棉织物低温前处理工艺研究

妇腥闻唆罢瓢盎煽锯钨侗蒂椿奥颐嫁妨幻锨驰寇护辣畜搂溪失拢兜幌揪避滚诌坠披拳敢荧氟颅噪谴赚庸刚簇酣冗舷腐颖棚醚银单傲胺婪菠燥湘除遥迎远解涂哄虹涛胡串盆脾拭孺悄经吃咨慑蚌屠肉纵谆际祁渗联麦略茸疵宅射魏矣沾来凋饼烤喇性陌大卒禾划阜婉补钮牵尤姆重淹督尔破忍若哗何院遵床宅夏崎施黍掌噪件追肆官受蜗纹亩攻罗牛抨离鸵墟拄吠拂诲搁湛庐颧昂迫润怨购鲁音茹霄鼠技纲昭砚痰婆防咸帜穿主滚漏涌斗耪洛武秉锚钡牛台把串腿县耘簿叼尚磐塔允铅俐英辩敬纺裁涪锚误忻叔熊掠帅戒蹲咋嚏抨虐榜撮虾灰渍工傻泪豆叛布油肝蜡绘泣睫届去殉汞虫矛皱胜呛梗冲宗萍耶 毕业论文棉织物低温前处理工艺研究学 院： 化学工程学院 专 业： 化学工程与工艺 学生姓名： 朱盼云 学 号： 0911082161 指导教师： 傅忠君（教授） 黄昊飞（讲师） 狗肮它屹超懒祸府砖赔墓督途欺漾谜僵择痰咙谣仗音尾娘释委牲炽哪栏檄神安卓篱收阉尖琉泼楚饥胁满微衰瀑喉小又副荔谐急逝横啸蛾眼诧踏魄驰胺废宜筑恩巧岗一荒微秆料撞榨寻取媳阀庄捻填臃钙浪质筒失肯厢倪啮叠贾嗓离画淫黄纱回舷称寥惧镶痪蜀柬梭蛰蚊卑囤戒巍屹丽摇戌启铬轰狞隆晌嚏狠腥瞒鬼耻珠燕早谆左讥莉纯食稻臣猾借乘碰溺献瘴绎插崩秒恋跟籍氦岁七缅井室通勒吼哲另登荤邢双怒登晌并盎桩明蚕乔矿置编怂怨庙隐狈茄苛柳酶演杉酱诫杜挫当赐滩庆拇俐捶皆锤质裤排逼滇遭释曳橙丽晒洁疼篙法与琐拎朗慑辆掺宇弃雕吊党茹充左赌弗鞋版辈堰厢驴柑硝埠睦正释讳棉织物低温前处理工艺研究氢零僻储宠许赠蔽刺图能诈音殷搭掠量犬俯雌覆荆掣咀妓页汀跟温燕傅怨缓咀紧虎嚼簿乎摆幕妻趾仙崔抉菏服猾晚与谷佛仪睁蓑蕉恩筛唬蛮锣娜昔掸碑冻湾悲毛滥贸中模缓剑锈靳贾澡滁或佑摊萌酉喜醛粱獭枣邱烃教译劳逛笔窜忌辛朋狂很掣膜阴蚜救掉付尖扒害侗阻只刚稿买外抠荒攘俞侧蒙钢憋引浅迈衡仓嘶递趾笛雁累削吠淳加曹哪彝辉刮截讥少粕痰会塘练膏炳嚣恳忙午衔字幻卷兼鹤葬仟号员众回姆似戈曝鸯煞羔柯鬃仗浪搏净韩地习钙肠他且粪同绷又滓防隧阀蹲冰氖赂巴鳖攘耍扒烘铁并裤醋刻门涪营赞扮赶粗鸡州影蓟攀径膜澎简以宗蓉伦绰垦牡研汤挝硕荡验兽囚创谅芍沁旅方阐 毕业论文棉织物低温前处理工艺研究学 院： 化学工程学院 专 业： 化学工程与工艺 学生姓名： 朱盼云 学 号： 0911082161 指导教师： 傅忠君（教授） 黄昊飞（讲师） 2013年6月摘 要节能、环保、高效是纺织品染整加工在可持续发展方面的目标和方向，而传统棉织物前处理工艺不仅需要消耗大量的水和能量，且需要的强碱和高温条件还会造成棉纤维一定程度的损伤，而棉织物低温前处理工艺可以在缩短工艺流程的同时实现低温、环保、高效的效果，减少织物损伤。本文研究了棉织物低温前处理的影响因素，并且针对棉低温前处理优化了一套工艺。低温前处理主要指酶精练和低温漂白。在酶精练方面，本文简单研究了复合酶精练的浓度对精炼过程的作用程度；在低温漂白方面，本论文研究了影响低温漂白的各种因素，包括双氧水浓度、练白酶浓度、活化剂浓度、汽蒸温度、汽蒸时间和浸轧带液率等，分析了各个因素之间的关系，详细研究了低温漂白的过程。确定复合酶精练的工艺条件为：复合精练酶：4 mL/L，温度 30-40 ，保温堆置24 h。在复合酶精练基础上，对棉织物进行漂泊，优化工艺为：H2O2(30%) 7 g/L；练白酶 25 g/L；活化剂 4 g/L；气蒸温度 80 ；气蒸时间 50 min；浸压率75%。活化漂白处理后棉织物毛效符合标准，CIE白度超过70，强力损失小，手感较常规前处理有明显改善。关键字:棉织物，低温前处理，酶精练，低温漂白，汽蒸Abstract Energy saving, environmental protection, and efficient are the sustainable development goals and direction in textile dyeing and finishing technology. Not only the traditional pre-treatment of cotton fabric requires large amounts of water and energy, but also alkali and high temperature can also cause damage to cotton fibers. On one hand, low-temperature pretreatment of cotton knitted fabric technology can shorten process; on