【集萃網(wǎng)觀察】0前言

    硅溶膠又稱硅酸水溶膠，是一種無機(jī)高分子化合物，它是水化的二氧化硅微粒均勻分散在水中的膠體溶液，分子式可用SiO2·xH20表示。硅溶膠是一種乳白色的半透明膠體溶液，膠體顆粒近似于球狀。目前國內(nèi)生產(chǎn)的大多是堿性硅溶膠，其中SiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在30％左右，膠粒直徑為7—20 nlH。硅溶膠具有許多優(yōu)良性能，如具有較大的比表面積、較高的吸附性和較好的粘結(jié)性，用途十分廣泛。目前，紡織印染行業(yè)對硅溶膠的研究較少，但已經(jīng)引起國內(nèi)外染整工作者的興趣。Textor T等人用硅溶膠處理織物后發(fā)現(xiàn)其抗紫外線性能發(fā)生改變，顏色和耐光牢度得到提高；Text．T和S Al-Malacka A則發(fā)現(xiàn)二氧化硅凝膠(SG)／碳酸鉀(PC)阻燃體系對多羥基化合物(如聚乙烯醇、纖維素等)阻燃時(shí)，可原位生成含硅阻燃劑，因而可將其用于織物的阻燃整理；羅敏、陳水林等人利用硅溶膠在紡織品上形成一層不連續(xù)的薄膜，阻止直接染料、酸陛染料分子從染色織物上脫離，以提高染色織物的濕牢度。

    雙氧水是用于織物前處理的一種優(yōu)良的漂白劑，但它在高溫強(qiáng)堿時(shí)極易分解，所以漂白時(shí)必須加入穩(wěn)定劑，以降低雙氧水的分解速率。

    硅溶膠對雙氧水分解的延緩作用顯著。本試驗(yàn)研究硅溶膠的氧漂穩(wěn)定性能，并將其應(yīng)用于不同氧漂工藝中，與其它氧漂穩(wěn)定劑作對比。

    1 試驗(yàn)

    1．1材料、儀器和藥品

     1．1．1材料

    14．5／14．5 524／283純棉坯布，斷裂強(qiáng)力經(jīng)向689 N，緯向376 N。

    1．1．2儀器

    HHSll-6電熱恒溫水浴鍋，WSD-Ш型全自動白度儀，微量注射器(色層分析用)。

    1．1．3 藥品

    CH3—1硅溶膠(30％)，NaOH(分析純)，H202(30％)，非硅型穩(wěn)定劑197，硅酸鈉(分析純)，高效精練劑。

    1．2試驗(yàn)方法

    1．2．1 雙氧水分解率的測定

    用移液管吸取10 mL H：0：漂液于預(yù)先加入20 mL蒸餾水構(gòu)100 mL錐形瓶中，加入濃度C1／2H2S04為6 mol／L的硫酸溶液20 mL，用濃度C1／5KMnO4為0．100 mol／L的高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，當(dāng)溶液從無色至恰顯微紅色時(shí)(30 s紅色不消失)即為終點(diǎn)。記下消耗的KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，重復(fù)3次，取平均值。H202含量及分解率按下列公式計(jì)算：

    式中：V始——起始漂液消耗的KMnO。標(biāo)準(zhǔn)溶液的毫升數(shù)／mL；

    V殘——?dú)堃合�耗的KMn04標(biāo)準(zhǔn)溶液的毫升數(shù)／ml。

    1．2．2破洞試驗(yàn)

    將0．1 g氯化銅溶于100 mL甲醇中，配成0．1％氯化銅甲醇溶液。用微量注射器吸取氯化銅甲醇溶液，在經(jīng)退漿煮練后的純棉試樣的各個(gè)部位滴上一滴(每滴約3μg)，烘干。配制pH值為10~11雙氧水漂液，將烘干后的試樣進(jìn)行氧漂，然后洗滌、干燥，最后檢查試樣上的破洞情況。

    1．2．3織物斷裂強(qiáng)力測定

    斷裂強(qiáng)力的測定按GB／T 3923--1982進(jìn)行。

    1．2．4織物白度的測定

    在WSD-Ш全自動白度儀上測定。每塊試樣保持經(jīng)、緯方向一定，于不同位置測定4次，取平均值。

    2結(jié)果與討論

    2．1硅溶膠對雙氧水分解率的影響

    2．1．1 室溫下硅溶膠對雙氧水分解穩(wěn)定性的影響

    在室溫下進(jìn)行冷軋堆漂白工藝，雙氧水的用量通常較浸漂工藝高，有時(shí)高達(dá)60 g／L。考察室溫下硅溶膠對高濃度雙氧水分解率的影響。按H202(30％)60 g／L、穩(wěn)定劑3 g／L配制處理液，不加試樣，測試室溫下不同時(shí)間雙氧水的分解率，結(jié)果見表1。

    表1室溫下放置不同時(shí)間后的雙氧水分解率

    由表1知，室溫下硅溶膠對雙氧水的穩(wěn)定作用比硅酸鈉好。以硅溶膠穩(wěn)定的雙氧水放置9 h后，其分解率為5．22％，而硅酸鈉7．35％。因此，硅溶膠作為氧漂穩(wěn)定劑適用于高濃度雙氧水冷軋堆工藝。

    2．1．2 高溫下硅溶膠對雙氧水分解穩(wěn)定性的影響

    按H202(30％)8．5 g／L、穩(wěn)定劑2．5 g／L配制處理液，不加試樣，置于恒溫水浴內(nèi)，95℃處理60 min，測試雙氧水在不同時(shí)間的分解率，結(jié)果見表2。

