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硅溶膠作氧漂穩(wěn)定劑的研究
集萃印花網(wǎng)  2009-09-29

    【集萃網(wǎng)觀察】0前言

    硅溶膠又稱硅酸水溶膠,是一種無機(jī)高分子化合物,它是水化的二氧化硅微粒均勻分散在水中的膠體溶液,分子式可用SiO2·xH20表示。硅溶膠是一種乳白色的半透明膠體溶液,膠體顆粒近似于球狀。目前國內(nèi)生產(chǎn)的大多是堿性硅溶膠,其中SiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在30%左右,膠粒直徑為7—20 nlH。硅溶膠具有許多優(yōu)良性能,如具有較大的比表面積、較高的吸附性和較好的粘結(jié)性,用途十分廣泛。目前,紡織印染行業(yè)對(duì)硅溶膠的研究較少,但已經(jīng)引起國內(nèi)外染整工作者的興趣。Textor T等人用硅溶膠處理織物后發(fā)現(xiàn)其抗紫外線性能發(fā)生改變,顏色和耐光牢度得到提高;Text.T和S Al-Malacka A則發(fā)現(xiàn)二氧化硅凝膠(SG)/碳酸鉀(PC)阻燃體系對(duì)多羥基化合物(如聚乙烯醇、纖維素等)阻燃時(shí),可原位生成含硅阻燃劑,因而可將其用于織物的阻燃整理;羅敏、陳水林等人利用硅溶膠在紡織品上形成一層不連續(xù)的薄膜,阻止直接染料、酸陛染料分子從染色織物上脫離,以提高染色織物的濕牢度。

    雙氧水是用于織物前處理的一種優(yōu)良的漂白劑,但它在高溫強(qiáng)堿時(shí)極易分解,所以漂白時(shí)必須加入穩(wěn)定劑,以降低雙氧水的分解速率。

    硅溶膠對(duì)雙氧水分解的延緩作用顯著。本試驗(yàn)研究硅溶膠的氧漂穩(wěn)定性能,并將其應(yīng)用于不同氧漂工藝中,與其它氧漂穩(wěn)定劑作對(duì)比。

    1 試驗(yàn)

    1.1材料、儀器和藥品

     1.1.1材料

    14.5/14.5 524/283純棉坯布,斷裂強(qiáng)力經(jīng)向689 N,緯向376 N。

    1.1.2儀器

    HHSll-6電熱恒溫水浴鍋,WSD-Ш型全自動(dòng)白度儀,微量注射器(色層分析用)。

    1.1.3 藥品

    CH3—1硅溶膠(30%),NaOH(分析純),H202(30%),非硅型穩(wěn)定劑197,硅酸鈉(分析純),高效精練劑。

    1.2試驗(yàn)方法

    1.2.1 雙氧水分解率的測(cè)定

    用移液管吸取10 mL H:0:漂液于預(yù)先加入20 mL蒸餾水構(gòu)100 mL錐形瓶中,加入濃度C1/2H2S04為6 mol/L的硫酸溶液20 mL,用濃度C1/5KMnO4為0.100 mol/L的高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,當(dāng)溶液從無色至恰顯微紅色時(shí)(30 s紅色不消失)即為終點(diǎn)。記下消耗的KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積,重復(fù)3次,取平均值。H202含量及分解率按下列公式計(jì)算:

    式中:V始——起始漂液消耗的KMnO。標(biāo)準(zhǔn)溶液的毫升數(shù)/mL;

    V殘——?dú)堃合牡腒Mn04標(biāo)準(zhǔn)溶液的毫升數(shù)/ml。

    1.2.2破洞試驗(yàn)

    將0.1 g氯化銅溶于100 mL甲醇中,配成0.1%氯化銅甲醇溶液。用微量注射器吸取氯化銅甲醇溶液,在經(jīng)退漿煮練后的純棉試樣的各個(gè)部位滴上一滴(每滴約3μg),烘干。配制pH值為10~11雙氧水漂液,將烘干后的試樣進(jìn)行氧漂,然后洗滌、干燥,最后檢查試樣上的破洞情況。

