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本節(jié)我們以棉織物為例，來(lái)討論

過(guò)氧化氫漂白工藝條件

過(guò)氧化氫可在90~100℃進(jìn)行漂白，而又不致?lián)p傷棉纖維，這一點(diǎn)說(shuō)明過(guò)氧化氫還是一種比較緩和的氧化劑。然而對(duì)漂白工藝條件還需給以必要的重視，否則也會(huì)出現(xiàn)不少問(wèn)題，現(xiàn)將有關(guān)工藝因素分析:

1、

pH的影響

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在H2O2漂白過(guò)程中，漂液的pH是漂白質(zhì)量重要的影響因素之一，為了了解過(guò)氧化氫漂白溶液pH對(duì)漂白質(zhì)量的影響，采用4040經(jīng)煮布鍋精練過(guò)的棉府綢，進(jìn)行漂液pH對(duì)H2O2分解率和漂白質(zhì)量影響的試驗(yàn)。

試驗(yàn)中采用化學(xué)純的藥品和蒸餾水，H2O2漂液濃度為3克/升，配制漂液時(shí)時(shí)用H2SO4、HAc、Na2CO3和NaOH調(diào)節(jié)漂液pH，85℃浸漂1小時(shí)。

由試驗(yàn)可知，過(guò)氧化氫從酸性到弱堿性，即pH＜9的范圍內(nèi)比較穩(wěn)定，分解率較小，而在堿性較強(qiáng)的條件下分解率較高，特別是pH在10以上時(shí)更為明顯。

當(dāng)漂液 pH在3~13.5范圍內(nèi)，織物白度大約在83~87%之間變動(dòng)甲苯檢測(cè)儀，表明均有漂白作用。但漂液pH在3~9之間，織物白度有隨著pH的增大而有增加的趨勢(shì)，pH為9~10時(shí)，織物白度達(dá)到最佳水平，若進(jìn)一步提高漂液pH，織物白度反而略有下降;從強(qiáng)力來(lái)看，當(dāng)漂液pH在3~10范圍內(nèi)，織物強(qiáng)力變化不大，能保持較高水平。當(dāng)漂液pH大于10，小于3時(shí)，織物強(qiáng)力明顯下降，這可能是由于H2O2劇烈分解以及酸的水解所致;從纖維聚合度來(lái)看，只有漂液pH在6~10范圍內(nèi)能保持滿(mǎn)意水平。pH小于6大于10時(shí)，棉纖維素聚合度均發(fā)生明顯下降。漂液pH在3~6的范圍，織物雖然能保持較高強(qiáng)力，但纖維素的聚合度卻較低，其原因不詳，可能存在潛在損傷，但未予以證實(shí)。綜上所述，過(guò)氧化氫在pH3~13.5之間雖然都有漂白作用，但從織物白度和纖維受損程度來(lái)看，則以pH為6~10比較滿(mǎn)意，如果適當(dāng)加入穩(wěn)定劑或其他助劑，漂液pH可以提高一些。

2、溫度、濃度和時(shí)間的影響

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過(guò)氧化氫漂白時(shí)過(guò)氧化氫，一般是在90~100℃漂白1小時(shí)，降低漂白溫度雖然也能達(dá)到漂白的目的，但漂白時(shí)間要長(zhǎng)一些。例如采用軋卷法就是這樣。織物在過(guò)氧化氫溶液中浸軋后，卷成布卷放置在(或在卷軸上不斷轉(zhuǎn)動(dòng))冷或熱的反應(yīng)室中12小時(shí)或過(guò)夜進(jìn)行漂白。為提高生產(chǎn)率也有將漂白溫度提高到120~130℃，使漂白時(shí)間縮短為1~2分鐘。過(guò)氧化氫的電離常數(shù)是隨溫度的升高而增大的，可見(jiàn)表2-1-6所示。

