2. 2 NaOH質(zhì)量濃度的影響
在1. 3節(jié)的漂白工藝中只加1. 5 g/L絲素蛋白,改變NaOH質(zhì)量濃度,其對(duì)織物白度的影響見(jiàn)圖1。
由圖1看出,隨著NaOH質(zhì)量濃度的增加,織物白度呈先增大后降低的趨勢(shì)。因?yàn)殡p氧水只有在堿性條件下才能充分電離出過(guò)氧氫陰離子(HOO-)[7],未加入NaOH時(shí),漂液中的過(guò)氧氫陰離子(HOO-)太少,絲素蛋白分子中的酰胺鍵不能與過(guò)氧氫陰離子(HOO-)反應(yīng)生成過(guò)氧酸化合物,織物白度較低;隨著NaOH質(zhì)量濃度的增大,產(chǎn)生過(guò)氧酸化合物的量增多,織物白度明顯增大。但當(dāng)NaOH質(zhì)量濃度超過(guò)1 g/L后,織物白度開(kāi)始降低,這可能是因?yàn)槠走^(guò)程中隨著NaOH質(zhì)量濃度的提高,漂液中出現(xiàn)氫氧化鈣沉淀(因?yàn)榻z素由氯化鈣、乙醇和水溶液溶解),導(dǎo)致白度降低,也可能是因?yàn)閴A性過(guò)大使得生成的過(guò)氧酸化合物發(fā)生水解,導(dǎo)致織物白度降低,這將在下面的試驗(yàn)中進(jìn)行討論。
2.3 鈣離子的影響
由于本試驗(yàn)采用氯化鈣、乙醇和水(摩爾分?jǐn)?shù)比1∶2∶8)的溶液溶解絲素,因此制備的絲素蛋白助劑中存在鈣離子。按1. 3節(jié)的漂白工藝,分別加入未去除鈣離子的絲素蛋白(1. 5 g/L)和已去除鈣離子的絲素蛋白(1. 5 g/L),改變NaOH質(zhì)量濃度,調(diào)節(jié)漂液pH值,對(duì)棉織物進(jìn)行雙氧水漂白,結(jié)果如圖2所示。
由圖2可以看出,去除鈣離子和未去除鈣離子的絲素蛋白漂白工藝中,堿用量對(duì)漂白織物白度影響趨勢(shì)一致,均隨著pH值的增大,織物白度先增大后減小。當(dāng)pH值為9(NaOH用量為1 g/L)時(shí),織物白度達(dá)到最大,且白度相近。說(shuō)明絲素蛋白中存在的鈣離子對(duì)雙氧水漂白棉織物的白度影響不大,絲素蛋白中的鈣離子不是影響棉織物白度的主要因素。因此,織物白度隨著堿用量的增加而降低,是因?yàn)閴A性過(guò)大使得生成的過(guò)氧酸化合物發(fā)生水解造成的。
2.4 絲素蛋白/硅酸鈉復(fù)配比的影響
按1. 3節(jié)漂白工藝,選用硅酸鈉/絲素蛋白復(fù)配作為漂白助劑,測(cè)定漂白織物的白度和毛效,結(jié)果如圖3和圖4所示。
由圖3可以看出,織物白度均隨絲素蛋白用量增大而提高。當(dāng)硅酸鈉質(zhì)量濃度較低(2 g/L)時(shí),增加絲素蛋白用量,織物白度提高明顯;當(dāng)絲素蛋白質(zhì)量濃度為1 g/L時(shí),白度達(dá)到最大;繼續(xù)增加絲素質(zhì)量濃度白度有所降低。說(shuō)明在以硅酸鈉為穩(wěn)定劑的雙氧水漂白體系中加入適量絲素蛋白,織物白度明顯提高。當(dāng)1 g/L絲素蛋白與2 g/L硅酸鈉復(fù)配時(shí),織物白度最大,且高于單獨(dú)用8 g/L硅酸鈉處理時(shí)的白度。表明絲素蛋白與硅酸鈉復(fù)配有協(xié)同增效作用,絲素蛋白不僅可以有效提高織物白度,而且可以降低硅酸鈉質(zhì)量濃度。