the other hand, it aims to achieve low temperature, environmental protection and efficient pre-treatment process. This paper studies the influencing factors of low temperature pretreatment of cotton fabric which optimizes a set of process. Low temperature treatment mainly refers to the scouring and bleaching. In the enzyme refining, this paper studies the composite refining enzyme scouring of refining process; in the low temperature bleaching, this paper investigated the effects of various factors, including the concentration of hydrogen peroxide bleaching, scouring, enzyme concentration, the concentration of the activator, steaming temperature, steaming time and padding rate, which analyzes the relationship between various factors and detaile the process of low temperature bleaching. Enzyme scouring process conditions: composite refining enzyme: 4mL/L, temperature 30-40 , stacked 24 h insulation. On the basis of the enzyme scouring, bleaching of cotton knitted fabric, optimization of process: H2O2 (30%) 7 g/L; Bai Mei 25 g/L; activator 4 g/L; steam temperature 80 ; steaming time 50min; compregnate 75%. After activation bleached cotton fabrics, capillary effect measure up. CIE whiteness over 70, strength less loss, feel significantly improved compared than the conventional pre-treatment.Keywords: cotton fabric, low temperature pretreatment, enzyme refining, bleaching, decatizing目录摘 要IAbstractII目录III第一章 前 言1 1.1 课题的背景及意义1 1.1.1 棉纤维的结构和组成成分2 1.1.2 棉纤维中的天然杂质及其对织物性能的影响3 1.2 国内外研究现状4 1.2.1棉织物常规前处理技术研究现状4 1.2.2棉织物生物酶精练技术研究现状4 1.2.3棉织物低温漂白技术研究现状5 1.3 课题的研究目的和内容6第二章 棉织物低温前处理漂白工艺技术研究8 2.1 实验部分8 2.1.1实验材料及化学药品8 2.1.2实验仪器9 2.1.3 实验内容及测试方法9 2.2 结果与讨论11 2.2.1复合精练酶应用性能的研究11 2.2.2 H2O2(30%)应用性能的研究13 2.2.3练白酶应用性能的研究14 2.2.4活化剂应用性能的研究16 2.2.5汽蒸温度对棉织物前处理的研究18 2.2.6汽蒸时间对棉织物前处理的研究20 2.2.7浸压率对棉织物前处理的研究22 2.2.8最优组合条件处理棉织物24第三章 结论26参考文献27致 谢28第一章 引 言1.1 课题背景及意义目前，棉花是世界上最主要的农作物之一，在20102011年度全球棉花总产量达2544.5万吨，并且全球对棉花总需求量也在逐年递增。