１前言
精練是印染前處理工藝中非常重要的工序。隨著印染工業(yè)的發(fā)展,提高精練速度、節(jié)約能耗,縮短工藝流程是必然趨勢(shì),從而對(duì)精練劑就要提出更高的要求。作為精練劑中的重要組份的表面活性劑必須具有良好的滲透、乳化、分散、凈洗性能,此外還須耐濃堿、耐高溫、低泡沫、安全無(wú)毒。要達(dá)到上述的性能,單一表面活性劑已不能滿足要求,必須從協(xié)同效應(yīng)和增效作用出發(fā),利用國(guó)內(nèi)現(xiàn)有原料,通過(guò)表面活性劑的復(fù)配并與其它無(wú)機(jī)及有機(jī)物復(fù)配,優(yōu)選一種性能較好,價(jià)格適中的精練助劑。
２實(shí)驗(yàn)部份
２．１實(shí)驗(yàn)的材料、藥品
退漿未精練棉布 工廠提供
未煮練帆布 工廠提供
三聚磷酸鈉（ＣＰ） 宜興第二化學(xué)試劑廠
無(wú)水碳酸鈉（ＣＰ） 上海虹光化工廠
硅酸鈉（ＡＲ） 太侖光華試劑廠
脲（ＡＲ） 上海試劑一廠
無(wú)水硫酸鈉（ＣＰ） 上海金山化工廠
十二烷基苯磺酸鈉
（ＡＢＳ）（工業(yè)級(jí)） 上海洗滌劑三廠
聚醚Ｌ６１（工業(yè)級(jí)） 上海洗滌劑三廠
ＴＸ-１０（工業(yè)級(jí)） 上海洗滌劑三廠
ＪＦＣ（工業(yè)級(jí)） 上海洗滌劑三廠
ＬｅｏｐｈｅｎＭ（工業(yè)級(jí)） 巴斯夫染料化工有限公司
有機(jī)硅消泡劑（工業(yè)級(jí)）
２.２精練助劑的組成及復(fù)配過(guò)程
２.２.１復(fù)配物組成（%）：
陰離子表面活性劑 ３～５
非離子表面活性劑 ２５～３５
中性無(wú)機(jī)鹽電解質(zhì) ０．５～１
純堿、磷酸鈉 １～２
水玻璃 ０．５～１
有機(jī)化合物 １～２
水 X
２.２.２復(fù)配過(guò)程
將非離子表面活性劑加到水中攪勻后,加入陰離子表面活性劑,再將其它一些助劑預(yù)先用水溶解攪勻后慢慢加入其中,即可。
２．３復(fù)配物的測(cè)定
２．３．１濁點(diǎn)測(cè)定
將一定濃度的非離子表面活性劑溶液慢慢加熱,當(dāng)加熱至某一溫度時(shí),非離子表面活性劑急劇轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗苡谒⒆匀芤褐形龀龀嗜闈嵋?/SPAN>,這一溫度就是該非離子表面活性劑在此濃度下的濁點(diǎn)。
２．３．２消泡性能測(cè)定
將待測(cè)液倒入１００ｍｌ量筒中至４０ｍｌ處,用毛刷均勻來(lái)回拉動(dòng)２０次,測(cè)量產(chǎn)生的泡沫消失所需的時(shí)間即消泡時(shí)間。時(shí)間越短,表明消泡性能越好。
２．３．３潤(rùn)濕、滲透性測(cè)定
采用帆布沉降法。將剪成四方形（４ｃｍ×４ｃｍ）的未經(jīng)煮練的帆布放于一定高度的待測(cè)液的液面,測(cè)量帆布沉落至底部所需時(shí)間,即為沉降時(shí)間。時(shí)間越短,表明該溶液的潤(rùn)濕、滲透性越好。
２．３．４毛效測(cè)定
將精練后試樣剪成經(jīng)向３０ｃｍ、緯向５ｃｍ的布條,在離一端１ｃｍ處沿緯向用鉛筆作一平行線,并在此末端沿緯向固定一根約重２ｇ的短玻璃棒作重荷,將試樣另一端用夾子固定在一橫架上使其垂直懸掛,下端浸入５ｇ／Ｌ的重鉻酸鉀溶液中,使液面與鉛筆線正好對(duì)齊,測(cè)量３０ｍｉｎ內(nèi)重鉻酸鉀溶液沿經(jīng)向上升的高度,以厘米表示。數(shù)值越大,表明精練效果越好。
