纯棉厚重机织物低温节能前处理助剂及相关工艺研究

摘要

棉织物的前处理作为纺织印染生产加工中的一个重要环节，从发展之初就备受纺织印染加工界的关注。在该领域众多专家学者们长期不懈的研究和探索下，这个重要的生产加工环节也发生着翻天覆地的变化和革新，早在几十年以前就已经开始了从高温、强碱、耗能、耗水的传统模式向低温、低碱、节能、节水新模式的转变。在众多的研究成果中，生物酶在前处理中的应用以及活化双氧水漂白体系的开发，在实现环保型低温节能前处理这一目标的进程中取得了最令人瞩目的成就。生物酶高效、专一、温和的特性，使得其对于降低前处理温度，缩短前处理时间以及减少碱的用量十分有效，在获得令人满意的白度和毛效的同时还能保护纤维免受损伤。活化双氧水体系由双氧水活化剂和双氧水组成，双氧水活化剂可使双氧水在低温下即能达到很高的分解率，大大降低了漂白过程需要的温度。
　　 生物酶的研究已有几十年的历史，目前技术虽比较成熟，可用于工厂实际的生产过程中。但由于生产实践较科学理论研究存在一定的滞后性，故生物酶技术的普及存在一定的障碍，如生产设备的更新，生产工艺的革新，生产技术的创新等。此外，生物酶技术在棉混纺织物以及棉针织物的前处理加工中取得了较好的效果，但对于含杂较多，织物结构密实的一些棉织物的前处理，仍存在难以攻克的难题，尚难用于此类棉织物的前处理加工中。而活化双氧水漂白体系则大多还停留在理论研究及实验室模拟的阶段，付诸于实施也需要一定的时间。
　　 本课题的主要研究对象是纯棉厚重机织物，实验主要的目的是探索可用于纯棉厚重机织物的低温节能的前处理工艺。鉴于生物酶技术在纯棉厚重机织物的前处理中收效甚微，本课题仍将烧碱作为主要的精练剂，在传统的烧碱/双氧水练漂工艺的基础上，对前处理过程中用到的助剂展开研究。首先对多种商品化助剂进行分类，如:渗透剂、乳化剂、金属离子螯合剂、双氧水活化剂等，使每种助剂功能专一化;接着对这些助剂的性能及其使用效果进行研究，从中选出性能优异、使用效果好的助剂进行复配;最后对实验得到的复合前处理助剂进行应用工艺的优化和使用效果的研究，探索其在棉织物的前处理过程中对降低温度、减少碱用量、缩短前处理时间的作用。课题的研究结果表明:
　　 (1)以AEC9-Na为代表的醇醚羧酸酯类表面活性剂的临界胶束浓度值最小，但它的水溶液最低表面张力值最高。以快速渗透剂T和快速渗透剂TF-107为代表的磺酸盐类表面活性剂在低碱的水溶液中，润湿渗透性能最佳，但不耐高浓度的碱剂。以耐碱渗透剂AEP为代表的醇醚磷酸酯类表面活性剂，高温耐碱性最佳，耐碱渗透性优良，且具有适合复配的特性。
　　 (2)棉织物精练过程中所选用的乳化剂的最佳HLB值范围应在10.35～11.35之间。此HLB值范围内的乳化剂对棉纤维中不溶于水的杂质具有最佳的乳化去除作用。主链上带有支链结构的聚氧乙烯醚类乳化剂润湿渗透性能良好，同时具有乳化性，其使用效果优于直链聚氧乙烯醚类（嵌段聚氧乙烯醚类）和含有苯环取代基的聚氧乙烯醚类乳化剂。实验确定了精练的最佳工艺条件:NaOH40g/L，耐碱渗透剂AEP3g/L，异构醇聚氧乙烯醚5g/L，聚氧乙（丙）烯嵌段聚合物3g/L，螯合剂WF2g/L一浸一轧，60℃下保温90min，热水洗，冷水洗。
　　 (3)对精练后的棉织物进行漂白，通过控制单因素变量的实验方法，分别研究了低温练漂剂用量、漂白工作液的pH、漂白温度这三个因素对织物漂白效果的影响，通过对实验数据进行分析，得出了纯棉厚重机织物漂白的最佳工艺条件为:JFC2 g/L，低温练漂剂5g/L，工作液pH=9.5，两浸两轧，在80℃下保温60min，后用热水洗，再用冷水洗。
　　 (4)自制新型前处理助剂和传统的前处理助剂相比，后者更适用于浸渍法前处理工艺，前者更适用于连续的汽蒸法前处理工艺。在前处理工艺相同时，自制新型前处理助剂能够使织物获得更好的前处理效果。自制新型前处理助剂在冷堆法前处理中使用效果欠佳，但在冷堆后增加短蒸过程，织物能够获得优异的前处理效果。