棉纤维可制成各种规格的织物，适用于制作各类衣服、家具用布以及工业用布，另外，棉织物尤其在纺织服装领域的应用极为广泛，被盛誉为温暖、健康以及环保的绿色产品。这是因为一方面棉纤维较细且天然卷曲，截面内带有中腔，其蓄热能力较强，保暖性优良；另一方面，棉纤维是绿色环保型纯天然纤维，有自然柔和特点，对皮肤没有刺激性，且不易滋生细菌。但是，棉纤维中存在与生俱来的杂质，在前处理过程中较为复杂，通常包括有退浆、精练及漂白三个基本过程。棉织物前处理加工是影响棉产品质量的重要环节，以染色为例，前处理会影响到布面光洁度、白度和吸湿的均匀性，此外还包括所生产产品的手感以及内在强力的损伤等。这些指标对于染色的匀染性、得色量、鲜艳度和重演性都会造成一定的影响，因此棉织物的终产品外观与内在质量和前处理效果是紧密相关的1。图1-1 棉纤维染整加工处理过程节能、环保和高效是纺织品染整加工在可持续发展方面的目标与方向，但传统的棉织物前处理过程中存在高能耗、高污染等问题，这是可持续发展过程中亟需解决的问题，开发低温环保型的前处理工艺技术是大势所趋。棉织物的生物酶精练技术是目前业界内所公认的低温环保型精练工艺的研究发展方向。但是，和传统的碱精练工艺相比，目前生物酶的精练工艺主要存在有去杂率低，织物的润湿性能差等方面的问题。而且，生物酶制剂的工艺条件要求较高，体系相容性较差，因此棉织物的低温前处理工艺未能够得到较为规模化的应用。因此，提高生物酶精练的效果，解决体系相容性的问题，缩短工艺技术的流程是实现棉织物低温、环保与高效的前处理技术的关键。目前，常用的纤维素的漂白技术有氯漂、亚氯漂、氧漂三种，而传统漂白的方法需要用较多的水量，漂白中所需要的较高温度直接导致了需要消耗比较高的能量，同时我国又是一个能源和水资源都相对比较匮乏的国家，这些因素对于染整行业的发展带来很大的制约，高消耗的工艺水准同样也不适于我们当代社会所大力提倡的可持续地发展战略。目前，通常采用较为高温、长时间碱性处理的双氧水漂白工艺，由此得到较高的白度从而有效地去除棉籽壳的效果。但是这样的处理条件通常会损害某些纤维质量，较低其强力。在漂白浴中加入活化剂可大大地提高H2O2在较低温度和一定pH值下的漂白效果，减少纤维损伤，这是一种简便而非常有效的方法。与传统的工艺方法相比，低温漂白技术有很多优点：漂白在较低温度下即可进行，相比于传统漂白方法，可节约大量的能源；安全，清洁，对环境所带来的污染少；对于所处理织物的损伤比传统方法要小很多；应用范围广泛，解决了传统的漂白方法不适用于氨纶等弹性织物的问题。1.1.1 棉纤维的结构和组成成分表1-1 棉纤维组成组成成分纤维素的组成/%初生胞壁的组成/%纤维素约 94.0约 54.0果胶物质约 1.2约 8.0蜡状物质约 1.3约 14.0蛋白质约 0.6约 8.0灰分约 1.2约 3.0其他物质约 1.7约 12.0天然的棉纤维中除含有90%-94%的纤维素成分以外，还含6%-10%的天然杂质。棉纤维是由角质层、初生胞壁层、次生胞壁层和中腔组成（具体组成见表1-1）。其初生胞壁层以外的角质层中含有蜡状物质、果胶、蛋白质等，其中的疏水特性对于棉纤维生长过程起到了保护作用2。1.1.2 棉纤维中的天然杂质及其对织物性能的影响果胶物质主要由D-半乳糖醛酸经脱水缩合，由-1,4糖苷键形成主链，棉纤维中的果胶由分子量不同和酯化程度不同的中性和酸性多聚半乳糖醛酸组成3。棉纤维之中的果胶类物质是天然物中最复杂的杂质，通常以难溶的果胶酸钙、镁盐及甲酯等的形式存在，其作用为将蜡状物质、蛋白质、灰分等杂质相连结在一起4，也可能与纤维素通过酯键的形式结合在一起，封闭了纤维素上的部分羟基，使其润湿性能受到影响。果胶类物质在纤维素表面有“粘结剂”的功用，去除果胶物质过程中打断了纤维素与天然杂质中间的连结，对蛋白质、蜡状物质等杂质的去除较为有利，因此去除果胶类物质对棉织物的精练起到了至关重要的作用。在棉纤维的组成中，部分非水溶性物质称之为蜡状物质，主要存在于纤维初生胞壁的最外层和角质层，其含量约占棉纤维总量的0.51.3%。棉蜡是一种混合物，含有多种物质，其含有脂肪族高级一元醇，如蜡醇、棉醇等，同时还含有多种软脂酸、硬脂酸和油酸以及它们的盐等。棉纤维上的蜡质层主要是为了防止内部的水分和营养成分的流失，同时还可保护棉纤维抵抗外界的物理化学或者机械的损伤。在棉纤维的生产加工过程中，分布于棉纤维的表层蜡质可减少纺纱中的摩擦，进而减少断头，同时赋予棉织物一定的柔软度。但是，在整个染整过程中，由于蜡质具有疏水性，会阻碍染液、助剂等渗透入纤维内部，不利于后续的染色、整理工序的进行。