【集萃網(wǎng)觀察】0前言
硅溶膠又稱硅酸水溶膠，是一種無機高分子化合物，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)量分數(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，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，但它在高溫強堿時極易分解，所以漂白時必須加入穩(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
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的高錳酸鉀標準溶液滴定，當溶液從無色至恰顯微紅色時(30 s紅色不消失)即為終點。記下消耗的KMnO4標準溶液的體積，重復(fù)3次，取平均值。H202含量及分解率按下列公式計算：
式中：V始——起始漂液消耗的KMnO。標準溶液的毫升數(shù)／mL；
V殘——殘液消耗的KMn04標準溶液的毫升數(shù)／ml。
1．2．2破洞試驗
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織物斷裂強力測定
斷裂強力的測定按GB／T 3923--1982進行。
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
在室溫下進行冷軋堆漂白工藝，雙氧水的用量通常較浸漂工藝高，有時高達60 g／L�？疾焓覝叵鹿枞苣z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，測試室溫下不同時間雙氧水的分解率，結(jié)果見表1。
表1室溫下放置不同時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℃時硅溶膠、硅酸鈉對雙氧水分解率的影響
2．2強堿介質(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左右時進行，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遠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，測試雙氧水不同時間的分解率，結(jié)果如圖1—4所示。
圖1 NaOH用量10 g／L時不同穩(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，其半制品的各項指標均優(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，漂白織物的斷裂強力相差較大。這可能是因為退煮漂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(江南大學(xué)，江蘇無錫214122)
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