前处理工艺介绍PPT课件.ppt

第五节漂白 一 次氯酸钠漂白二 过氧化氢漂白三 其它漂白剂漂白四 几种常用剂及其工艺的比较五 漂白效果的评定 本章要求掌握的内容 1 双氧水漂白的工艺条件2 比较三种漂白方式的特点3 漂白效果的评定 概述 一 漂白目的去除织物上的色素 提高织物的白度或色泽鲜艳度 同时除去织物上残留的其他杂质 如棉籽壳 蜡质等 从而进一步提高织物的吸湿性 二 漂白剂氯漂NaClO 氧漂H2O2 亚漂NaClO2三 漂白方法浸漂淋漂轧漂 概述 四 漂白方式有平幅 绳状 双头 单头 松式 紧式以及连续和间歇之分五 对漂白产品质量要求白度 87 以上损伤小 对NaClO漂白 要求 潜在作用 小 六 漂白工艺根据品种不同制订不同工艺 如涤棉混纺织物常用亚氧漂 或氯 氧漂 也有氧 氧漂等 漂白录像片 一 次氯酸钠漂白 1 NaClO溶液的性质2 NaClO漂白原理3 NaClO漂白工艺条件分析4 NaClO漂白工艺和设备 4 NaClO溶液的性质 1 NaClO为无色or淡黄色 带有Cl2臭味的液体 其浓度用有效氯含量来表示 商品溶液浓度为有效氯含量10 15 2 强碱弱酸盐 易水解NaClO H2O HClO NaOH呈碱性HClO电离 H OCl HClO分解 HCl O 指次氯酸钠加酸后放出氯的量 1 NaClO溶液的性质 3 NaClO溶液处于复杂和不稳定状态 溶液中各成分组合随pH值不同而变PH主要成分 9NaClO5 6HClO和少量NaClO4 5HClO和少量Cl22 3Cl2和HClO 2Cl2在碱性条件下更稳定 商品溶液pH为12 1 NaClO溶液的性质 4 金属或重金属化合物对NaClO有催化作用 加速其分解 使fiber严重受损 以Fe Co Ni的化合物催化作用较为强烈 其次Cu 锡 设备不宜用铁质 漂液中也不应含铁离子 一般用陶瓷 塑料或石料作加工容器 5 NaClO漂白时避免阳光直射 防止NaClO分解 导致纤维受损 2 NaClO漂白原理 NaClO与色素的作用很复杂 一般认为NaClO的漂白在不同条件下可能是不同成分在起作用 笼统地说 漂白的主要成分是HClO和Cl2 碱性范围是HClO为主 PH 4是Cl2此外NaClO对其他杂质 也可发生氧化 氯化 加成等反应 果胶物质 多糖类及其水解物 其醛基易被氧化生成羧基 含氮物质和蜡状物的脂肪酸可被氯化成相应的氨基化合物及脂肪酸的氯代衍生物 棉籽壳中的木质素可被氯化为氯化木质素 NaClO对纤维素亦有氧化作用 非选择性氧化 会损伤纤维 3 NaClO漂白工艺条件分析 漂白所受损伤 煮炼注意 漂白时 由于fibre吸收NaClO水解产生的NaOH 加之纤维素 果胶等有机物产生酸的影响 还有空气中CO2的作用 使漂液pH逐渐 轧漂时要不断补充新鲜漂液 淋漂和浸漂时需要加碱剂Na2CO3以维持pH值 防止fibre损伤 PH值 温度 浓度和时间 漂液的pH值的影响 3 NaClO漂白工艺条件分析 漂液的pH值的影响主要表现在对漂白速率和对纤维损伤大小影响 酸性条件下 fibre损伤不明显 漂白速率太快 不易控制 且有Cl2逸出 污染环境 一般不用 中性条件 漂白速率较快 但fibre损伤最严重 强力损失大 应避免中性漂白 氧化纤维素 存在潜在损伤 碱性条件 尽管漂白速度慢一些 但通过延长时间可达到目的 所以选择pH 9 11漂白 3 