大豆蛋白复合纤维亚麻混纺纱的过氧乙酸漂白工艺

第圆8卷第5期圆园园9年10月天津工业大学学报允韵哉砸晕粤蕴韵云栽陨粤晕允陨晕孕韵蕴再栽耘悦匀晕陨悦哉晕陨灾耘砸杂陨栽再Vol.28No.5October2009大豆蛋白复合纤维/亚麻混纺纱的过氧乙酸漂白工艺刘杰（齐齐哈尔大学轻工纺织学院，黑龙江齐齐哈尔161006）摘要：对生态漂白剂过氧乙酸漂白大豆蛋白复合纤维/亚麻混纺纱的工艺进行了探讨.在pH值、温度、时间、浓度等因素影响漂白效果的基础上，确定了过氧乙酸漂白大豆蛋白复合纤维/亚麻混纺纱的优化工艺，即过氧乙酸用量7.5g/L，焦磷酸钠用量3g/L，漂白液pH值6.5，温度65益，时间80min.关键词：过氧乙酸；漂白；大豆蛋白复合纤维；亚麻纤维；混纺纱中图分类号：TS102.221曰TS102.512曰TS192.56文献标识码：A文章编号：员远苑员原园圆源载（圆园园9）园5原园园54原园3Bleachingprocesstosoybean/linenblendedyarnwithperaceticacidLIUJie（CollegeofLight-IndustryandTextile，QiqiharUniversity，Qiqihar161006，China）Abstract：Thebleachingprocesstosoybean/linenblendedyarnwithenvironmentalfriendlyperaceticacidiscarriedout.TheresultsshowthatThebleachingperformanceinfluencedbyfactorssuchaspH，temperature，treatmenttime，acidconcentrationandstabilizer，andtheoptimalbleachingtechnologywasdetermined：peraceticacid7.5g/L，sodiumpyrophosphate3g/L，pH越6.5，bleachingat65益for80min.Keywords：peraceticacid；bleaching；soybeanfiber；linenfiber；blendedyarn收稿日期：2009-08-08基金项目：黑龙江省教育厅2007年度科学技术研究项目（11521310）作者简介：刘杰（1968—），女，副教授.E-mail：[e-mail]大豆蛋白复合纤维/亚麻混纺纱现用漂白剂为过氧化氢.其漂白液呈碱性，对大豆蛋白复合纤维损伤较大，且漂白温度高、能量消耗大，同时漂白过程中用作稳定剂的硅酸钠，易在织物及设备上形成硅垢，影响加工效果[1].本文选用氧化电位较高，活化能比过氧化氢低的过氧乙酸作漂白剂，其在较低温度下便能产生良好的漂白效果，且漂白液p匀值为弱酸或近中性，生物降解性好，对设备腐蚀性低[2]，尤其是可以减少对纤维的损伤.过氧乙酸的漂白机理在于其分解产生的过羟基游离基可与纤维中色素化学结构中的共轭体系及其他杂质发生加成作用，破坏其发色体系而达到漂白的目的.在漂白工艺中需加入焦磷酸钠作稳定剂，起到稳定漂白液的作用[3].试验结果表明过氧乙酸漂白大豆蛋白复合纤维/亚麻混纺纱的优化工艺具有可行性.该工艺不仅减小了氧漂对纤维尤其是大豆蛋白复合纤维的损伤，利于后续染整加工，而且符合“清洁生产”的要求，是一项利于生态的绿色加工技术.1实验部分1.1实验材料、药品和仪器材料：大豆蛋白复合纤维/亚麻混纺纱，齐齐哈尔金亚集团产品.药品：过氧乙酸（A.B），哈尔滨市新达化工厂；渗透剂JFC、过氧化氢、碳酸钠、氢氧化钠、高锰酸钾，天津市科密欧化学试剂开发中心；碘化钾，上海申试化工工贸有限公司；焦磷酸钠，沈阳市试剂三厂.仪器：DSBD-1数字白度仪；DK-98-I电子恒温水浴锅；Phs-3C数显酸度计；BS223S电子天平、YG061型电子单纱强力试验仪.1.2漂白大豆蛋白复合纤维/亚麻混纺纱的工艺工艺参数为：过氧乙酸质量浓度2耀12g/L；焦磷酸第5期钠质量浓度3g/L；渗透剂质量浓度2g/L；pH值为5耀9，温度为40耀80益，时间为60耀100min，浴比1颐30.其中，过氧乙酸浓度按文献[4]方法测定.1.3性能测试白度测试：Hunter系统，D65光源，10毅视角.断裂强力按GB辕T3916-1997《单根纱线断裂强力和断裂伸长率标准》方法测定.2结果与讨论2.1温度对漂白效果的影响温度对过氧乙酸漂白效果的影响如图1所示.由图1可知，随着温度的升高，混纺纱白度显著提高，主要是由于过氧乙酸分解产生的漂白有效成分随温度的提高而不断增加所致.70益以后，混纺纱白度提高幅度减小而强力明显下降.原因是高温条件下，过氧乙酸的热分解产物双氧水起到主要的漂白作用，双氧水对混纺纱的作用强烈，导致白度增加但强力下降.因此过氧乙酸漂白的温度为65益左右.2.2过氧乙酸浓度对漂白效果的影响过氧乙酸浓度对漂白效果的影响如图2所示.由图2可知，混纺纱的白度随过氧乙酸浓度的增加而提高，但混纺纱的强力则呈下降趋势.原因是随过氧乙酸浓度的增加，漂白液中的有效漂白成分过羟基游离基的含量也随之增加，从而能够更好地与纤维中的天然色素发生作用，达到提高白度的目的.但过氧乙酸浓度达到8g/L后，白度增加不很明显，而强力却明显下降.综合白度和强力两项指标，过氧乙酸浓度宜采用6耀8g/L.2.3漂白液pH值对漂白效果的影响漂白液pH值对漂白效果的影响如图3所示.