1 西欧亚麻原料性质分析地处西经5°至东经15°、北纬40°~55°这一区域是欧洲亚麻生长自然条件较好的地区,其气候温和、温差小、降水量适中,此地所产的亚麻原料与东欧、亚洲亚麻原料的理化性质有较大差异。一般来说,成熟期收获的亚麻原茎,经加工所产的打成麻,其一粗、二精及木质素含量平均为8.5%,纤维素含量平均为75%,脂油含量平均为1%,果胶含量为4.2%,单纤维平均长度10mm~30mm,强力较国产的稍高。
2 化学加工机理亚麻纤维的化学加工是一个复杂的理化过程。通常我们所采用的粗纱漂白就是通过各种化工原料在高温高压条件下对以束纤维形态存在的亚麻纤维中的非纤维素物质进行分解,对色素进行去除,从而得到分裂度较高、长度较长、较为柔软而更适合于纺纱的亚麻束纤维。我国一般采用亚漂氧漂相结合的亚麻粗纱漂白工艺,工艺流程为: 酸洗→亚氯酸钠漂白→水洗→碱浸→双氧水漂白→水洗
亚麻粗纱漂白是去除或分解一部分非纤维素物质的过程,因这些物质妨碍以后亚麻产品的加工工艺,必须处理。同时,粗纱漂白不仅仅取决于纤维的化学结构和性能,同时还取决于被加工织物的品种和纺纱方法,既要与纺纱生产相适应,又要保证化学加工后的纤维有适宜的分裂度和长度来纺出优质纱。
3 实验分析
(1)设备条件:扬程小,电流值最大50A~1400A高温染色机。
(2)实验材料:法国二粗加工的1.2N粗纱供纺15N细纱,粗纱捻系数0.215,纱重360kg/锅,卷绕密度0.34g/m3,浴比1:7,流量10。
(3)实验:
实验(一)酸洗:H2SO4 1.8g/L JFC0.55g/L
亚漂:NaClO2 4.2g/L JFC0.9g/L NaNO3 2.8g/L
氧漂:NaOH 0.54g/L Na2CO3 4.3g/L Na2SiO3 10g/L Na5P7O10 0.5g/L H2O22.1g/L JFC0.55g/L
总碱度:3.0g/L
反应条件:酸洗亚漂30℃、20min升至50℃、30min,氧煮45℃、2min,30min内升至97℃、30min。
成纱:5个色头,好纱率85%。
实验(二) 酸洗:H2SO4 1.8g/L HAC 0.45g/L JFC2.5kg
亚漂:NaClO2 4.2g/L JFC 0.9g/L NaNO32.8g/L
氧漂:Na2CO3 6.16g/L NaOH 0.54g/L Na2SiO3 10.18g/L H2O22g/L JFC0.5g/L
总碱度:3.5g/L
反应条件:酸洗亚漂30℃、20min升至50℃、50min,氧漂45℃、2min,加H2O2,30min升至97℃、50min。
成纱:4个色头,好纱率89%。
实验(三)酸洗:H2SO41.64g/L HAC 0.81g/L JFC 1.5g/L
亚漂:NaClO2 4.2g/L JFC0.98g/L NaNO3 2.8g/L
氧漂:Na2SiO3 10.7g/L NaOH 0.54g/L Na2CO34.3g/L Na5P7O10 0.5g/L H2O22.1g/L JFC0.55g/L
总碱度:3.0g/L
反应条件:酸洗亚漂25℃、20min升至50℃、20min,在10min内升至60℃、10min,氧漂35℃、30min升至95℃、20min后在10min内升至100℃、10min。成纱:4个色头,好纱率93.8%。
4 试验情况的各项指标
NaClO2在pH=3~4时反应比较均匀、稳定,也较充分,有利于粗纱内外层反应均匀一致,而加入一些有机酸后效果更佳。在现有设备条件下,粗纱卷绕密度小些,有利于反应充分,且不损坏纱型(一般在0.33~0.34之间较好)。加入适量的渗透剂有利于充分反应及保证粗纱内外层一致。
三次试验情况各项指标 试验次序 纤维分裂度(Nm) 长度(mm) 白度(%) 损失率(%)
1 744 86 48.3 11.56
2 816 98 47.9 12.75
3 815 100 48.9 11.37
稳定剂Na2SiO3与氧化剂H2O2的用量以5:1为好,这样可稳定H2O2在碱性条件下的反应,如用纯碱Na2CO3多些可使反应更充分且纤维柔软。采用较缓慢均匀的升温对内外层反应趋于一致。用重漂轻煮法有利于提高纤维分裂度且不易损伤纤维,也有利于湿纺纺纱质量。
5 结 语
通过以上的试验可知,西欧亚麻原料的化学加工与国产麻加工是有一定差异的。当亚麻粗纱化学煮漂工艺中所使用的氧化剂、稳定剂、活化剂与工艺条件发生变化时,纤维素结构也相应地发生变化,但其最终目的是要适应不同产地原料性质的差异,以取得最恰当的纺纱效果,最终做到白度纯正、色差小、不结垢、对纤维损伤小、耐酸碱性和耐高温性强、损失率低等。
此次试验的酸洗过程中,恰当地运用了部分有机酸,使其既充分地分解了纤维中的微生物,去除了大部分金属离子,又不易脆化纤维。合适的pH值能保证亚氯酸钠在漂白过程中的反应速度,较好地膨化分解木质素等非纤维素物质。在对西欧亚麻的加工工艺过程中,使用的各种化工料浓度应满足亚麻的初加工形式(温水法、雨露法)、纺纱机牵伸形式和杂质含量等。
适合的碱度,既满足了H2O2稳定的反应,又使纤维中的含氮物质水解形成氨基酸钠盐被从纤维中除去,果胶质在碱的作用下可水解进入漂液中。
纤维中的各种纤维素伴生物在氧化剂H2O2的作用下被水解,这些伴生物平时能防止亚麻纤维遭受外界物质氧化的破坏而在前步加工过程中产生一定程度的缩聚,形成了较复杂的深褐色物质,故在漂白时要使用较高浓度的氧化剂,而为了提高纤维的分裂度,必须除去这些包覆在纤维表面的杂质。如果在纤维束中的单纤维被木质素胶结,即使纤维表面已很好地清除杂质,在湿纺细纱中也会带许多杂质,所以在对这样的纤维进行漂白时,必须靠充分膨化破坏木质素来保证纤维的分裂。要想保证不同产地的原料在加工后都能在湿纺牵伸时有良好的分裂度,就要恰当地掌握西欧亚麻与国产亚麻的不同特性,配以不同的煮漂工艺。
虽然目前亚麻漂白工艺众多,如双氧漂、氯氧双漂、双氯漂等,但无论哪种工艺,主要目的就是充分提高纤维分裂度,且保证一定的纤维束长度,以利于纺纱。而从国外大多数厂家的实践来看,亚氧漂工艺是较为成熟稳定的。