NaClO漂白工艺条件分析 温度和时间T 漂白速率 但棉fibre的氧化速率 pH 11 T每 10 漂白速率 2 3倍 氧化速率 2 7倍 T 35 T 35 DP急剧 高温不宜 但低温需制冷设备 能耗大 时间长 选择室温20 35 时间以30 60min为宜 3 NaClO漂白工艺条件分析 浓度在pH T和t一定时 C 白度 但并非成正比 C达一定值白度提高不多 而损伤大 实际生产时应根据含杂 织物厚薄 对白度要求确定 一般有效氯含量在1 5g L绳状1 2g L平幅3 5g L 3 NaClO漂白工艺条件分析 脱氯危害 造成织物强力下降和白度泛黄 残留的含氮物质会与残氯作用生成氯胺 氯胺慢慢释放HCl使织物受损和泛黄 残氯给某些不耐氯漂的活性染料的染色和印花带来不利 引起含氮树脂进行树脂整理时吸氯泛黄和氯损现象 3 NaClO漂白工艺条件分析 脱氯剂 大苏打 1 2g L 室温浸轧后热水洗即可 2Na2S2O3 Cl2 Na2S4O6 连四硫酸钠 2NaCl特点 效果好 工艺简单 不损伤纤维 但残硫引起泛黄 必须将残硫清洗干净 过氧化氢 1 2g L 室温浸轧后热水洗即可 H2O2 Cl2 2HCl O2特点 无泛黄 无污染 但价格较贵 硫酸 促使残留的NaClO进行分解 进一步提高漂白的去杂效果 4 NaClO漂白工艺和设备 绳状连续轧漂工艺在绳状漂白联合机上进行绳状轧漂 有效氯1 2g L 轧余率100 120 J形箱堆置 30 45min 冷水洗 轧酸 H2SO42 4g L 40 45 室温堆置 20 30min 水洗 中和 Na2CO33 5g L 温水洗 冷水洗 送堆布池 4 NaClO漂白工艺和设备 平幅连续轧漂工艺 平幅轧漂 有效氯3 5g L J形箱平幅室温堆置 10 20min 水洗 脱氯 水洗 平幅连续浸漂工艺 平幅轧漂 有效氯3 5g L 浸漂 有效氯3 4g L 10min 浸漂 有效氯1 5 2 5g L 10min 水洗 脱氯 水洗 4 NaClO漂白工艺和设备 NaClO漂白应注意的两个问题 1 前处理问题 必须有较好的退浆和精练效果 否则要加重漂白负担 影响棉fibre的强度 对T C来说 这一点较难满足 一旦精练不净 fibre上的含氮物质漂白时会与HClO生成氯胺类化合物 释出HCl 使fibre泛黄 脆损 NaClO漂白对T C仅适用于深色品种 中 浅色须复漂一次 2 脱氯问题 漂白后 残留氯经过一定时间会使纤维损伤 色泽发萎 泛黄 对不耐氯的dye亦有破坏作用 对NaClO漂白工艺评价 NaClO价格低 工艺设备简单 广泛用于棉布的漂白 该工艺要求有较好的退浆精练效果 否则会加重漂白负担 影响棉fibre的强度 对T C仅限于深色品种 不用于蛋白质fibre的漂白 引起损伤 泛黄 有Cl2逸出 有污染 二 过氧化氢漂白 1 H2O2溶液的性质2 H2O2漂白原理3 H2O2漂白工艺条件分析4 稳定剂的作用和选择 概述 H2O2漂白后白度及白度稳定性好于NaClO 对fibre损伤小 且无潜在损伤 没有有害气体产生 不泛黄 手感好 在碱性中进行 温度高 对退浆和煮炼要求较低 适用范围较广 纤维素纤维 蛋白质纤维 合成纤维可单独使用 也可以联合漂白 如氯 氧漂 亚 氧漂等 对设备要求 高 不锈钢材料 价格 贵氧漂方式 绳状或平幅设备 叠卷式 履带式和轧卷式漂白机 1 