作者:戴小军,刘利军,丁园,昊国旗(宁夏大学化学化工学院,宁夏银川750021) 目前国内应用较多的纺织品前处理是先退浆,后煮练漂白合一的两步法工艺[1]。常用的含氧漂白剂主要是双氧水、过硼酸钠。双氧水漂白白度高,不污染环境,价格也比较低,但煮漂时间长(4h),在碱性条件下极不稳定,对皮肤有腐蚀性,不易久存;而过硼酸钠漂白白度高,但含氧量比较低(9.5%~10%),价格较贵,不易溶于冷水,同时硼元素对农作物有危害,一些发达国家已开始限制使用[2]。
过氧化尿素是一种白色结晶固体物质,xx、无味。与其他含氧漂白剂相比,过氧化尿素易于贮运,一般条件下不易分解,活性氧含量高(16%左右,相当于34%过氧化氢),在水中溶解度大,不损伤纤维,没有污染,具有高效漂白xx作用。本文研究过氧化尿素的合成,以及以过氧化尿素为主要原料,配以适当的助剂进行纺织品的染整前处理工艺。 1 试验部分
1.1试剂和仪器
尿素(银川市化肥厂),28%过氧化氢(北京化工厂),NaOH(以上产品为化学纯),稳定剂(自制),包膜剂(自制),KMnO4(分析纯),亚麻布(宁夏银川亚麻厂),2ls白棉布(银川棉纺厂)。
1.2过氧化尿素的制备
量取28%双氧水14 L,室温加入1%稳定剂,在搅拌下缓慢加入5kg尿素使其溶解,反应一定时间后,加入0.3%包膜剂,继续反应1 h,4℃放置过夜,冷却结晶,抽滤,晾干。
1.3过氧化氢含量测定
过氧化尿素中过氧化氢的含量用高锰酸钾标准溶液进行滴定[3],活性氧含量>16.5%。
1.4 漂白工艺
将21s棉纱或织物放人0.4%过氧化尿素水溶液中,温度≥80%时保温1~2 h,取出,洗净,晾干或烘干。
将亚麻布放人0.4%过氧化尿素水溶液中,调节pH值至9~10,温度在100%左右保温0.5~1h,取出,洗净,晾干或烘干。 2 结果与讨论
2.1 过氧化尿素生产母液的循环及综合利用
过氧化尿素生产是一个绿色产业,在生产中无废料排放。过氧化尿素产品过滤后的母液可通过两种途径加以利用。
在母液中补充部分过氧化氢与尿素反应,使母液得以循环利用。反应情况如表1所示。
@=================@###page###@=================@ 表1中1号样品为尿素与过氧化氢反应,不加前次反应的母液。2~4号样品分别使用前次反应的母
表1过氧化尿素母液的循环使用及产率
注:反应均取液体总体积为14 mL。
液与过氧化氢混合,再与尿素反应。从结果看,整体利用率比较理想,母液加入量以不超过液体混合物总体积的15%为宜,可以实现过氧化尿素母液的循环利用。
另一种途径是与漂白工艺相结合,用母液直接稀释作漂白剂。实践证明,在漂白液中加入过氧化尿素母液,可延长漂白液使用周期,节约成本。
上述两种途径可以实现过氧化尿素生产母液的循环利用,既节省原料又防止环境污染。
2.2过氧化尿素浓度对漂白效果的影响
在pH值为7,温度100℃条件下,在不同浓度的过氧化尿素中加入2l 8棉布漂白l h,结果见表2。
表2过氧化尿素浓度对漂白效果的影响
注:白度按照GB/T 17644-1999测定。
过氧化尿素浓度>0.4%,白度变化不大。从生产成本考虑,选用0.4%过氧化尿素溶液,就可以达到漂白要求。
2.3漂液pH值对漂白效果的影响
在0.4%浓度的过氧化尿素溶液中,不同pH值条件下21s棉布在100℃漂白1 h,结果见表3。
表3漂液pH值对漂白效果的影响
