l 前 言
传统的亚麻氧漂工艺采用烧碱、渗透剂、稳定剂、双氧水等助剂,由于漂液的pH值较高以及助剂品种多、反应时问长等,造成损失率较高,使纤维受损变脆、强力降低、手感粗硬、耗水耗能多等。目前欧洲推出一种非烧碱氧漂助剂的快速氧漂工艺,实现了漂、染加工即时化生产,在棉及各种化纤、混纺产品上应用的效果非常好,我们在亚麻上也进行了应用试验。
2 传统的氧漂工艺
在高温及空气存在的条件下,纤维与烧碱作用能够导致纤维氧化,由于纤维素剩基环上因氧化而产生的基团(醛基)能使葡萄糖甙键对碱变得敏感而引起聚合度下降,造成纤维脆损,强力下降。在氧漂中,漂液自始至终有过量的烧碱,烧碱是一种活化剂,能使H202转变为过氧氢离子HO0一)。如碱浓度掌握不好,碱浓度过高反而会引起无效分解,产生o 和HO0(过氧氢离子),这不仅使H202失去漂白的作用,增加H2O2的消耗,而且0 渗透到纤维内部,在高温碱性条件下,将使纤维素发生严重降解,使纤维素受到损伤。麻纤维中含有的蜡质和油质,在烧碱溶液中发生皂化、溶解,再经水洗而被去除,造成纱线失重率高和手感粗硬。在烧碱氧漂中,烧碱与纤维素生成碱纤维素。碱纤维素是由分子化合物和纤维醇的化合物组成。生成分子化合物:C6 H702(OH)3+NaOH— C6H702(OH)3+NaOH生成纤维素醇化合物:在氧漂中,漂液自始至终有过量的烧碱,烧碱是一种活化剂,能使H202转变为过氧氢离子(HO0一)。如碱浓度掌握不好,碱浓度过高反而会引起无效分解,产生o 和HO0(过氧氢离子),这不仅使H202失去漂白的作用,增加H2O2的消耗,而且0 渗透到纤维内部,在高温碱性条件下,将使纤维
素发生严重降解,使纤维素受到损伤。麻纤维中含有的蜡质和油质,在烧碱溶液中发生皂化、溶解,再经水洗而被去除,造成纱线失重率高和手感粗硬。在烧碱氧漂中,烧碱与纤维素生成碱纤维素。碱纤维素是由分子化合物和纤维醇的化合物组成。生成分子化合物:C6 H702(OH)3+NaOH— C6H702(OH)3+NaOH生成纤维素醇化合物:
C6 H702(OH)3+NaOH— —C6H702(oH)2ONa+H20纤维素与烧碱生成的这两种不同组成的碱纤维素都容易水解,很不稳定。碱纤维素称作水化纤维素,在化学结构上虽然与原纤维素相同,但含有化学结合水。碱纤维素虽然很不稳定,容易水洗后去碱,但也有一定量的碱比较牢固地与纤维素结合,即使经水洗甚至用试剂也不能完全去碱,由于碱与纤维素的这种作用,造成氧漂后水洗去碱的次数多,耗水量大。
3 氧漂助剂197和工艺
德国某公司新研制的一种复合型多功能固体氧漂助剂197不含烧碱,在氧漂时只需氧漂助剂和双氧水。助剂197取代了传统工艺中的烧碱、渗透剂、稳定剂、螫合剂、精练剂等,彻底消除了传统工艺中由于烧碱而带来的副作用。
3.1 氧漂助剂197的特性
外 观:白色粒状晶体
离子类型:阴离子
pH值:水溶后l0.5~12
溶解性:易溶于温水中
化学特性:抗氧化性能强的络合分子}昆合物
3.2 氧漂助剂197机理分析
氧漂时pH值的控制是十分重要的,既要获得白度又不使强力明显下降。pH:9~10时白度最佳,pH>11时白度下降;pH=3~10强力较好,pH>l0或<3强力明显下降。从纤维聚合度来看,溶液pH值在6~l0范围内产品能保持满意水平,pH<6或>10时,纤维聚合度均发生明显下降。若以烧碱调节pH值,一般pH值超过11,这给氧漂带来一系
列副作用,而使用非烧碱的氧漂特效助剂197,其用量2.2g/L~3g/L时,pH值控制在10.3~10.5,非常
稳定且安全。助剂197特别适合快速高温氧漂,既能保持强力又能提高白度,最主要的是缩短漂白时间,达到了快速漂白的目的。在常压中以98℃ ~100~C漂白时,大量热量及H202分解物以汽化形式散失于大气中。在高温时H202极易分解,且H202有效分解产物为02,其在漂液中的溶解度大大降低,在非密闭常压情况下极易溢出漂液从而影响氧漂效果。由于常压下温度不可能超过100~C,故H202不能充分有效分解。使用非烧碱的氧漂特效助剂有很好的渗透、螯合、稳定、乳化之功效,在高温高压下氧漂非常安全,且充分发挥快速氧漂的作用。其特点为:
(1)在加压密闭氧漂时,由于H202分解产物不容易损失,其分解速率随着温度升高而加快,但由于分解产物达到一定浓度而受到抑制,使分解速率趋于缓慢,因此,整个漂白过程处于H202分解充分而又缓慢的有效漂白范围内,温度在98℃ 氧漂45rnin时,H202的分解率为70%;在120℃氧漂15rnin时,H,0,的分解率可达到90%。(2)在高温高压氧漂时,由于H202的有效分解物与纱的接触时间增加而加大了交换比,又因受压而向纤维芯层渗透扩散,而197助剂有乳化作用,从而使氧漂达到匀、透、净的效果。
4 技术经济分析
(1)缩短工艺时间。快速氧漂工艺比传统工艺缩短90rain~120rain的时间,节电、节汽、省时,减少用工,提高了生产率。
(2)漂白质量匀、透、净。氧漂特效助剂在氧漂过程中使纤维中的色素、杂质、油剂经充分氧化、乳化、净化、净洗而被去除,除杂效果透彻,白度好于传统工艺,漂后容易洗净,并节约用水。
(3)简化操作,清洁化生产。该工艺因省去了烧碱、渗透剂、稳定剂、螯合剂等助剂,大大减少了搬运