由表2-1-6可以預(yù)期到升高漂白溫度，有使漂白速度加快的作用。

從過(guò)氧化氫的分解率隨著溫度的升高而增加來(lái)看，也證明了這點(diǎn)，如表2-1-7所示。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)還進(jìn)一步了解到H2O2在有穩(wěn)定劑存在的情況下，在70℃時(shí)的分解速率常數(shù)

K(lg殘留H2O2%=kt/2.303) 為3.02×10-3/分，而在90℃時(shí)為10.44×10-3/分。當(dāng)然僅從H2O2分解的快慢，還不能說(shuō)明是否有效地進(jìn)行漂白，因?yàn)槠渲羞€包含著H2O2對(duì)纖維的氧化以及其他無(wú)效分解等副反應(yīng)。有許多實(shí)驗(yàn)證明，在正確使用穩(wěn)定劑的情況下，織物的白度和纖維受損程度僅與H2O2分解率有關(guān)，分解速率的快慢對(duì)它們的影響較小。換言之，升高溫度雖然提高H2O2分解速率，但不致改變織物白度和強(qiáng)力的變化規(guī)律。當(dāng)然，如果漂液中沒(méi)有穩(wěn)定劑，則將是另一種情況。

綜上所述，H2O2漂白應(yīng)在正確的條件下進(jìn)行環(huán)氧乙烷檢測(cè)儀，使絕大部分H2O2發(fā)生分解，織物的白度，強(qiáng)力又能符合要求，這樣才能比較有效地利用H2O2。在生產(chǎn)中，根據(jù)織物品種和前處理情況的不同，而采用不同的H2O2濃度(2~6克/升)，前處理較差的，漂白要求比較高的以及比較緊密厚實(shí)的織物，可采用比較高一些的濃度。至于漂白時(shí)間，與漂白溫度有很大的關(guān)系，在常壓汽蒸漂白中，大約在45~60分鐘內(nèi)絕大部分的H2O2已經(jīng)分解。

3、穩(wěn)定劑的作用

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在過(guò)氧化氫溶液性質(zhì)和漂白原理一節(jié)中，已經(jīng)述及到H2O2很容易受到一些物質(zhì)的催化作用發(fā)生劇烈的分解，雖然這些分解有的也有加速織物漂白的作用，但有的并無(wú)漂白作用，有的則會(huì)加劇纖維素的降解，特別是局部不均勻的情況，更為麻煩，因而正確使用穩(wěn)定劑具有十分重要的意義。從表2-1-8可以看出銅離子對(duì)H2O2催化分解和對(duì)纖維素的損傷作用的影響，以及硅酸鈉在過(guò)氧化氫漂白中所起的穩(wěn)定作用。

表2-1-8樣品(3)處方中除多含0.1克/升CuSO4外，其它與樣品(2)相同，從試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看銅離子雖然有促進(jìn)H2O2分解的作用，但織物白度不高，而且加劇了纖維素的損傷。此外，樣品(1)漂液堿性雖然高于樣品(2)，但H2O2分解率和纖維素的流度都比較低，而織物白度卻較高，可見(jiàn)Na2SiO3對(duì)H2O2的穩(wěn)定作用是十分明顯的。

在漂白中，除了由于水、藥品以及某些特殊原因，都能使漂液中引進(jìn)某些具有催化作用的金屬雜質(zhì)或金屬離子外，織物上往往也含有這些離子，它們對(duì)H2O2都有加速分解的作用?？椢锝?jīng)過(guò)酸洗后，金屬含量減少，因而H2O2分解速率得相應(yīng)的降低。

由此，可看出酸洗和加入穩(wěn)定劑都有降低H2O2分解速率的作用，此外還有人發(fā)現(xiàn)原棉中的某些雜質(zhì)，對(duì)H2O2也具有一定的穩(wěn)定作用，因此當(dāng)織物上的雜質(zhì)基本去除后，織物漂白的條件必須盡可能地緩和 些，否則很容易使纖維受到不必要的損傷。