２．３．５白度測(cè)定將試樣按要求疊成八層,在ＺＢＤ白度儀上測(cè)量。讀數(shù)越大,白度越好。
３結(jié)果與討論
３．１濁點(diǎn)的影響因素
３．１．１陰離子表面活性劑對(duì)非離子表面活性劑濁點(diǎn)的影響
將非離子表面活性劑聚醚Ｌ６１配成１０%溶液,在其中逐量增加陰離子表面活性劑
ＡＢＳ,測(cè)定其濁點(diǎn),結(jié)果見(jiàn)表１。
表１不同濃度ＡＢＳ對(duì)聚醚Ｌ６１濁點(diǎn)影響
由表１可以看出：在非離子表面活性劑中加入少量陰離子表面活性劑即能較大幅度地提高其濁點(diǎn)。主要原因是在非離子表面活性劑中加入陰離子表面活性劑后,由于兩者疏水基之間的引力而使陰離子表面活性劑分子在膠束及界面吸附層上插入到非離子表面活性劑分子中,使吸附膜變得比較堅(jiān)實(shí),溫度對(duì)它的影響減弱,因而濁點(diǎn)得以提高。
此外,從表１中還可以看出濁點(diǎn)隨著陰離子表面活性劑濃度的增加不斷提高。主要原因是隨著濃度的增加,兩者疏水基間引力增大,使吸附膜更堅(jiān)實(shí),受溫度的影響更小,濁點(diǎn)更高。所以,可以通過(guò)非離子表面活性劑與陰離子表面活性劑的拼混,將非離子表面活性劑的濁點(diǎn)提高到煮練溫度以上,使其充分發(fā)揮作用。
３．１．２濃度對(duì)濁點(diǎn)的影響
將表１中的溶液各稀釋５倍,測(cè)定其濁點(diǎn)結(jié)果見(jiàn)表２。
從表２可以看出：在沒(méi)有陰離子表面活性劑存在的情況下,非離子表面活性劑的濁點(diǎn)隨著其自身濃度的減少而升高,在非、陰離子表面活性劑拼混時(shí),隨著兩者濃度的降低,濁點(diǎn)下降。這是因?yàn)樵跊](méi)有陰離子表面活性劑存在的情況下,非離子表面活性劑的濃度越低,其分子中呈醚鍵結(jié)合的氧與水分子形成氫鍵的水合作用越強(qiáng),其濁點(diǎn)變高；而在非、陰離子表面活性劑拼混時(shí),隨著濃度的降低,陰離子表面活性劑與非離子表面活性劑疏水基之間的距離相對(duì)增大,導(dǎo)致其引力下降,使陰離子表面活性劑分子在膠束及界面吸附層上插入到非離子表面活性劑分子中去的數(shù)量相對(duì)減小,吸附膜牢度下降,受溫度影響增大,濁點(diǎn)下降。
３．１．３電解質(zhì)對(duì)濁點(diǎn)的影響
在按一定濃度拼混的陰、非離子表面活性劑溶液中,加入不同量的中性電解質(zhì)（Ｎａ２ＳＯ４）,測(cè)定其濁點(diǎn),結(jié)果見(jiàn)表３。
表３中性電解質(zhì)對(duì)濁點(diǎn)的影響
從表３可看出：表面活性劑溶液中加入電解質(zhì)后濁點(diǎn)會(huì)下降,而且隨著鹽量的增加大幅下降。這主要是加入電解質(zhì)后,由于電解質(zhì)的水合能力強(qiáng),使得與非離子表面活性劑以氫鍵結(jié)合的水有脫離的傾向,也就是無(wú)機(jī)鹽對(duì)非離子表面活性劑的“鹽析”作用,從而使非離子表面活性劑聚集成更大的膠束,到一定程度即分離出新相,溶液出現(xiàn)渾濁,使得濁點(diǎn)下降。因此,精練劑中電解質(zhì)加入量不能多。
３．２消泡性能影響因素
由于使用陰、非離子表面活性劑會(huì)產(chǎn)生泡沫,泡沫的外溢既浪費(fèi)了助劑,又影響精練效果,所以還需在其中加入一定的消泡劑。以１０%有機(jī)硅消泡劑進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),結(jié)果如表４。