H2O2溶液的性质 1 H2O2溶液的性质 俗称双氧水 无色无臭溶液 商品有多种浓度 低浓度 3 30 35 印染厂使用30 或35 浓度还可用它所能释出的氧气的体积为溶液体积 V 的倍数来表示 强氧化剂 30 H2O2对皮肤有刺激性和 灼伤 作用 浓度 65 的H2O2与易燃物接触易燃 易爆 30 以下的H2O2较稳定 70 分解速率加快 水溶液呈弱酸性 遇base低温亦极易分解 商品H2O2加硫酸或磷酸使其稳定 并在酸性条件下出售保存 1 H2O2溶液的性质 受热 光 催化剂作用也易发生分解 2H2O2 2H2O O2 47kcal 1 H2O2是弱二元酸 在水溶液中按下式电离 H2O2 H HO2 过氧氢阴离子 2 K1 1 78 10 12HO2 H O22 过氧离子 3 K2 1 0 10 25由于HO2 过氧氢阴离子 不稳定 可按下式进行分解 HO2 OH O 4 2HO2 2OH O2 5 HO2 过氧氢阴离子 是一种亲核试剂 具有引发H2O2形成游离基的作用 HO2 H2O2 HO2 HO OH 6 H2O2 2HO 7 可见 H2O2具有复杂成分的溶液 随PH变化 溶液成分发生变化 1 H2O2溶液的性质 酸碱性影响H2O2稳定性PH 11 HO2 过氧氢阴离子 溶液稳定性差PH 5 稳定PH 5 开始分解 PH增高分解速率加快 其它影响H2O2稳定性的因素 金属 酶 极细小带棱角的固体物质对H2O2分解有催化作用Fe2 H2O2 Fe3 OH Fe2 HO Fe3 OH Fe2 HO2 Fe3 HO HO2 Fe3 HO2 Fe2 H O2高铁离子被还原Fe3 HO2 Fe2 HO2 2 H2O2漂白原理 H2O2分解的产物 HO2 过氧氢阴离子 HO2 HO OH O2 O 关于H2O2的漂白机理 通常认为HO2 是漂白的主要成份 能起脱色作用 有效分解 对漂白有贡献HO2 与色素作用 无效分解 对纤维有损伤HO2 HO O2自由基会引起纤维损伤 若有铜 铁存在 织物会产生破洞 O2无漂白作用 如渗入纤维内部 在高温碱作用下 引起纤维的严惩损伤 DP下降 1 pH值的影响 3 H2O2漂白工艺条件分析 以棉为例 1 pH值的影响pH值对H2O2分解率和漂白质量有影响 强力 pH 3 10范围强力变化不大 有较高水平白度 PH 3 13 5白度在83 87 PH 9 11最佳聚合度 pH 6 10范围内能达满意水平 分解率 酸性到弱碱 分解率低 强碱性分解率高 PH 10更明显综上所述 pH 9 10较理想 若考虑加入一定量的稳定剂和其它助剂 pH 10 5 11较为理想 注意 碱浓度过高引起无效分解 3 H2O2漂白工艺条件分析 漂白温度和时间温度和时间相互制约 一般温度高 时间短 反之亦然 室温浸轧打卷 堆放20小时 若进热反应室 时间缩短一半 高温高压漂白120 130 时间缩短到几分钟 3 H2O2漂白工艺条件分析 漂液浓度白度随浓度增加而提高 到某一数值 变平坦 而纤维聚合度有较大下降 要兼顾二者 一般H2O2浓度在2 6g L 4 稳定剂的作用和选择 稳定剂的作用控制反应 使反应适中 碱能加速H2O2分解 对漂白不利 削弱和消除重金属离子对H2O2分解的催化作用 使其均匀分解 4 稳定剂的作用和选择 加工过程中 织物不可避免地会沾上重金属离子 它们对H2O2有加速分解作用从而脆损纤维素 