棉低温练漂的研发与应用
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棉低温练漂的研发与应用棉漂纱是一种主要用于制作服装的轻质纱线。
它是通过将棉纤维渗透进练漂粘合剂,在练漂机上进行练漂线运筹,然后在低温高湿条件下烘干完成的。
由于漂纱布料的机械性能好,柔软,弹性好,极具弹力紧致性,穿着舒适,是产生纺织质地柔软、活动性良好的时尚服装的重要组成部分。
近年来由于棉漂纱需要在低温高湿环境下完成,练漂厂运用了低温练漂技术,目前在国内外纤维部门,有关练漂技术的研究取得了较大进展。
低温练漂技术作为一种新型的练漂技术,主要是指在低温高湿条件下,采用改善的设备和工艺,使棉纤维改变形,塑造健康的棉籽结构,从而获得新颖的棉漂纱织物。
与常温练漂相比,低温练漂具有许多优势。
首先,低温练漂可以显著提高面料的织物性能,使面料拉伸性好,更有弹性,有效地增强了面料的机械性能,使面料具有更大的弹性和穿着感受。
其次,由于低温练漂可以有效破坏棉纤维结晶环,使棉纤维更容易改变形,使棉籽更容易结合在一起,从而提高织物的弹性和拉伸性。
此外,低温练漂可以有效抑制棉纤维织物的染色,防止染色物质和针孔处的残留物,确保面料染色色泽统一,从而更加符合时尚趋势。
另外,低温练漂可以降低能源消耗,降低生产成本,更加绿色环保,使企业的经济效益更加显著。
总之,低温练漂技术作为一种改进型练漂技术,具有很多优点,是生产高质量时尚服装必不可少的手段。
因此,要进一步提高棉低温练漂技术,加强技术改进,进一步提高棉低温练漂产品的综合性能,是研究和开发棉低温练漂技术当前最重要的任务。
研究和开发棉低温练漂技术,有几个方面需要重点研究和优化。
首先,需要加强对毛细组织的研究,深入研究低温练漂技术如何改变棉纤维织物的毛细结构,从而提高棉纤维织物的强度、拉伸性和弹性。
其次,需要改进低温练漂设备的设计和结构,加强低温练漂设备的性能,以保证练漂技术的效率和质量,从而提高棉低温练漂技术的经济效益。
再次,需要研究不同类型棉纤维织物在低温练漂中的差异性,以及练漂温度对织物性能的影响,并对不同类型织物进行优化,以获得更高的织物性能。
棉针织物低温练漂技术针织布传统氧漂需要使用较强的化学助剂,在高温及高条件下进行,产品质量会出现一定程度的下降,如强力变低、手感变差等,并且能耗高,容易产生折皱问题,废水排放值高,随着人们环境问题和可持续发展的的关注,更新一代的练漂方式已成为国内外研发的热点。
广东德美精细化工股份有限公司也相应开发了一套针织布低温练漂工艺,共包含纯果胶酶精练型、活化酶精练型和双氧水活化型三个解决方案。
相对传统练漂工艺,低温练漂降低了反应温度,减少了能源消耗,降低了污染排放,并且解决了常规工艺中的折痕、强力损失大、织物损耗高等问题,该工艺也可用于筒子纱或绞纱练漂,能提高纱线手感,减少织造中的断头率,下面分别作简单介绍1.纯果胶酶精练型低温练漂工艺:过去认为棉煮练主要是去除棉蜡以提高渗透性,但研究发现用四氯化碳萃取后棉织物依然没有毛效,而将果胶质萃取后毛效大幅提高,因此证明果胶酶、半纤维素酶、脂肪酶等可对去除果胶质起辅助作用。
德美精练酶本身是特殊蛋白质,不含任何生物毒性,很容易生物降解,污水值低,处理负担轻,其精练条件温和,在50~60℃、pH为6~8条件下即可反应,并且配合其它工艺可实现精练、抛光、染色一浴。
果胶去除率可达到95%左右,润湿性达到1S以内,完全达到常规工艺水平。