綜上所述，織物在進(jìn)行漂白以前，除了必須充分洗凈，盡可能地降低織物上的金屬性雜質(zhì)含量，并注意水和溶液中是否有某些金屬離子外，為了更好地控制漂白過(guò)程過(guò)氧化氫，充分地利用H2O2和保證漂白質(zhì)量，通常在漂液中均加入適量的穩(wěn)定劑。最常用的穩(wěn)定劑為硅酸鈉，它的穩(wěn)定作用見(jiàn)表2-1-9所示。實(shí)際上Na2SiO3具有雙重作用，即一方面由于它的堿性有加速H2O2的分解作用，另一方面則具有穩(wěn)定作用。

從表2-1-9可以看出，隨著Na2SiO3增多，H2O2分解率不斷增大，但與其它堿劑相比，在相近的pH下加有Na2SiO3的具有較低的分解率，即使pH高達(dá)11.0，H2O2的分解率也只有54.2%，穩(wěn)定作用明顯。硅酸鈉為什么會(huì)具有這樣良好的穩(wěn)定作用，至今還不十分清楚。有人認(rèn)為可能是硅酸鈉能與具有催化作用的金屬離子發(fā)生結(jié)合的緣故。然而，硅酸鈉的穩(wěn)定作用必須有適量的鈣或鎂鹽存在時(shí)才比較顯著。這樣看來(lái)，硅酸鹽膠體對(duì)有催化作用的金屬離子的吸附作用，是硅酸鹽在過(guò)氧化氫漂液中具有穩(wěn)定作用的重要原因之一，因而在H2O2漂白過(guò)程中可以使用含有300~1000ppmCaCO3的硬水，若采用軟水，則反而需加0.1~0.2克/升硫酸鎂。漂液的堿性最好不要全靠Na2SiO3提供，而是另用堿劑調(diào)節(jié)，否則當(dāng)棉纖維吸收部分堿質(zhì)后，漂液的pH可能降低，甚至析出沉淀，不僅使織物手感變得粗硬，而且使設(shè)備上沾有難以除去的硅垢，增加清潔工作的困難。為了減少沉淀的發(fā)生，可使漂液中總堿量的60~80%由硅酸鈉提供，其余的40~20%則另加堿劑補(bǔ)充，并使漂液pH調(diào)節(jié)至10.5左右，或者另加堿劑調(diào)節(jié)Na2:SiO2為2.25:2.75。如果在漂液中加入0.07~0.25%(對(duì)溶液重計(jì))磺化油，可減輕去除硅垢的清潔工作的負(fù)擔(dān)。

除了硅酸鈉外過(guò)氧化氫，還有不少其它化合物也可 作H2O2漂白穩(wěn)定劑。磷酸鹽用作穩(wěn)定劑時(shí)，和硅酸鈉一樣需有鈣、鎂離子存在，才能充分發(fā)揮作用。使用時(shí)隨著焦磷酸鈉和三聚磷酸鈉濃度的增大，H2O2的穩(wěn)定性也隨之提高，而磷酸三鈉的用量則不宜太多，否則H2O2穩(wěn)定性反而有所下降。關(guān)于磷酸鹽具有穩(wěn)定作用的機(jī)理，可能是有催化作用的金屬離子與磷酸鹽形成了絡(luò)合物的關(guān)系。一些螯合劑如乙二胺四醋酸鈉鹽(EDTA)、二乙撐三胺五醋酸鈉(DTPA)和氨三乙酸鈉(NTA)等，也都可以作H2O2漂白穩(wěn)定劑，其中DTPA效果較好，唯價(jià)格較貴，使用受到一定的限制。但也必須注意到金屬鹽在堿性條件下的狀態(tài)， 如:

可見(jiàn)每個(gè)Cu2+離子是與6×10的20次方Cu(OH)2分子相聯(lián)系的，當(dāng)金屬離子被軟劑除去后，它們之間會(huì)不斷地建立新的平衡，所以單純的軟水劑并不能解決全部問(wèn)題。

在目前工業(yè)生產(chǎn)中，過(guò)氧化氫漂白劑仍多采用硅酸鈉或與其它穩(wěn)定劑混用為主。

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