雙氧水漂白是纖維素纖維制品(尤其是棉麻)廣泛采用的漂白方法,也是一種對環(huán)境友好的漂白方法。但是,雙氧水漂白也存在往往采用高溫強(qiáng)堿條件、能耗高、鐵離子催化雙氧水分解和催化纖維素氧化降解、不太適用于堿敏感性纖維漂白等缺點(diǎn)。因此,*以來,印染工作者一直在尋求對環(huán)境友好、能耗低、漂白白度高、漂白條件溫和的新的漂白方法,并在積極探討精練和漂白一浴進(jìn)行的節(jié)能降耗型的低溫前處理技術(shù)。
過乙酸已被證明可應(yīng)用于紡織品的漂白,可在弱酸性至弱堿性條件及低溫下獲得較好的漂白效果。*,用雙氧水和乙酸酐(或乙酸)反應(yīng)制備過乙酸時(shí)過乙酸的生成量因反應(yīng)條件的變化而差異較大,有時(shí)產(chǎn)物也較復(fù)雜,制備高濃度的過乙酸溶液還存在爆炸的危險(xiǎn),過乙酸溶液在運(yùn)輸和貯存穩(wěn)定性方面均存在問題。四乙酰乙二胺(TAED)和雙氧水能按理論摩爾比反應(yīng)生成過乙酸(見圖1),用雙氧水/TAED漂白同樣能降低漂白的溫度,可在低溫下獲得良好的漂白效果,文獻(xiàn)中將TAED的這種作用稱為活化作用。在國外,英國Warwick International公司的研究人員較早地將TAED產(chǎn)品應(yīng)用于紡織品漂白,該公司應(yīng)用于紡織品漂白的TAED商品名為WarwickT2O2,該產(chǎn)品的TAED有效含量為65%,水溶性較好。上,有多家公司生產(chǎn)TAED產(chǎn)品,其主要應(yīng)用是用作洗滌劑的添加劑,在日朋和工業(yè)洗滌行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。一般公司生產(chǎn)的TAED產(chǎn)晶是高純度(大于90%)的粒狀劑型產(chǎn)品。根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道和作者的試驗(yàn)結(jié)果可知,在紡織品漂白中,如果溶解性不佳的粒狀TAED溶解和加料方式以及漂白組分和條件不合適,該類產(chǎn)品在初始漂白時(shí)在溶液中存在懸浮物。因此,有必要對不同形式的TAED產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和組成進(jìn)行分析,并對雙氧水/高純度TAED產(chǎn)晶漂白特點(diǎn)和工藝條件進(jìn)行研究。
圖1 雙氧水與TAED生成過乙酸的方程式
本研究采用廣角x-射線衍射、紅外光譜和紫外可見吸收光譜對市售的幾種低溫氧漂活化劑TAED產(chǎn)品進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征,測定了其溶解度,并采用國產(chǎn)的高純度TAED粉狀產(chǎn)品進(jìn)行了棉和竹漿/棉針織物的雙氧水/TAED漂白試驗(yàn),對其漂白工藝進(jìn)行了深入的探討。本文的研究結(jié)果對印染企業(yè)選擇合適的漂白方法和制定漂白工藝條件、對印染助劑企業(yè)開發(fā)新型漂白活化劑及其產(chǎn)品劑型具有重要的參考價(jià)值。
1 試驗(yàn)材料和方法
1.1試驗(yàn)材料
氧化漂白劑:30%雙氧水(分析純),氧漂活化劑TAED(試驗(yàn)所用六種TAED商品的有效含量、外觀、生產(chǎn)廠家見表1)。
其它化學(xué)品:純堿、硅酸鈉(分析純),凈洗劑InvadineDA(亨斯邁紡織染化有限公司)。
織物:棉機(jī)織物、苧麻機(jī)織物、竹漿/蠶絲提花機(jī)織物、棉針織物、竹漿/棉混紡紗針織物(40s,竹漿/棉混紡比70:30)、莫代爾/牛奶絲(40s,莫代爾/牛奶絲混紡比70:30)、大豆纖維針織物(40s)。
表1實(shí)驗(yàn)所用六種TAED產(chǎn)品
1.2基本漂白方法
漂白液處方:30%雙氧水x g/L、TAED y g/L、純堿2g/L、硅酸鈉1 g/L、凈洗劑1g/L,浴比1:30。室溫下配置漂白液,30℃時(shí)投入織物,以2℃/min的速度升至70℃后保溫30min,漂白結(jié)束后充分水洗,自然晾干。漂白在XW-ZDR-25X12型低噪振蕩式染樣機(jī)(靖江市新旺染整設(shè)備廠)中進(jìn)行。
