氧漂破洞產生的原因分析及防止方法

李興娜，王立強，韓祖彬，蘇長智，于秉清，劉艷艷

（愉悅家紡有限公司，山東濱州 256600）

在棉織物的氧漂過程中，從效果、環保、成本等因素考慮，合理的氧漂工藝不僅能夠彌補前道工序的不足，還可以保障后道染色過程中色澤的鮮艷度，減少色差、批差和各種染斑等疵病，并賦予織物良好的手感。雙氧水因價廉、漂白效果好、去雜能力強和無污染等優點，廣泛應用于纖維素纖維織物的漂白，但在使用過程中會因為操作不當或其他原因，使織物在前處理中產生破洞，造成纖維脆損[1-3]。本文結合生產實際，就氧漂破洞形態、產生的原因、雙氧水漂白原理、防止方法、鐵離子的來源及測試方法等作了簡單介紹，并對雙氧水分解率的影響因素進行了分析。

1 實驗

1.1 材料與儀器

精煉劑A、精煉劑B、螯合分散劑、氧漂穩定劑、雙氧水、高錳酸鉀、硫酸、氫氧化鈉、氯化鐵；電子天平、恒溫水浴鍋、移液管、棕色酸式滴定管。

1.2 實驗方法

準確配制待測液并定容至500mL，180°翻轉搖動10次并倒入500mL的燒杯中，滴定得雙氧水質量分數w1，將燒杯放入恒溫水浴鍋內開始計時，在不同的時間分別滴定得雙氧水質量分數w2，計算式如下：

2 結果與討論

2.1 破洞的形態

破洞是近年來頻頻出現在全棉、天絲等纖維素纖維織物上的一種疵病，具體表現在一塊布面上出現一處或多處很小的洞眼，有的在布面看不出來，但經絲光、拉幅后就會形成洞眼，嚴重影響產品質量。

2.2 破洞產生的原因

在氧漂過程中，雙氧水受到金屬離子或溫度和pH過高等因素影響會過快分解，使織物受到劇烈氧化，導致纖維嚴重脆損形成氧化纖維素，金屬離子處會出現針眼大小的破洞，且破洞的邊緣強力也較差；織物受到劇烈氧化后，即使未出現明顯的破洞，局部強力也受到一定損失，在后續加工過程中由于受到的張力較大，織物會出現破洞。

實際生產過程中造成氧漂破洞的具體原因有：漂白前布上沾有銅、鐵等金屬離子或漂白過程中與銅、鐵等器材接觸；雙氧水濃度過高，漂白過程中汽蒸時間過長或使用過熱蒸汽；水質中鐵離子較多；穩定劑選擇不當或穩定劑的穩定效果差；設備問題（破洞有規律性）；溫度、時間參數不當等。

2.3 雙氧水漂白原理

雙氧水能夠氧化織物上的色素，破壞色素的共軛結構，使之溶于水，脫離織物，起到漂白去雜的作用。對于與色素反應起到漂白作用的物質存在許多說法，具有代表性的是游離基學說和離子學說。游離基學說認為是HO·和HOO·與色素作用，達到漂白的目的，而離子學說則認為是HOO-與色素作用，起到漂白的效果[4]。

2.4 影響雙氧水分解速率的主要因素

2.4.1 雙氧水質量分數

雙氧水質量分數較低時，分解速率較慢，隨著雙氧水質量分數的升高，分解速率逐漸增大。

2.4.2 溫度

溫度對雙氧水殘余率的影響見圖1。

圖1 溫度對雙氧水殘余率的影響

溫度升高可加快化學反應速率，由圖1可知，當溫度較低時，雙氧水幾乎不分解，當溫度升高至一定程度（大于40℃）后，雙氧水開始分解，且溫度越高，分解越快。

2.4.3 pH

由圖2可知，H2O2在酸性條件下穩定性較好，即當pH=4～7時，H2O2較穩定；當pH=8～9時，分解速率開始加快；當pH=12時，雙氧水分解速率急劇加快，因為H2O2分子大部分以HOO-形式存在，穩定性很差。

圖2 不同pH對雙氧水殘余率的影響

2.4.4 金屬離子

雙氧水溶液中含有微量的金屬離子，也會影響其分解速率，如銅、鐵、鎳、鋅、鉻等都能催化雙氧水分解，其中催化作用最強又最常見的是鐵離子。鐵離子質量分數對雙氧水殘余率的影響見圖3。

