Premix 3in1 多功能三合一前處理劑的應用工藝研究

廖雅麗，褚維發，朱守誠，丁文俊，劉國慶，徐慶林

（合肥市東方美捷分子材料技術有限公司，安徽合肥230088）

純棉織物有環保、透氣、舒適等優勢，受人喜愛，因此在服裝市場上占很大比例。棉纖維組分中除了含有纖維素外還含有少部分雜質（棉籽殼、蠟狀物、果膠質、含氮物質、色素），這將降低纖維素固有的白色外觀[1]。在前處理過程中除去這些雜質，有利于提高織物的白度和吸濕性，便于后續染色和印花。

傳統堿精練需在高溫強堿條件下進行[2]，處理后的廢水堿性強，嚴重污染生態環境，并消耗大量的水、電、汽等資源[3]，且高溫強堿的前處理條件，極易造成棉纖維的氧化損傷[4]。因此，研究低堿前處理工藝勢在必行。

棉織物前處理試劑常規用量為：精煉劑1g/L，螯合分散劑0.5 g/L，氧漂穩定劑0.5 g/L，雙氧水4g/L，氫氧化鈉2 g/L。傳統棉織物前處理加工過程中，先用精煉劑進行精練，以去除織物上的果膠、棉蠟等雜質，再使用雙氧水進行漂白[5]。該方案堿劑和精煉劑的用量大，原料消耗大，加料程序繁瑣，生產成本高。故研究能解決退漿、煮練、漂白等一系列前處理多功能型助劑已成為海內外研究的熱點。為了滿足市場需求，筆者研究開發了集精練、螯合分散、氧漂穩定于一體的Premix 3in1 三合一前處理功能助劑。對于純棉織物，前處理試劑在低用量低堿的條件下也能達到較好白度、很高毛效，且對織物強力損傷較小，能滿足工業需求，且節約生產成本。

1 實驗部分

1.1 實驗材料

21 支純棉梭織坯布；氫氧化鈉；雙氧水（27.5% ）；Premix 3in1 三合一前處理劑（自制）。

1.2 實驗儀器

染色小樣機（南通寶來紡織設備有限公司）；JC101型電熱鼓風干燥箱（南通嘉程儀器有限公司）；XT-48B白度儀（杭州研特儀器有限公司）；CMT4000 系列微機控制電子萬能試驗機（深圳市新三思材料檢測有限公司）。

1.3 工藝流程及處方

1.3.1 工藝流程

按工藝處方配制完工作液后放入純棉坯布，98℃處理60 min 后取出織物，先用80℃～90℃熱水洗后冷水洗，最后烘干檢測棉織物的白度、毛效、強力。

1.3.2 工藝處方（表1）

表1 工藝處方

1.4 測試

白度：按照GB/T 8424.2-2001《紡織品色牢度試驗相對白度的儀器評定方法》測試。每塊漂白布樣均折疊兩次形成四層不透光樣品，在織物表面不同位置測四次，取白度的平均值。

滲透力：參照FZ/T 01071-1999《紡織品毛細效應試驗方法測試》。將待測織物剪成30 cm*5 cm（徑*緯）的布條，并將其懸垂在支架上，下端浸于濃度為0.5% 的重鉻酸鉀水溶液中，測定30 min 內液體沿布條向上爬升的高度。重復操作四次，取平均值。

強力：漂白過程中，除了天然色素受到破壞之外，棉纖維本身也會受到損傷[6]，也就是織物強力會有損傷。測定方法按照GB/T 3923.1-1997《紡織品斷裂強力和斷裂伸長率的測定條樣法》。