若局部不匀 会造成破洞 织物在漂白前 必须充分洗净 尽可能 金属性杂质 同时在漂液中加适量稳定剂 其不仅可防止金属离子催化分解 而且可调节碱度和起缓冲作用 重金属离子来源 织物织造时摩擦综筘脱落的铁屑或沾有铁锈的油污 练漂时织物接触重金属设备和部件 水和蒸汽管道中的铁屑 练漂液中夹杂重金属物质 棉纤维内含有重金属盐类 4 稳定剂的作用和选择 对氧漂稳定剂的要求 稳定过氧氢离子的作用 抑制过氧氢游离基 耐热 耐碱 耐氧化 污染小 易被生物降解 不结垢 不在fibre上沉积不溶物 白度要好 I 价廉易得 4 稳定剂的作用和选择 稳定剂 Na2SiO3水玻璃 稳定作用 可缓冲漂液的pH值 胶态性质 Na2SiO3在硬水中形成高度分散的MgSiO3 CaSiO3 胶体 能吸附重金属离子 使金属离子失去催化活性 并减慢H2O2分解速率 若在去离子水中漂白 非但没有稳定作用 相反因pH值提高而加速H2O2分解 但当Fe2 含量超过Na2SiO3吸附能力时 就会减弱其稳定作用 对铁 铜等重金属离子具有屏蔽作用 耐热 耐碱 耐氧化 价廉易得优 稳定效果好 白度 价格便宜缺 易结硅垢 影响手感 清除困难 不耐强碱浴 4 稳定剂的作用和选择 镁盐稳定机理 在碱性漂液中生成Mg OH 2絮状物 吸附杂质和金属离子 自由基 使其失去活性Mg与H2O2反应 能对H2O2进行寄存 HO2 与OH 能环绕在正最荷周围 从而稳定H2O2 4 稳定剂的作用和选择 磷酸盐和有机膦酸盐络合剂磷酸氢二钠 磷酸三钠 焦磷酸钠 六偏磷酸钠等 无硅垢 手感好 漂洗性佳 但使用时需加少量钙 镁盐 机理 吸附作用和与重金属生成络合物或螯合物的作用 受pH值影响大 又会造成水富营养化另一种是稳定剂本身既是吸附型又是螯合型 如聚丙稀酸 聚马来酸聚羟茎丙稀酸 具有良好的胶体特性和分散作用 有温和的螯合作用 耐碱性较好有机膦酸酯 能耐50g L的烧碱 可用于高碱量的煮漂一浴法 4 过氧化氢漂白方式和工艺条件 氧漂工艺适应性广泛 漂白方式有 轧漂 汽蒸漂白 是目前应用最广的一种 工艺连续化 效率高 以平幅汽蒸为多 浸漂 卷染机平幅漂白 液下履带箱漂白 冷堆法等 温度可分室温 常压高温 高压高温等 另外可与其它漂白剂联合进行 4 过氧化氢漂白方式和工艺条件 汽蒸漂白 连续化 劳动生产率高 工艺流程 退 煮后织物 室温浸轧漂液 轧余率100 汽蒸 95 100 45 60min 涤棉80 85 水洗 烘燥漂液组成 H2O2 100 2 6g LNa2SiO35 10g LNaOH适量 调PH 润湿剂1 2g L水X1L切忌 铜 铁等重金属 设备采用不锈钢 湿布进轧槽 带液量低 便于浓度控制充分水洗设备 履带箱 叠卷式 翻板式 轧卷式练漂机 4 过氧化氢漂白方式和工艺条件 氯 氧双漂 减少H2O2用量 漂白效果好 兼具H2O2脱氯工艺流程 退浆 煮练 浸轧次氯酸钠漂液 室温堆置30 60min 水洗 浸轧氧漂液 汽蒸 95 100 45 60min 水洗 烘燥漂液组成 次氯酸钠漂液有效氯1 2g LPH9 5 10 5氧漂液H2O2 100 1 3g LNa2SiO33 9g LNaOH适量 约1 1 5g L 润湿剂0 5 1g L水X1L 4 过氧化氢漂白方式和工艺条件 煮布锅漂白 适于轻薄和要求不高的织物 内壁涂上一层保护层 保护层成份 水泥4份 生石灰2份 氧化镁1份 