但果胶酶不能去除棉纤维中的色素和棉籽壳,不能提高纤维白度,所以仅适用于纱质较好的棉纤维染中深色,精练、抛光一浴应用工艺为:DM-8654:1% 非离子渗透剂DM-1361:0.5 g/L,调节pH值至6~7,升温至55~60℃,加入中性纤维素酶DM-8659:1~1.5%,保温40~60min,视布面毛头要求确定保温时间,保温结束后升温至85℃使酶失活,然后排水正常染色。
该工艺中由于精练酶和纤维素酶同时使用,不仅节省了1~2道水,而且纤维素酶的蚀毛作用使得纱线变细,捻度一定程度上降低,有助于棉籽壳的洗除。
2.活化酶精练型低温练漂工艺:为了弥补纯精练酶DM-8654的不足,在其基础上又开发了新的低温活化酶DM-8656,配合活化酶保护剂DM-8657的作用,可以实现生物酶和烧碱、双氧水同浴使用,从而获得较好的白度和毛效。
江南大学科技成果——棉针织物低温近中性漂白技术
成果简介
传统棉织物前处理大多采用高温强碱练漂工艺,需要消耗大量的水和能源,污染物排放量大;其处理时较强的碱性和较高的温度,易损伤其它纤维,限制了与其它纤维的混纺使用。
基于此,本项目通过一锅法制备阳离子漂白活化剂,通过调控阳离子漂白活化剂和碳酸氢钠在过氧化氢溶液中的用量,构建一个可在低温、近中性条件下对棉针织物进行浸漂的漂白体系。
对棉针织物进行低温前处理,解决了传统工艺漂白时的能耗高、水耗高、对纤维强度损害等问题。
关键技术
(1)通过本项目的研究,完成了对棉针织物在低温、pH近中性的条件下浸漂漂白工艺的构建;
(2)实现了能耗降低35%蒸汽量,水耗降低40%蒸汽量,减少用电达20%,减少污水处理量达40%,大大满足棉针织物漂白工艺中节能减排的要求;
(3)满足织物的白度要求的同时,又降低了漂白工艺对纤维的损伤。
知识产权情况
该项目有关的授权中国发明专利5项,美国发明专利2项。
项目成熟度本项目目前已在部分印染企业进行推广应用。
投资期望及应用情况
目前正在江苏联发纺织股份有限公司等印染企业进行积极推广。
棉低温练漂的研发与应用
棉低温练漂是一种基于棉细纤维在低温空气流中的高效助焊剂施加技术。
它是棉纤维的加工、功能化的技术创新,大大提高了棉纤维的绝缘性能,并可以使棉细纤维具有明显的抗菌性、抗臭氧、阻燃性和耐热性。
通过低温空气练漂技术,织物可以获得良好的功能性,并可以抑制许多有害物质的生成,如偶氮、色素和臭氧。
此外,棉低温练漂还可以使棉织物的抗紫外线性能大大提高,能更好地阻止人体受到紫外线伤害,大量满足人们对服装的舒适性要求。
棉低温练漂的研发工作受到各界的关注。
英国曼彻斯特大学的科学家已经研发出了一种可以将棉纤维置于低温低压环境中发挥最佳性能的多用途助焊剂,可以有效地阻止色素在棉上的持久性燃烧,可以将棉织物再次加工得到更强耐热型。
同时,低温空气练漂技术可以有效地抑制色素和偶氮物质与空气接触,从而达到抑制臭氧的效果。
在实际应用中,棉低温练漂技术有很多独特的优势。
首先,它的高效性能使棉织物的加工过程更加简单、快捷、高效、更大程度地提高了棉织物的功能性。
其次,它的抗臭氧性能比含氯的棉纤维更强;第三,它的绝缘性能更强,能够更有效地阻止火花的传播;第四,它能够有效抑制许多有毒物质的形成,对人体具有极大的健康保护作用。
总之,棉低温练漂技术在棉织物的功能性、舒适性以及耐用性方面发挥了重要作用,在实际应用中受到了各界的好评。
它的发展得到了技术的重要支持,未来将发挥更大的作用,使棉织物成为服装行业中的重要原料之一。
