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亚麻织物具有优良的透气性、吸湿性和抗菌性能,深受广大消费者喜爱,具有广阔的发展前景。但亚麻织物含杂较多,常规的前处理采用煮练氯漂氧漂三步法处理,不仅工艺流程长,还带来有机氯的污染问题,不利于环保。为此,本课题采用煮练氧漂两步法处理织物,优化煮练助剂及其用量,并使用合成的新型螯合分散剂、聚丙烯酰胺和硫酸镁复配的氧漂稳定剂替代硅酸钠,达到较好的去除杂质的效果。
本文首先合成两种新型的螯合分散剂亚氨基二琥珀酸和聚合物螯合分散剂。亚氨基二琥珀酸的合成中,采用顺丁烯二酸酐(MA)、氨水、氢氧化钠来进行合成。分析了氢氧化钠用量、氨的用量、水的用量、反应温度和反应时间等因素对产物螯合性能的影响。利用红外光谱(IR)对反应物和产物的结构进行了表征,测试了产物的耐碱性能,并将亚氨基二琥珀酸应用于棉亚麻织物的漂白工艺中。研究结果表明:当反应物摩尔比为n(MA):n(NaOH):n(NH3):n(H2O)=2:1:2:8,反应温度为150℃,反应时间为10h时产物的螯合性能最好。产物的螯合值随着碱浓度的升高而下降,适合在50g/L的碱性条件下使用。将合成的亚氨基二琥珀酸应用于棉亚麻织物的漂白工艺中,可以有效螯合金属离子,提高织物的白度、毛效和强力。
聚合物螯合分散剂的合成中,选择衣康酸(IA)、丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)、马来酸酐(MAH)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)五种单体进行反应,分析了单体的种类和用量、引发剂的用量、反应温度和反应时间等因素对产物螯合性能的影响。利用红外光谱(IR)对产物的结构进行了表征,测试了产物的耐碱性能,并研究了产物的不同用量对双氧水分解率和织物漂白工艺效果的影响。研究结果表明:当各单体摩尔比为n(IA):n(AA):n(AM):n(MAH):n(MMA)=3:2:1:0.5:0.5,引发剂用量为单体总量的8%,反应温度为110℃,反应时间为5h时产物螯合性能最好。聚合物螯合剂的耐碱性可以达到50g/L,能够适应亚麻棉织物煮练汽蒸的需要。与常规的几种螯合分散剂相比,亚氨基二琥珀酸和聚合物螯合剂具有比较好的螯合金属离子的性能,可以替代其他螯合剂满足新型氧漂稳定剂的复配需要。对双氧水的稳定性测试中,聚合物螯合剂用量为0.05g/L时对双氧水的稳定性能最好,但对织物的漂白效果并不好。用量为0.25g/L时对织物漂白效果最好,此时双氧水分解率为28%。
在工艺研究方面,对传统的三步法工艺研究表明:处理后织物白度较好,但是氯漂对织物的聚合度损伤较大。红外谱图表明,纤维的结构没有发生明显变化。提取的木质素与纤维相比,具有芳香环的伸缩振动。然后优化煮练氧漂两步法工艺,得到煮练的最佳工艺条件是:亚硫酸钠1.g/L、硫化钠1.g/L、蒽醌为1.5%(对织物重)、精练剂10g/L。氧漂工艺优化的最佳用量为:双氧水(100%)10g/L、硅酸钠10g/L。优化的煮练氧漂两步法工艺与传统三步法工艺相比,白度低于传统工艺,但织物的强力较好。
在合成的两种新型螯螯合剂的基础上,分别将它们与硫酸镁和阴离子聚丙烯酰胺复配。研究结果表明:两种螯合剂、镁盐、阴离子聚丙烯酰胺单独使用时在较低用量下对双氧水具有比较好的稳定作用。亚氨基二琥珀酸与阴离子聚丙烯酰胺两者复配用于漂白工艺效果最好,此条件下双氧水的分解率在28%左右。将柠檬酸和EDTA按同样条件复配双氧水稳定剂,发现EDTA与硫酸镁复配时用于漂白工艺中效果最好,此条件下双氧水一个小时分解率为26%。将传统稳定剂硅酸钠、磷酸盐类稳定剂与复配的双氧水稳定剂进行工艺效果对比,发现用螯合剂复配的双氧水稳定剂在去除麻皮等杂质方面具有比较好的效果。