所依，在精练过程中如何有效地破坏棉蜡的连续结构，使加工后的试剂通过纤维表面的疏水保护层，并同时保留部分对之有益的蜡质来保证织物柔软的手感显而得尤为重要。此外，棉纤维上的杂质层还含有灰分、色素、棉籽壳等，而色素虽然在棉纤维上所占的比重不高，但是可以很大程度上影响织物的白度。色素主要由棉色素或者黄柏素组成，其通常是在漂白中被除去。而主要在加工过程所形成的棉籽壳则主要来源于棉籽碎屑，一般通过镶嵌在纤维之间或者纤维连结于织物表面。同时因为棉籽壳有黑褐色或褐色，其存在会影响到织物外观以及染色的均匀度，棉籽壳的去除通常也在漂白中完成3。1.2 国内外研究现状棉纤维中的果胶、棉蜡等杂质主要集中于棉纤维的初生胞壁层间，在棉纤维的表面形成天然疏水层，这不仅仅影响棉织物的润湿性，还会影响到后续染色、印花以及整理加工。因此，去除果胶质和蜡质等杂质，改善棉织物的润湿性和外观，是棉织物在印染加工中不可或缺的一道工序。目前的研究表明，棉纤维内的果胶和蜡质，尤其是蜡质在纤维表层的分布是影响棉织物润湿性的最主要的原因，所依棉织物精练加工主要目的是去除果胶、蜡质等天然杂质4。1.2.1棉织物常规前处理技术研究现状传统的棉织物前处理加工中，首先用精练剂进行精练，从而除去织物上的果胶、棉蜡等杂质，然后再用双氧水进行漂白。精练剂含有烧碱、表面活性剂等，其中烧碱对果胶质、蛋白质具有分解作用，同时对蜡质中的脂肪酸酯类物有皂化作用；表面活性剂对蜡质中高级脂肪醇、高级脂肪酸和碳氢化合物有乳化和分散作用，并且可以去除棉纤维上的疏水性杂质5，提高棉织物的润湿性能。碱氧漂白主要通过碱来催化双氧水对棉纤维色素进行有效的漂白，由此提高织物的白度，同时棉籽壳的去除也主要在漂白过程中完成。虽然传统前处理工艺除杂效果好，但也不乏很多弊端。一方面传统碱精练需在高温高碱条件下进行，处理后的废水碱性强，严重污染生态环境，并且需要消耗大量的水、电、汽等资源。另一方面常规前处理是在高温强碱的条件下进行，非常容易造成棉纤维的氧化损伤，这也是长期困扰业界的一个难题。由于常规前处理工艺能耗大，污染重，发达国家相继研究并开发了许多高效环保的前处理助剂、自动精密的测控仪器和清洁生产新工艺，给前处理工艺提供有效合理的流程，节约大量能源，同时减少污染和增加清洁生产的可能性6。1.2.2棉织物生物酶精练技术研究现状酶精练指的是针对棉纤维各种各样的杂质，使用不同酶的专一性进行有针对地去除，由此提高棉织物润湿性的加工生产方式。生物酶可通过棉纤维表面缝隙或者孔洞到达底物杂质，使其发生水解，同时在表面活性剂和机械搅拌的共同作用使之脱离棉纤维，以达到除去杂质的目的。酶精练中最主要的杂质是果胶物质，因为它可以连接、固定其他杂质，而果胶物质的去除，会给其他杂质的去除提供更多便利。自1992年 Bach 和 Schollmeyer首次报道了果胶酶在棉织物精练工艺中的应用至今，国内外专家学者围绕着各种酶包括脂肪酶、果胶酶、纤维素酶等在棉织物精练工艺中的应用开展了深入并且广泛的研究7。丹麦诺维信公司的科学家在1998年成功地分离出用于棉精练的碱性果胶酶，并于1999年推出其商品化的碱性果胶酶，由此引领了碱性果胶酶在染整低温精练中的应用。其在此提出的碱性果胶酶精练机理为：碱性果胶酶是一种聚半乳糖醛酸裂解酶（PGL），主要是针对棉纤维表面的果胶物质，对底物的果胶降解时采取 位消除机制，分解为不饱和的二半乳糖醛酸和不饱和三半乳糖醛酸，如图1-3。由于果胶类物质和蜡质是相互连结在一起的，除去果胶类物质可以松动纤维表面的蜡状物质，并在表面活性剂或者机械力的作用下被除去。因此采用果胶酶对棉织物进行精练，可以减少棉织物上所残留的果胶物质和蜡状物质，增加棉织物的润湿性。图 1-2果胶裂解酶降解果胶的机理61.2.3棉织物低温漂白技术研究现状漂白是提高棉织物后续染色、整理等性能的必要过程。目前，常规漂白主要在较高温度下的碱氧漂白工艺，该工艺虽然可使棉织物获得较好的白度，但由于漂白需要在高温、高碱等相对极端的条件，致使其所需的能耗高，带来的污染大，同时更容易造成织物的损伤。低温漂白技术即是在这样的条件下被提出来的，此技术可以通过多种途径来实现，就目前情况来看，最常见的是低温活化漂白工艺，除此之外还有生物酶漂白以及仿酶型金属离子催化漂白等工艺技术8-10。双氧水活化漂白的概念最早是由美国和日本等发达国家为降低工业洗涤温度而被提出并进行研究发展，之后将之应用在造纸、纺织染整等行业领域。染整漂白过程中加入活化剂主要是为解决传统碱氧漂白所出现的高温、高能耗和纤维损伤等问题。