柞絲綢的過甲酸漂白工藝研究

劉　群，丁　斌，關(guān)　昶，王海東，李　祥，郝鳳嶺

(吉林化工學(xué)院 輕化工程系， 吉林 吉林 132022)

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柞絲綢的過甲酸漂白工藝研究

劉群，丁斌，關(guān)昶，王海東，李祥，郝鳳嶺

(吉林化工學(xué)院 輕化工程系， 吉林 吉林 132022)

摘要:采用過甲酸對柞絲綢進(jìn)行漂白。討論漂白溫度、pH值、過甲酸質(zhì)量濃度、漂白時間等因素對柞絲綢漂白效果的影響，并測試漂白絲綢的斷裂強(qiáng)力，比較過甲酸漂白優(yōu)化工藝與雙氧水漂白工藝的漂白效果。結(jié)果顯示，過甲酸漂白柞絲綢較佳工藝為：漂白溫度95 ℃、過甲酸質(zhì)量濃度18 g/L、pH 10、漂白時間80 min；過甲酸漂白的白度高于雙氧水漂白，分別為57.84%、45.66%；過甲酸漂白的強(qiáng)力損失率略高于雙氧水漂白，分別為11.09%、8.70%，具有較好的強(qiáng)力保持率。

關(guān)鍵詞:柞絲綢；過甲酸；漂白；雙氧水

柞蠶絲滑爽舒適，手感柔軟，其絕緣性、強(qiáng)力、伸度、抗脆化，以及耐酸、耐堿等性能均優(yōu)于桑蠶絲[1-2]，常用作各種衣著面料和裝飾用織物，在工業(yè)和國防上用于制作耐酸工作服、帶電作業(yè)服、炸彈藥囊等[3-4]。柞蠶絲具有天然的黃褐色，在精練后需要進(jìn)行漂白，常用的漂白劑是雙氧水[5-6]。

常規(guī)的H2O2漂白在沸點溫度下有較佳的漂白效果，但存在能耗大，過度降解，織物強(qiáng)力損失嚴(yán)重等缺陷[7]。過氧酸漂白體系是一個高效的氧化體系，最常見的是過乙酸漂白體系[8-9]。過甲酸有較高的氧化電位，高于過乙酸等其他過氧化物，比傳統(tǒng)漂白劑有更高的漂白效率[10]，但未見過甲酸漂白柞絲綢的研究報道。

本研究以過甲酸為漂白劑漂白柞絲綢，初步探討過甲酸對柞絲綢的漂白工藝，并與雙氧水漂白作對比，為過甲酸漂白柞絲綢的應(yīng)用提供參考。

1　試　驗

1.1材料與儀器

材料：柞絲綢(平紋，平方米質(zhì)量120 g/m2，經(jīng)向斷裂強(qiáng)力586 N，白度31.1%，市售)，過甲酸(質(zhì)量分?jǐn)?shù)19%，自制)，雙氧水(質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%，天津市永大化學(xué)試劑有限公司)，乙二胺四乙酸二鈉(分析純，天津市大茂化學(xué)試劑廠)，碳酸鈉(分析純，西隴化工)。

儀器：YG026T型電子織物強(qiáng)力機(jī)(溫州方圓儀器有限公司)，WBS-Ι白度儀(上海昕瑞儀器儀表有限公司)，PHS-3CW數(shù)字式酸度計(上海般特儀器制造有限公司)。

1.2柞絲綢漂白工藝

過甲酸10～20 g/L，乙二胺四乙酸二鈉5 g/L，JFC 3 g/L，用碳酸鈉調(diào)節(jié)pH值7～11，浴比1:30，漂白溫度70～100 ℃，漂白時間50～90 min；漂白液升溫到指定溫度后，將柞絲綢潤濕投入到漂白液中，漂白結(jié)束后用50 ℃溫水洗1次，0.5%稀醋酸洗1次，之后水洗，晾干。

1.3測試方法

1.3.1白度

參照GB/T 8424.2—2001《紡織品 色牢度試驗 相對白度的儀器評定方法》標(biāo)準(zhǔn)，用WBS-Ι白度測試儀平行測試3次，取平均值。

1.3.2斷裂強(qiáng)力

參照GB/T 3923.1—2013《紡織品 織物拉伸性能 第1部分：斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長率的測定(條樣法)》，用YG026T型電子織物強(qiáng)力機(jī)平行測試3次，取平均值。