棉针织60℃低温练漂工艺探讨与实践
近年来,随着消费者的对棉针织衣物的日益增长,如何改进棉针织衣
物的性能、外观和舒适性已成为一个热门话题。
作为一种衣物制作技术,低温练漂的实施可以有效地改善棉针织衣物的表面质量和性能,
提高衣服的穿着舒适度和美观度。
本文从理论上阐述了60℃低温练漂
工艺,并对该工艺在棉针织面料中的应用进行了探讨和实践。
一、低温练漂工艺概述
1、工艺原理:低温练漂利用添加物的表面活性及温度效应,调节针织
织物的表面形貌和性能,使衣物表面形成微孔汇、凹轮印花等效果,
从而改善棉针织的质量。
2、工艺优势:低温练漂工艺是一种具有绿色环保和低温保护的实用化
工艺,能够利用自然的微孔汇和织物的显微结构的优点,有效地改善
衣物的整体质量,可以大大降低衣物的耐用性和耗材消耗量,从而延
长衣物的使用寿命。
二、60℃低温练漂实践
1、工艺步骤:此次低温练漂属于无活剂水洗,包括干擦、浸渍、重洗、干燥等4个步骤。
在实践期间,我们将温度控制在60℃,以保证物料
的质量。
2、实践成效:本次实践均使用同一批棉针织面料,对比未进行低温练漂前后的效果对比,效果明显,衣物整体质量有明显改善,表面软硬变化较小,衣物穿着舒适性增强,美观度明显提高。
三、结论
60℃低温练漂工艺是一种节能环保的制造技术,能够有效改善棉针织衣物的表面质量和性能,提高衣服的穿着舒适度和美观度,从而降低衣服的耐用性和面料消耗。
通过改善棉针织衣物的外观、性能和使用寿命,60℃低温练漂工艺有望成为未来棉针织衣物的理想制造技术。
节能降耗低温练漂剂的工艺应用研
究
“节能降耗低温练漂剂的工艺应用研究”是一个研究领域,它旨在利用节能技术来降低低温练漂剂的能耗。
低温练漂剂是一种用于调整物料的粒度和表面结构的机械过程,通常在高温环境中进行,能耗较高。
因此,如何降低低温练漂剂的能耗,成为了当前研究者们关注的重要课题。
节能降耗低温练漂剂的工艺应用研究,侧重于开发一种新型的低温练漂剂,以降低能耗。
首先,可以采用冷却技术,降低低温练漂剂的操作温度,从而减少能耗。
其次,可以采用多种制冷剂,采用不同的混合比例,使练漂剂的制冷性能更优,以节省能耗。
此外,还可以采用相对较低的温度及湿度条件,以降低低温练漂剂的电力消耗。
另外,可以采用改进的练漂剂搅拌机,采用更低的电流和功率参数,降低低温练漂剂的能耗。
此外,可以运用节能技术,采用新型的控制装置,控制功率消耗,达到降低能耗的目的。
此外,可以采用智能化技术,采用有效的无线传感器网络,调整低温练漂剂的运行模式,以节省能耗。
此外,为了确保降耗效果,还可以开发出新型的低温练漂剂,并采用新型的安全保护装置,防止低温练漂剂的过热、过载、过电流等情况的发生,以达到节能降耗的目的。
以上只是节能降耗低温练漂剂的工艺应用研究的部分内容,未来还有许多方面可以研究。
届时,可以采用更多的节能技术,以降低低温练漂剂的能耗,实现节能环保的目标。
棉低温练漂的研发与应用1,回顾棉纤维上含有0.4-1.2%的果胶质、0.4-1.2%的蜡质、1.0-1.9%的蛋白质、0.7-1.6%的灰分及少量的色素等天然杂质,称之为棉纤维的天然共生物。
这些杂质主要存在于棉纤维的角质层和初生胞壁中。
它们的存在使棉具有疏水性,阻碍了染料的渗透和扩散。
加之纺纱时进行上浆,人为地施加了浆料、抗静电剂和润滑剂。
在染整时必须将杂质、浆料、油剂通过退浆、煮练、漂白三道工序予以去除,以保证棉的润湿、渗透性和白度,为后续染色、印花、整理创造必要条件。