水玻璃1份 涂层方法 工艺流程 进锅 煮练 水洗 漂白 水洗漂液组成 H2O2 100 2 3g LPH10 5 10 8Na2SiO35 10g L温度80 90NaOH 100 1 1 5g L时间2 3小时润湿剂1g L水X1L 4 过氧化氢漂白方式和工艺条件 卷绕机平幅漂白法 蒸汽管要用不锈钢的 工艺流程 冷洗1道 漂白8 10道 水洗 95 98 热水4道 70 80 两道后换水1次 冷洗上卷漂液组成 H2O2 100 5 7g LNa2SiO310 12g LNaOH 100 适量 约1 1 5g L 润湿剂2 4g L水X1LPH10 5 10 8织物在卷绕机中漂白8 10道 4 过氧化氢漂白方式和工艺条件 冷堆法漂白工艺 手感好 纤维损伤小 热能消耗低 漂白均匀 渗透性不理想 充分水洗 在完全没有氧漂汽蒸设备的条件下 可采用冷堆法 尤其适合不宜高温处理的合纤与棉混纺品种 产品手感好 损伤小 能耗低 但渗透性较差 加少量硫酸铵或过硫酸钾 要注意漂白的水洗 高效洗涤在冷漂中的重要性超过其他任何工艺 此法 采用轧卷堆置 用塑料薄膜包覆好 不使风干 再在特定设备上低速远转 防止工作液积聚在布卷下层 造成漂白不匀 4 过氧化氢漂白方式和工艺条件 工艺流程 室温浸轧漂液 打卷 堆置 充分水洗漂液组成 H2O210 12g L Na2SiO325 30g L NaOH适量 约5g L H2S2O8 过硫酸钾 7 10g L 强退浆剂 有漂白作用 水X1L工艺条件 PH10 5 10 8温度30 左右时间14 16小时注 堆置后进行95 100 1 2min汽蒸 毛效和白度有很大作用 4 过氧化氢漂白方式和工艺条件 液下履带箱漂白织物浸轧漂液后 在液下履带上堆置浸渍一定时间后再汽蒸 浴比大 1 30 织物处于松弛状态 较平整 无折皱 加工匀 透 手感丰满柔软 时间短 能耗低 工艺流程 退浆后 液下浸渍 60 10min 汽蒸 100 2min 热洗 酸洗 水洗漂液组成 NaOH 固体cp级 10g L渗透剂2g L有机膦酸盐3g LH2O23 5g L水X1L 5 对H2O2漂白的评价 对纤维损伤小 不存在潜在损伤 适用范围广 无污染白度好 稳定 去杂好 手感佳对设备有较高要求 三 其它漂白剂漂白 亚氯酸钠 概述 NaClO2是一种温和的氧化剂 对棉纤维损伤小 去杂效果比次氯酸钠和过氧化氢都好 特别是去除棉籽壳能力显著 晶莹透亮 对前处理要求低 1939年便作为纺织纤维漂白剂 合纤出现后 得以广泛的应用 主要用于棉 合纤维及其混纺织物 不适用于蛋白质纤维 缺点 酸性条件下释放出比重较大的有害气体二氧化氯 设备 钛板或含钼不锈钢 近年来 用聚四氟乙烯 聚乙烯和以玻璃纤维强化的聚酯材料也获得成功 其中以陶瓷和钛板最佳 但价格昂贵 1 NaClO2溶液性质及其漂白机理 商品有固体和液体两种 纯粹的NaClO2固体是白色 因含ClO2而呈黄绿色砂状结晶 含量约80 左右 还含少量食盐和少量碱 吸湿性强 高温分解 遇有机物还原剂易燃 易爆 受冲击时 液体NaClO2浓度有10 15 多种 当加碱将PH调节到10左右 可长期保存 操作和处理比固体方便 1 NaClO2溶液性质及其漂白机理 NaClO2必须干燥和避光 遇高温分解2NaClO2 亚氯酸钠 2NaClO3 氯酸钠 NaCl200 NaClO2 NaCl O2金属离子能促进NaClO2分解 