2　結(jié)果與分析

2.1漂白工藝探索

以過甲酸為主漂劑對柞絲綢進(jìn)行漂白試驗，通過單因素試驗考察漂白溫度、pH值、過甲酸濃度、漂白時間等因素對柞絲綢漂白效果的影響，優(yōu)化漂白工藝。

2.1.1漂白溫度對柞絲綢漂白效果的影響

過甲酸18 g/L，pH 9.9，漂白時間60 min。考察漂白溫度對柞絲綢漂白效果的影響，結(jié)果見圖1。

圖1　漂白溫度對柞絲綢漂白效果的影響Fig.1　Impact of bleaching temperature on tussah cloth bleach effect

由圖1可知，隨著漂白溫度的升高，柞絲綢白度逐漸增大，95 ℃時白度達(dá)到最大值，繼續(xù)提高溫度，白度略有下降。過甲酸是甲酸與雙氧水反應(yīng)獲得的，以過氧自由基、羥基自由基等活性物質(zhì)破壞色素發(fā)色團(tuán)，起到漂白作用；過甲酸在低溫條件下，相對穩(wěn)定，產(chǎn)生活性自由基數(shù)量較少，氧化漂白能力受到限制；漂白溫度升高，分子運動加劇，加快了過甲酸的分解，產(chǎn)生大量過氧自由基，柞絲綢白度隨之增大；但溫度過高，會導(dǎo)致過甲酸消耗過快，有效氧化時間縮短，并且接近過甲酸沸點時也會造成過甲酸的揮發(fā)消耗。所以適宜的漂白溫度為95 ℃。

2.1.2pH值對柞絲綢漂白效果的影響

過甲酸18 g/L，漂白溫度95 ℃，漂白時間60 min。考察pH值對柞絲綢漂白效果的影響，結(jié)果見圖2。

圖2　pH值對柞絲綢漂白效果的影響Fig.2　Impact of pH value on tussah cloth bleach effect

由圖2可知，在低pH值時，柞絲綢白度有一定提高，但提高幅度較小；當(dāng)pH值大于9時，白度快速增大，但堿性過大柞絲綢白度下降，不利于過甲酸的柞絲綢漂白。一方面，pH值較低時，過甲酸相對穩(wěn)定，分解速度慢，過氧自由基氧化作用有限，在有限時間內(nèi)表現(xiàn)出的氧化能力較低；pH值過高，過甲酸穩(wěn)定性較差，會迅速分解，產(chǎn)生的過氧自由基來不及發(fā)揮作用便被消耗在工作液中。另一方面，堿性條件下柞絲綢會進(jìn)一步得到精練，色素減少，滲透性變好。因此，較佳pH值為10。

2.1.3過甲酸質(zhì)量濃度對柞絲綢漂白效果的影響

漂白溫度95 ℃，pH 10，漂白時間60 min。考察過甲酸質(zhì)量濃度對柞絲綢漂白效果的影響，結(jié)果見圖3。

圖3　過甲酸質(zhì)量濃度對柞絲綢漂白效果的影響Fig.3　Impact of performic acid concentration on tussah cloth bleach effect

由圖3可知，隨著過甲酸質(zhì)量濃度的增加，柞絲綢白度逐漸提高，當(dāng)質(zhì)量濃度達(dá)到18 g/L時柞絲綢白度達(dá)到最大；繼續(xù)增大過甲酸質(zhì)量濃度，柞絲綢白度略有下降。在較低質(zhì)量濃度時，過甲酸分解產(chǎn)生的過氧自由基數(shù)量有限，能最大限度地作用于絲的表面，提高白度；當(dāng)過甲酸質(zhì)量濃度較高時，由于絲的內(nèi)外表面有限，只有一部分過氧自由基被吸附，因此白度不能隨過甲酸質(zhì)量濃度增加而成比例提高；并且過甲酸質(zhì)量濃度過大，氧化反應(yīng)持久劇烈，會對柞絲綢造成一定損傷，使柞絲綢強(qiáng)力和表面光滑性變差，導(dǎo)致白度下降。因此，選擇過甲酸質(zhì)量濃度以18 g/L為宜。