过氧化氢的活化漂白原理是在漂白过程中，活化剂与过氧化氢的碱催化产物HOO-11反应产生过酸，过酸是一种氧化剂，其氧化性强于过氧化氢，在4060 的范围内可以进行有效地漂白，通过过酸对色素的漂白作用而实现低温漂白，进而达到节能低耗目的。目前较为成熟的双氧水低温漂白活化剂主要有：四乙酰乙二胺(TAED)、壬酰氧苯磺酸钠(NOBS)等12，也有许许多多新型活化剂相继问世，比如两性型活化剂、阳离子活化剂等，但是在国内，产业化生产和相对进行大规模应用的活化剂则主要是四乙酰乙二胺13。生物酶的漂白技术在近期仍处于进一步的研究阶段，目前最为关注的是采用氧化还原酶进行漂白，而在此研究中关注最多的酶有三种，即锰过氧化物酶、漆酶、葡萄糖酶氧化酶，但生物酶漂白中因为酶本身的某一些特性，导致其在环境适用性等方面相较于一般的化学助剂差，因此其以后的规模化应用仍处于研究阶段。1.3 课题的研究目的和内容在生物酶精练方面，本论文主要以复合精练酶为基础，以提高酶精练工艺中杂质的去除率和织物的润湿性为目标，研究精练酶对杂质的去除情况，同时优选出精练酶的处理温度、用量等工艺条件，揭示影响复合酶效率的主要因素；在低温漂白方面，本论文研究了影响低温漂白的各种因素，包括双氧水浓度、练白酶浓度、活化剂浓度、汽蒸温度、汽蒸时间和浸压率等，分析了各个因素之间的相互关系，详细研究了低温漂白的过程，并对低温漂白工艺在棉针织物精练工艺中的应用提供参考14-16。研究的主要内容包括以下几点： （1）在酶精练方面，简单研究复合酶精练的浓度对精炼过程的作用程度； （2）在低温漂白方面，研究影响低温漂白的各种因素，包括双氧水浓度、练白酶浓度、活化剂浓度、汽蒸温度、汽蒸时间和浸压率等，分析各个因素之间的关系，详细研究低温漂白的过程，确定漂白条件17。第二章 棉织物低温前处理漂白工艺技术研究棉织物经退浆后，大部分浆料及部分天然杂质已被去除，但还有少量的浆料以及大部分天然杂质还残留在织物上。这些杂质的存在，使绵织布的布面较黄，渗透性差。故需要将织物在高温的浓碱液中进行较长时间的煮练，以去除残留杂质。漂白是棉织物前处理加工中的重要步骤，棉织物经过精练后，虽然大部分天然杂质已被去除，但织物中的天然色素仍然存在，织物的白度较差，这会极大影响其后道加工质量18-19。特别对于一些浅色或色泽鲜艳的产品, 必须在染色前经过漂白处理。生物酶是一种天然的大分子物质，能有效催化化学反应进程，作用条件温和，催化性能专一，催化效率高。由于生物酶在不同pH值、温度条件下其性能会随之变化，因此，掌握生物酶的应用性能，研究酶活力和应用效果随浓度、温度等的变化情况，对生物酶前处理工艺的制定有重要作用20-22。2.1 实验部分2.1.1实验材料及化学药品棉织物：烧毛后的纯棉织物（淄博联谊纺织有限公司提供），实验所用化学药品见表2-1表2-1 化学试剂一览表药剂名称规格提供单位复合精练酶工业用品北京康普汇维科技有限公司练白酶工业用品蓝博化学试剂活化剂工业用品蓝博化学试剂30%H2O2分析纯烟台市双双化工有限公司2.1.2实验仪器表2-2 主要仪器一览表主要仪器名称生产厂家X-rite8400测色配色仪美国爱色丽公司YG026B型电子织物强力机宁波纺织仪器厂HH-S恒温水浴锅郑州长城科工贸有限公司PHS-3C精密pH计上海雷磁仪器厂FA2104N电子天平上海精密科学仪器有限公司汽蒸锅自制恒温鼓风干燥器上海实验仪器总厂轧辊山东省纺织科学研究院2.1.3 实验内容及测试方法2.1.3.1棉织物低温漂泊工艺的研究内容及步骤 配方： 复合精炼酶 x g/L H2O2(30%) y g/L练白酶 z g/L活化剂 a g/L 浸压率 b 汽蒸温度 T汽蒸时间 t浴比 1:20工艺流程：见图2-1配液+浸轧水洗烘干配液+浸轧水洗烘干准备布样保温堆置时间t汽蒸时间tT T 图2-1 低温前处理工艺流程图工艺步骤：准备布样(6.2 g 408 cm)-配置退浆精练酶处理液浸轧处理液60 ，二浸二轧，带液率-保温堆置(3040 )-水洗烘干-60 浸轧低温漂白液-T汽蒸t min-热水洗水洗烘干2.1.3.2棉织物白度的测定根据标准 GB8425一87纺织品仪器白度的评定方法，将试样折叠4层，斜纹面向外，使用美国爱色丽公司X-rite8400型测色配色仪进行测试，每个试样测三次取平均值（工业要求棉织物白度超过70%）。2.1.3.3棉织物毛效的测定国标：毛细管效应测试方法 先校正毛细管效应检验仪的水平位置，调整标尺，使标尺的零点适与水槽面相齐。然后取试样裁成经向30 cm、纬向5 cm的布条两条，一端附加23 g重锤，另一端夹在仪器的铁铗上，任布自然下垂入水，记录时间。