由于当前的浆料品种很多,有淀粉、变性淀粉、丙烯酸酯、变性种子胶、海藻酸钠、CMC、PVA等复配成上浆剂。
各厂选用品种差异很大,配方不一,增加了退浆的难度。
特别是PVA,即使退浆率达到95%,残留的5%PVA仍然会导致染色不匀,产生色花。
各种浆料最好的退浆剂是双氧水。
用生物酶退浆,效率高,但因有专一性,只对特定的浆料有效,对其它浆料则一无效能。
棉漂白有次氯酸钠、双氧水和亚氯酸钠三种,以亚氯酸钠漂白白度最佳,但分解物二氧化氯毒性很大、腐蚀设备严重。
碱性次氯酸钠漂白白度最差,且不能与煮练同浴进行。
双氧水漂白白度居中。
用双氧水漂白,可将退浆、煮练、漂白三工序合而为一。
在传统煮练工艺中,以烧碱作为蛋白质、果胶、油蜡的水解剂和皂化剂,再用表面化活性剂将分解物乳化和分散而从棉纤维上去除。
但这些反应都必须在高温下进行,同时双氧水的漂白作用也要在95℃以上才发挥。
低温时,双氧水分解出的有效成分很慢。
因此传统工艺都是在100℃,甚至135℃的高温高压设备中进行,练漂时间60-90 min,耗用蒸汽量很大,1吨棉针织品约需蒸汽5-6吨,占整个染整用汽量的60%左右。
因此出现了低温冷轧堆练漂工艺,它是棉织物浸轧高浓度烧碱、双氧水、和表面活性剂溶液,轧后打卷,冷堆16-24 h,利用浓度高、反应时间长来达到反应的目的,但分解出来的杂质牢固地附在织物上,非用高温强力洗涤不可。
因此练漂质量达不到中、高档产品的要求,使用受到限制。
传统工艺因使用烧碱,它会与纤维素反应生成纤维素钠,不易从纤维上洗下来,练漂后必须反复用水洗涤,耗水量很大,练漂用水量约占整个染整用水量的50%左右,也相应地增加了污水排放量。
节约用水,减少排污量,节约能源消耗已成为全球的共识,因此低温练漂工艺已成为当今研究的热点和重点,但迄今未见三合一低温退煮漂工艺的研究报告和专利报道。
从现有的研究报道来看,进行低温煮练和低温漂白其研究路线不外是生物酶和化学方法两大类。
使用生物酶进行退浆、煮练和漂白可在60-80℃进行,pH=5-6,能在30-60 min完成,关键是选用酶制剂。
用淀粉酶进行退浆已使用数十年,但对复合浆料却困难重重,只能去除特定浆料而无法去除其它浆料,使用脂肪酶、果胶酶、蛋白酶、纤维素酶、半纤维素酶去除共生物也基本可行。
因此单独用酶进行煮练已在个别工厂进行生产。
使用过氧化酶(漆酶)、产生双氧水的基质如过硫酸盐,再配以肟类化合物进行漂白,还达不到白度要求,只能用于染色后的去除浮色,中国专利申请号03118780.3用酶煮练后再用双氧水于110℃漂白40-50 min;中国专利ZL0218527.5用双氧水、烧碱在95℃预处理90 min,再用生物酶处理,可以达到练漂要求,但都是二浴法,未达到节约能源的目的。
也有用双氧水与生物酶同浴于98℃处理60min的工艺{见邰文峰等《印染助剂》22(2),22-24,2005},仍未达到低温的目的。
使用果胶裂解酶与过醋酸一起进行55℃练漂,能获得仅62.5%白度(见PCT.Iwt,Appl.WO2003062810,A1 9 Jan.2003),白度显然较差。
用碱性果胶酶与双氧水活化剂Biocat,在双氧水存在下进行练漂,获得与传统工艺相同的白度{见Sheth,Geeta,W.Colourage(印度)52(11),49-52,2005},这是利用活化剂使双氧水漂白降温,但仍未达到退浆同浴进行的目的。
