傳統的紡織染整生產主要以水為介質對紡織品進行濕加工,其耗能、耗水量極大,同時排放大量的污水,引起嚴重的環境污染.等離子體技術作為干式反應體系,具有節水節能,環境污染和公害少,操作簡單易控制,且處理僅涉及纖維的表面,不破壞纖維自身的性能等優良特性,因此,等離子體技術是一種快速、簡便、節水、節能、無公害的處理工藝,可為清潔生產開拓出一條新途徑.有研究表明,低溫等離子體的高能離子撞擊織物表面,一方面可使纖維表面被物理刻蝕,雜質與纖維表面的作用力減弱,有利于雜質在后續加工中被去除;另一方面可使纖維表面化學改性,表面被活化,潤濕性提高,有利于后續加工中化學助劑與雜質的作用.但是單獨等離子體在前處理中的應用只能對織物表面作用,還不能作用到纖維內部,不能完全達到前處理要求的效果.本文在常壓等離子體預處理棉織物的基礎上,結合堿氧一浴前處理,優選堿氧一浴前處理工藝,以達到棉織物傳統前處理的效果.
1 實 驗
1.1 材料、藥品及儀器
(1) 棉坯布規格經緯密463 x406根/10cm、面密度156.8g/m2 、紗支60s ×60s 、厚度0.268mm.
(2) 化學藥品NaOH(分析純,汕頭西隴化工)、30%H2O2(分析純,蘭溪屹達化工)、Na2SiO3(分析純,上海三鷹化工)、精煉劑TF一123(中紡化工).
(3) 儀器常壓空氣等離子體處理設備(中科院與中紡院研制)、YG600恒溫水浴振蕩器(南通三思)、HHS-6恒溫水浴鍋(南通三思)、WT21027電子天平(常州萬得)、毛細管效應測試儀(實驗室自制)、 HD026電子織物強力儀(南通宏大).
1.2 工藝流程
(1) 等離子體工藝 坯布一常壓等離子體處理一堿氧一浴一水洗一晾干
(2) 傳統工藝坯布一退煮一氧漂一水洗一晾干
1.3 工藝處方
(1) 常壓空氣等離子體處理功率12kW(三組),處理時間2.4mi
1.4 測試
(1) 毛細管效應 根據Fz/TOl07l—l999要求,用30cm×5cm(經×緯)的布條,測定30min后,水面上升的最低高度cm.
(2) 退漿等級 采用德國TEGEWA退漿率比色卡對織物進行退漿等級的評定,比色卡共分9級,1級最差,9級最好,一般達到7級以上可認為退漿率良好.評級測試液的配置:取18g碘化鉀和13g碘溶解于1L水中.取此儲存液5mL稀釋到100mL即為測試液.為了使讀數更加準確,把色卡每兩個等級中間再分成4個等級,從1級到9級共45個等級.
(3) 斷裂強力 根據GB/T3923.1—1997要求,用30cm×5cm(經×緯)和30cm×5cm(緯X經)的布條在電子強力儀上對織物進行斷裂強力測試.
2 結果與討論
棉坯布按照1.2工藝流程進行前處理加工,常壓等離子體處理工藝按照1.3進行,分別改變堿氧一浴前處理工藝中化學藥劑用量、處理溫度及處理時間等工藝參數,探討堿氧一浴前處理工藝條件對前處理退漿等級的影響.
2.1 NaOH用置的優選
堿氧一浴處理工藝中NaOH用量對退漿等級的影響結果如圖1所示.由圖1可以看出,隨著氫氧化鈉用量的增加
2.2 精練劑TF一123用量的優選
堿氧一浴處理中,精練劑的用量對退漿等級的影響結果如圖2所示.
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由圖2可知,在相同的堿氧一浴前處理工藝條件下,即氫氧化鈉8g/L、雙氧水8g/L、硅酸鈉5g/L、浴比1:20、60℃×30min,經等離子體預處理后的織物退漿等級高于未處理的織物,尤其在精煉劑用量少時,效果更為明顯.當精練劑用量為4g/L時,退漿等級最大,故精練劑TF-123的最佳用量為4g/L.
2.3 H2O2用量的優選
堿氧一浴工藝中,雙氧水的用量對織物的退漿等級的影響結果如圖3所示.
從圖3可以看出,隨著雙氧水用量的增加,退漿等級開始處于上升趨勢,雙氧水達到一定量時,退漿等級開始下降.同樣,在相同的堿氧一浴前處理工藝條件下,即氫氧化鈉8g/L、精練劑4g/L、硅酸鈉5g/L、浴比l:20、60℃X 30min,經等離子體預處理后的織物退漿等級高于未處理的織物.當雙氧水用量為6g/L 時,等離子體預處理的織物退漿等級最大.故確定了雙氧水的最佳用量為6g/L.
2.4 Na2SiO3用量的優選
穩定劑硅酸鈉在堿氧一浴中可以減緩雙氧水的無效分解,提高雙氧水的利用率.硅酸鈉的用量對織物的退漿等級影響結果如圖4所示.
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由圖4可以看出,硅酸鈉的用量對退漿等級的影響不明顯,但在相同的堿氧一浴前處理工藝條件下,即氫氧化鈉8g/L,精練劑4g/L,雙氧水6g/L,浴比1:20,60℃ X30min,經等離子體預處理后的織物退漿等
2.5 處理溫度的優選
堿氧一浴處理的溫度對織物的退漿等級影響結果見表1.由表l可知,當處理溫度為70℃時,等離子體處理織物的退漿等級達到了8.1 級,處理效果良好,基本達到未處理織物90℃ 的處理效果,隨著處理溫度的升高,退漿等級增加幅度不大,故綜合考慮選擇處理溫度70%.表明等離子體處理可以降低堿氧一浴處理溫度,達到節能的效果.
2.6 處理時間的優選
堿氧一浴處理時間對織物的退漿等級結果見表2.由表2可以看出,當堿氧一浴處理40min時,等離子體處理織物的退漿等級達最高,而且高于未處理織物60min的處理效果,所以等離子體處理織物可縮短濕處理時間,具有提高加工生產效率的優點.綜合考慮選擇堿氧一浴處理時間為40min.
綜合以上研究,確定了經常壓等離子體預處理后的棉坯布堿氧一浴前處理最優工藝條件為:氫氧化鈉8g/L、精練劑TF一123 4g/L、雙氧水6g/L、硅酸鈉6g/L、浴比1:1O、溫度70℃ 、時間40min.
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2.7 常壓等離子體工藝與傳統工藝對比
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3 結 論
(1) 通過研究確定了經常壓空氣等離子體預處理的棉織物堿氧一浴前處理最優工藝條件為:氫氧化鈉8g/L、精練劑TF-123 4g/L、雙氧水6g/L、硅酸鈉6g/L、浴比1:10、溫度70℃、時間40min.
(2) 經常壓等離子體處理后再經溫和堿氧一浴前處理的棉織物在毛細管效應、退漿等級、斷裂強力方面均優于傳統前處理工藝.表明常壓等離子體處理與溫和堿氧一浴前處理聯合工藝不僅減少了化學助劑的用量,而且可以降低濕處理溫度,縮短濕處理時間,處理效果超過傳統前處理工藝,這是一種節能、
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