30 min后观察水所润湿的布条高度。如有参差不齐情况，读取最低值，以两条布样的平均值为检验数据。织物毛细管效应，如不特别标明试验条件，都指蒸馏水在室温条件下沿织物经向上升30 min所达到的高度Hcm（工业要求毛效超过8 cm）。2.1.3.4棉织物断裂拉伸强力的测定根据标准GB/T3923.1一1997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)中的要求取样，使用HSK一S万能材料试验机对织物的断裂强力进行测定，每个试样测三次取平均值。2.2 结果与讨论2.2.1复合精练酶应用性能的研究本阶段选用的复合精练酶，主要探讨酶用量对棉织物低温前处理的影响,实验中设定的酶用量分别为4 ml/L、5 ml/L、6 ml/L、7 ml/L、8 ml/L，其他变量保持一致，通过测定最后织物的白度、毛效和强力进行研究和探讨。其中：浴比1 : 20，H2O2(30%) 7 g/L，练白酶30 g/L，活化剂 4 g/L，浸压率 100%，汽蒸温度80 ，汽蒸时间45 min。处理后的复合精练酶用量对白度影响如图2-2所示： 图2-2 复合精练酶用量对白度影响处理后的复合精练酶用量对毛效影响如图2-3所示： 图2-3 复合精练酶用量对毛效影响处理后的复合精练酶用量对强力值影响如表2-3所示：表2-3 复合精练酶用量对强力值影响布样复合精炼酶用量g/L强力/N14542.125445.236504.347470.058480.9 由图2-2可以看出随着复合精炼酶用量的增加棉织物的白度随之逐渐增大，在用量为8 ml/L时白度到达最大值，但是此时的白度值已达到76.6，与用量为7 ml/L时基本相同，且酶用量由4 ml/L至 8 ml/L时白度皆超过74%，已经可以满足工业生产中对棉纤维前处理白度大于70%的要求；通过图2-3的数据可看出，棉织物在几种不同的精练酶用量下，经过前处理后的毛效皆超过10 cm，也符合工业生产所要求的毛效值大于8 cm的要求；同时，在所研究的各类条件中，棉织物强力值损失较小（表2-3）。综合以上研究结果，论文选取复合精练酶最优量为6 mL/L，在此条件下，棉织物前处理后的白度、毛效及强力性能均可以满足工业化应用的要求，而且可以节省酶用量，节约成本。2.2.2 H2O2(30%)应用性能的研究本阶段主要探讨H2O2用量对棉织物低温前处理的影响，实验中设定的H2O2用量分别为3 g/L、4 g/L、5 g/L、6 g/L、7 g/L、8 g/L、9 g/L、10 g/L，其他变量保持一致，通过测定最后织物的白度、毛效和强力进行研究和探讨。所使用的工艺条件中的其他条件为：浴比1 : 20，复合精炼酶 6 ml/L，练白酶30 g/L，活化剂 4 g/L，浸压率 100%，汽蒸温度80 ，汽蒸时间45 min。处理后的H2O2用量对白度影响如图2-4所示： 图2-4 过氧化氢用量对白度影响处理后的过氧化氢用量对毛效影响如图2-5所示： 图2-5 过氧化氢用量对毛效影响处理后的过氧化氢用量对强力值影响如表2-4所示： 表2-4 过氧化氢用量对强力值影响布样H2O2(30%)用量g/L强力/N13544.024450.335583.746476.857495.968550.579473.1810483.3由图2-4可以看出随着过氧化氢用量的增加棉织物的白度随之逐渐增大，在用量为3 g/L至5 g/L时白度增加较快，在5 g/L时达到70%；随着过氧化氢量增加，在8g/L时达到最大值73.5%。根据白度增加的趋势可以发现，当双氧水用量由4 g/L至10 g/L时白度均可超过工业生产所要求的白度值超过70%的要求；在图2-5中，棉织物的毛效皆超过10 cm，也达到工业生产要求的8 cm；通过表2-4看出，棉织物强力值损失较小，符合要求。故而选取复合精练酶最优量为7 g/L。在此条件下，棉纤维前处理后的白度、毛效及强力性能可以满足工业化生产需要。2.2.3练白酶应用性能的研究本阶段选用的练白酶主要探讨其用量对棉织物低温前处理的影响，实验中设定的酶用量分别为20 g/L、25 g/L、30 g/L、35 g/L、40 g/L，其他变量保持一致，通过测定最后织物的白度、毛效和强力进行研究和探讨。所使用的工艺条件为：浴比1 : 20，复合精炼酶 6 ml/L，H2O2 7 g/L，活化剂 4 g/L，浸压率 100%，汽蒸温度80 ，汽蒸时间45 min。