但比H2O2弱液体NaClO2溶液呈弱碱性 可水解 氧化能力较NaClO弱 不会造成大分子断键 故对纤维损伤小 且能溶解果胶和木质素 溶液成分变化 随PH下降 HClO2含量逐渐增多 P308表11 11 1 NaClO2溶液性质及其漂白机理 稳定性 NaClO2稳定性随PH值升高而增加 在酸性条件下不稳定 分解产生ClO2 二氧化氯 且pH 分解速率 5ClO2 2H 4ClO2 Cl 2OH 1 主反应3ClO2 2ClO3 Cl 2 副反应ClO2 Cl 2 O 3 副反应漂白原理 认为HClO2存在是漂白必要条件 ClO2可能是漂白的有效成分 也有人认为 O 起漂白主导作用 2 NaClO2漂白工艺条件分析 pH值 它对NaClO2的稳定性和漂白效果有很大关系 表11 12 流度是粘度的倒数 越大 降解越严重 pH 8 8 5 纤维损伤增大 而白度却差 而pH 4 6时 损伤较小 酸性条件下 ClO2生成速率 消耗速率 造成环境污染 腐蚀设备 同时氯酸钠含量却很高 PH 5 5 最佳 实际生产中 为了取得较快的漂白速率 亦可调节在pH 4 0 4 5 2 NaClO2漂白工艺条件分析 温度 90 100 对漂液稳定性和白度有关 T 漂液稳定 T 漂液分解速率加快 白度 但T与活化剂有关 有机酸80 有机酯95 以上 考虑漂白连续生产 T较高为宜 2 NaClO2漂白工艺条件分析 时间相同温度及同类活化剂下 t 白度 但时间过长 白度不会提高 而且引起纤维损伤 决定t的是NaClO2的分解速率 室温漂白 分解速率慢 时间长连续汽蒸漂白60 90min翻板式练漂机漂20 30min 2 NaClO2漂白工艺条件分析 浓度 15 20g L因织物含杂程度 加工要求 方式及活化剂性质有所不同 其它条件不变前提下 浓度 白度 但浓度过高 白度不会 浪费 污染环境 根据经验 一般NaClO2用量为织物重量的1 左右 浸轧液浓度15 20g L 2 NaClO2漂白工艺条件分析 活化剂与缓冲剂活化剂的作用 将呈碱性的商品NaClO2溶液调节成弱酸性 PH 5 5 or在漂白过程中将NaClO2变成弱酸性 以释放也漂白的有效成分ClO2 使发挥漂白作用 活化剂要求 40 以下漂液应是稳定的 一般应能保存24h以上对设备无显著腐蚀加热汽蒸时释酸迅速用量少 成本低 2 NaClO2漂白工艺条件分析 1 酸类活化剂 HAC 乳酸 蚁酸等 直接活化剂 直接降低pH值无机酸 酸性强 PH降低快 室温 对漂白效果和劳动保护不利有机酸 酸性温合 但成本高一般用无机酸调至7左右 再用有机酸调至工艺要求值 另外 加适量PH值缓冲剂 如水合肼 NH2 NH2 H2O 胺类物质 2 NaClO2漂白工艺条件分析 2 酯类活化剂 乳酸乙酯 醋酸乙酯 乙二酸甘油酯等常温不释酸 漂液维持中性 汽蒸时 水解放出有机酸 同时水解产物醇也被氧化为羧酸 pH值 从而使漂白作用激化 CH3COOC2H5 H2O CH3COOH C2H5OHC2H5OH O CH3COOH对劳动保护有利 但成本高 2 NaClO2漂白工艺条件分析 3 铵 胺 盐活化剂 NH4 NH2 有无机铵盐和有机胺化合物 如 硫酸铵 过硫酸铵 硫酸肼 六亚甲基四胺等常温稳定 高温释酸 借反应中产生酸使活化 反应液较稳定 生成的氨 有利于劳动保护和减少对设备腐蚀 六亚甲基四胺