从图3可以看出，在pH值低于7的条件下，随着pH值的提高，由于漂白有效成分过氧乙酸离子浓度的增加，漂白后的混纺纱白度有所提高，强力略有下降；但是在pH值高于7的条件下，白度有所下降，而强力则显著降低，主要是大豆蛋白复合纤维耐碱性差的缘故，影响了漂白效果.因而漂白液的pH值可控制在6~7之间.2.4漂白时间对漂白效果的影响时间对漂白效果的影响如图4所示.从图4可以看出大豆蛋白复合纤维/亚麻混纺纱的白度是随时间的延长而提高的，由于过氧乙酸比较高的氧化能力，在80min时即可以得到较好的漂白效果，之后随漂白时间延长，白度还有一定程度提高.同时在近中性条件下进行的漂白工艺，使得混纺纱保持了较高的强力，即使处理到100min，混纺纱的强力也下降不多.综合漂白效果和生产成本因素考虑，漂白时间宜图1温度对漂白效果的影响Fig.1Effectoftempertureonbleaching807060504030304050607090温度/益70060050040030080白度断裂强力图2过氧乙酸浓度对漂白效果的影响Fig.2Effectofperaceticacidconcentrationonbleaching807060504030浓度/（g·L-1）700600500400300图3pH值对漂白效果的影响Fig.3EffectofpHvalueonbleaching30405060709080白度断裂强力70605040304567810pH值7006005004003009白度断裂强力图4时间对漂白效果的影响Fig.4Effectoftimeonbleaching70605040305060708090110时间/min700600500400300100白度断裂强力刘杰院大豆蛋白复合纤维/亚麻混纺纱的过氧乙酸漂白工艺55——天津工业大学学报第28卷选择在80min左右.2.5漂白工艺的正交优化在单因素影响过氧乙酸漂白效果的基础上，利用L9（34）的正交试验确定过氧乙酸漂白大豆蛋白复合纤维/亚麻混纺纱的优化工艺.因素水平如表1所示，选取白度为分析指标，正交试验结果及极差分析如表2所示.由表2可知，影响白度的因素按极差大小排列为温度（A）、过氧乙酸浓度（B）、pH值（C）、漂白时间（D）.结合混纺纱的性能和过氧乙酸的稳定性，确定的优化工艺为：A2B3C2D2，即过氧乙酸漂白大豆蛋白复合纤维/亚麻混纺纱的优化工艺配方及工艺条件为：过氧乙酸用量7.5g/L，pH值6.5，温度65益，时间80min.2.6过氧乙酸、过氧化氢漂白效果对比用过氧乙酸优化工艺漂白大豆蛋白复合纤维/亚麻混纺纱与生产中过氧化氢漂白（H2O23g/L、NaOH/Na2CO3为4g/L、Na2SiO3为2g/L、pH值10.5、于95益条件下漂白75min，其中NaOH与Na2CO3以2颐1的比例混合）的结果对比如表3所示.由表3可以看出，过氧乙酸漂白大豆蛋白复合纤维/亚麻混纺纱的白度略高于过氧化氢漂白，而且过氧乙酸漂白后混纺纱的强力明显高于过氧化氢漂白.原因是过氧乙酸在近中性条件下进行较低温度的漂白，对纤维损伤较小；而过氧化氢是在较高温度及碱性条件下进行的漂白，对纤维的损伤较为严重.3结论（1）确定了过氧乙酸漂白大豆蛋白复合纤维/亚麻混纺纱的优化工艺：过氧乙酸7.5g/L，焦磷酸钠3g/L，pH值6.5，温度65益，时间80min.（2）过氧乙酸漂白的工艺条件温和，对纤维损伤小，可使漂白纱保持较高的强力，利于后续染整加工.（3）过氧乙酸漂白能耗小，漂白分解产物可生物降解，利于环保.（4）今后的工作是探讨过氧乙酸漂白对大豆蛋白复合纤维/亚麻混纺纱染色效果的影响.参考文献：[1]胡石羽.亚麻氧化漂白工艺的优化[J].国外纺织技术，1997（7）：32-39.[2]刘昌龄.过醋酸———一种对生态有利的漂白剂[J].印染译丛，2000（5）：3-7.[3]张峰，殷佳敏，卢鹏举.过氧乙酸漂液的稳定性及稳定剂的选择[J].印染助剂，2004（10）：29-31.[4]上海桃浦化工厂.过氧乙酸的生产和应用[M].上海：上海人民出版社，1995.表1因素水平表Tab.1Factorsandlevels表2正交试验结果及极差分析Tab.2Orthogonaltestresultsandrangeanalysis因素A温度/益B浓度/（g·L-1）CpH值D时间/min606.56.070657.06.580707.57.090水平1水平2水平3序号ABCD白度/%1606.56.07048.42607.06.58059.63607.57.09057.24656.56.59062.15657.07.07064.36657.56.08063.77706.57.08054.68707.06.09058.59707.56.57062.3K1165.2165.1170.6175.0K2190.1182.4184.0177.9K3175.4183.2176.1177.8k155.0755.0356.8758.33k263.3760.8061.3359.30k358.4761.0758.7059.27R8.306.044.460.97表3过氧化氢、过氧乙酸漂白效果对比Tab.3Contrastperaceticacidwithhydrogenperoxideonbleaching漂白方法白度/%断裂强力/（cN·tex-1）过氧化氢漂白74.9495过氧乙酸漂白75.4563注：均为2种漂白方法的5次试验平均值.56——