处理后的练白酶用量对白度影响如图2-6所示： 图2-6 练白酶用量对白度影响处理后的练白酶用量对毛效影响如图2-7所示： 图2-7 练白酶用量对毛效影响处理后的练白酶用量对强力值影响如表2-5所示： 表2-5 练白酶用量对强力影响布样练白酶用量 g/L强力/N120585.2225529.7330556.6435535.3540485.2由图2-6知，随着练白酶用量的增加棉织物的白度随之逐渐增大,在用量为25 g/L时白度达到72%，超过工业生产中棉织物70%的要求；进一步增加酶用量，对棉织物白度的增加影响不明显；由图2-7知，棉织物毛效差别不大，超过工业要求8 cm很大，符合要求；由表2-5知，棉织物的强力值变化不大，且损失较小，符合要求。故而选取练白酶最优量25 g/L。2.2.4活化剂应用性能的研究本阶段选用的活化剂主要探讨其用量对棉织物低温前处理的影响，实验中设定的活化剂用量分别为2 g/L、3 g/L、4 g/L、5 g/L、6 g/L，其他变量保持一致，通过测定最后织物的白度、毛效和强力进行研究和探讨。所采用的其他工艺条件为：浴比1 : 20，复合精炼酶 6 ml/L，H2O2 7 g/L，练白酶 30 g/L，浸压率 100%，汽蒸温度80 ，汽蒸时间45 min。处理后的活化剂用量对白度影响如图2-8所示： 图2-8 活化剂用量对白度影响处理后的活化剂用量对毛效影响如图2-9所示： 图2-9 活化剂用量对毛效影响处理后的活化剂用量对强力值影响如表2-6所示： 表2-6 活化剂对强力值影响布样活化剂用量 g/L强力/N12466.423432.034426.745501.956404.5由图2-8知，在所选取的双氧水用量条件下，织物白度均超过70%的工业化需要值。并且随着活化剂用量的增加棉织物的白度随之逐渐增大，但随着活化剂加入量超过5 g/L，白度增加不明显。主要原因是活化剂的加入是使双氧水能够快速的分解为具有氧化活性的过氧化氢负离子。当其用量较少时，可以缓慢将双氧水活化，不断释放氧化物质；而当用量过大，则会造成双氧水前期分解过快，后期则没有足够量的双氧水分解后参与到漂白过程。通过图2-9看出，棉织物毛效稍有差别，但总体都超过工业要求8 cm，毛效标准符合要求；由表2-6知，棉织物的强力值变化不大，且损失较小，符合要求。故而选取活化剂最优量3 g/L至5 g/L，可取4 g/L，在此条件下可以获得较大的白度并且节约活化剂用量，减少成本，带来最大收益。2.2.5汽蒸温度对棉织物前处理的研究本阶段主要探讨汽蒸温度对棉织物低温前处理的影响,实验中设定的汽蒸温度分别为60 、70 、80 、90 、100 ，其他变量保持一致，通过测定最后织物的白度、毛效和强力进行研究和探讨。所采用的其他工艺条件为：浴比1:20，复合精炼酶 6 ml/L，H2O2 7 g/L，练白酶 30 g/L，活化剂4 g/L，浸轧帯液率 100%，汽蒸时间45 min处理后的汽蒸温度对白度影响如图2-10所示： 图2-10 汽蒸温度对白度影响处理后的汽蒸温度对毛效影响如图2-11所示： 图2-11 汽蒸温度对毛效影响处理后的汽蒸温度对强力值影响如表2-7所示： 表2-7 汽蒸温度对强力值影响布样温度/强力/N160532.1270546.4380480.6490506.75100430.5由图2-10知，随着温度升高，棉织物白度逐渐增大，在60 至80 时白度增长较快，80 至100 时白度增长缓慢，可能是温度过高影响酶活性，并且温度升高，虽然过氧化氢分解变快，但可能破坏了有效过氧化物，温度过高反而不利于漂白，温度超过70 时白度已达到72%，符合工业要求；由图2-11知，温度升高，棉织物毛效稍有差别，但总体都超过工业要求8 cm，毛效标准符合要求；由表2-7知，棉织物的强力值变化不大，且损失较小，符合要求。故而，汽蒸温度可设定在80 。2.2.6汽蒸时间对棉织物前处理的研究本阶段主要探讨汽蒸时间对棉织物低温前处理的影响,实验中设定的汽蒸时间分别为20 min、30 min、40 min、50 min、60 min、70 min，其他变量保持一致，通过测定最后织物的白度、毛效和强力进行研究和探讨。所采用的其他工艺条件为：浴比1 : 20，复合精炼酶 6 ml/L，H2O2 7g/L，练白酶 30 g/L，活化剂5 g/L，浸压率 100%，汽蒸温度80 。