从表3可看出,pH值升高,棉布白度增加;pH值≥10将影响棉织品强度;pH≈9时,织物经向强度为862.4 N/10cm;纬向强度为729.1 N/10cm(GB/3923.1—1997),与漂白前相比基本无变化。
2.4漂白时间对漂白效果的影响
在0.4%浓度过氧化尿素溶液中,pH值为9的条件下,21 5棉布在100。C不同漂白时间,结果见表4。
表4漂白时间对漂白效果的影响
@=================@###page###@=================@ 从表4看出,漂白时间越长棉布越白,但时间太长会影响棉织品强度。漂白1 h后,白度增加已趋于平缓,因此选择漂白时间1 h为宜。与过氧化氢相比,过氧化尿素漂白具有均匀、有效分解,避免纤维损伤的优点。
CO(NH2)2·H202→C0(NH2)2+H202
H202→H20+[0]
由上式知,过氧化氢如不加合适的稳定剂,加热后会释放出活性氧。大量的活性氧会损伤纤维,而未反应的活性氧会快速结合成氧气放出,造成浪费和危险。过氧化尿素水溶液加热后会平稳放出活性氧,既避免纤维损伤,又起到漂白作用。 3 结论
过氧化尿素做漂白剂,其优势在不增加设备投资的前提下,用一步煮练法代替传统的两步或三步漂白方法,并使其产品质量达到相应的标准,大大缩短了纺织品前处理工艺。虽然根据过氧化尿素的生产工艺推算,过氧化尿素漂白的成本可能会稍高一些,但因过氧化尿素为固体物料,比过氧化氢的稳定性好,便于远程运输和长期贮存,且因其无腐蚀性,漂白过程中持续放氧,利用率高,用量少,工艺简单,反应时间短,溶液可反复使用,故降低过氧化尿素漂白费用的潜力很大。因此,过氧化尿素作为一种新型的漂白剂应有广泛的应用前景。参考文献:
[1]桂学锋,冯昊.关于棉织物非氯漂白工艺的综述[J].质量天地,2001,(6):41.
[2]王长华,曾之平,张宏玲.过碳酸钠的生产、应用与发展前景综述[J].郑州工学院学报,1995,16(4):81—86.
[3]李小云,侯钰,张越.过氧化尿素稳定性的研究[J].河北师范大学学报(自然科学版),1998,22(1):92~93.
过氧化尿素是一种白色结晶固体物质,xx、无味。与其他含氧漂白剂相比,过氧化尿素易于贮运,一般条件下不易分解,活性氧含量高(16%左右,相当于34%过氧化氢),在水中溶解度大,不损伤纤维,没有污染,具有高效漂白xx作用。本文研究过氧化尿素的合成,以及以过氧化尿素为主要原料,配以适当的助剂进行纺织品的染整前处理工艺。 1 试验部分
1.1试剂和仪器
尿素(银川市化肥厂),28%过氧化氢(北京化工厂),NaOH(以上产品为化学纯),稳定剂(自制),包膜剂(自制),KMnO4(分析纯),亚麻布(宁夏银川亚麻厂),2ls白棉布(银川棉纺厂)。
1.2过氧化尿素的制备
量取28%双氧水14 L,室温加入1%稳定剂,在搅拌下缓慢加入5kg尿素使其溶解,反应一定时间后,加入0.3%包膜剂,继续反应1 h,4℃放置过夜,冷却结晶,抽滤,晾干。
1.3过氧化氢含量测定
过氧化尿素中过氧化氢的含量用高锰酸钾标准溶液进行滴定[3],活性氧含量>16.5%。
1.4 漂白工艺
将21s棉纱或织物放人0.4%过氧化尿素水溶液中,温度≥80%时保温1~2 h,取出,洗净,晾干或烘干。
将亚麻布放人0.4%过氧化尿素水溶液中,调节pH值至9~10,温度在100%左右保温0.5~1h,取出,洗净,晾干或烘干。 2 结果与讨论
2.1 过氧化尿素生产母液的循环及综合利用
过氧化尿素生产是一个绿色产业,在生产中无废料排放。过氧化尿素产品过滤后的母液可通过两种途径加以利用。