2 結果與討論

2.1 單因素變量對棉織物性能的影響

2.1.1 三合一前處理助劑影響

在雙氧水4 g/L、氫氧化鈉0.5 g/L 用量一定的條件下，分別配制不同濃度Premix 3in1 三合一前處理劑處理純棉織物并測試其效果。測試結果見表2。

表2 不同濃度Premix 3in1 三合一前處理劑處理效果

Premix 3in1 三合一前處理劑是集精煉劑、螯合分散劑、氧漂穩定劑于一體的前處理助劑。從表2 可以看出，隨三合一前處理劑用量的增加，白度和毛效逐漸增加，但強力逐漸下降。當三合一前處理劑僅為0.25g/L 的低用量時，毛效高達9.5 cm/30 min（棉織物毛效合格標準≥8 cm/30 min）。從生產需求和經濟成本上看，三合一前處理劑用量為0.25～0.5 g/L 為宜。

2.1.2 雙氧水影響

在Premix 3in1 三合一前處理劑0.25g/L、氫氧化鈉0.5g/L 用量一定的條件下，單一改變雙氧水的用量，處理純棉坯布，測試結果見表3。

表3 不同濃度雙氧水處理效果

從表3 可以明顯看出，隨雙氧水用量的增加，白度、毛效逐漸增加，強力逐漸降低。雙氧水濃度為4g/L 時的白度、毛效、強力已經能滿足生產需求，增加用量雖然白度和毛效都有所提高，但經濟成本也相應提高，故雙氧水濃度應為4g/L。

2.1.3 燒堿影響

在Premix 3in1 三合一前處理劑0.25g/L、雙氧水4g/L 用量一定的條件下，分別配制不同濃度的氫氧化鈉溶液處理純棉坯布，測試結果見表4。

表4 不同濃度氫氧化鈉處理效果

從表4 可以明顯看出，隨氫氧化鈉用量的增加，白度和毛效逐漸增加，但增加的均不多，織物的強力下降且下降幅度大。綜合考慮，選擇氫氧化鈉濃度為0.75 g/L。

2.2 正交實驗

根據單因素控制變量法分別研究了各個變量對前處理后織物的白度、毛效、強力的影響，并確定每個工藝的合適用量，進行正交實驗。通過正交實驗，獲得三合一前處理劑、雙氧水、氫氧化鈉用量的最佳配比。根據本實驗的單因素實驗，確定3 因素3 水平的正交實驗。處理溫度為98℃，處理時間為60 min，結果見表5～表6。

通過表6 正交實驗的極差分析可知，對于棉織物白度，雙氧水濃度影響最大，其次是氫氧化鈉，三合一濃度影響最小；對于毛效，Premix 3in1 三合一前處理劑濃度影響最大，雙氧水次之，氫氧化鈉影響最小；對于斷裂強力，氫氧化鈉影響最大，雙氧水其次，Premix 3in1 三合一濃度影響最小。綜合考慮白度、毛效、斷裂強力及生產成本，確定前處理劑的各因素用量為Premix 3in1 三合一前處理劑0.25 g/L、雙氧水4g/L、燒堿0.75 g/L。該工藝條件下的結果見表4，白度75.2% 、毛效11.1 cm/30 min、強力319.7 N 能達到生產需求且生產成本低。

3 結論

（1）通過控制變量法對漂白體系單因素（Premix 3in1 三合一前處理劑濃度、雙氧水濃度、氫氧化鈉濃度）進行分析。增加Premix 3in1 三合一前處理劑、雙氧水、氫氧化鈉濃度，均能提高漂白織物的白度和吸濕性，但織物的強力下降。出于經濟、生產方面的考慮，Premix 3in1 三合一前處理劑濃度0.25～0.5g/L、雙氧水濃度4 g/L、氫氧化鈉濃度0.75 g/L。

表5 L9（33）正交實驗

表6 正交結果分析

（2）通過正交實驗分析得到Premix 3in1 三合一前處理劑0.25 g/L、雙氧水4 g/L、燒堿0.75 g/L，可以得到較好白度和高毛效，同時織物強力損傷不大，可以滿足生產需求。

（3）Premix 3in1 三合一前處理劑在低堿低用量的條件下可以達到較高毛效，與傳統前處理試劑相比，表面活性劑用量、燒堿濃度都有所降低，加料步驟少，操作流程簡單，生產成本低。