    1.2.3織物斷裂強(qiáng)力測(cè)定

    斷裂強(qiáng)力的測(cè)定按GB/T 3923--1982進(jìn)行。

    1.2.4織物白度的測(cè)定

    在WSD-Ш全自動(dòng)白度儀上測(cè)定。每塊試樣保持經(jīng)、緯方向一定,于不同位置測(cè)定4次,取平均值。

    2結(jié)果與討論

    2.1硅溶膠對(duì)雙氧水分解率的影響

    2.1.1 室溫下硅溶膠對(duì)雙氧水分解穩(wěn)定性的影響

    在室溫下進(jìn)行冷軋堆漂白工藝,雙氧水的用量通常較浸漂工藝高,有時(shí)高達(dá)60 g/L?疾焓覝叵鹿枞苣z對(duì)高濃度雙氧水分解率的影響。按H202(30%)60 g/L、穩(wěn)定劑3 g/L配制處理液,不加試樣,測(cè)試室溫下不同時(shí)間雙氧水的分解率,結(jié)果見表1。

    表1室溫下放置不同時(shí)間后的雙氧水分解率

    由表1知,室溫下硅溶膠對(duì)雙氧水的穩(wěn)定作用比硅酸鈉好。以硅溶膠穩(wěn)定的雙氧水放置9 h后,其分解率為5.22%,而硅酸鈉7.35%。因此,硅溶膠作為氧漂穩(wěn)定劑適用于高濃度雙氧水冷軋堆工藝。

    2.1.2 高溫下硅溶膠對(duì)雙氧水分解穩(wěn)定性的影響

    按H202(30%)8.5 g/L、穩(wěn)定劑2.5 g/L配制處理液,不加試樣,置于恒溫水浴內(nèi),95℃處理60 min,測(cè)試雙氧水在不同時(shí)間的分解率,結(jié)果見表2。

    表2中,分別以硅溶膠和硅酸鈉穩(wěn)定雙氧水,l h后H202的分解率分別為12.89%和20.97%。這說明硅溶膠對(duì)H202分解的抑制作用要比硅酸鈉好。

    表2 95℃時(shí)硅溶膠、硅酸鈉對(duì)雙氧水分解率的影響

    2.2強(qiáng)堿介質(zhì)中硅溶膠對(duì)雙氧水的穩(wěn)定性

    堿能催化雙氧水的分解,而雙氧水漂白又需在pH值lo左右時(shí)進(jìn)行,這就要求穩(wěn)定劑能抑止堿的催化反應(yīng)。由于煮漂一步法所用的燒堿量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于煮漂兩浴法氧漂所需的堿量,而很多穩(wěn)定劑在濃堿中會(huì)失去穩(wěn)定作用。因此,考察強(qiáng)堿介質(zhì)中硅溶膠對(duì)雙氧水的穩(wěn)定作用很有必要。

    以H202(30%)6 g/L、穩(wěn)定劑6 g/L配成處理液,不加試樣,分別加入不同量的NaOH,置于恒溫水浴內(nèi),95℃處理60 min,測(cè)試雙氧水不同時(shí)間的分解率,結(jié)果如圖1—4所示。

圖1 NaOH用量10 g/L時(shí)不同穩(wěn)定劑對(duì)雙氧水穩(wěn)定性的影響

圖2 NaOH用量20 g/L時(shí)不同穩(wěn)定劑對(duì)雙氧水穩(wěn)定性的影響

圖3 NaOH用量30 g/L時(shí)不同穩(wěn)定劑對(duì)雙氧水穩(wěn)定性的影響

圖4 NaOH用量40 g/L時(shí)不同穩(wěn)定劑對(duì)雙氧水穩(wěn)定性的影響

    比較圖l~4中,不同的燒堿用量下,分別以硅溶膠、硅酸鈉、非硅型穩(wěn)定劑197作為雙氧水穩(wěn)定劑,相應(yīng)的雙氧水分解率的大小依次為:硅溶膠<硅酸鈉<非硅型穩(wěn)定劑197,硅溶膠對(duì)雙氧水的穩(wěn)定作用較好。

