超低温60℃针织前处理精炼剂的研发应用
涂益文 江西省共青城德龙科技合成材料有限公司 2017-3-16 9:41:25
超低温60℃针织前处理精炼剂的研发应用

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涂益文

(江西省共青城德龙科技合成材料有限公司  江西共青城332020)

 

关键词:超低温;60℃;高毛效;省时节能;效果相同


       众所周知,纺织印染产业在这个时代与钢铁、水泥、电镀等行业一样,是当下最为艰难运作的行业之一。因为环保因素、成本因素、行业竞争压力注定这个行业生存状况不那么轻松,因而节能转型成了这个时代的新呐喊,这都是迫于环境压力、成本压力、竞争压力不得不做出的产业更新或转型,特别是对于高能耗、高污染的纺织印染行业,竞争与生存压力尤为突出,以至于许多行业内企业不得不隐身而退,这就给还在努力拼搏的纺织印染企业发出了极其严峻的信号,能耗成本、排污成本都是印染行业极为重要的开支之一。只有提高产品档次,提升竞争力,降低能耗、节约成本、减少排污来保障成本优势。

       而前处理作为织物生产工艺的第一工序是保证产品品质的关键因素,犹如建房打基础,只有把前处理工序做好,才能保障后道工序的顺利操作。传统的前处理工艺基本上都是在100℃环境下煮炼才能达到好的毛效和白度,近几年印染行业有尝试80℃煮漂针织物,被称为低温煮漂工艺,且工艺已经较为成熟。

       相对于100℃的煮炼工艺已经大大降低能源消耗和缩短操作时间,之前笔者在2016年的《CTA中国纺织助剂》杂志NO:1-2期,曾对低温针织精炼剂DW1013的研发与应用做过一系列的探讨,实验结果充分说明了低温针织精炼剂DW1013在80℃进行针织织物的前处理完全能达到理想的精炼效果。

       在此,我们将要探讨的是把温度从80℃调降温度为60℃时,煮炼的超低温前处理煮炼助剂DW1016的研发与应用。

思路

       鉴于针织坯布织物上存在的一些待去除杂质主要由油脂、蜡油、果胶、棉籽壳、木质素等,以及一些织造过程中的矿物质油组成,而这些物质的存在将严重影响染色以及后整理过程中的上染率,这些杂质也是造成色花的主要因素,因而必须得经过前道处理才能更好地进行印染的下一步工艺,也就是得进行织物的前处理煮漂工艺。

       针对织物上的这类物质,我们知道通常用于煮炼的助剂基本上都由表面活性剂构成,例如一些异构醇醚、烷基苯磺酸盐、椰子油酰胺、月桂醇基聚氧乙烯醚、脂肪醇醚、油皂等,这都是利用这些物质所具有的乳化、分散、除油功能来达到精炼效果,而常规处理方式是100℃左右高温煮炼处理,有时在除油精炼当中也会用到一些助溶剂,例如异丙醇、酒精、甲醇或者是四氯化碳等溶剂。之前许多煮炼助剂成分中还含有不少违禁化学品,这是当下所不能再应允的物质了。

       众所周知,不管使用什么表面活性剂组成的煮炼精炼助剂都不得不使用高温处理,因而造成工艺时间长、消耗能源多、煮炼成本高、织物损伤大等诸多弊端。

       值得一提的是,经过了多少年的探寻与摸索,现在逐步向低温煮漂方向发展,之前笔者就在本刊探讨了过低温针织精炼剂DW1013的研发与应用,文中探讨的是把煮炼温度从100℃降至80℃煮炼,不但大大缩短了工艺时间,而且相当程度地做到了降能节耗、减少排污量的目标,而且煮炼效果与100℃煮炼基本上达到一致,经过了多年的探索和实践,终于能做到80℃进行针织织物的前处理煮漂。

