HG∕T 5082-2016 纺织染整助剂 除氧酶 除氧效果的测定
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纺织材料生物降解标准探讨作者:何劲松杨纯刘茜来源:《农业与技术》2016年第17期摘要:本文详细介绍了几种主要的生物降解评价方法,同时根据拟定的评价原则,比较了这几种标准方法的优缺点,找出适合于纺织材料的生物评价方法。
关键词:生物降解;评价方法;纺织材料;标准中图分类号:O631.33 文献标识码:A DOI:10.11974/nyyjs.20160931010随着人口的增长和需求的提高,纺织品的消耗量迅速增加。
大量的废旧纺织品却没有得到很好的处理和利用,既造成了资源的浪费,又污染了环境。
而在纺织材料回收利用技术尚不成熟的今天,采用可生物降解的纺织材料从而把其对环境的污染降到最低已成为解决废弃纺织材料最有效的方法之一。
目前,可生物降解性研究大多集中于塑料材料,并且已经建立了比较完善的可生物降解性评价方法与标准体系,但对于纺织材料的可生物降解性评价,还缺乏系统的研究,且无相关标准。
本文目的在于分析现有可生物降解性评价标准及评价方法的基础上,为建立和完善可降解纺织品的测试和评价标准提供参考,同时也可促进我国可降解纺织材料的生产和推广。
1 可生物降解性评价方法20世纪90年代末,美国、日本等国开始研究不同环境下高分子材料的降解性能,美国材料与试验协会(ASTM)和国际标准化组织(ISO)颁布了一系列针对塑料材料可生物降解性的评价标准,我国也参考国际标准,发布了国家标准。
1.1 活性污泥法活性污泥主要来源于废水,系用富含微生物的活性污泥进行可降解性试验的方法,由于活性污泥的生物活性高,通过控制试验条件,其结果重现性好,也能较好地反映材料在自然条件下的分解情况,是常用的评价高分子材料生物降解性的方法。
1.2 土壤分解法土壤分解法包括自然土埋法和实验室土埋法。
自然土埋法是将材料埋于自然环境的土壤中,由存在于自然界的微生物分解的试验方法。
自然土埋法能很好的反映在自然条件下的分解情况,但试验结果会因土质、季节的不同而变化,重现性较差。
浅谈生态纺织品检测问题分析及对策作者:陈嘉杰来源:《纺织报告》 2018年第4期2018 年1 月,国际环保纺织协会发布了最新版Oeko-Tex Standard 100 生态纺织品检测标准和限量值要求。
新标准经过3 个月的过渡期后于2018 年4 月1 日起正式生效。
新标准参考了国际上现行的各种法律法规,通过新增考察物质并严格控制限量值,对纺织品中有害化学残留监管达到了进一步的加严。
生态纺织品无论是生产还是使用,都体现了生态环保的理念,为了进一步保护人体健康,减少对环境的危害,需要加强检测工作。
1 常用生态纺织品检测技术1.1 色谱分析技术色谱分析技术分为高效液相色谱法与气相色谱质谱法两种:第一,高效液相色谱法。
这种检测方法以前运用较多,不仅速度快、灵敏度高,还可以减少样品的用量,提升分离效能,但是相关仪器造价高,维护成本高,耗费的时间较长。
第二,气相色谱法。
其检测时具有较高的分离效率,在分析速度、灵敏度、应用范围等方面优势比较明显,但是无法获得定性分析结果。
随着该检测技术的发展,在鉴定与分离等方面能力越来越强,逐步实现了定性与定量对数据的分析,在生态纺织品检测中应用日益增多。
1.2 原子光谱分析技术原子光谱分析技术在生态纺织品检测中应用很多,由电感耦合等离子体- 原子发射光谱法、原子吸收分光光度法等构成。
第一,对电感耦合等离子体- 原子发射光谱法。
其为等离子体放电式,能够有效检测生态纺织品主要元素与痕量元素,不仅检测时间较短,效率也很快,但不能测定结构与形态。
第二,原子吸收分光光度法。
在生态纺织品检测中运用这种方法时,能够定量分析重金属离子。
1.3 分子光谱技术分子光谱技术已经有多年的发展历史,检测技术也非常成熟,将其应用到生态纺织品检测中时,主要检测内容有六价铬与游离甲醛等含量[1]。
红外光谱法是一种重要的分子光谱检测技术,不仅分辨率高,还可以实现快速扫描,在很多方面都能够应用,操作也很便捷。
国家纺织产品基本安全技术规范中的几个化学项目的检测在GBl8401-2003《国家纺织产品基本安全技术规范》中,纺织品的甲醛、水萃取液pH值和禁用的偶氮染料三个化学项目皆规定为基本必控项目,它们的检测也就成为大家关注的热点。
一、纺织品甲醛含量的检测甲醛在常温下是无色有刺激性气味的气体,易溶于水和乙醇。
其水溶液的浓度通常为35%-40%,具有特殊刺激性,刺激眼睛和呼吸道黏膜。
甲醛容易氧化,极易聚合,甲醛溶液放置时间过长或气温较低时,会逐渐形成乳白色或微黄色沉淀的聚甲醛。
甲醛对生物细胞原生质是一种毒性物质,虽然没有直接证据但仍有报道甲醛可能会诱发癌症。
甲醛含量的检测主要有两大类,一是测定游离水解的甲醛,即模拟人体穿着时的甲醛游离,常用的方法为GB/T2912.1-1998《纺织品甲醛的测定第1部分:游离水解的甲醛(水萃取法)》等效采用ISO 14184.1-1998,以及JISL1041:2000《树脂整理纺织品实验方法》。