由圖4可以看出,不加絲素蛋白時(shí),隨著硅酸鈉質(zhì)量濃度增加,織物毛效降低;當(dāng)硅酸鈉質(zhì)量濃度不變時(shí),隨著絲素蛋白質(zhì)量濃度的增加,織物毛效明顯提高。這是由于在漂白過(guò)程中絲素蛋白吸附在棉纖維上,絲素蛋白分子上存在許多親水性極性基團(tuán),提高了棉織物的親水性;此外,絲素蛋白與硅酸鈉復(fù)配作為漂白助劑,在織物漂白的同時(shí),也促進(jìn)了織物上雜質(zhì)的去除,進(jìn)而提高織物毛效。綜合考慮,選用硅酸鈉/絲素蛋白復(fù)配為漂白助劑,其用量為硅酸鈉2 g/L,絲素蛋白1 g/L。
2.5 絲素蛋白/硅酸鈉雙氧水漂白工藝優(yōu)化
采用正交試驗(yàn)分析雙氧水漂白工藝的主要影響因素(見(jiàn)表2)。
由表2極差數(shù)據(jù)分析可知,影響織物白度的顯著因素依次為NaOH質(zhì)量濃度>雙氧水質(zhì)量濃度>漂白時(shí)間>漂白溫度,優(yōu)化工藝為A3B4C4D1;影響織物毛效的顯著因素依次為漂白溫度>NaOH質(zhì)量濃度>雙氧水質(zhì)量濃度>漂白時(shí)間,優(yōu)化工藝為A3B4C3D3。由表2可知,漂白溫度高于70℃后,白度和毛效的增加已不明顯。
綜合考慮漂白后織物的白度和毛效,優(yōu)選的漂白工藝條件為:H2O2用量為20 mL/L,NaOH質(zhì)量濃度為1g/L, 70℃漂白50 min。
2.6 漂白效果比較
硅酸鈉2 g/L,絲素蛋白1 g/L,浴比1∶40,分別采用新工藝(H2O220 mL/L、70℃、50 min、NaOH 1 g/按上述優(yōu)化工藝)與傳統(tǒng)工藝(H2O220 mL/L、90℃、60 min、NaOH 5 g/L)對(duì)織物進(jìn)行漂白,結(jié)果見(jiàn)表3。
由表3可以看出,與傳統(tǒng)工藝棉織物漂白效果相比,新工藝的白度和毛效接近,但斷裂強(qiáng)度明顯較高。因此,在棉纖維雙氧水漂白體系中加入絲素蛋白,在不降低漂白織物白度和毛效的情況下,可以減少纖維損傷,同時(shí)還改善了漂白工藝條件,使漂白時(shí)間縮短,漂白溫度降低,堿用量降低,實(shí)現(xiàn)了雙氧水低溫低堿的漂白。
3·結(jié)論
(1)絲素蛋白對(duì)棉織物雙氧水漂白白度的提高不大,但能明顯提高織物毛效和雙氧水分解率,降低纖維損傷。
(2)絲素蛋白與硅酸鈉復(fù)配對(duì)雙氧水漂白具有很好的協(xié)同增效作用,合適的比例可以提高織物白度,減少硅酸鈉用量,使漂白效果更佳。
(3)絲素蛋白漂白新體系優(yōu)化的漂白工藝為:雙氧水20 mL/L,NaOH 1 g/L,漂白溫度70℃,漂白時(shí)間50 min。與傳統(tǒng)漂白工藝相比,新工藝具有漂白時(shí)間短、溫度低和堿用量較低的優(yōu)點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了雙氧水低溫低堿漂白。
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