    2.3破洞情況

    織物表面可能存在的微小鐵屑、鐵銹,對(duì)雙氧水有強(qiáng)催化分解能力,易使織物出現(xiàn)針眼大小的破洞,加入穩(wěn)定劑能減少這種破洞的產(chǎn)生。小破洞試驗(yàn)可作為了解雙氧水穩(wěn)定劑穩(wěn)定效果的一種方法。不同穩(wěn)定劑的結(jié)果如表3所示。

    表3不同穩(wěn)定劑的破洞試驗(yàn)結(jié)果

    由表3知,硅溶膠和硅酸鈉一樣,不會(huì)在布面上形成破洞,且不會(huì)像硅酸鈉一樣使織物產(chǎn)生硬挺、滑膩的手感。

    2.4硅溶膠在漂白中的應(yīng)用

    2.4.1退煮一漂兩浴法工藝

    (1)工藝處方/g·L-1

    退煮

    NaOH 9

    高效精練劑 12

    漂白

    H202(30%) 10

    穩(wěn)定劑 5

    高效精練劑 8

    pH值 10.5~11.0

    (2)工藝流程

    一浴退煮(95~100℃×1 h)→熱水洗(80℃×3次)→溫水洗(50℃×3次)→冷水洗→烘干→浸漂(90—100℃×l h)→熱水洗→溫水洗→冷水洗→烘干

    (3)漂白效果對(duì)比(表4)

    表4不同穩(wěn)定劑在退煮.漂兩浴法中的效果比較

    由表4知,硅溶膠應(yīng)用于退煮一漂兩浴法工藝中,漂白后織物的各項(xiàng)性能均優(yōu)于其它氧漂穩(wěn)定劑。

    2.4.2退煮漂一浴法

    (1)工藝處方/g·L-1

    NaOH 10

    H202(30%) lO

    穩(wěn)定劑 6

    高效精練劑 12

    (2)工藝流程

    一浴退煮漂(95~100℃×1 h)→熱水洗(80 ℃×3次)→溫水洗(50℃×3次)→冷水洗→烘干

    (3)漂白效果對(duì)比(表5)

    表5不同穩(wěn)定劑在退煮滇一浴法中的效果

    由表5知,硅溶膠應(yīng)用與一浴法工藝中,其半制品的各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于其它氧漂穩(wěn)定劑。在退煮一漂兩浴法工藝和退煮漂一浴法工藝的漂白結(jié)果中,漂白織物的斷裂強(qiáng)力相差較大。這可能是因?yàn)橥酥笃辉》ㄖ械臒龎A用量高,對(duì)纖維損傷較大之故。

    3 結(jié)論

    3.1硅溶膠對(duì)雙氧水的分解,無論是室溫還是95℃,都有很好的抑制作用。

    3.2在強(qiáng)堿介質(zhì)中,與其它氧漂穩(wěn)定劑相比,硅溶膠仍有較好的抑制雙氧水分解的能力。

    3.3硅溶膠作為氧漂穩(wěn)定劑,不會(huì)使織物產(chǎn)生破洞,織物手感柔軟。

    3.4將硅溶膠應(yīng)用于退煮一漂兩浴法、退煮漂一浴法前處理工藝織物,織物的各項(xiàng)性能均優(yōu)于其它氧漂穩(wěn)定劑。

    來源: 印染在線  作者:鞏晶晶,范雪榮,王 強(qiáng)(江南大學(xué),江蘇無錫214122)

  
  
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