过碳酸钠用于棉织物的漂白研究

2013-08-30陈居茂

山东纺织经济 2013年9期

陈居茂

（三明市旭达工贸有限公司福建三明 365500）

目前，用于印染漂白的有双氧水、次氯酸钠、过碳酸钠等，过碳酸钠是碳酸钠与过氧化氢的加成化合物，分子内碳酸钠和过氧化氢以氢键形式连接，其晶体结构属正交晶系、层状结构[1]。过碳酸钠产品理论活性氧含量为15.3%，其无毒无害，使用方便简单，容易运输，能够满足环保要求，也叫固态双氧水，是一种新型的氧化漂白剂，过碳酸钠漂白在印染行业中的使用将占印染行业主要位置[2]。那么要怎样才能最好地利用过碳酸钠漂白，以达到最好的利用价值[3，4]。抓住过碳酸钠在漂白时的影响因素，通过正交实验考察了过碳酸钠的浓度、时间、温度等因素对漂白工艺的影响，最终确定了过碳酸钠漂白的最佳工艺。

1 实验部分

1.1 材料及仪器

材料：纯棉半制品斜纹布（128×60），福建协盛协丰印染有限公司。

药品：过碳酸钠（分析纯），天津市纵横县工贸有限公司。

仪器：YG（B）101-2A型电热鼓风恒温干燥箱培烘机，上海光地仪器设备有限公司；XM7H数显温控仪，浙江余姚市远东数控仪器厂；YG（B）101-2型电热恒温鼓风干燥箱预烘机，上海浦东荣丰科学仪器有限公司；振能煮布锅，潮安县彩塘振能不锈钢制品厂；电脑测色配色仪，美国爱色丽分光测试仪。

1.2 实验和测试方法

1.2.1 过碳酸钠漂白处方及工艺

过碳酸钠：5g/L

浴比：1：60

纯棉半制品斜纹布：X

工艺流程：棉布浸泡在漂液中→一定温度下漂煮一定时间→热水洗→温水洗→冷水洗→晾干→烘干。

1.2.2 过碳酸钠漂白正交实验

分别将过碳酸钠用量5g、7.5g、10g和漂白时间30min、45min、60min和漂白温度60℃、75℃、90℃，通过设计3因素3水平进行正交实验，然后进行后处理，最后进行相关数据的测试。

1.2.3 白度的测定

用ZBD白度仪测试织物的白度，取3次测试结果的平均值[5]。

2 结果与讨论

2.1 过碳酸钠的漂白机理

过碳酸钠，分子式为 2Na2CO3·3H2O2，在水溶液中产生H2O2而起漂白作用[6]。

在水溶液中生成的过氧化氢经过羟离子而释放[O][7]。

由以上两式可知，生成的[O]具有漂白作用。

2.2 过碳酸钠对纯棉织物漂白正交实验及分析

在大量文献[8，9]的分析和总结本实验前期工作的基础上，本实验采用正交法设计实验[10]，设计了3个因素3水平的正交实验，探讨了以上三个因素对棉布漂白的影响，从而找出最佳方案。在初步实验基础上，确定各因素水平范围。表1为正交实验因素水平分析表。

表1 正交实验因素水平分析表

由表1可以看出，在过碳酸钠漂白棉布过程中，影响棉布白度三个因素影响的主次顺序为：过碳酸钠的用量>漂白时间>漂白温度。过碳酸钠的用量为主要影响因素，根据极差分析结果[11]可知，各因素的较优水平组合为：过碳酸钠用量为5g/L、时间为60min、温度为90℃。

2.3 过碳酸钠漂白棉织物单因素实验及分析

2.3.1 过碳酸钠用量对纯棉织物漂白白度的影响

根据正交实验的结果，选取漂白时间为60min，温度为90℃，通过改变过碳酸钠的用量，进行单因素实验。

表2 过碳酸钠用量对纯棉织物漂白白度的影响

由表2可知，随过碳酸钠用量的增加，棉织物的白度先增大后基本保持不变，在过碳酸钠用量为5g/L时，其白度值最大，为66.5%，因此选取了过碳酸钠的用量为5g/L。

2.3.2 漂白时间对纯棉织物漂白白度的影响

同理，选取过碳酸钠用量为5g/L，漂白温度为90℃，通过改变漂白时间，进行单因素实验。

表3 漂白时间对纯棉织物漂白白度的影响

由表3可知，漂白时间对棉织物的白度有一定的影响。随着漂白反应时间的延长，开始棉织物白度逐渐提高，当漂白时间为60min时，棉布的白度为最高值65.2，随后继续延长漂白反应时间，漂后白度值上升非常缓慢，最后不再发生变化，这说明无谓的延长漂白时间，对棉布的漂白白度帮助不大，反而造成了生产效率下降和能源的浪费[12]。合理控制漂白时间，降低能耗，节约成本,获得较好的漂白效果。实验结果说明了漂白时间以60min为宜。

2.3.3 漂白温度对白度的影响

同理，选取过碳酸钠用量为5g/L,漂白时间为60min，通过改变漂白温度，进行单因素实验。