在母液中补充部分过氧化氢与尿素反应,使母液得以循环利用。反应情况如表1所示。
@=================@###page###@=================@ 表1中1号样品为尿素与过氧化氢反应,不加前次反应的母液。2~4号样品分别使用前次反应的母
表1过氧化尿素母液的循环使用及产率
注:反应均取液体总体积为14 mL。
液与过氧化氢混合,再与尿素反应。从结果看,整体利用率比较理想,母液加入量以不超过液体混合物总体积的15%为宜,可以实现过氧化尿素母液的循环利用。
另一种途径是与漂白工艺相结合,用母液直接稀释作漂白剂。实践证明,在漂白液中加入过氧化尿素母液,可延长漂白液使用周期,节约成本。
上述两种途径可以实现过氧化尿素生产母液的循环利用,既节省原料又防止环境污染。
2.2过氧化尿素浓度对漂白效果的影响
在pH值为7,温度100℃条件下,在不同浓度的过氧化尿素中加入2l 8棉布漂白l h,结果见表2。
表2过氧化尿素浓度对漂白效果的影响
注:白度按照GB/T 17644-1999测定。
过氧化尿素浓度>0.4%,白度变化不大。从生产成本考虑,选用0.4%过氧化尿素溶液,就可以达到漂白要求。
2.3漂液pH值对漂白效果的影响
在0.4%浓度的过氧化尿素溶液中,不同pH值条件下21s棉布在100℃漂白1 h,结果见表3。
表3漂液pH值对漂白效果的影响
从表3可看出,pH值升高,棉布白度增加;pH值≥10将影响棉织品强度;pH≈9时,织物经向强度为862.4 N/10cm;纬向强度为729.1 N/10cm(GB/3923.1—1997),与漂白前相比基本无变化。
2.4漂白时间对漂白效果的影响
在0.4%浓度过氧化尿素溶液中,pH值为9的条件下,21 5棉布在100。C不同漂白时间,结果见表4。
表4漂白时间对漂白效果的影响
@=================@###page###@=================@ 从表4看出,漂白时间越长棉布越白,但时间太长会影响棉织品强度。漂白1 h后,白度增加已趋于平缓,因此选择漂白时间1 h为宜。与过氧化氢相比,过氧化尿素漂白具有均匀、有效分解,避免纤维损伤的优点。
CO(NH2)2·H202→C0(NH2)2+H202
H202→H20+[0]
由上式知,过氧化氢如不加合适的稳定剂,加热后会释放出活性氧。大量的活性氧会损伤纤维,而未反应的活性氧会快速结合成氧气放出,造成浪费和危险。过氧化尿素水溶液加热后会平稳放出活性氧,既避免纤维损伤,又起到漂白作用。 3 结论
过氧化尿素做漂白剂,其优势在不增加设备投资的前提下,用一步煮练法代替传统的两步或三步漂白方法,并使其产品质量达到相应的标准,大大缩短了纺织品前处理工艺。虽然根据过氧化尿素的生产工艺推算,过氧化尿素漂白的成本可能会稍高一些,但因过氧化尿素为固体物料,比过氧化氢的稳定性好,便于远程运输和长期贮存,且因其无腐蚀性,漂白过程中持续放氧,利用率高,用量少,工艺简单,反应时间短,溶液可反复使用,故降低过氧化尿素漂白费用的潜力很大。因此,过氧化尿素作为一种新型的漂白剂应有广泛的应用前景。参考文献:
[1]桂学锋,冯昊.关于棉织物非氯漂白工艺的综述[J].质量天地,2001,(6):41.
[2]王长华,曾之平,张宏玲.过碳酸钠的生产、应用与发展前景综述[J].郑州工学院学报,1995,16(4):81—86.
[3]李小云,侯钰,张越.过氧化尿素稳定性的研究[J].河北师范大学学报(自然科学版),1998,22(1):92~93.