棉织物双氧水活化剂体系的前处理工艺研究

摘要

棉织物前处理工艺（退浆、精练和漂白）是纺织印染加工的重要工序。传统的前处理工艺一般在高温强碱下进行，使得废水的色度深、COD值高，而且会耗用大量能源和新鲜用水，给环境造成很大负担。因此，节能减排工艺成为前处理发展的必然趋势。采用双氧水活化剂可以实现棉织物在低温条件下进行漂白，能有效降低能耗。但是目前活化剂在工业上并没有得到广泛应用，并且不同类型活化体系的漂白机理没有得到充分证实。
　　本课题采用了三种类型的双氧水活化剂：四乙酰乙二胺(TAED)、五乙酰葡萄糖(PAG)和市售的低温活化剂JML-2，分别研究它们与双氧水组成的漂白体系的浸漂工艺的漂白效果。同时采用荧光探针检测羟基自由基(OH·)的方法，探讨双氧水活化体系的漂白机理。采用生物可降解性好的多糖类物质 PAG用于棉布的低温漂白活化剂，在纺织行业尚未有相关的研究。
　　低温活化漂白工艺常用于间歇式的浸漂工艺，本课题还将双氧水活化剂应用到了机织物的轧堆工艺中进行尝试，希望将轧漂时的汽蒸工艺改为中温堆置工艺，有效降低能耗并减少印染前处理的工业用水和废水产生量，降低能耗和化学品用量。
　　本课题首先研究了低温活化漂白浸漂工艺。通过研究TAED、PAG和JML-2三种低温活化剂的漂白工艺，以漂白白度作为主要指标，结合活化体系对双氧水分解率的影响，优化得到最佳漂白工艺：30％H2O25 g/L，NaOH2 g/L，PAG或TAED或JML-23 g/L，温度70℃，时间60 min。
　　其次，本课题进一步探讨了双氧水活化剂体系的漂白机理，期望对新型活化剂的开发提供借鉴意义。将苯五甲酸(BA)作为荧光探针分别检测TAED/H2O2、PAG/H2O2和JML-2/H2O2三种活化体系中OH·的含量。结果表明，在相同的pH条件下，与没有添加活化剂的H2O2体系相比，活化剂TAED和PAG的加入可以显著提高其体系中的OH·浓度，TAED/H2O2体系和PAG/H2O2体系的OH·浓度分别大约提高了9倍、7倍，而JML-2/H2O2体系中的OH·浓度基本没有增加。结合 OH·对棉织物白度和强力的影响，表明在 TAED/H2O2和PAG/H2O2漂白体系中， OH·是非常重要的漂白物质，而 OH·在JML-2/H2O2的漂白体系中促进漂白作用并不明显。
　　最后，本课题研究了低温漂白活化体系的中温轧堆工艺。利用活化剂在较低温度下实现漂白的特点，将活化剂漂白工艺应用到长车机织物工艺中，为此开发了复合酶冷轧堆/双氧水活化剂中温堆置前处理工艺。通过复合酶对淀粉退浆率和果胶残余率的影响优化出复合酶冷轧堆工艺的配方：复合酶HD-1006 g/L，渗透剂MP-22 g/L，冷轧堆时间10h，复合酶处理液的pH控制在7-8之间。棉织物经过复合酶处理后不经过水洗过程直接浸轧双氧水活化剂漂液，此免水洗工艺可以有效地节约工业用水和减少工艺步骤。再通过正交实验和单因素实验优化出双氧水活化剂高温堆制的最佳工艺为：100%H2O215 g/L，活化剂JML-23 g/L，堆置温度85℃，堆置时间90-100 min。棉织物的漂白白度可达75.43，拉伸强力比常规汽蒸工艺提高约5%。此工艺中温(85℃)堆置取代了传统的汽蒸，有效地节约了能源，满足了前处理节能减排的要求。

目录

声明

第一章 绪论

1.1引言

1.2棉织物退浆精练工艺

1.2.1 退浆

1.2.2 精练

1.3棉织物漂白工艺

1.3.1 针织物漂白工艺

1.3.2机织物漂白工艺

1.4双氧水活化剂分类及概述

1.4.1酰类活化剂

1.4.2仿酶类金属配合物催化剂

1.5双氧水活化剂体系漂白机理

1.5.1双氧水漂白机理

1.5.2 双氧水活化剂体系漂白机理

1.5.3荧光探针法检测羟基自由基

1.6本课题的研究意义和主要内容

第二章 实验部分

2.1 实验材料和药品

2.1.1实验材料

2.1.2实验药品

2.2实验仪器设备

2.3实验方法

2.3.1双氧水活化剂低温浸漂漂白工艺

2.3.2复合酶冷轧堆/双氧水活化剂中温堆置前处理工艺

2.4测试方法

2.4.1白度测试

2.4.2强力测试

2.4.3吸水性测试

2.4.5双氧水分解率测试

2.4.6 退浆率的测定

2.4.7 果胶残余率的测定

2.4.8废水中COD值的测定

2.4.9羟基自由基（OH·）的检测

2.4.10活化剂溶解度的测定

第三章 实验结果与讨论

3.1双氧水活化剂低温浸漂漂白工艺

3.1.1 活化剂用量对织物漂白效果的影响

3.1.2双氧水用量对织物漂白效果的影响

3.1.3碱用量对织物漂白效果的影响

3.1.4温度对织物漂白效果的影响

3.1.5不同漂白体系漂白效果对比

3.2双氧水低温浸漂活化剂体系漂白机理探讨

3.2.1温度对双氧水中OH·的影响

3.2.2 活化体系对OH·的促进作用

3.2.3 活化体系中OH·的屏蔽

3.2.4 OH·浓度对棉织物白度的影响

3.2.5 OH·浓度对织物拉伸强力的影响

3.2.6双氧水活化体系机理分析

3.3复合酶冷轧堆/双氧水活化剂中温堆置前处理工艺

3.3.1复合酶冷轧堆工艺

3.3.2双氧水活化剂中温堆置工艺

第四章 结论

参考文献

攻读硕士期间已录用的论文

致谢