目录

声明

摘要

第一章 前言

1．1 引言

1．2 棉织物前处理理论基础

1．2．1 棉纤维的结构与性质

1．2．2 棉纤维中的天然杂质

1．2．3 棉织物的精练

1．2．4 棉织物的漂白

1．3 国内外棉织物练漂前处理的研究趋势

1．3．1 研究开发环保型前处理助剂

1．3．2 研究生物酶在棉织物前处理中的应用

1．3．3 短流程前处理工艺

1．3．4 新型前处理剂和新型前处理方法

1．4 本课题研究的目的和内容

参考文献

第二章 纯棉厚重机织物精练助剂的基本性能研究

2．1 实验材料、仪器设备和药品

2．1．1 实验材料

2．1．2 实验仪器与设备

2．1．3 实验试剂与药品

2．2 分析与测试方法

2．2．1 渗透剂耐碱性能测试

2．2．2 渗透剂耐碱渗透性能测试

2．2．3 渗透剂高温下耐碱渗透性检测

2．2．4 表面张力

2．2．5 临界表面胶束浓度

2．3 结果与讨论

2．3．1 渗透剂的基本性质

2．3．2 渗透剂耐碱性能的研究

2．3．3 渗透剂的耐碱渗透性研究

2．3．4 温度对表面活性剂耐碱渗透性的影响

2．4 本章小结

参考文献

第三章 纯棉厚重机织物精练过程中表面活性剂的选择

3．1 实验材料、仪器设备和药品

3．1．1 实验材料

3．1．2 实验仪器与设备

3．1．3 实验试剂与药品

3．2 分析与测试方法

3．2．1 非离子表面活性剂亲疏平衡值的计算方法

3．2．2 表面张力的测定

3．2．3 毛细管效应的测定

3．2．4 果蜡残留率的测定

3．2．5 失重率的测定

3．2．6 白度的测定

3．3 结果与讨论

3．3．1 乳化剂复配方法及复配乳化剂的HLB值

3．3．2 乳化剂HLB值对精练后织物果蜡残留率的影响

3．3．3 乳化剂HLB值对精练后织物失重率的影响

3．3．4 乳化剂HLB值对精练后织物毛效的影响

3．3．5 乳化剂结构对纯棉织物的精练效果的影响研究

3．3．6 金属离子对棉织物精练效果影响研究

3．3．7 复配精练助剂使用效果比较

3．3．8 纯棉厚重机织物环保精练工艺的探究

3．4 本章小结

参考文献

第四章 纯棉厚重机织物漂白助剂及工艺的研究

4．1 实验材料、仪器设备和药品

4．1．1 实验材料

4．1．2 实验仪器和设备

4．1．3 实验试剂与药品

4．2 分析与测试方法

4．2．1 高锰酸钾溶液的配制

4．2．2 双氧水分解率的测定

4．2．3 毛细管效应的测定

4．2．4 白度的测定

4．2．5 断裂强度的测定

4．2．6 撕破强力的测定

4．2．7 棉籽壳数

4．3 实验结果与讨论

4．3．1 低温练漂剂对双氧水分解率的影响

4．3．2 低温练漂剂浓度对漂白效果的影响

4．3．3 pH对漂白效果的影响

4．3．4 温度对漂白效果的影响

4．4 本章小结

参考文献

第五章 纯棉厚重机织物低温前处理工艺的研究

5．1 实验材料、仪器设备及药品

5．1．1 实验材料

5．1．2 实验仪器和设备

5．1．3 实验试剂与药品

5．2 实验内容

5．2．1 汽蒸一步法工艺优选(正交试验)

5．2．2 浸渍一浴法工艺优选(正交试验)

5．2．3 冷堆工艺优选(正交试验)

5．2．4 冷堆-短蒸工艺优选(正交试验)

5．2．5 传统前处理工艺

5．2．6 毛细管效应的测定

5．2．7 白度的测定

5．2．8 断裂强度的测定

5．2．9 撕破强力的测定

5．2．10 棉籽壳数

5．2．11 织物潜在损伤的测试

5．2．12 直接染料染色方法

5．2．13 活性染料染色方法

5．2．14 直接染料上染百分率的测定

5．2．15 活性染料吸尽率(E)和固色率(F)的测定

5．2．16 织物损伤程度的测定

5．2．17 K／S值的测定

5．3 实验结果与讨论

5．3．1 纯棉厚重机织物汽蒸一步法前处理工艺的确定

5．3．2 纯棉厚重机织物浸渍一浴法前处理工艺的确定

5．3．3 纯棉厚重机织物冷堆前处理工艺的确定

5．3．4 纯棉厚重机织物冷堆-短蒸前处理工艺的确定

5．3．5 优化工艺与常规工艺的比较

5．3．6 不同处理工艺下纤维受损程度研究

5．3．7 前处理织物对直接染料可染性的比较

5．3．8 前处理织物对活性染料可染性的比较

5．4 本章小结

参考文献

第六章 结论

攻读硕士学位期间发表论文情况

致谢