用生物酶进行练漂可能于不久的将来有较大突破,达到退煮漂一步法低温工艺。
化学法进行退煮漂一步法还未见报道。
有资料报道用焦磷酸钠、六偏磷酸钠、硅酸钠与双氧水进行室温漂白,然后再经乳化剂将纤维上的油蜡乳化去除,但此法漂白时间较长,又增加了一道高温乳化,{见Das,TK.Text,DyerPrinting,15(99),25-30,1982},也有用松油、过氯乙烯、表面活性剂、烧碱、双氧水和硅酸钠于室温下进行练漂,使用的药剂用量极高,且有有机吸附氯(AOX)问题。
也有报道使用过氯乙烯乳液、二氯异氰酸酯(作活化剂)于60℃进行亚氯酸钠漂白,可减少二氧化氯的形成{见Venkatraj,R.,Indian J.Text.Res.,12(2),88-92 1987}.但前二种药品都有AOX问题,且过氯乙烯已被禁用。
使用双氧水漂白活化剂,可以使双氧水的分解温度降低,而使能发挥漂白作用的有效分解率提高,从而降低双氧水漂白温度。
活化剂已经使用于洗涤剂多年,美国99%的洗衣粉都加有过硫酸钠(分解出双氧水的物质)和活化剂,能使洗衣机洗衣服时保持白色织物的白度和防止有色衣服对它的沾污。
虽然被研究的活化剂有数十种,但使用最多的是NOBS(壬酰氧苯磺酸盐)及TAED(四乙酰乙二胺)。
USP.6743761(2004.6.11)将NOBS与等摩尔比的双氧水一起在烧碱和表面活性剂存在下,与淀粉酶联合使用进行棉纤维70℃退浆与漂白,获得与传统工艺相同的白度和退浆率。
USP.6830591(2004.12.14)又使用TAED或NOBS于55-80℃进行棉的双氧水漂白,但此法中NOBS及TAED活化剂用量高达2g/L(温度越低则用量越高),而活化剂的价格较贵,增加了加工成本。
2,本低温练漂法的基本原理要实现低温练漂必须分别实现低温煮练和低温漂白。
也就是能在低温时去除棉纤维上的共生物、色素和浆料。
2.1,低温煮练的基本原理生物酶煮练和烧碱煮练都是将共生物水解。
前者是生物催化反应,后者是化学水解。
化学水解反应的速度取决于反应温度、反应物的浓度和催化剂的使用。
一般地说,反应温度相差10℃,其反应速率相差2-3倍,要达到相同的水解率,在低10℃的条件下反应,时间要延长2-3倍。
提高反应物浓度也能提高反应速度,取决于它是几级反应,若是一级化学反应,反应速率与反应物的摩尔浓度成正比。
催化剂可以大大提高反应速率,取决于使用的催化剂的催化效率,选择优异的催化剂就可以降低反应温度。
煮练时烧碱本身就是催化剂。
冷轧堆煮练工艺就是利用提高反应物浓度和延长反应时间耒完成的。
除了化学水解反应去除共生物的方法外,还有溶剂法去除共生物的方法。
这种方法称为溶剂煮练法,在古老的教科书中(杜燕荪:棉练漂学)就有介绍三氯乙烯或四氯化碳进行溶剂煮练的方法,实际上就是干洗。
在亚氯酸钠漂白时,加入过氯乙烯可降低漂白温度(Venkatraj,R.,IndianJ.Text.Res.,12(2),88-92,1987)至60℃,说明溶剂有助于提高反应速率。
我们在开发低温煮练时受到启发,选用了环保的溶剂(无AOX,不污染坏境、易生物降解)与碱剂混合的方法进行低温煮练而获得成功。
低温煮练的基本原理是:煮练时共生物的水解反应是可逆反应,反应速率取决于反应物的浓度和生成物的浓度,若生成物积聚的浓度高时,反应速度降低,甚至逆反应增加。
因此,及时将生成物去除,既有利于水解反应的进行,又可提高水解反应的速度。