    表2中，分別以硅溶膠和硅酸鈉穩(wěn)定雙氧水，l h后H202的分解率分別為12．89％和20．97％。這說明硅溶膠對H202分解的抑制作用要比硅酸鈉好。

    表2 95℃時(shí)硅溶膠、硅酸鈉對雙氧水分解率的影響

    2．2強(qiáng)堿介質(zhì)中硅溶膠對雙氧水的穩(wěn)定性

    堿能催化雙氧水的分解，而雙氧水漂白又需在pH值lo左右時(shí)進(jìn)行，這就要求穩(wěn)定劑能抑止堿的催化反應(yīng)。由于煮漂一步法所用的燒堿量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于煮漂兩浴法氧漂所需的堿量，而很多穩(wěn)定劑在濃堿中會失去穩(wěn)定作用。因此，考察強(qiáng)堿介質(zhì)中硅溶膠對雙氧水的穩(wěn)定作用很有必要。

    以H202(30％)6 g／L、穩(wěn)定劑6 g／L配成處理液，不加試樣，分別加入不同量的NaOH，置于恒溫水浴內(nèi)，95℃處理60 min，測試雙氧水不同時(shí)間的分解率，結(jié)果如圖1—4所示。

圖1 NaOH用量10 g／L時(shí)不同穩(wěn)定劑對雙氧水穩(wěn)定性的影響

圖2 NaOH用量20 g／L時(shí)不同穩(wěn)定劑對雙氧水穩(wěn)定性的影響

圖3 NaOH用量30 g／L時(shí)不同穩(wěn)定劑對雙氧水穩(wěn)定性的影響

圖4 NaOH用量40 g／L時(shí)不同穩(wěn)定劑對雙氧水穩(wěn)定性的影響

    比較圖l~4中，不同的燒堿用量下，分別以硅溶膠、硅酸鈉、非硅型穩(wěn)定劑197作為雙氧水穩(wěn)定劑，相應(yīng)的雙氧水分解率的大小依次為：硅溶膠<硅酸鈉<非硅型穩(wěn)定劑197，硅溶膠對雙氧水的穩(wěn)定作用較好。

    2．3破洞情況

    織物表面可能存在的微小鐵屑、鐵銹，對雙氧水有強(qiáng)催化分解能力，易使織物出現(xiàn)針眼大小的破洞，加入穩(wěn)定劑能減少這種破洞的產(chǎn)生。小破洞試驗(yàn)可作為了解雙氧水穩(wěn)定劑穩(wěn)定效果的一種方法。不同穩(wěn)定劑的結(jié)果如表3所示。

    表3不同穩(wěn)定劑的破洞試驗(yàn)結(jié)果

    由表3知，硅溶膠和硅酸鈉一樣，不會在布面上形成破洞，且不會像硅酸鈉一樣使織物產(chǎn)生硬挺、滑膩的手感。

    2．4硅溶膠在漂白中的應(yīng)用

    2．4．1退煮一漂兩浴法工藝

    (1)工藝處方／g·L-1

    退煮

    NaOH 9

    高效精練劑 12

    漂白

    H202(30％) 10

    穩(wěn)定劑 5

    高效精練劑 8

    pH值 10．5~11．0

    (2)工藝流程

    一浴退煮(95～100℃×1 h)→熱水洗(80℃×3次)→溫水洗(50℃×3次)→冷水洗→烘干→浸漂(90—100℃×l h)→熱水洗→溫水洗→冷水洗→烘干

    (3)漂白效果對比(表4)

    表4不同穩(wěn)定劑在退煮．漂兩浴法中的效果比較

    由表4知，硅溶膠應(yīng)用于退煮一漂兩浴法工藝中，漂白后織物的各項(xiàng)性能均優(yōu)于其它氧漂穩(wěn)定劑。

    2．4．2退煮漂一浴法

    (1)工藝處方／g·L-1

    NaOH 10

    H202(30％) lO

    穩(wěn)定劑 6

    高效精練劑 12

    (2)工藝流程

    一浴退煮漂(95～100℃×1 h)→熱水洗(80 ℃×3次)→溫水洗(50℃×3次)→冷水洗→烘干

    (3)漂白效果對比(表5)

    表5不同穩(wěn)定劑在退煮滇一浴法中的效果

    由表5知，硅溶膠應(yīng)用與一浴法工藝中，其半制品的各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于其它氧漂穩(wěn)定劑。在退煮一漂兩浴法工藝和退煮漂一浴法工藝的漂白結(jié)果中，漂白織物的斷裂強(qiáng)力相差較大。這可能是因?yàn)橥酥笃�一浴法中的燒堿用量高，對纖維損傷較大之故。

    3 結(jié)論

    3．1硅溶膠對雙氧水的分解，無論是室溫還是95℃，都有很好的抑制作用。

    3．2在強(qiáng)堿介質(zhì)中，與其它氧漂穩(wěn)定劑相比，硅溶膠仍有較好的抑制雙氧水分解的能力。

    3．3硅溶膠作為氧漂穩(wěn)定劑，不會使織物產(chǎn)生破洞，織物手感柔軟。

    3．4將硅溶膠應(yīng)用于退煮一漂兩浴法、退煮漂一浴法前處理工藝織物，織物的各項(xiàng)性能均優(yōu)于其它氧漂穩(wěn)定劑。

    來源: 印染在線  作者：鞏晶晶，范雪榮，王 強(qiáng)(江南大學(xué)，江蘇無錫214122)