高效精练剂TF-125C在织物前处理中的应用研究

张 进 ，邓 洪 ，姜 红 *

(1. 中国人民公安大学 侦察学院，北京100038；2. 中南林业科技大学 材料科学与工程学院，湖南 长沙 410000)

随着染整行业的迅速发展，节能减排，加快工艺流程已是大势所趋。前处理工艺作为一种基础工序，在整个染整加工过程中起着极其重要的作用，它通过去除棉织物沾染来自纺织过程中的各种助剂，浆料和玷污剂，以及棉织物本身带有的杂质，纤维素共生物，来保证织物具有良好的手感，外观及内在品质[1-2]。棉针织物传统前处理工艺流程长，能耗大，显著影响了织物的强力和手感[3]，而短流程工艺通过提高烧碱用量以及使用高效精练剂等特殊助剂，缩短了工艺流程，节能环保，能为企业带来良好的经济效益[4-5]。

高效精练剂TF-125C具有渗透迅速、乳化力强、净洗力高、耐高温、抗浓碱、低泡沫、良好的生物降解性、安全性和无毒等特点，适用于短流程工艺。本研究从节能减排的角度出发，结合单因素实验和正交设计试验，探讨了氢氧化钠用量、精练剂用量、煮练温度、煮练时间四个因素对棉织物前处理效果的影响，得出高效精练剂TF-125C在织物前处理工艺中的最优工艺条件，以期达到节能减排的目的。

1 实验部分

1.1 药品与仪器

药品：氢氧化钠(分析纯，天津市恒兴化学试剂制造有限公司)，高效精练剂TF-125C(佛山市传化富联精细化工有限公司)，活性翠蓝M-GB(泰兴市锦鸡染料有限公司)，食盐(湖南省湘衡盐化有限责任公司)，纯碱(分析纯，天津市大茂化学试剂厂)，皂洗剂FL-318(佛山市传化富联精细化工有限公司)。

仪器：JY20002型电子天平(上海舜宇恒平科学仪器有限公司)，HH-4型数显恒温水浴锅(常州澳华仪器有限公司)，YQ-Z-48B型白度测定仪(杭州轻通博科自动化技术有限公司)，WSC-S型测色色差计(上海精密科学仪器有限公司)，GZX-9070MBE型电热鼓风干燥箱(上海博迅实业有限公司医疗设备厂)。

1.2 实验方法

工艺处方。氢氧化钠用量：10～50 g/L；精练剂用量：0～12 g/L；浴比：1:30；煮练温度：60～100 ℃；煮练时间：30～150 min。

工艺流程见图1。

1.3 活性染料染色方法

染色处方及工艺条件。染料质量百分数：2 %；染料母液：4 g/L；浴比：1∶30；染色温度：80 ℃；固色温度：80 ℃；促染剂食盐：30 g/L；固色剂纯碱：10 g/L；皂洗剂：1 g/L。

具体操作见图2。

图2 具体操作

1.4 测试方法

（1）失重率。把精练前后的织物于80 ℃烘干，测定织物退浆前的质量W1和退浆后的质量W2，按下式计算织物的失重率。[6]

（2）毛细效应的测定。参考FZ/T01071-1999《纺织品毛细效应试验方法》测试。

（3）白度的测定。按照国家标准G B／T 8 4 2 4．2－2 0 0 1《纺织品色牢度试验相对白度的仪器评定方法》测试。将织物折叠四层，在不同位置检测三次，取数据的平均值。

（4）色差值△E测定。染色后的织物，用WSC-S全自动测色色差计测定色差值△E值。

2 实验结果与分析

2.1 高效精练剂TF-125C应用工艺的单因素实验结果与分析

2.1.1 氢氧化钠用量

选择高效精练剂TF-125C 7 g/L，于100 ℃条件下煮练120 min，改变氢氧化钠用量，测试处理后织物的失重率、白度、毛效和染色后的色差值△E，得到实验结果如图3所示[7-8]。

由图3可知：煮练效果会跟着氢氧化钠的提高而得到一定的改善。在热稀烧碱液中，棉纤维中除天然色素外的大量杂质会被去除，发生化学反应的蜡状物质和棉籽壳的主要成分木质素中的酚羟基被去除，棉织物的润湿性和白度会相应提高[9-13]。当氢氧化钠的浓度为10-20 g/L时，棉织物的失重率和白度有较大幅度的上升，同时毛效和色差值△E数值也较高，当继续增加氢氧化钠的浓度时，失重率和白度呈规律性增加[14]，增长较为缓慢，而毛效和色差值△E反而有所下降，可能是因为氢氧化钠的浓度较高而导致了布面的损伤，还会增加后续的排污压力，综上考虑，在工艺中选择氢氧化钠浓度20 g/L较为妥当[15]。

2.1.2 煮练时间

图3 氢氧化钠用量对精练效果的影响

图4 煮练时间对精练效果的影响

选择高效精练剂TF-125C 7 g/L，由2.1.1工艺确定氢氧化钠用量为20 g/L，于100℃条件下煮练30-150 min，测试处理后织物的失重率，白度，毛效和染色后的色差值△E，得到实验结果如图4所示。

由图4可知：当煮练时间为30-90 min 时，随着时间的增加，棉织物各性能指标均有提升，继续延长时间，失重率和白度有有小幅度的提升，但毛效，色差值△E反而会下降，而且随着煮练时间的延长，会对产能的提升不利。从节约能源的角度考虑，棉织物处理时间控制在90 min较为妥当。

图5 煮练温度对精练效果的影响

图6 高效精练剂TF-125C用量对精练效果的影响

2.1.3 煮练温度

选择高效精练剂TF-125C 7 g/L，氢氧化钠20 g/L，由2.12工艺煮练时间改为于60-100 ℃煮练90 min，测试处理后织物的失重率，白度，毛效和染色后的色差值△E，得到实验结果图5所示。

由图 5可知：随着煮练温度的升高，棉织物的各项性能指标均有提高，说明温度对织物的前处理效果影响较大。当煮练温度较低时，当煮练温度为90-100℃时，随着温度的升高，失重率，毛效，色差值△E增长缓慢，白度反而有所降低，可能是煮练温度过高，对织物造成了一定的损伤，而且温度的提升对节约能源不利。综上考虑，控制煮练温度为 90 ℃较为妥当。

2.1.4 高效精练剂TF-125C用量对棉织物性能的影响

改变高效精练剂 TF-125C用量，加入氢氧化钠20 g/L，由2.13工艺煮练温度改为于90 ℃煮练90 min，测试处理后织物的失重率，白度，毛效和染色后的色差值△E，得到实验结果如图6所示。

由图6可知：高效精练剂TF-125C用量为0-7 g/L，随着精练剂用量的增加，白度，毛效，色差值△E均有明显提高，续增加用量，精练剂用量为7-12 g/L时，性能指标变化平缓，节约成本的角度考虑，选择7 g/L的精练剂进行织物的煮练较为妥当[16]。

2.2 正交试验

2.2.1 正交试验设计

由2.1单因素实验结果获得的氢氧化钠用量、高效精练剂TF-125C用量、煮练时间、煮练温度四个因素的较优用量确定因素的波动范围，四个因素选取三个水平[17,18]（见表1）。

表1 因素及水平选择表

2.2.2 结果与分析

从因素水平看，四因素三水平，本文选取L9(34)正交表进行试验（见表2）。

影响单个指标的主要因素可以通过比较极差值R来确定，通过平均值K来确定单项最优工艺。由表2和表3可知，同因素对失重率的影响顺序为：煮练温度＞精练剂＞煮练时间＞氢氧化钠用量；白度的影响顺序为：氢氧化钠用量＞煮练温度＞煮练时间＞精练剂；毛效的影响顺序为：煮练温度＞精练剂=煮练时间＞氢氧化钠用量；对色差值△E的影响顺序为：氢氧化钠用量＞煮练温度＞煮练时间＞精练剂。综上考虑，从节能降耗，环境友好的角度来看，确定最优工艺处方为A2B1C2D3，即氢氧化钠20 g/L，效精练剂TF-125C 5 g/L，练时间90 min，煮练温度100 ℃。

表2 正交试验结果

表3 正交结果分析

3 结论

（1）高效精练剂TF-125C在织物前处理工艺中的最优工艺条件为：氧化钠20 g/L，精练剂TF-125C 5 g/L,煮练时间90 min，练温度100 ℃。在该工艺条件下，处理后的织物失重率达到7.35%，毛效19.0 cm/30min，白度达到60.8，经活性染料染色后，其色差值△E值为70.01。

（2）随着氢氧化钠用量，煮练温度，煮练时间和高效精练剂TF-125C用量的增加，织物前处理效果会得到改善，但对节约成本，节能环保不利，因此选择适中的用量同样可以实现所需要的效果。