       这个时候,我们暂且把它称为低温针织精炼剂,但是还远远够不上超低温的概念,如果能再把煮炼温度降得更低,以至于在60℃煮炼,那么,我们这时候真的可以称之为超低温煮炼了。能不能达到理想的煮炼效果,将作为评判60℃超低温煮炼的最主要标准。

       实验器材:旋转式打样机(佛山)、电子秤(余姚)、温控仪(巩义)、电热套(巩义)、电动鼓风干燥箱(上海)、白度仪(上海)、直尺(宁波)、毛效比较盆(自制)、片碱(天津)、双氧水稳定剂DLW(自制)、高温精炼剂(自制)、80℃低温精炼剂(自制)、针织棉坯布(广州)、针织涤纶坯布(绍兴)、针织锦棉坯布(汕头)。

       为了这个超低温针织前处理煮漂工艺的实验成功,德龙科技研发人员大胆思维、奋力拼搏,针对前处理煮漂工艺进行全方位优化和改进,经过无数次反复实验,发现市场上现有的常规表面活性剂确实无法在60℃煮漂达到理想的效果,这也许就是一直困扰着、且不能进行这种工艺尝试的主要原因,这次实验采取非常规的逆向合成法,选取植物油与动物油进行多种改性反应制得一种透明度高、泡沫低、渗透力强的除油除脂精炼剂,命名为超低温针织精炼剂DW1016。

       为了更好地了解超低温针织精炼剂DW1016的基本性能,我们将它与高温精炼剂与80℃煮漂低温精炼剂DW1013进行交叉试验,依次使用针织棉坯布、涤纶织物、锦棉织物、纯涤纶织物、纯尼龙织物进行煮漂染色实验,实验详细如下:

一、对针织棉布的煮漂

        1.使用温度均为100℃,DW1016超低温精炼剂与低温精炼剂和高温精炼剂分别处理针织棉坯布的煮炼效果的比较。

       煮漂工艺:

       ①DW1016:2g/L

       片碱(98%):2g/L

       H2O2(27.5%):6g/L

       稳定剂DLW:2g/L

 

       ②DW1013:2g/L

       片碱(98%):2g/L

       H2O2(27.5%):6g/L

       稳定剂DLW:2g/L

 

       ③高温精炼剂:2g/L

       片碱(98%):2g/L 

       H2O2(27.5%):6g/L

       稳定剂DLW:2g/L

       当织物为纯棉针织坯布,我们将三种不同的精炼剂,同时其他用剂相同的情况下均使用温度在100℃进行同等条件煮漂比较,时间为30min,结果见图1所示。

       图1是三种精炼剂在100℃煮炼后30min的毛效,它们的毛效分别为16cm、18cm和18.5cm,白度分别为67.9、68.2和68.3,这种煮炼效果均能满足针织印染的后道工序。

       染色工艺:活性翠兰12g/L,元明粉5g/L,浴比1∶20,温度60℃染色30min后,再加入纯碱固色处理30min(折合溶度为5g/L),之后热水清洗。

图1

       下面的图文为三种精炼剂煮漂后织物的染色效果:

       从染色效果上,来观察使用三种精炼剂在100℃煮炼后的织物染色深浅和颜色非常接近,因而,这三种不同的精炼剂均适合高温95~100℃的煮漂工艺。

       2.当温度均为80℃时,DW1016超低温精炼剂与低温精炼剂和高温精炼剂的煮炼针织棉坯效果的比较。

煮漂工艺:

       ①DW1016:2g/L

       片碱(98%):2g/L

       H2O2(27.5%):6g/L

       稳定剂DLW:1g/L

 

       ②DW1013:2g/L

       片碱(98%):2g/L

       H2O2(27.5%):6g/L

       稳定剂DLW:1g/L

 

