【集萃網(wǎng)觀察】H2O2氧化電位低于NaClO,對fibre損傷小,且無潛在損傷,適用范圍較廣。最早出現(xiàn)于1938年,國內(nèi)主要用于T/C和棉針織物的漂白,白度高,不泛黃,手感好。
一、H2O2溶液的性質(zhì)
1、俗稱雙氧水,商品有多種濃度,低濃度(3%~35%)為無色無臭溶液,高濃度為淺藍色粘稠液體,印染廠使用30~36%左右商品。
2、系強氧化劑,30%H2O2對皮膚有刺激性和“灼傷”作用,濃度>65%的H2O2與易燃物接觸易燃、易爆
3、水溶液呈弱酸性,遇base低溫亦極易分解。商品H2O2加穩(wěn)定劑,并在酸性條件下出售保存。
4、30℃以下的H2O2較穩(wěn)定,>70℃,分解速率加快。
5、遇有色金屬離子及酶等劇烈分解,其分解是一個劇烈的放熱反應(yīng),可能引起爆炸。
6、對玻璃、和純鋁都不起作用、可用來制容器的設(shè)備,工廠用不繡鋼材料,
7、H2O2遇強氧化劑KMnO4則顯還原性,可利用該性質(zhì)對H2O2進行分析。
二、H2O2漂白原理
H2O2是弱二元酸,在水溶液中按下式電離
H2O2?H++HO2-(1)K1=1.55×10-12
HO2-→H+O22-(2)K2=1.0×19-25
1、最早認為H2O2分解放出新生氧,而起漂白作用,但H2O2分解極復(fù)雜,目前對H2O2破壞色素的化學(xué)反應(yīng)的性質(zhì)了解很少,∴對新生氧起漂白作用的說法缺乏有力的論證。
2、亦有人認為,H2O2漂白是由于羥基陰離子的作用,依據(jù)是,當(dāng)pH↑時,(1)式中[HO2-]↑,而漂白速率也因pH↑而↑
3、有人提出H2O2分解的游離基在起漂白作用。在某些金屬離子存在時,H2O2的分解會加速,有復(fù)雜的反應(yīng),對色素雖有破壞作用,但將使纖維素受到損傷。
關(guān)于H2O2的漂白機理,通常認為HO2-是漂白的主要成份,能解除有機色素的電子流動性能,而起脫色作用,也可能引發(fā)游基侵襲發(fā)色基團:
三、H2O2漂白工藝條件分析(以棉為例)
1.pH值的影響pH值對H2O2分解率和漂白質(zhì)量有影響。從強力看,pH3~10范圍強力變化不大,有較高水平,從聚合度看,只有pH在6~10范圍內(nèi)能達滿意水平。
綜上所述,pH為9~10較理想,若加入穩(wěn)定劑,pH可以提高至10.5~11。
2、溫度、濃度和時間
H2O2的分解、織物的白度與溫度成正比,當(dāng)T=90~100℃時,H2O2可分解90%,白度亦最好,若T=60℃,分解率僅50%,在正確使用穩(wěn)定劑的情況下,織物的白度和纖維受損程度僅與H2O2分解率有關(guān),,分解速率快慢影響并不大,∴漂白條件應(yīng)使大部分H2O2發(fā)生分解,白度,強力符合要求,根據(jù)前處理情況,H2O2濃度在2~6g/L。漂白時間與T有關(guān),95~100℃條件下,45~60分鐘,大部分H2O2已經(jīng)分解。
3、穩(wěn)定劑的作用
加工過程中,織物不可避免地會沾上重金屬離子,它們對H2O2有加速分解作用從而脆損纖維素,若局部不勻,會造成破洞。∴織物在漂白前,必須充分洗凈,盡可能↓金屬性雜質(zhì),同時在漂液中加適量穩(wěn)定劑,其不僅可防止金屬離子催化分解,而且可調(diào)節(jié)堿度和起緩沖作用。
(1)對氧漂穩(wěn)定劑的要求
、、要有高效的穩(wěn)定作用,能控制其分解率達到需要的程度(95~100℃存放時,1h內(nèi)H2O2分解率應(yīng)≤40%,加入織物時經(jīng)1h漂白,H2O2含分解率宜控制在70%左右;
、、對fibre的損傷要減少到最低限度
H2O2漂白的優(yōu)點是纖維素的損傷比NaCeO少,與使用H2O2的濃度有關(guān),也與穩(wěn)定劑有關(guān),一般只允許漂后下降15%左右;
、、能耐不同濃度的堿(堿性能催化H2O2的分解,而H2O2漂白又需在pH時進行,這就要求穩(wěn)能抑制堿性催化反應(yīng);
Ⅳ、污染小,易被生物降解;
、酢⒉唤Y(jié)垢,不在fibre上沉積不溶物;
、、白度要好。
。2)穩(wěn)定劑的種類
按其化學(xué)組成是否含硅鹽,分含硅和非硅兩類
按其作用機理分為吸附型,絡(luò)合型及混合型。
、裎缎
A、最典型的是Na2SiO3,其穩(wěn)定作用為
