次氯酸钠溶液中各部分含量随pH而变化,次氯酸钠漂白的主要成分是HCl0和Cl2,在碱性条件下,则是HCl0起漂白作用。
次氯酸钠溶液的浓度用有效氯表示。所谓有效氯是指次氯酸钠溶液加酸后释放出氯气的数量,一般用碘量法测定。商品次氯酸钠含有效氯10%~15%。
2.次氯酸钠漂白工艺
(1)绳状连续轧漂工艺:绳状浸轧次氯酸钠溶液(有效氯1~2g/L,带液率110%~130%)→J形箱室温堆置(30~60min)→冷水洗→轧酸(H2SO42~4g/L,40~50℃)→堆置(15~30min)→水洗→中和(Na2CO33~5g/L)→温水洗→脱氯(硫代硫酸钠1~2g/L)→水洗。
(2)平幅连续轧漂工艺:平幅浸轧漂液(有效氯3~5g/L)→J形箱平幅室温堆置(10~20min)→水洗→脱氯→水洗。
(3)平幅连续浸漂工艺:平幅浸轧漂液(有效氯3~5g/L)→浸漂(有效氯3~4g/L,10min)→浸漂(有效氯1.5~2.5g/L,10min)→水洗→脱氯→水洗。
棉织物经次氯酸钠漂白后,织物上尚有少量残余氯,若不去除,将使纤维泛黄并脆损,对某些不耐氯的染料如活性染料也有破坏作用。因此,次氯酸钠漂白后必须进行脱氯,脱氯一般采用还原剂如硫代硫酸钠、亚硫酸氢钠和过氧化氢。
由于许多金属或重金属化合物对次氯酸钠具有催化分解作用,使纤维受损,其中钴、镍、铁的化合物催化作用最剧烈,其次是铜。因此,漂白设备不能用铁质材料,漂液中也不应含有铁离子。一般氯漂用陶瓷、石料或塑料作加工容器。另外,次氯酸钠漂白应避免太阳光直射,防止次氯酸钠溶液迅速分解,导致纤维受损。
次氯酸钠漂白成本较低,设备简单,但对退浆、煮练的要求较高。另外,次氯酸钠中的有效氯会对环境造成污染,许多国家已规定废水中有效氯含量不能超过3mg/I,所以以后有可能会禁止使用氯漂。目前我国使用次氯酸钠漂白的工艺已不多,主要在麻类织物的漂白中使用。
(二)过氧化氢漂白
1.过氧化氢溶液性质
过氧化氢又名双氧水,是一种弱二元酸,在水溶液中电离成氢过氧离子和过氧离子:
在碱性条件下,过氧化氢溶液的稳定性很差,因此,商品双氧水加酸呈弱酸性。影响过氧化氢溶液稳定的因素还有许多,某些金属离子如Cu、Fe、Mn、Ni离子或金属屑,还有酶和极细小的带有棱角的固体物质(如灰尘、纤维、粗糙的容器壁)等都对过氧化氢的分解有催化作用。其中铜离子的催化作用比铁离子和镍离子要大得多。亚铁离子对过氧化氢的催化分解反应如下:
2.过氧化氢漂白工艺
(1)轧漂汽蒸工艺流程:室温浸轧漂液(带液率100%)→汽蒸(95~100℃,45~60min)→水洗。
含水玻璃的漂液组成:H2O2(100%)3~6g/L,水玻璃(密度1.4g/cm3)5~10g/L,润湿剂1~2g/L,pH10.5~10.8。
由于水玻璃在高温汽蒸时易产生硅垢,在过氧化氢漂白液中可使用非硅酸盐系稳定剂,不含水玻璃的漂液组成:H2O2(100%)3~6g/L,稳定剂NC—6044g/L,精练剂NC—6021g/L,pH10~11。
连续汽蒸漂白常在平幅连续练漂机上进行,如履带箱等,间歇式的轧卷式练漂机也可采用。(www.xing528.com)
(2)卷染机漂白工艺:在没有适当设备的情况下,对于小批量及厚重织物的氧漂,可在不锈钢的卷染机上进行。需要注意的是蒸汽管也应采用不锈钢管。
工艺流程:冷洗1道→漂白8~10道(95~98℃)→热洗4道(70~80℃,两道后换水一次)→冷洗上卷。漂白液组成:H2O2(100%)5~7g/L,水玻璃(密度1.4g/cm3)10~12g/L,润湿剂2~4g/L,pH10.5~10.8。
(3)冷堆法漂白工艺:氧漂还可以采用冷堆法进行。冷堆法一般采用轧卷装置,用塑料薄膜包覆好,不使风干,再在一种特定的设备上保持慢速旋转(5~7r/min),防止工作液积聚在布卷的下层,造成漂白不匀。
工艺流程:室温浸轧漂液→打卷→堆置(14~24h,30℃左右)→充分水洗。漂液组成:H2O2(100%)10~12g/L,水玻璃(密度1.4g/cm3)20~25g/L,过硫酸铵4~8g/L,pH10.5~10.8。
过氧化氢漂白还可以在间歇式的绳状染色机、溢流染色机中进行。
过氧化氢对棉织物的漂白是在碱性介质中进行的,兼有一定的煮练作用,能去除棉籽壳等天然物质,因此对煮练的要求较低。
氧漂完成后,织物上残存的双氧水会对后续加工产生不良影响,如染色时破坏活性染料的结构,造成色浅、色花等染色疵病,因此漂白后要进行充分水洗,洗去织物上残存的双氧水。在采用溢流和喷射等染色机间歇式浸漂工艺中,漂白后可以直接在漂白废液中加入过氧化氢酶,酶能在很短的时间内将残留的双氧水分解成水和氧气,能极大地缩短时间,减少用水量。
棉织物用过氧化氢漂白,有许多优点,例如产品的白度较高,且不泛黄,手感较好,同时对退浆和煮练要求较低,便于练漂过程的连续化。此外,采用过氧化氢漂白无公害,可改善劳动条件,是目前棉织物漂白的主要方法。
(三)亚氯酸钠漂白
1.亚氯酸钠溶液性质
亚氯酸钠的水溶液在碱性介质中稳定,在酸性条件下不稳定,要发生分解反应:
2.亚氯酸钠的漂白工艺
(1)连续轧蒸工艺流程:浸轧漂液→汽蒸(95~100℃,pH4.0~5.5,1h)→脱氯(Na2S2O3或Na2SO31~2g/L)→水洗。漂液组成:NaClO2(100%)15~25g/L,活化剂xg/L(根据所用活化剂而定),非离子型表面活性剂1~2g/L。
(2)冷漂工艺:在无合适漂白设备的条件下,亚氯酸钠还可用冷漂法。漂液组成与轧蒸工艺接近,因是室温漂白,故常用有机酸作活化剂。织物经室温浸轧打卷,用塑料薄膜包覆,布卷缓慢转动,堆放3~5h,然后脱氯、水洗。
由于二氧化氯对一般金属材料有强烈的腐蚀作用,亚漂设备应选用含钛99.9%的钛板或陶瓷材料。
亚氯酸钠的酸性溶液兼有退浆和煮练功能,能与棉籽壳及低分子量的果胶物质等杂质作用而使之溶解,因此对前处理要求比较低,甚至织物不经过退煮就可直接进行漂白。
亚氯酸钠漂白的白度好,洁白晶莹透亮,手感也很好,而且对纤维损伤很小,适用于高档棉织物的漂白加工。但亚漂时释放出来的ClO2气体有毒,需要有良好的防护措施。另外,亚漂成本比较高,因而受到很大的限制,目前国内仅用于亚麻织物的漂白。
(四)增白
棉织物经过漂白以后,如白度未达到要求,除进行复漂进一步提高织物的白度外,还可以采用荧光增白剂进行增白。荧光增白剂能吸收紫外光线并放出蓝紫色的可见光,与织物上反射出来的黄光混合成为白光,从而使织物达到增白的目的。由于用荧光增白剂处理后织物反射光的强度增大,所以亮度有所提高。荧光增白剂的增白效果随入射光源的变化而变化,入射光中紫外线含量越高,效果越显著。但荧光增白剂的作用只是光学上的增亮补色,并不能代替化学漂白。
(1)增白工艺:棉织物二浸二轧含荧光增白剂VBL0.5~3.0g/L、pH8~9、40~45℃的增白液,轧液率70%,然后拉幅烘干。
(2)漂白与增白同浴工艺流程:二浸二轧漂白增白液(轧液率100%)→汽蒸(100℃、60min)→皂洗→热水洗→冷水洗。漂白增白液组成:H2O2(100%)5~7g/L、水玻璃(密度1.4g/cm3)3~4g/L、磷酸三钠3~4g/L、荧光增白剂VBL1.5~2.5g/L、pH=10~11。
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