       ③高温精炼剂:2g/L

       片碱(98%):2g/L 

       H2O2(27.5%):6g/L

       稳定剂DLW:1g/L

       当织物为纯棉针织坯布,我们将三种不同的精炼剂,同时其他用剂相同的情况下均使用温度在80℃进行同等条件煮漂比较,由于80℃时双氧水的分解速率远远低于100℃的分解速度,因而我们把双氧水稳定剂DLW的用量均降为1g/L,时间为30min,80℃开始煮漂,其结果如下:

       以上是三种精炼剂在80℃煮漂,时间30min后的毛效,它们的白度分别为64.2、64.8和64.1。从上图中可以看出,调低煮漂温度为80℃后,低温精炼剂DW1013的毛效和白度最高,达到17.8cm,而超低温精炼剂DW1016与高温精炼剂的毛效分别为14cm和15.1cm,白度差距不大。

       80℃针织低温精炼剂DW1013于80℃煮漂后的白度,略高于超低温精炼剂DW1016和高温精炼剂的白度,以此工艺条件处理后的针织织物染色效果如下图:

       经过观察对比,这三种不同的精炼剂煮漂后的针织织物染色效果非常接近,而DW1013低温精炼剂处理后再染色的布面更显颜色分布均匀。

       2.当温度均为60℃时,DW1016超低温精炼剂与低温精炼剂DW1013和高温精炼剂的煮炼效果的比较。

煮漂工艺:

       ①DW1016:2g/L

       片碱(98%):2g/L

       H2O2(27.5%):6g/L

       稳定剂DLW:0g/L

 

       ②DW1013:2g/L

       片碱(98%):2g/L

       H2O2(27.5%):6g/L

       稳定剂DLW:0g/L

 

       ③高温精炼剂:2g/L

       片碱(98%):2g/L 

       H2O2(27.5%):6g/L

       稳定剂DLW:0g/L

       当DW1016超低温精炼剂、低温精炼剂DW1013和高温精炼剂置于60℃低温条件下煮漂,这种工艺条件下的双氧水分解是非常缓慢的,因而没有添加双氧水稳定剂DLW。

       使用以上三种精炼剂在60℃煮漂30min后的效果如下:

       以上为这三种精炼剂在60℃煮漂后的毛效效果,可以很明显地区分出它们之间煮漂后的毛效差距,超低温针织精炼剂DW1016毛效为9cm,而低温针织精炼剂DW1013毛效只有1.5cm,高温精炼剂毛效液只有1.8cm。它们之间60℃煮漂后的白度分别为61.8、60.4、60.5,其中超低温针织精炼剂DW1016处理后的织物白度明显要高于其他两种精炼剂的煮漂白度。

       对于三种精炼剂煮漂后的双氧水残留液做了测试。实验表明,在60℃超低温煮漂时不添加双氧水稳定剂DLW时煮漂后的残留工作液中双氧水的含量与100℃时煮漂后残留工作液中双氧水的残余量几乎一致,均为6.2%左右,不过值得注意的是,尽管煮后工作液的双氧水残余量一致,但是经过100℃煮漂后的布面白度还是明显高于60℃煮漂的效果。鉴于煮漂后织物的后期工艺大多要经过染色和手感整理等一些工序,下面将经过不同温度、不同精炼剂染色后的效果进行对比,其效果图文如下:

       (织物为纯棉织物,染料为活性染料)

       使用超低温精炼剂DW1016在60℃处理后的纯棉织物染色效果,与低温精炼剂DW1013在80℃处理后的纯棉织物染色效果及高温精炼剂在100℃处理后的棉织物,经过活性翠兰染色后的效果都非常均匀,目测效果几乎一致。

       再将经过三种不同精炼剂60℃处理后的织物进行活性染料染色后,发现它们之间有着明显的差异,经过DW1016超低温精炼剂处理后的织物染色上色率更高,而其低温精炼剂DW1013和高温精炼剂处理后的织物由于毛效低而造成上色率较低,这原因在于后两种精炼剂在60℃条件下处理针织坯布煮炼效果不佳的缘故。如下图: