柞丝绸的过甲酸漂白工艺研究

刘　群，丁　斌，关　昶，王海东，李　祥，郝凤岭

(吉林化工学院 轻化工程系， 吉林 吉林 132022)



柞丝绸的过甲酸漂白工艺研究

刘群，丁斌，关昶，王海东，李祥，郝凤岭

(吉林化工学院 轻化工程系， 吉林 吉林 132022)

摘要:采用过甲酸对柞丝绸进行漂白。讨论漂白温度、pH值、过甲酸质量浓度、漂白时间等因素对柞丝绸漂白效果的影响，并测试漂白丝绸的断裂强力，比较过甲酸漂白优化工艺与双氧水漂白工艺的漂白效果。结果显示，过甲酸漂白柞丝绸较佳工艺为：漂白温度95 ℃、过甲酸质量浓度18 g/L、pH 10、漂白时间80 min；过甲酸漂白的白度高于双氧水漂白，分别为57.84%、45.66%；过甲酸漂白的强力损失率略高于双氧水漂白，分别为11.09%、8.70%，具有较好的强力保持率。

关键词:柞丝绸；过甲酸；漂白；双氧水

柞蚕丝滑爽舒适，手感柔软，其绝缘性、强力、伸度、抗脆化，以及耐酸、耐碱等性能均优于桑蚕丝[1-2]，常用作各种衣着面料和装饰用织物，在工业和国防上用于制作耐酸工作服、带电作业服、炸弹药囊等[3-4]。柞蚕丝具有天然的黄褐色，在精练后需要进行漂白，常用的漂白剂是双氧水[5-6]。

常规的H2O2漂白在沸点温度下有较佳的漂白效果，但存在能耗大，过度降解，织物强力损失严重等缺陷[7]。过氧酸漂白体系是一个高效的氧化体系，最常见的是过乙酸漂白体系[8-9]。过甲酸有较高的氧化电位，高于过乙酸等其他过氧化物，比传统漂白剂有更高的漂白效率[10]，但未见过甲酸漂白柞丝绸的研究报道。

本研究以过甲酸为漂白剂漂白柞丝绸，初步探讨过甲酸对柞丝绸的漂白工艺，并与双氧水漂白作对比，为过甲酸漂白柞丝绸的应用提供参考。

1　试　验

1.1材料与仪器

材料：柞丝绸(平纹，平方米质量120 g/m2，经向断裂强力586 N，白度31.1%，市售)，过甲酸(质量分数19%，自制)，双氧水(质量分数30%，天津市永大化学试剂有限公司)，乙二胺四乙酸二钠(分析纯，天津市大茂化学试剂厂)，碳酸钠(分析纯，西陇化工)。

仪器：YG026T型电子织物强力机(温州方圆仪器有限公司)，WBS-Ι白度仪(上海昕瑞仪器仪表有限公司)，PHS-3CW数字式酸度计(上海般特仪器制造有限公司)。

1.2柞丝绸漂白工艺

过甲酸10～20 g/L，乙二胺四乙酸二钠5 g/L，JFC 3 g/L，用碳酸钠调节pH值7～11，浴比1:30，漂白温度70～100 ℃，漂白时间50～90 min；漂白液升温到指定温度后，将柞丝绸润湿投入到漂白液中，漂白结束后用50 ℃温水洗1次，0.5%稀醋酸洗1次，之后水洗，晾干。

1.3测试方法

1.3.1白度

参照GB/T 8424.2—2001《纺织品 色牢度试验 相对白度的仪器评定方法》标准，用WBS-Ι白度测试仪平行测试3次，取平均值。

1.3.2断裂强力

参照GB/T 3923.1—2013《纺织品 织物拉伸性能 第1部分：断裂强力和断裂伸长率的测定(条样法)》，用YG026T型电子织物强力机平行测试3次，取平均值。

2　结果与分析

2.1漂白工艺探索

以过甲酸为主漂剂对柞丝绸进行漂白试验，通过单因素试验考察漂白温度、pH值、过甲酸浓度、漂白时间等因素对柞丝绸漂白效果的影响，优化漂白工艺。

2.1.1漂白温度对柞丝绸漂白效果的影响

过甲酸18 g/L，pH 9.9，漂白时间60 min。考察漂白温度对柞丝绸漂白效果的影响，结果见图1。

图1　漂白温度对柞丝绸漂白效果的影响Fig.1　Impact of bleaching temperature on tussah cloth bleach effect

由图1可知，随着漂白温度的升高，柞丝绸白度逐渐增大，95 ℃时白度达到最大值，继续提高温度，白度略有下降。过甲酸是甲酸与双氧水反应获得的，以过氧自由基、羟基自由基等活性物质破坏色素发色团，起到漂白作用；过甲酸在低温条件下，相对稳定，产生活性自由基数量较少，氧化漂白能力受到限制；漂白温度升高，分子运动加剧，加快了过甲酸的分解，产生大量过氧自由基，柞丝绸白度随之增大；但温度过高，会导致过甲酸消耗过快，有效氧化时间缩短，并且接近过甲酸沸点时也会造成过甲酸的挥发消耗。所以适宜的漂白温度为95 ℃。

2.1.2pH值对柞丝绸漂白效果的影响

过甲酸18 g/L，漂白温度95 ℃，漂白时间60 min。考察pH值对柞丝绸漂白效果的影响，结果见图2。

图2　pH值对柞丝绸漂白效果的影响Fig.2　Impact of pH value on tussah cloth bleach effect

由图2可知，在低pH值时，柞丝绸白度有一定提高，但提高幅度较小；当pH值大于9时，白度快速增大，但碱性过大柞丝绸白度下降，不利于过甲酸的柞丝绸漂白。一方面，pH值较低时，过甲酸相对稳定，分解速度慢，过氧自由基氧化作用有限，在有限时间内表现出的氧化能力较低；pH值过高，过甲酸稳定性较差，会迅速分解，产生的过氧自由基来不及发挥作用便被消耗在工作液中。另一方面，碱性条件下柞丝绸会进一步得到精练，色素减少，渗透性变好。因此，较佳pH值为10。

2.1.3过甲酸质量浓度对柞丝绸漂白效果的影响

漂白温度95 ℃，pH 10，漂白时间60 min。考察过甲酸质量浓度对柞丝绸漂白效果的影响，结果见图3。

图3　过甲酸质量浓度对柞丝绸漂白效果的影响Fig.3　Impact of performic acid concentration on tussah cloth bleach effect

由图3可知，随着过甲酸质量浓度的增加，柞丝绸白度逐渐提高，当质量浓度达到18 g/L时柞丝绸白度达到最大；继续增大过甲酸质量浓度，柞丝绸白度略有下降。在较低质量浓度时，过甲酸分解产生的过氧自由基数量有限，能最大限度地作用于丝的表面，提高白度；当过甲酸质量浓度较高时，由于丝的内外表面有限，只有一部分过氧自由基被吸附，因此白度不能随过甲酸质量浓度增加而成比例提高；并且过甲酸质量浓度过大，氧化反应持久剧烈，会对柞丝绸造成一定损伤，使柞丝绸强力和表面光滑性变差，导致白度下降。因此，选择过甲酸质量浓度以18 g/L为宜。

2.1.4漂白时间对柞丝绸漂白效果的影响

过甲酸质量浓度18 g/L，漂白温度95 ℃，pH 10。考察漂白时间对柞丝绸漂白效果的影响，结果见图4。

图4　漂白时间对柞丝绸漂白效果的影响Fig.4　Impact of bleach time on tussah cloth bleach effect

由图4可知，漂白80 min，柞丝绸白度达到较大值；随后，延长漂白时间柞丝绸的白度稍有提高。过甲酸对柞丝绸的漂白时间主要受两方面制约：一是过甲酸在碱性条件下的分解速率较快，产生的过氧自由基数量多，在工作液中的损耗也大，不能持续长久地起到氧化作用；二是过氧自由基在丝的表面吸附、扩散，与色素共轭体系发生反应需要一定的作用时间。因此，只要过甲酸的分解消耗寿命大于吸附、扩散、氧化时间即可。考虑生产效率，较佳漂白时间以80 min为宜。

2.2过甲酸与双氧水漂白效果的对比

过甲酸质量浓度18 g/L(质量分数19%)或双氧水质量浓度18 g/L(质量分数30%)，漂白温度95 ℃，pH 10，漂白时间80 min。对比过甲酸与双氧水的漂白性能，结果见表1。

表1　织物漂白效果的对比

由表1可知，过甲酸漂白柞丝绸的白度高于双氧水，说明在相同条件下过甲酸的氧化漂白能力远高于双氧水；经两种漂白剂漂白柞丝绸的断裂强力均有所下降，但织物强力损失率较小，仍满足服饰需求；过甲酸漂白柞丝绸的强力损失率稍高一些，也说明过甲酸对柞丝绸的氧化作用要大于双氧水的氧化作用。

3　结　论

过甲酸漂白柞丝绸的较佳工艺为：漂白温度95 ℃、过甲酸质量浓度18 g/L、pH 10、漂白时间80 min。与双氧水漂白相比，过甲酸漂白柞丝绸的白度较高；过甲酸漂白强力损失率略高于双氧水漂白，但具有较好的强力保持率。

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DOI:10.3969/j.issn.1001-7003.2016.04.005

收稿日期:2015-09-03; 修回日期:2016-03-11

作者简介:刘群(1987—)，男，讲师，硕士，主要从事染整技术与助剂开发。通信作者：丁斌，教授，dingbin1956@163.com。

中图分类号:TS192.744

文献标志码:A

文章编号:1001-7003(2016)04-0025-04引用页码:041105

Research on performic acid bleaching process on tussah cloth

LIU Qun, DING Bin, GUAN Chang, WANG Haidong, LI Xiang, HAO Fengling

(Light Chemical Engineering, Jilin Institute of Chemical Technology, Jilin 132022, China)

Abstract:In this paper, tussah cloth was bleached with performic acid, the impact of factors such as bleach temperature, pH valve, mass concentration of performic acid and bleach time etc., on the bleach results of tussah cloth were discussed.Breaking force of bleached silk was tested.The effects of mass concentration of performic acid, temperature, time, pH value on bleaching were discussed.The bleaching effects by performic acid in optimum conditions and by hydrogen peroxide respectively were compared.The results show that the optimum bleaching process using performic acid are 18 g/L mass concentration of performic acid, pH value of 10, bleaching at 95 ℃ for 80 minutes.The whiteness of performic acid bleach is higher than that of H2O2bleach, and the values are 57.84% and 45.66% respectively.The strength loss of performic acid bleach is slightly higher than that of H2O2bleach, the values are 11.09% and 8.70% respectively, but it still has good strength retention.

Key words:tussah cloth; performic acid; bleaching; hydrogen peroxide