表４消泡性能的測(cè)試結(jié)果
從表４可以看出：隨著溫度的升高,泡沫穩(wěn)定性降低,消泡時(shí)間縮短。主要原因是由于溫度升高,液體粘度降低,排液速率增大；溫度升高使液膜中分子運(yùn)動(dòng)加劇,膜內(nèi)氣體體積增加,液膜變薄；溫度升高,液體蒸汽壓提高,液膜加速蒸發(fā)而變薄。
此外,從表４中還可看出,加入消泡劑后,消泡時(shí)間縮短,并且隨著消泡劑用量的增加而減少。但消泡劑用量不能過(guò)高,否則易產(chǎn)生漂油,對(duì)后續(xù)加工造成不良影響,使染色、印花品產(chǎn)生色斑、色花、色點(diǎn)等疵病。
３．３添加劑對(duì)精練后織物白度、毛效的影響
在陰、非離子表面活性劑的拼混液中,加入不同的添加劑,用于精練。結(jié)果見(jiàn)表５和表６。
精練工藝：將布樣投入精練液中（燒堿量為織物重２０%,浴比２０∶１）,９５℃以上加熱煮練２ｈ,取出熱水洗三次,冷水清洗,晾干。
從表５可以看出：加入Ｎａ２ＳｉＯ３,白度有所增加,并且白度隨其用量的增加而增加,但用量過(guò)多,毛效反而下降。主要是因?yàn)椋危?/SPAN>２ＳｉＯ３具有吸附練液中鐵質(zhì)和其他雜質(zhì)的能力,可以防止在棉布上產(chǎn)生銹漬或雜質(zhì)的沉淀,因而有助于提高白度。但用量過(guò)多,易產(chǎn)生硅垢,反而會(huì)使毛效下降。
從表６可以看出：加入三聚磷酸鈉可以提高白度和毛效,但用量過(guò)多,白度和毛效反而會(huì)下降。這主要是因?yàn)樗苘浕|(zhì),起緩沖作用,同時(shí)它也易吸附在織物表面上,增加織物表面負(fù)電荷,防止乳化物再沉積,并能與水中多價(jià)金屬離子螯合,以避免與陰離子表面活性劑作用生成不溶性物沉積在織物上。但是,它的用量多了,會(huì)降低濁點(diǎn),影響非離子表面活性劑的作用,使白度、毛效反而下降。
３．４ｐＨ值對(duì)潤(rùn)濕滲透性的影響
將復(fù)配的精練劑配成１０%溶液,與相同濃度的ＪＦＣ和ＢＡＳＦ公司的高效精練劑Ｌｅｏｐｈｅｎ Ｍ作對(duì)比實(shí)驗(yàn),測(cè)出不同ｐＨ值下的沉降時(shí)間,結(jié)果見(jiàn)表７。
從表中可以看出自制精練劑與ＬｅｏｐｈｅｎＭ受ｐＨ值的影響較小,其潤(rùn)濕滲透性能也與ＬｅｏｐｈｅｎＭ相近。表明自制精練劑的耐酸堿性能及潤(rùn)濕滲透性能較好,而其成本僅為ＬｅｏｐｈｅｎＭ目前售價(jià)的三分之一左右。
４結(jié)論
４．１在非離子表面活性劑中加入少量的陰離子表面活性劑可顯著提高其濁點(diǎn),并且隨著表面活性劑濃度的增加,濁點(diǎn)不斷提高；如降低非、陰離子表面活性劑拼混液的濃度,濁點(diǎn)會(huì)下降；當(dāng)加入電解質(zhì)時(shí),濁點(diǎn)也會(huì)降低。
４．２提高溫度和添加適量消泡劑會(huì)使表面活性劑的消泡性能提高。
４．３適量添加Ｎａ２ＳｉＯ３和三聚磷酸鈉有利于白度和毛效的提高,加入量多,反而會(huì)使白度和毛效降低。
４．４自制精練劑耐酸堿性能、耐高溫性、潤(rùn)濕滲透性較好,價(jià)格較便宜。
參考文獻(xiàn)
１劉程．表面活性劑應(yīng)用手冊(cè)．北京:化學(xué)工業(yè)出版社,１９９２．
２陳榮圻．表面活性劑化學(xué)與應(yīng)用．北京:紡織工業(yè)出版社,１９９０．
３劉程等．表面活性劑應(yīng)用大全．北京:北京工業(yè)大學(xué)出版社,１９９２．