2.1.4漂白時間對柞絲綢漂白效果的影響

過甲酸質(zhì)量濃度18 g/L，漂白溫度95 ℃，pH 10。考察漂白時間對柞絲綢漂白效果的影響，結(jié)果見圖4。

圖4　漂白時間對柞絲綢漂白效果的影響Fig.4　Impact of bleach time on tussah cloth bleach effect

由圖4可知，漂白80 min，柞絲綢白度達(dá)到較大值；隨后，延長漂白時間柞絲綢的白度稍有提高。過甲酸對柞絲綢的漂白時間主要受兩方面制約：一是過甲酸在堿性條件下的分解速率較快，產(chǎn)生的過氧自由基數(shù)量多，在工作液中的損耗也大，不能持續(xù)長久地起到氧化作用；二是過氧自由基在絲的表面吸附、擴(kuò)散，與色素共軛體系發(fā)生反應(yīng)需要一定的作用時間。因此，只要過甲酸的分解消耗壽命大于吸附、擴(kuò)散、氧化時間即可。考慮生產(chǎn)效率，較佳漂白時間以80 min為宜。

2.2過甲酸與雙氧水漂白效果的對比

過甲酸質(zhì)量濃度18 g/L(質(zhì)量分?jǐn)?shù)19%)或雙氧水質(zhì)量濃度18 g/L(質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%)，漂白溫度95 ℃，pH 10，漂白時間80 min。對比過甲酸與雙氧水的漂白性能，結(jié)果見表1。

表1　織物漂白效果的對比

由表1可知，過甲酸漂白柞絲綢的白度高于雙氧水，說明在相同條件下過甲酸的氧化漂白能力遠(yuǎn)高于雙氧水；經(jīng)兩種漂白劑漂白柞絲綢的斷裂強(qiáng)力均有所下降，但織物強(qiáng)力損失率較小，仍滿足服飾需求；過甲酸漂白柞絲綢的強(qiáng)力損失率稍高一些，也說明過甲酸對柞絲綢的氧化作用要大于雙氧水的氧化作用。

3　結(jié)　論

過甲酸漂白柞絲綢的較佳工藝為：漂白溫度95 ℃、過甲酸質(zhì)量濃度18 g/L、pH 10、漂白時間80 min。與雙氧水漂白相比，過甲酸漂白柞絲綢的白度較高；過甲酸漂白強(qiáng)力損失率略高于雙氧水漂白，但具有較好的強(qiáng)力保持率。

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DOI:10.3969/j.issn.1001-7003.2016.04.005

收稿日期:2015-09-03; 修回日期:2016-03-11

作者簡介:劉群(1987—)，男，講師，碩士，主要從事染整技術(shù)與助劑開發(fā)。通信作者：丁斌，教授，dingbin1956@163.com。

中圖分類號:TS192.744

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

文章編號:1001-7003(2016)04-0025-04引用頁碼:041105

Research on performic acid bleaching process on tussah cloth

LIU Qun, DING Bin, GUAN Chang, WANG Haidong, LI Xiang, HAO Fengling

(Light Chemical Engineering, Jilin Institute of Chemical Technology, Jilin 132022, China)

Abstract:In this paper, tussah cloth was bleached with performic acid, the impact of factors such as bleach temperature, pH valve, mass concentration of performic acid and bleach time etc., on the bleach results of tussah cloth were discussed.Breaking force of bleached silk was tested.The effects of mass concentration of performic acid, temperature, time, pH value on bleaching were discussed.The bleaching effects by performic acid in optimum conditions and by hydrogen peroxide respectively were compared.The results show that the optimum bleaching process using performic acid are 18 g/L mass concentration of performic acid, pH value of 10, bleaching at 95 ℃ for 80 minutes.The whiteness of performic acid bleach is higher than that of H2O2bleach, and the values are 57.84% and 45.66% respectively.The strength loss of performic acid bleach is slightly higher than that of H2O2bleach, the values are 11.09% and 8.70% respectively, but it still has good strength retention.

Key words:tussah cloth; performic acid; bleaching; hydrogen peroxide