1.3測試方法
廣角x-射線衍射(WAXD):在X’Pert-Pro MPD型x射線衍射儀(荷蘭帕納科公司)上測定,粉末法制樣。測試條件:功率3kW(管壓40kV,管電流40mA)銅靶,掃描速度2°/min,掃描范同5°~50°。
傅立葉紅外光譜(FT-IR)在Nicolet5700型傅立葉變換紅外光譜儀(美國默賽飛世爾科技)上測定,采用*壓片法制樣。
紫外-可見光譜(UV-VIS):在Shimadzu UV-1800雙光束紫外分光光度計(jì)(日本島津)上測定。
顏色特征:織物的三刺激值x、Y、z及L、a、b和C值(Hunter表色體系)在UltraScan PRO測色儀上測定,采用D65光源和10°觀察角。亨特白度(WI)用式(1)計(jì)算,黃度(YI)用式(2)計(jì)算。
pH值:用PHS-3型精密數(shù)顯酸度計(jì)(上海天達(dá)儀器有限公司)測定。
TAED溶解度:溶解度測定的常用方法有平衡法和動(dòng)態(tài)法。本實(shí)驗(yàn)采用動(dòng)態(tài)法測定TAED在不同溫度下的溶解度:首先根據(jù)預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,稱取一定量TAED產(chǎn)品于三口燒瓶中,并加入一定量的水;設(shè)定溫度,開啟攪拌和控溫系統(tǒng);待其穩(wěn)定后,再緩慢滴加水,并保持瓶內(nèi)溫度在設(shè)定范圍內(nèi);觀察TAED至*溶解停止滴水,記下加入水量,根據(jù)TAED加入量計(jì)算出該溫度下的溶解度。
2 結(jié)果與討論
2.1 TAED產(chǎn)品結(jié)構(gòu)性能表征
2.1.1 結(jié)晶結(jié)構(gòu)
TAED產(chǎn)品的結(jié)晶結(jié)構(gòu)可能會(huì)受合成反應(yīng)條件、生產(chǎn)時(shí)結(jié)晶條件、添加劑等的影響。用廣角x-射線衍射分析可研究TAED產(chǎn)品的結(jié)晶結(jié)構(gòu),測試結(jié)果見圖2。由圖2可知,四種TAED產(chǎn)品的主衍射峰所處位置均相同,說明這些產(chǎn)品具有相同的晶型或晶體結(jié)構(gòu),但金科TAED各產(chǎn)品的衍射峰強(qiáng)度或面積均小于SDC白色粒狀產(chǎn)品,說明它們的結(jié)品程度或結(jié)晶度低于SDC白色顆粒產(chǎn)品。
圖2四種TAED產(chǎn)品的廣角X-射線衍射曲線
2.1.2 紅外光譜
紅外光譜可用于分析TAED產(chǎn)品所含化學(xué)品的官能團(tuán),并定性地分析其純度,分析結(jié)果如圖3所示。對TAED官能團(tuán)歸屬分析結(jié)果如下:2945cm-1,CH3 vas(C-H)吸收峰;1706cm-1,1680cm-1,酰胺I之C=O伸縮振動(dòng);1433cm-1,CH2δs(C-H)吸收峰;1382cm-1,1356cm-1,CH3δs(C—H)吸收峰;1270cm-1,1193cm-1,酰胺Ⅲ之c-N伸縮振動(dòng);761cm-1,CH2ρ(c-H)吸收峰。
圖3 六種TAED產(chǎn)品的紅外光譜
由圖3可知:金科藍(lán)色粒狀TAED產(chǎn)品在3500~3250cm-1之間存在明顯的吸收峰,估計(jì)是其中造粒劑所致。金科白色粉狀和粒狀TAED產(chǎn)品的紅外光譜與SDC和Clariant的TAED產(chǎn)品基本一致。入種TAED產(chǎn)品在1740~1670 cm-1之間存在酰胺I的羰基伸縮振動(dòng)吸收峰,在1235~1165 cm-1之間存在酰胺III的C-N強(qiáng)吸收峰,這是TAED的乙酰基所致。
Warwick T2O2產(chǎn)品(TAED含量65%)與高純TAED產(chǎn)品(TAED含量高于90%)紅外光譜的重大區(qū)別在于,其在3425cm-1、1642cm-1、1562cm-1、806cm-1存在吸收峰,這是其它添加劑所致(其中的添加劑也導(dǎo)致兩者在應(yīng)心中的水溶性存在重大差別)。
來源: 印染在線
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