现在我们使用溶剂将水解反应产物萃取去除,使反应有利于生成水解物的方向进行,从而提高反应速率,使水解反应(煮练)可降低温度。
同时,有机溶剂也能直接萃取棉脂、棉蜡,提高纤维的亲水性。
这便是本发明的基本原理。
,2.2,低温漂白的基本原理双氧水漂白的机理至今还没有定论,有的说是游离基,有的说是过氢氧负离子,众说纷纭,但有一点是肯定的,双氧水分解产物很复杂,其中真正起漂白作用的有效成分是一部分或相当少的部分,大部分是无效分解。
因此提高有效分解率就可以使双氧水的利用率大大提高,也可以使漂白温度降低,甚至在室温下进行漂白。
有人发现过醋酸漂白,其利用率比双氧水高,因为过醋酸的漂白活化能比双氧水低而氧化电位则比双氧水高,这说明了它可以在较低温度下活化,可低温漂白,而氧化能力却高于双氧水(何中琴译,”纺织品漂白”,印染译丛,No.5,8-10,2000,Textile Horizons,1998,30-31,)。
因此将羧酸(酰氯或酸酐)接枝到含氧、含氮、含硫的原子上(被接的化合物称为离基),其生成的化合物可使双氧水的有效分解率提高,活化能降低。
这类化合物称为双氧水活化剂。
它在双氧水存在下生成过酰基化合物(过羧酸),同时分离出离基。
因过羧酸的漂白活化能低,分解物中含发生漂白作用的成分多则使双氧水的有效利用率高于双氧水而起到漂白活化作用。
同时能使漂白温度降低。
若过羧酸的碳原子数小于8的,生成的过羧酸能溶解于水中,不易吸附到纤维上,使纤维表面上过羧酸浓度与溶液中相同,其双氧水活化效率较小,漂白白度较差。
如TAED。
这种活化剂称为亲水性活化剂。
若过羧酸的碳原子数大于8,因其过羧酸不溶于水而易被纤维吸附而使纤维表面浓度高于溶液,其双氧水活化效率高,漂白白度较高。
这种活化剂称为疏水性活化剂,如NOBS。
用醋酐与乙二胺(用作离基)反应生成四乙酰乙二胺(TAED)。
TAED与等mol双氧水反应生成过醋酸,过醋酸的活性比双氧水大,加速了漂白。
同时释放出离基乙二胺。
NOBS也是这样,在双氧水作用后生成过壬酸与离基苯酚磺酸。
它们的反应式如下:TAED己被确定为无毒性、无过敏性、无诱变性的产品,生物降解后形成二氧化碳、水、氨和硝酸盐,在生物降解时,检测不出乙二胺。
(JSDC.,5/6月,154-155,1999,刘昌龄译,印染译丛,No.5 ,1-3,2000)NOBS现在研究最多是这酰类活化剂,酰类活化剂因选用的离基不同而种类繁多,品种达数十种。
其中最受关注的是羧酸与己内酰胺(离基)的缩合物。
接在离基上的羧酸可以是非离子的羧酸,也可以是具有阴离子基团的羧酸,也可以是具有阳离子基团(如季铵盐)的羧酸。
后者因具阳离子基团而提高了其对具负电荷纤维表靣的静电吸附力,从而提高了其双氧水活化效率,而被特别重视。
其代表性产品是N[4-(三乙基铵甲撑基苯酰基)]己内酰胺氯化物(N-[4-triethylammoniomethyl]-benzoyl]capolactam chloride,TEBCC),它既是酰基活化剂,又是阳离子型活化剂,被发现是效果极佳的活化剂,与N0BS对比,活化能力更强,可用于冷轧堆漂练,时间可缩短到4-6小时,白度比常规24小时还好,与TEBCC效果相似的阳离子型活化剂还有TMHCTS[6-(NNN三甲基铵甲基)己酰基己内酰胺对甲苯磺酸(6-NNNtrimethylammonio)hexanoylcaprolacam p-toluenesulfonate的简称]。