二是测定释放甲醛,即模拟仓库储存时的甲醛释放,常用的方法为GB/T2912.2-1998《纺织品甲醛的测定第2部分:释放甲醛(蒸气吸收法)》等效采用ISO 14184.2-1998,以及AATCC 112-2003《密闭容器法测定织物中甲醛的释放》。
在GB18401-2003中规定的检测方法是GB/T2912.1-1998。
(一)G8/T2912.1-19981、检测原理一定质量的试样在一定温度下萃取一定时间,萃取液用显色剂乙酰丙酮显色,分光光度计测定显色液的吸光度值。
对照标准工作曲线计算出纺织品上的甲醛含量。
2、检测过程(1)试样的测定剪碎试样,分别称取1g 3份(精确至l0mg),各加入100ml三级水,置于40±2℃的水浴中,振荡萃取60±5min,冷却后用砂芯坩埚过滤萃取液。
吸取5ml的萃取液,加入5ml的乙酰丙酮,在40±2℃的水浴中显色30±5min,生成黄色物质。
印染助剂性能及测试方法印染助剂的性能不仅对于助剂生产商至关重要,也越来越受到印染企业的重视,前面的朋友也提到这方面的问题。
通过这个专题,把印染助剂常用的一些性能指标及其测试方法给大家做个汇总,供需要的朋友参考。
希望搞化工的朋友积极参与进来。
含固量含固量一般可以用烘干法来测,称量一定重量(w0)的助剂样品,于105度的烘箱中烘干至重量不再发生变化,此时的重量为w1,那么含固量就是w1除上w0。
烘干法对大多数印染助剂可以适用,但也有一些例外。
离子性的鉴定在有塞试管中加入5mL亚甲基蓝试剂(称取0.03g亚甲基蓝,用12g浓硫酸和50g无水硫酸钠一起搅和,并用蒸馏水稀释至1L)和5mL氯仿。
然后滴加被测样品,每滴一滴,上下剧烈摇晃,直至上下曾呈同样颜色,继续滴加2mL被测样品,摇晃,然后静置,待其分层。
若氯仿层颜色深,水层无色,则被测样品为阴离子型。
若氯仿层无色,水层颜色深,则被测样品为阳离子型。
此方法对表面活性剂样品,如洗剂、精练剂等比较明显,对于乳液类的样品需要有点经验。
浊点的测定将样品在烧杯中用蒸馏水配成1%的溶液,然后慢慢加热,边加热边搅动,并用温度计测其温度,等溶液由澄清变成浑浊时读取温度值。
然后将样品溶液边搅动边自然降温,等溶液由浑浊变澄清时读取温度值。
重复几次,取平均值即为浊点温度。
浊点是非离子表面活性剂的特性指标,对于阴离子或阳离子表面活性剂以及乳液类样品不适用。
起泡性的测定在一具塞的刻度试管(最好选用20mL以上的试管)中,加入一定量(比如10mL)被测样品,盖好塞子(保证不会漏液体),用力上下摇晃20次,试管中泡沫达到的高度即作为起泡性的标准。
泡沫越高,说明起泡性越好。
消泡性能测定取两个同样大小的具塞试管(最好20mL以上),分别加入同样量(比如10mL)的被测样品,上下用力摇晃20次,泡沫由最多到完全破灭所需的时间即为消泡时间,消泡时间越短,消泡越快,消泡性能越好。
抑泡性能测定取两个同样大小的具塞试管(最好20mL以上),分别加入同样量(比如10mL)的被测样品,用力上下摇晃20次,读取泡沫达到的高度,泡沫少的说明抑泡性能好。
后整理功能助剂检测报告全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:后整理功能助剂是指添加在洗涤后处理工艺中的一类辅助剂,能够对布匹表面进行处理,提高布匹的整理性能和手感质量。
随着纺织工业的发展,后整理功能助剂在布料生产中起着越来越重要的作用。
为了确保后整理功能助剂的质量符合要求,需要对其进行定期检测。
一、后整理功能助剂的分类后整理功能助剂主要包括软整理剂、漂白剂、染料定着剂、手感剂等。
这些助剂可以根据其化学成分和功能特性进行分类,比如离子性助剂和非离子性助剂、有机助剂和无机助剂等。
不同种类的助剂在后整理过程中起到的作用也有所差异。
1.改善布料手感:通过添加柔软剂等助剂,可以使布料柔软、光滑,提高穿着舒适度。
2.增强布料的整理性能:润湿助剂可以提高布料的水接触角,使其更易于整理。
3.提高布料的抗皱性和耐磨性:通过添加相关助剂,可以改善布料的抗皱性和耐磨性,延长服装的使用寿命。
4.改善布料的颜色牢度和防水性:染料定着剂等助剂可以提高布料的色牢度和防水性。
1.外观检测:通过肉眼观察,检查后整理功能助剂的颜色、状态、无杂质等情况。
2.化学成分检测:利用化学分析仪器对后整理功能助剂的成分进行分析,确保其符合相关标准和法规。
3.性能检测:通过各种物理性能测试,如柔软性、摩擦性、抗皱性等测试,评估后整理功能助剂的实际效果。
在对后整理功能助剂进行检测后,需要出具一份检测报告,以确保产品的质量和安全。
检测报告通常包括以下内容:1.产品基本信息:包括产品名称、生产日期、检测日期、生产厂家等信息。
2.检测项目:列明对后整理功能助剂进行的各项检测项目和方法。
3.检测结果:详细记录各项检测结果,包括外观检测、化学成分检测、性能检测等。
4.评价与建议:根据检测结果,对后整理功能助剂的质量进行评价,并提出改进和建议。
通过对后整理功能助剂进行定期检测和评估,可以确保其在生产和使用过程中的安全性和可靠性,提高布料的质量和市场竞争力。
第二篇示例:后整理功能助剂是指添加在洗涤剂中的化学物质,通过改善纺织品的整理效果,使其具有更好的光泽、手感和抗皱性能。
《纺织品挥发性甲基环硅氧烷残留量的测定》国家标准编制说明一、工作简况1、任务来源和起草单位2019年10月17日,国标委发[2019]29号“关于下达2019年第三批推荐性国家标准制计划的通知”,《纺织品挥发性甲基环硅氧烷残留量的测定》(计划编号:20193095-T-608)列入2019年推荐性国家标准制定计划,该标准由全国纺织品标准化技术委员会基础标准分技术委员会(SAC/TC209/SC1)归口,由上海市质量监督检验技术研究院、纺织工业标准化研究所、东华大学等负责起草。
有机硅柔软剂是纺织印染行业常用的后整理助剂,可赋予织物柔软、滑爽、抗静电等性能。
有机硅柔软剂的使用可以提高纺织产品的服用性能,提高纺织产品质量和附加值发挥着重要的作用。
八甲基环四硅氧烷(D4)、十甲基环五硅氧烷(D5)、十二甲基环六硅氧烷(D6)是有机硅织物整理助剂合成的重要原料。
有研究表明D4对水生环境有长期的危害作用,而且有削弱生殖能力的危险。
其主要通过挥发、废水等方式进入环境,在生物体内富集,产生生物危害。
而D5、D6有类似危害。
2018年6月27日,ECHA公布第19批高关注度物质(SVHC),D4、D5、D6进入REACH高关注度物质(SVHC)之列,此外,美国华盛顿州的儿童安全产品法案(CSPA)已经将D4列入儿童高关注化学品清单(CHCC)。
国际知名纺织产品认证标准STANDARD100by OEKO-TEX、Bluesign、GOTS等也都将D4、D5、D6限制纳入其中。
为增强我国纺织产品出口竞争力,提升我国生态纺织品检测能力,开展纺织品中挥发性甲基环硅氧烷残留量的标准编制工作势在必行,意义重大。
当前,纺织品中D4、D5、D6的含量关注度非常高,各大企业均在采取积极的措施控制产品中D4、D5、D6含量。
然而,国内外还无纺织品中挥发性甲基环硅氧烷的相应检测标准,亟须建立标准进行规范,以带动纺织产品的转型升级和品质提升,应对国外贸易性技术壁垒,保护生态环境,促进纺织产业链绿色可持续发展。
生态纺织品标准及检测作者:王俊杰魏玉娟吴丽来源:《中国纤检》2010年第06期摘要: 介绍了生态纺织品的基本概念、纺织品上有害物质的来源、危害及其检测方法和指标体系。
以Oeko-Tex Standard 100为例着重讨论了纺织品上残留甲醛、重金属、杀虫剂、防腐剂和染色载体等对人体及环境的危害,同时也简单介绍了目前有关这方面的常用检测方法。
关键词: 生态纺织品;检测方法;标准Abstract:This paper introduces the concept of Eco-textiles, the sources and harms of harmful substances in textile, presents detection method and standard system. Then discusses the harmful substances on textiles listed in Oeko-Tex standard 100, such as formaldehyde residua, heavy metal, insecticide, preservative and dyeing carrier, endanger the health and environment. At the same time, common detection method is also presented in this article.Keywords: Ecological fabrics;Detection method;Standard近几年,在世界“绿色消费”浪潮的冲击下,世界各国都积极开发和生产有益于人体健康、有利于环境保护的产品,对于纺织工业则要求生产生态纺织品。
生态纺织品不仅要求纺织品本身无毒无害,与人体接触无刺激,同时要求其生产加工工艺如印染、整理等过程不产生有毒有害物质,染料及印染助剂应具有安全性和好的生物降解性。
纺织染整助剂检测标准纺织染整助剂是指在纺织品染色和整理过程中起着辅助作用的各种化学品,包括染料、助剂、整理剂等。
这些助剂在纺织生产中起着至关重要的作用,能够影响纺织品的色泽、手感、牢度等性能。
因此,对纺织染整助剂进行检测是非常必要的,以确保纺织品的质量和安全性。
首先,纺织染整助剂的检测标准主要包括国家标准、行业标准和企业标准。
国家标准是由国家相关部门制定并公布的,具有强制性;行业标准是由行业协会或组织制定的,具有一定的约束力;企业标准是由企业自行制定并实施的,适用于该企业内部。
这些标准的制定是为了规范纺织染整助剂的使用和检测方法,保障纺织品的质量和安全。
其次,纺织染整助剂的检测内容主要包括对染料、助剂、整理剂等的成分和含量进行检测。
对于染料来说,需要检测其色相、色牢度、PH值等;对于助剂和整理剂来说,需要检测其成分含量、挥发性有机物(VOCs)含量、重金属含量等。
这些检测内容能够全面了解纺织染整助剂的性能和安全性,为纺织品的生产和使用提供科学依据。
另外,纺织染整助剂的检测方法主要包括物理检测和化学检测两种。
物理检测主要是通过仪器设备对纺织染整助剂的物理性能进行测试,如色相仪、色牢度仪等;化学检测则是通过化学分析方法对纺织染整助剂的成分和含量进行测定,如高效液相色谱(HPLC)、气相色谱-质谱联用(GC-MS)等。
这些检测方法能够准确、快速地对纺织染整助剂进行分析,为纺织品的生产和质量控制提供技术支持。
最后,纺织染整助剂的检测标准对于纺织行业具有重要意义。
它能够帮助纺织企业合理选择和使用助剂,提高纺织品的质量和市场竞争力;能够帮助监管部门加强对纺织品的质量监督和管理,保障消费者的权益和安全;能够帮助检测机构开展纺织染整助剂的检测工作,提升检测技术水平和服务质量。
因此,加强纺织染整助剂的检测标准化工作,对于整个纺织行业的发展和进步具有重要意义。
总之,纺织染整助剂的检测标准是纺织行业的重要组成部分,对于保障纺织品的质量和安全具有重要意义。
《纺织染整工业大气污染物排放标准》(征求意见稿)编制说明2013年11月目录1、项目背景 (1)1.1 任务来源 (1)1.2 工作过程 (1)2、纺织染整行业概况 (2)2.1 我省纺织染整行业概况及分布 (2)2.2 纺织染整行业相关政策、标准 (4)3、标准制订的必要性分析 (6)3.1 纺织染整行业存在较为严重的污染隐患 (6)3.2 现行国家标准不能满足我省行业环境监管的需求 (7)3.3 纺织染整行业自身健康发展的需求 (7)4、总体思路、编制原则与技术路线 (8)4.1 总体思路 (8)4.2 编制原则 (8)4.3 技术路线 (9)5、纺织染整行业产排污及污染防治技术分析 (9)5.1 行业主要生产工艺及产污分析 (9)5.1.1 原辅料分析 (9)5.1.2 工艺流程、产排污节点及污染特征 (15)5.2 行业产排污现状 (20)5.3 行业污染防治技术 (23)5.3.1 目前常用的定型机废气处理技术 (23)5.3.2 清洁生产工艺 (24)5.3.3 无组织废气 (25)5.3.4 工程实例 (25)6、标准主要技术内容 (27)6.1 标准适用范围 (27)6.2 标准结构框架 (28)6.3 术语与定义 (29)6.4 污染物项目的选择 (29)6.4.1 指标筛选原则 (29)6.4.2 污染物控制项目 (29)6.5 污染物排放限值的确定及相关标准的比较 (30)6.5.1 颗粒物 (30)6.5.2 染整油烟 (32)6.5.3 臭气浓度 (33)6.5.4 苯系物 (34)6.5.5 苯 (38)6.5.6 甲醛 (39)6.5.7 甲醇 (40)6.5.8 氯乙烯 (40)6.5.9 二甲基甲酰胺(DMF) (41)6.5.10 挥发性有机物(VOCs) (41)6.5.11 无组织排放要求 (43)6.5.12 指标限值汇总 (43)7、与国家标准的比较 (44)7.1 国家现行相关标准 (44)7.2 本标准与相关标准的比较 (44)8、达标的技术经济可行性分析 (45)8.1 技术可行性分析 (45)8.2 经济可行性分析 (46)8.3 社会和环境效益 (46)项目名称:纺织染整工业大气污染物排放限值主管部门:浙江省环境保护厅主管科室:浙江省环保厅科技与合作处编制单位:浙江省环境保护科学设计研究院、浙江省环境监测中心、绍兴县环境保护监测站1、项目背景1.1 任务来源为更好的落实国家《重点区域大气污染物防治“十二五”规划》和《浙江省大气复合污染防治实施方案》及《浙江省清洁空气行动方案》,为纺织染整工业大气污染物排放控制提供操作性强的管理依据,省环保厅于2011年下达了纺织染整工业工艺大气污染物排放标准编制任务。
纺织品中有害化学成分的检测技术研究张玲发表时间:2019-05-30T17:06:46.820Z 来源:《防护工程》2019年第4期作者:张玲李洋[导读] 目前国际上许多国家针对出入境纺织品中的有害物质含量都有着严格的规定,并采用先进技术手段对其入境纺织产品进行检测。
天祥(天津)质量技术服务有限公司天津 300384摘要:目前国际上许多国家针对出入境纺织品中的有害物质含量都有着严格的规定,并采用先进技术手段对其入境纺织产品进行检测。
我国虽然在国际纺织品贸易中占据绝大多数市场份额,但在纺织品检测技术上仍然相对落后。
近年以来,我国陆续颁布了有关纺织品检测的相关技术标准,明确规定了纺织品中有害物质的检测方式与标准。
但由于缺乏快速、有效的检测方式,标准的实施成效仍有待考究。
关键词:纺织品;有害化学成分;检测技术1导言衣食住行是人们的重要生活内容,纺织品的安全性对人们的生活质量具有重要影响。
纺织品的生产、加工过程中,使用到的化学试剂等均对人体具有严重的危害,为了保证纺织品的安全性,必须采用先进的检测技术检测纺织品中的有害化学物质的含量。
2纺织品中主要有害物质及其含量标准按照纺织品的用途不同,我们将其分为建筑用纺织品以及家用纺织品两类。
对于建筑类纺织品,欧盟与美国都对其化学成分以及安全隐患有严格的规定。
建筑类纺织品除了必须加贴CE标识外,还需要通过相应的防火安全测试。
而家用纺织品及服装的规定就更加严格了,在防火安全测试中,所有家纺产品,如地毯、窗帘以及其他家庭装饰织物,必须首先经过香烟的引燃测试,然后进行火焰测试,其标准测试时间为15秒。
在美国市场出售的家用纺织品中,除了100%的人造纤维可免于阻燃测试以外,其他家纺产品均需要通过上述阻燃测试。
而有关纺织品中有害物质含量,各国的要求均有所不同。
2.1甲醛含量由于甲醛对人体健康的危害,欧盟、北美国标包括日本在内,均对其含量有相当严格的规定。
其中,日本规定在其进口的成人外衣中,甲醛含量必须低于300mg/kg;成人内衣、睡衣以及袜子中的甲醛含量必须低于75mg/kg的标准;而婴儿用品的含量更加严格,其标准为20mg/kg。
臭氧-过氧化氢协同氧化在仪纶纤维脱色中的应用傅宏俊;贺欣欣;陈娇娇;李凤艳;吴瑞乐【摘要】为开发绿色环保的仪纶纤维脱色新方法,通过臭氧-过氧化氢协同对仪纶纤维进行氧化脱色处理,分别考察了过氧化氢浓度、pH值、臭氧浓度、脱色时间、脱色温度、纤维带液率对仪纶纤维白度和断裂强力的影响,并通过拉曼光谱仪与X射线衍射仪考察脱色处理对纤维结构的影响.研究表明,O3-H2O2协同对仪纶纤维具有良好的脱色效果,脱色处理使纤维大分子链发生断裂,纤维结晶度降低,破坏了纤维中有色物质的共轭体系,从而使仪纶纤维白度增加;最佳工艺条件为H2O2用量110g/L、pH值为3、臭氧质量浓度为40 mg/L、温度65℃、时间30 min、纤维带液率80%,纤维亨特白度可达90以上,强力损失率在15%以内.【期刊名称】《天津工业大学学报》【年(卷),期】2018(037)005【总页数】6页(P36-41)【关键词】仪纶纤维;脱色;臭氧;过氧化氢;协同氧化;白度;断裂强力【作者】傅宏俊;贺欣欣;陈娇娇;李凤艳;吴瑞乐【作者单位】天津工业大学纺织学院,天津300387;天津工业大学纺织学院,天津300387;天津工业大学纺织学院,天津300387;天津工业大学纺织学院,天津300387;天津工业大学纺织学院,天津300387【正文语种】中文【中图分类】TS192.5仪纶纤维是一种新型超仿棉纤维,是在聚酯大分子主链中引入酰胺链节而开发出的共聚型纤维[1].仪纶保留了聚酯纤维抗皱性和保形性好等优点,又拥有棉等天然纤维柔软、舒适的优良性能[2-3].但是,仪纶纤维外观呈淡黄色,通常只能染制深色产品,使其在纺织服装的推广应用中受到了很大的限制 [4].如何克服这一缺陷,对仪纶纤维进行脱色、漂白处理是亟待解决的问题.梁必超等[5-6]使用双氧水、亚氯酸钠和次氯酸钠对仪纶纤维进行脱色处理,研究结果显示,过氧化氢由于氧化还原电位较低,不能有效实现仪纶纤维的脱色,次氯酸钠脱色效果一般,亚氯酸钠对仪纶针织物的脱色效果好;张仲达等[7]采用过氧乙酸漂白仪纶织物,能够得到白度较高的织物.亚氯酸钠以及过氧乙酸等处理方法存在着脱色设备工艺复杂、生产环境差、生产成本高、化学残留难以满足环保要求等问题,因此,有必要继续深入探索具有高效、环保、低成本特点的仪纶纤维脱色工艺技术.高级氧化技术(advanced oxidation process,简称AOPs)是指产生具有强氧化性的羟基自由基氧化有机物的技术,根据产生自由基的方式和反应条件的不同,可将其分为光化学氧化、催化湿式氧化、臭氧氧化、电化学氧化、Fenton氧化等[8-9].O3/H2O2是应用广泛的一种高级氧化法,其机制为H2O2以HO2-的形式与O3反应,加速O3分解产生氧化还原电位更高的·OH.因此,可通过·OH(φ=2.80 V)与O3(φ=2.07 V)耦合氧化脱色仪纶纤维,提高仪纶纤维中有色物质的氧化分解效率.O3/H2O2氧化法已经在水处理方面得到了广泛的研究及应用[10-11],但是在纺织品脱色方面的应用尚不多见.本文利用臭氧与过氧化氢耦合氧化脱色仪纶纤维,并对其脱色工艺进行研究分析,以期为开发绿色环保的仪纶纤维脱色新方法奠定基础.1 实验部分1.1 实验材料、试剂和设备实验材料:仪纶纤维,中国石化仪征化纤有限责任公司生产,断裂强力8.39 cN、亨特白度78.15、长度90 mm、细度2.78 dtex,使用前经洗涤去油.试剂:氧气,天津市东祥特种气体有限公司生产;过氧化氢,分析纯,天津市风船化学试剂科技有限公司生产;乙酸,分析纯,天津市化学试剂一厂生产;结晶碳酸钠,分析纯,天津市化学试剂三厂生产.仪器设备:DHX-SS-1G型臭氧发生器,哈尔滨久久电化学工程技术有限公司生产;YM-06A型电子单纤维强力仪,莱州元茂仪器有限公司生产;WSD-3D型荧光白度仪,北京康光仪器有限公司生产;DH-101型电热鼓风干燥箱,北京市永光明医疗仪器厂生产;XploRA PIUS型激光共焦扫描成像拉曼光谱仪,日本Hitachi公司生产;D8 DISCOVER型X射线衍射仪,德国BRUKER公司生产.1.2 仪纶纤维脱色处理称取4 g仪纶纤维,用乙酸、结晶碳酸钠配制不同pH值的酸液2 mL均匀喷洒在纤维表面,进而用3 mL不同浓度的过氧化氢溶液对仪纶纤维进行润湿预处理5 min,然后在纤维表面均匀喷洒一层蒸馏水使其保持一定带液率;经前述预处理后的纤维放入玻璃反应器中,将臭氧发生器的浓度调至所需档位(通过不同档位控制臭氧浓度,Ⅰ档为20 mg/L,Ⅱ档为30 mg/L;Ⅲ档为 40 mg/L;Ⅳ档为 50mg/L;Ⅴ档为 60 mg/L),在一定温度下处理10~60 min后取出,经蒸馏水洗涤及烘燥后获得脱色仪纶纤维.1.3 分析测试方法1.3.1 纤维白度测试依据国标GB/T17644-1998,使用WSD-3D型荧光白度仪测定脱色处理前后仪纶纤维的亨特白度.每个样品在荧光白度仪下正反两面取不同的点,分别测试5次,取平均值.1.3.2 纤维断裂强力测试依据国标GB/T 14337-2008,采用YM-06A型电子单纤维强力仪测定仪纶纤维的断裂强力.设定测试隔距为20 mm,速率为10 mm/min,测试次数50次,取平均值.1.3.3 拉曼光谱测试取少量仪纶纤维样品,采用XploRA PIUS型激光共焦扫描成像拉曼光谱仪测试,获得纤维的拉曼光谱图,扫描范围为400~4 000 cm-1.1.3.4 X-射线衍射(XRD)测试采用D8 DISCOVER型X射线衍射仪对臭氧脱色处理前后的仪纶纤维粉末进行X 射线衍射测试,2θ范围为5°~40°,得到X射线衍射图谱,并通过软件计算结晶度.2 结果与讨论2.1 pH值对纤维脱色效果的影响臭氧脱色时,加入乙酸、甲酸、草酸、甲醇和乙醇等助剂可对纤维起到保护作用[12].对纤维在室温下进行酸处理,可以提高纤维脱色效率,原因是酸处理可以去除纤维中的金属离子,并且pH值的降低减少了臭氧、过氧化氢的无效分解.本文选用乙酸进行酸处理.过氧化氢质量浓度110 g/L,处理时间30 min,处理温度65℃,臭氧质量浓度40 mg/L,带液率80%条件下,pH值对纤维白度和断裂强力的影响如图1所示.图1 pH值对纤维白度和断裂强力的影响Fig.1 Effect of pH value on whiteness and breaking strength of fiber由图1可知,在pH值较低条件下纤维的脱色效果更好.分析原因是,臭氧与过氧化氢在酸性条件下氧化还原电位更高,另外在酸性条件下H2O2与O3性质较稳定,因此降低溶液的pH值,减少了润湿仪纶纤维过程中过氧化氢的无效分解,以保证过氧化氢能够在臭氧脱色阶段充分地与臭氧作用,生成更多·OH与臭氧协同氧化纤维中的有色物质[13].纤维的断裂强力总体上随着白度的降低呈上升趋势,但是上升不多.pH值为2.5时纤维的白度最高为89.86,但是强力损失较大;pH值为3时白度为89.58,能够达到生产需求,纤维断裂强力为7.188,强力损失较低.综合考虑白度和断裂强力,选取pH值为3最佳.2.2 过氧化氢浓度对仪纶纤维脱色效果的影响O3/H2O2体系的反应速率取决于两种氧化剂的初始浓度[14].保持其他条件不变,H2O2质量浓度对纤维脱色效果的影响如图2所示.图2 过氧化氢浓度对纤维白度和断裂强力的影响Fig.2 Effect of hydrogen peroxide concentration on whiteness and breaking strength of fiber由图2可见,随着过氧化氢浓度的不断增加,纤维的白度不断增加;在过氧化氢质量浓度为80~120 g/L范围内,纤维白度的提高速度较快,但浓度继续升高时白度提高的速度减缓,过氧化氢质量浓度从120 g/L增加到160 g/L时纤维的白度从89.97仅提高至91.44.增大H2O2浓度,HO2-浓度升高,臭氧分解产生的·OH的量增加,纤维脱色效率提高.由图2还可以看出,随着过氧化氢浓度的升高,纤维的断裂强力呈降低的趋势.这是由于仪纶纤维中的有色物质是纤维中的一部分,对纤维脱色效果增强的同时对纤维的损伤也加剧,导致纤维强力的降低.综合考虑纤维白度、强力以及经济性,选择过氧化氢的质量浓度为110 g/L.2.3 臭氧浓度对仪纶纤维脱色效果的影响臭氧浓度对仪纶纤维脱色效果有较大的影响,在其他条件不变的情况下,臭氧浓度过高时,由于臭氧和生成的羟基自由基的强氧化性会造成仪纶纤维结构的破坏,造成纤维强力下降.为了尽量降低对纤维结构的破坏,并得到所要求的纤维白度,应合理选择臭氧浓度.在过氧化氢质量浓度为110 g/L,pH值为3,处理时间30min,处理温度65℃,带液率80%条件下,臭氧浓度对纤维白度和断裂强力的影响如图3所示.图3 臭氧浓度对纤维白度和断裂强力的影响Fig.3 Effect of ozone concentration on whiteness and breaking strength of fiber由图3可知,随着臭氧浓度的增加,纤维的白度呈逐渐增加的趋势,当臭氧质量浓度为20 mg/L时纤维白度仅为83.78,增加臭氧质量浓度至40和60 mg/L时,纤维白度分别提高至89.97和92.47.主要原因是在纤维脱色时臭氧及其分解产生的羟基自由基首先溶于附着于纤维表面的这层过氧化氢溶剂中,气体中臭氧浓度越高或含一定臭氧成分气体的总压越高,溶解于溶剂中的臭氧含量越高,产生的·OH 随之增多.因此,增大臭氧的浓度,对其臭氧直接反应和·OH间接反应都有促进作用[15],提高了纤维的白度.由图3还可以看出,随着臭氧浓度增加,纤维断裂强力呈下降趋势,臭氧质量浓度为60 mg/L时纤维断裂强力最低为5.797 cN,强降率为30.16%,强力损失较大;臭氧质量浓度为40 mg/L时纤维强降率为14.7%,在可以接受的范围内.因此,综合考虑白度和断裂强力,臭氧质量浓度为40 mg/L左右为宜.2.4 处理温度对仪纶纤维脱色效果的影响脱色过程中温度对臭氧与过氧化氢的分解有很大影响,温度过低,臭氧与过氧化氢不能充分有效的发挥作用;温度过高,会造成能源的浪费,适宜的脱色温度是脱色工艺的重要因素.脱色温度对仪纶纤维脱色效果的影响如图4所示.由图4可知,脱色温度从25℃升至85℃时,纤维白度随温度升高而显著提高,这是因为随着温度的不断升高,臭氧与过氧化氢不断反应分解生成·OH速率加快[16],并且臭氧以及自由基随溶剂更易进入到纤维中结构疏松的无定形区[17];但当温度高于85℃时,随着温度继续升高白度增加缓慢,这是因为温度过高会引起O3和H2O2的快速分解,不仅参加直接氧化脱色纤维的臭氧含量降低,而且H2O2和溶解在纤维表面溶剂中的臭氧含量也降低,从而产生的·OH相继减少,所以氧化脱色的反应速率下降.图4 脱色温度对纤维白度和断裂强力的影响Fig.4 Effect of decolorization temperature on whiteness and breaking strength of fiber纤维断裂强力整体上随着温度的升高而下降,综合考虑白度和断裂强力,脱色温度65℃为最佳.2.5 处理时间对仪纶纤维脱色效果的影响在过氧化氢质量浓度为110 g/L,pH值为3,处理温度65℃,臭氧质量浓度为40 mg/L,带液率80%条件下,处理时间对仪纶纤维脱色效果的影响如图5所示. 图5 处理时间对纤维白度和断裂强力的影响Fig.5 Effect of treatment time on whiteness and breaking strength of fiber由图5可知:在40 min之前,仪纶纤维处理后的白度随时间延长提高速度较快,主要原因是延长处理时间,反应体系中反应生成的·OH增多,以及结合臭氧直接氧化作用,纤维白度增加迅速;40 min之后纤维的白度虽然继续增加,但是增长速度缓慢,这是由于随着时间的延长纤维表面所附着的H2O2含量降低,以至反应生成·OH的速率降低,脱色效率降低,因此考虑生产效率,处理时间不宜过长. 纤维断裂强力随着时间的延长而大体出现下降的趋势.当时间超过30 min时,断裂强力的下降尤为明显;在60 min时,强降率为30.5%.综合脱色效果和断裂强力,处理时间选为30 min较为合适.2.6 纤维带液率对仪纶纤维脱色效果的影响纤维表面上的水膜会使纤维产生膨胀,臭氧更易进入纤维结构较疏松的无定形区,增加了纤维与臭氧的接触面积,从而使纤维的脱色效果更好[18].但是由于臭氧在水中的溶解度、扩散效率较低,如果纤维表面的水膜过多,会导致臭氧很难到达纤维的表面及内部.反之,纤维的带液率过低,纤维表面没有足够水膜来润湿纤维,纤维膨胀程度较低,臭氧也很难进入纤维的内部[19-20].在过氧化氢质量浓度110 g/L,pH值为3,处理温度65℃,处理时间30 min,臭氧质量浓度40 mg/L条件下,纤维带液率对仪纶纤维脱色效果的影响如图6所示.图6 带液率对纤维白度和断裂强力的影响Fig.6 Effect of liquid rate on whiteness and breaking strength of fiber由图6可知,纤维带液率对纤维的白度和断裂强力具有显著的影响.在10%~80%范围内,随着纤维带液率的增加,纤维白度呈上升趋势,纤维亨特白度可达到90.88;但当纤维带液率大于80%时,纤维白度反而呈下降趋势.纤维断裂强力总体呈上升趋势,增幅先大后平缓,当纤维带液率为80%时,纤维断裂强力为7.56 cN,断裂强力损失率为11%左右,在可以接受的范围内.综合考虑,选择80%为最佳带液率值.2.7 纤维的拉曼光谱分析仪纶纤维脱色前后的拉曼光谱图如图7所示.图7 仪纶纤维拉曼谱图Fig.7 Raman spectrum of Yilon fiber由图7可知,未经处理的仪纶纤维在400~3 600 cm-1频移范围内有多个拉曼特征峰.其中:630.0、847.1 cm-1处的拉曼峰为苯环外C—H键面外弯曲振动、环弯曲振动峰,1 278.2 cm-1处为C—O的拉曼峰,1 608.3 cm-1处尖锐的强散射峰为苯环的骨架振动拉曼峰,也有可能为N—H弯曲振动所形成的拉曼峰;1 728.4 cm-1处强散射峰可能为聚酰胺酯大分子链中酯羰基C=O的伸缩振动峰,也有可能是C=O与苯环共轭有色体系;3 076.2 cm-1处微弱的拉曼峰为苯环上C—H键的弯曲振动峰.仪纶纤维经臭氧脱色处理后,1 278.2 cm-1、1 608.3 cm-1、1 717.4 cm-1处的拉曼峰分别降低了89.0%、81.6%、82.4%,而 630.0、847.1、3 076.2 cm-1处的谱峰则基本消失.这表明CH2上C—H键的伸缩振动以及苯环上C—H键的伸缩振动模式被完全抑制.同时,1 728.4 cm-1的拉曼峰明显蓝移至1 709 cm-1附近处,其它拉曼峰位置没有发生明显的偏移.这是由于臭氧及羟基自由基的强氧化性将C—O—C氧化成O—C=O造成的,使纤维分子链发生断裂,破坏了纤维中有色物质的共轭体系[7],这是仪纶纤维经O3/H2O2脱色处理后白度增加的原因.经臭氧氧化脱色之后纤维拉曼光谱的荧光背景减弱,主要原因是仪纶纤维中的荧光物质被氧化损耗.2.8 纤维的结晶度分析图8为纤维的X射线衍射图谱.图8 仪纶纤维的XRD图谱Fig.8 X-ray diffraction curve of Yilon fiber由图8可知,在X射线衍射图中,仪纶纤维经氧化脱色处理前后特征峰的位置未发生明显的变化,2θ角分别在17.70°、22.45°、25.60°附近处,衍射强度曲线的形状亦没有太大的变化,说明仪纶纤维经臭氧脱色处理后纤维的晶型未发生显著的变化.通过分峰拟合的方法,得到臭氧脱色前后纤维的结晶度,计算结果如表1所示.由表1可知,未脱色的仪纶纤维的结晶度为86.35%,脱色后纤维的结晶度随着臭氧浓度的增大呈下降趋势;当臭氧质量浓度为20 mg/L时,纤维的结晶度为78.93%,当臭氧质量浓度升至60 mg/L时,纤维的结晶度减少至48.09%.分析原因认为,随着臭氧浓度的升高,由于臭氧的强氧化性以及纤维表面化学试剂的酸解,纤维结构会产生缺陷,臭氧以及化学试剂随着纤维表面的液膜慢慢渗透到纤维结构疏松的无定形区和低结晶区,造成纤维内部结晶区的大分子链降解,破坏了仪纶纤维的晶态结构,使纤维大分子中的部分结晶区向无定形区转变,从而无定形区增加、结晶区结晶度下降,最终导致纤维结晶度下降.表1 不同臭氧浓度下仪纶纤维的结晶度Tab.1 Yilon fiber crystallinity with different concentrations of ozone臭氧质量浓度/(mg·L-1)纤维结晶度/%0086.35 20 78.93 40 62.75 60 48.093 结论臭氧协同过氧化氢氧化是一种高效的氧化脱色仪纶纤维的处理方法,并且其氧化产物为氧气和水,绿色环保无污染.采用O3/H2O2工艺对仪纶纤维进行脱色处理,并对处理前后纤维的性能进行研究,结果标明:(1)仪纶纤维经臭氧协同过氧化氢氧化脱色处理前纤维需在较低pH条件下处理,原因是在酸处理过程中,可以去除纤维中的金属离子,并且pH值的降低,减少了臭氧、过氧化氢的无效分解.(2)臭氧协同过氧化氢氧化脱色仪纶纤维最佳脱色工艺为:pH值为3,过氧化氢110 g/L,脱色温度为65℃,脱色时间为30 min,臭氧质量浓度为40 mg/L,纤维带液率为80%.(3)仪纶纤维经O3/H2O2脱色工艺处理后的亨特白度可达92左右,纤维断裂强力损失率在15%内.(4)脱色处理将C—O—C氧化成O—C=O,使纤维分子链发生断裂,破坏了纤维中有色物质的共轭体系,从而使仪纶纤维的白度增加.(5)XRD测试结果显示,仪纶纤维经O3/H2O2脱色处理后纤维的晶型未发生显著的变化,纤维大分子无定形区增加,结晶度降低.【相关文献】[1] 刘陈涛,刘新金,苏旭中,等.聚酰胺改性聚酯纤维(仪纶TM)性能及其成纱性能研究[J].丝绸,2015,52(12):6-11.LIU C T,LIU X J,SU X Z,et al.Polyamide modified polyester fiber (Yarn TM)performance and yarn properties of[J].Silk,2015,52(12):6-11(in Chinese).[2]DEOPURABL,CHATER JEEA,PADAKINV.Process Control in TextileManufacturing[M].Cambridge:Woodhead Publishing Limited,2013:109-131.[3] 李乃祥,戴钧明,朱雪灵,等.一种改性聚酰胺酯及其制备方法:CN 103951822 A[P].2014-04-10.LI N X,DAI J M,ZHU X L,et al.A 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纺织品行业管理及检测标准管理知识分析2005.08.18 第一部分纺织品的色牢度检测一耐洗色牢度检测二耐摩擦色牢度检测三耐汗渍色牢度检测四耐热压(熨烫)色牢度检测五耐次氯酸盐漂白色牢度六耐过氧化物色牢度七耐丝光色牢度实验第二部分纺织品的外观保持性一悬垂性能检测二刚柔性能检测三织物的起毛起球试验圆轨迹法第三部分纺织品的损坏检测一拉伸断裂检测二撕破强力检测三顶破强度检测第四部分纺织品的舒适性能检测一纺织织物的透湿性能的检测透湿杯法二纺织织物的防水性能的检测静水压实验三纺织织物表面抗湿性测定第五部分生态纺织品的检测一纺织品水萃取液PH值的测定二甲醛含量检测(水萃取法)三甲醛的测定释放甲醛(蒸气汲取法)第六部分纺织品的功能检测一纺织品燃烧性能试验二静电防护织物的检测方法第一部分纺织品的色牢度检测一耐洗色牢度检测在人们的日常生活中,基本上所有纺织品都是要进行洗涤的,洗涤时纺织品在一定温度的洗涤液中洗涤,由于洗涤液的作用,染料会从纺织品上脱落,最终使纺织品原本的颜色发生变化,这称之为变色。
同时进入洗涤液的染料又会沾染其他纺织品,亦会使其他纺织品的颜色产生变化,这称之为沾色。
1.检测标准ISO 105-C01-C05-1989 《纺织品色牢度试验·耐洗色牢度:试验l一试验5》、EN20105C01-C05-1992《纺织品·色牢度试验·耐洗涤色牢度:试验1一试验5》,DIN EN20105C01-C05-1993《纺织品·色牢度试验·耐洗色牢度:试验l一试验5》、AATCC172-2002耐家庭洗涤无氧漂白色牢度》、GB/T 3921.1-5-1997《纺织品·色牢度试验·耐洗色牢度:试验l一试验5》。
2.检测原理耐洗色牢度试验是将纺织品试样与一或者两块规定的贴村织物贴合,放于皂液中,在规定的时间与温度条件下,经机械搅拌,再经冲洗、干燥。
用灰色样卡评定试样的变色与贴衬织物的沾色。