、俜(wěn)定作用,Na2SiO3在硬水中形成高度分散的MgSiO3(CaSiO3)膠體,能吸附H2O-和重金屬離子,使金屬離子失去催化活性。所以若在去離子水中漂白,非但沒有穩(wěn)定作用,相反因pH值提高而加速HO2分解,但當(dāng)Fe2+含量超過Na2SiO3吸附能力時,就會減弱其穩(wěn)定作用
、谧鳛閴A劑,可緩沖漂液的pH值。(引起H2O2活化)
優(yōu):穩(wěn)定效果好,白度,價格便宜
缺:易結(jié)硅垢,影響手感,清除困難,不耐強堿浴
B、脂肪酸鎂
穩(wěn)定機理:在堿性漂液中形成膠體,能吸附Fe2+正電荷膠體,而起到穩(wěn)定作用
C、高分子膠體,如聚丙烯酰胺(PPA)部分水解物
、蚪j(luò)合型穩(wěn)定劑
穩(wěn)定機理:能與重金屬離子形成絡(luò)合物,從而降低or消除其催化分解作用,是當(dāng)今抑制催化分解最佳的穩(wěn)定劑(遠遠大于吸附型)。
絡(luò)合物分兩類:一類是與金屬離子間只有配位鍵(稱絡(luò)合物);另一類是與金屬離子間既有配價鍵又有共價鍵(螯合物)品種有:
、倭姿猁},受pH值影響大,又會造成水富營養(yǎng)化
、诎被人猁}(氨基上接羧甲基的鹽類)螯合能力強,但分散力差,不耐濃堿,EDTA生物降解性差
、哿u基羧酸鹽
灑石酸,葡萄糖酸鈉,海藻酸鈉,整合能力強,但分散力差,易為生物降解
、苡袡C膦酸鹽
胺三甲叉膦酸鹽,乙二胺四叉基膦酸鹽等具有比EDTA還要強的螯合能力,絡(luò)合容量高,絡(luò)合穩(wěn)定常數(shù)大,耐一定量的堿,易于生物降解。
、艋旌闲
一種是將吸附型與螯合型穩(wěn)定劑進行物理性拼混;
另一種是穩(wěn)定劑本身既是吸附型又是螯合型,如聚丙稀酸,聚馬來酸聚羥莖丙稀酸,具有良好的膠體特性和分散作用,有溫和的螯合作用,耐堿性較好有機膦酸酯,能耐50g/L的燒堿,可用于高堿量的煮漂一浴法
四、生產(chǎn)工藝
氧漂工藝適應(yīng)性廣泛,漂白方式有①軋漂(汽蒸漂白,是目前應(yīng)用最廣的一種,工藝連續(xù)化,效率高,以平幅汽蒸為多);②浸漂(卷染機平幅漂白,液下履帶箱漂白);③冷堆法等,溫度可分室溫,常壓高溫,高壓高溫等,另外可與其它漂白劑聯(lián)合進行。
1、棉布
以汽蒸漂白為主
退、煮后織物→浸軋漂液汽蒸(95~100℃,45~60min)→水洗100%
2、T/C:
、俪浩
退漿,輕精練后→浸軋漂液(H2O2:4~6g/L,pH10.5~11)→汽蒸(95℃,45′)→水洗
、诟邷馗邏
A、退漿→浸軋漂液(H2O2:5~7g/L;NaOH:3~5)→汽蒸(196.1~294.2,130~142℃,1~2min)
B、燒毛→浸軋漂液(H2O2:7~14,NaOH:10~15滲透劑)→汽蒸(142℃,1min)→水洗
、劢ň砣緳C平幅):厚重織物
對小批量織物,可選擇不銹鋼or木質(zhì)卷染機
工藝流程:冷洗一道→漂白8~10道(95~98℃)→熱洗4道(70~80℃)→冷洗上卷
、芾涠逊
在完全沒有氧漂汽蒸設(shè)備的條件下,可采用冷堆法,尤其適合不宜高溫處理的合纖與棉混紡品種,產(chǎn)品手感好,損傷小,能耗低,但滲透性較差,要注意漂白的水洗(高效洗滌在冷漂中的重要性超過其他任何工藝)。此法,采用軋卷堆置,用塑料薄膜包覆好,不使風(fēng)干,再在特定設(shè)備上低速遠轉(zhuǎn),防止工作液積聚在布卷下層,造成漂白不勻。
工藝流程:室溫浸軋漂液→打卷→堆置130℃,14~24h)→充分水洗
漂液組成:H2O2:10~12g/L,Na2SiO3 25~30g/L,NaOH:5g/L
H2S2O8:7~10g/L(強退漿劑,有漂白作用)
、菀合侣膸淦
織物浸軋漂液后,在液下履帶上堆置浸漬一定時間后再汽蒸。浴比大,織物處于松弛狀態(tài),較平整,加工勻、透,手感豐滿柔軟,時間短,能耗低。
工藝:退漿后→液下浸漬(60℃,10min)→汽蒸(100℃,2min)→熱洗→酸洗→水洗
3、蛋白質(zhì)纖維(浸漂)
、傺蛎
②蠶絲:單漂(桑蠶)H2O2(35%)1.5g+Na4P2O3,1~2g+EDTA1g,pH8.5~9,71℃,2~4h;
雙漂(柞蠶絲)氧漂(0.6g/L H2O2,70℃,6h)→水洗→還原漂(2g/L Na2SO4)
五、對H2O2漂白的評價
1、對纖維損傷小,不存在潛在損傷,適用范圍廣,無污染
2、白度好、穩(wěn)定,去雜好,手感佳
3、對設(shè)備有較高要求
來源:中國紡織助劑網(wǎng)
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