圖3 鐵離子質量分數對雙氧水殘余率的影響

由圖3可知，氧漂過程中添加鐵離子能明顯加快雙氧水的分解速率。特別是當氧漂液pH大于10時，鐵離子會使H2O2迅速分解成HO、HO2、HO2和O2等。在金屬離子的催化作用下，過氧化氫分子大部分以HOO-形式存在，所以溶液的穩定性很差。為了控制雙氧水分解速率、不浪費有效組分以及不過度損傷纖維，通常需要加入一定量的雙氧水穩定劑。

2.4.5 其他

除上述影響雙氧水分解的因素外，酶、極細小的帶有棱角的固體物質、容器器壁、纖維和膠體等固體表面等也會加速其分解。

2.5 鐵離子的來源及測試方法

2.5.1 鐵離子的來源

（1）織物自身帶有鐵離子。主要來自紡紗、織造、包裝、貯存、運輸等過程，從外界沾附的油污、銹漬。

（2）生產用水含有鐵離子。主要來自水源和輸送管道，通常以銹水的形式出現。

（3）氧漂液中含有鐵離子，在浸軋工作液時，會沾附在織物上。

（4）設備修理后沾附的油污、銹漬。

2.5.2 鐵離子的定性測試方法

（1）首先于待測織物上滴加3～4滴2%亞鐵氰化鉀溶液，再滴加3～4滴鹽酸溶液（1∶1）于布面上，觀察布面顏色變化。若變為藍色，則證明布面含有鐵離子（Fe3+），不變藍，則證明織物不含鐵離子。

（2）將10mL鐵試劑（2 g/L，1,10-菲啰啉、抗壞血酸質量比10∶1）加入盛有40mL待測液（用1∶1鹽酸調pH=3～7）的燒杯中，搖勻，放置5～10min，觀察溶液顏色變化。若變為紅色，則證明溶液中含有鐵離子，不變紅，則證明溶液不含鐵離子。

2.6 防止方法

首先要嚴格監控原材料的質量，加強坯布的布面質量檢查。發現布面有鐵銹漬，可以用草酸溶液洗除。要盡量避免坯布在織造過程中受銅、鐵等金屬離子或油污漬的污染，以及運輸、搬運時沾上鐵銹等雜質。

在氧漂過程中，在符合前處理要求的前提下，嚴格控制用料的濃度、溫度、時間、pH等各項工藝條件，這樣可避免破洞的產生及織物強力的損失[5]。

氧漂過程中必須使用飽和蒸汽，避免使用過熱蒸汽。

在氧漂時，要控制好影響雙氧水分解的敏感因素。考慮到漂白時織物上沾有鐵銹漬，水中含有大量鐵離子，以及漂白時與銅、鐵器材接觸等情況，要尋找更為適合的氧漂工藝（如酶-氧工藝等）及高性能助劑[6]。

宜采用退煮漂兩浴法工藝，這樣可避免發生雙氧水及濃堿同時存在的情況，發揮吸附穩定劑的作用，也可使織物上的鐵銹在前道處理中較多地予以洗除。

在氧漂液中必須選用配伍性好的雙氧水穩定劑和金屬離子螯合分散劑，能夠在高溫、濃堿條件下鈍化某些重金屬離子，抑制某些重金屬離子及其氧化物對雙氧水的催化作用，以有效控制雙氧水的分解速率，保證織物氧漂工藝的安全性和高效性，更好地防止破洞產生。

停車時間超過12 h，開車前要放掉管道里滯留的水（通常為不同程度的銹水）。既不能用來沖洗設備，更不能用來配制氧漂液。

氧漂浸軋槽要每周清洗一次。清洗時僅用水是遠遠不夠的，一定要用磁鐵（可將一小塊磁鐵固定在一根長約1m的木棒頂端）將殘積在浸軋槽邊角各處的含鐵雜質吸除，這對緩解破洞的產生具有重要作用。

配制氧漂液時，不宜使用絲光回收淡堿。因為絲光回收淡堿中含有較多的金屬離子（主要是鐵離子），對破洞的產生有很大的隱患。

加強氧漂液工藝滴定，保證雙氧水、堿的濃度符合工藝標準。

3 結論

在前處理氧漂過程中，可結合雙氧水分解率的影響因素，根據實際生產過程中的坯布質量、水質、助劑用量、助劑性能、生產環境等實際情況，做出相對應的預防。