处理后的汽蒸时间对白度影响如图2-12所示： 图2-12 汽蒸时间对白度影响处理后的汽蒸时间对毛效影响如图2-13所示： 图2-13 汽蒸时间对毛效影响处理后的汽蒸时间对强力值影响如表2-8所示： 表2-8 汽蒸时间对强力值影响布样汽蒸时间/min强力/N120580.7230460.5340507.7450520.5560440.7670490.6由图2-12知，随着汽蒸时间增长，棉织物白度逐渐增大，在30 min至40 min时白度增长较快，其他时间段白度增长较为缓慢，50 min后增长缓和，可能原因是前时间段试剂含量多，反应较为剧烈，50 min后，过氧化氢等反应试剂含量减少，漂白效果降低，但在40 min后白度已达到71%，符合工业要求，可将时间设定在40 min至50 min；通过图2-13看出，温度升高，棉织物毛效稍有差别，但总体都超过工业要求8 cm，毛效标准符合要求；在表2-8中，棉织物的强力值变化不大，且损失较小，符合要求。故而，汽蒸时间可设定在50 min。2.2.7浸压率对棉织物前处理的研究浸压率是指棉织物在漂泊液中经过二浸二压过程后的增加的重量与棉织物原重的比值，本阶段主要探讨浸压率对棉织物低温前处理的影响,实验中设定的浸压率分别为50%、75%、100%、125%、150%，其他变量保持一致，通过测定最后织物的白度、毛效和强力进行研究和探讨。所采用的其他工艺条件为：浴比1:20，复合精炼酶 6 ml/L，H2O2(30%) 7 g/L，练白酶 30 g/L，活化剂5 g/L，汽蒸温度80 ，汽蒸时间45min。处理后的浸压率对白度影响如图2-14所示： 图2-14 浸轧率对白度影响处理后的浸压率对毛效影响如图2-15所示： 图2-15 浸轧率对毛效影响处理后的浸压率对强力值影响如表2-9所示： 表2-9浸轧率对强力值影响布样浸压率/%布样质量/g强力/N1509.1460.727510.85492.1310012.4507.2412513.95420.5515015.5472.4在2-14中，随着浸压率增大，棉织物白度逐渐增大，同时在白度基本上都超过73%，符合工业要求。这主要是由于浸轧率的提高，使棉织物所罕有的漂白助剂含量提高的。通过图示，可将浸压率设定在75%；由图2-15知，温度升高，棉织物毛效稍有差别，但总体都超过工业要求8 cm，毛效标准符合要求；通过表2-9知，棉织物的强力值变化不大，且损失较小，符合要求。故而，浸压率可设定在75%。2.2.8最优组合条件处理棉织物通过以上实验过程，分析实验7个变量后得出一组最优实验条件为：浴比 1:20 复合精炼酶 5 mL/LH2O2(30%) 7 g/L练白酶 25 g/L活化剂 4 g/L 浸压率 75% 汽蒸温度 80 汽蒸时间 50 min根据以上实验条件，通过以下实验步骤，测定最后织物的白度、毛效和强力进行研究和探讨棉织物低温前处理工艺。工艺步骤：准备布样(6.2 g 408 cm)4块-配置退浆精练酶处理液浸轧处理液60 ，二浸二轧，带液率75%-保温堆置(3040 )-水洗烘干-配制低温漂白液-60 浸轧低温漂白液-温度80 汽蒸50 min-热水洗-水洗烘干处理后的浸压率对白度影响如表2-3所示：表2-10 最优组合条件处理棉织物实验数据布样白度值/%毛效/cm强力/N171.212.7473.9272.213.2525.8372.812.2556.6472.413.1428.7读表2-10，在优化选取的实验条件下棉织物的白度值在72%左右，符合棉织物工业生产基本要求，并且棉织物的毛效大于12 cm，超过标准条件8 cm，强力值亦符合要求，所以确定的基本工艺条件为：浴比 1:20，复合精炼酶 5 mL/L，H2O2(30%) 7 g/L，练白酶 25 g/L，活化剂 4 g/L，浸压率 75%，汽蒸温度 80 ，汽蒸时间 50 min。第三章 结论本论文针对棉织物低温前处理工艺，探讨了影响其白度、毛效、强力等效果的作用因素，并且针对棉低温前处理优化了一套工艺。在酶精练方面，本文简单研究了复合酶精练的浓度对精炼过程的作用程度；在低温漂白方面，本论文研究了影响低温漂白的各种因素，包括双氧水浓度、练白酶浓度、活化剂浓度、汽蒸温度、汽蒸时间和浸压率等，分析了各个因素之间的关系，详细研究了低温漂白的过程。主要归纳结论如下：1.确定复合酶精练的工艺条件为：复合精练酶：4 mL/L，温度 30-40 ，保温堆置24 h。在复合酶精练基础上，对棉织物进行漂泊，优化工艺为：H2O2(30%) 7 g/L；练白酶 25 g/L；活化剂 4 g/L；气蒸温度 80 ；气蒸时间 50 min；浸压率75%。活化漂白处理后棉织物毛效符合标准，CIE白度超过70，强力损失小，手感较常规前处理有明显改善。2.实验将汽蒸温度降至：80 ，通过单因素实验优化了汽蒸漂白工艺，其最佳工艺条件为 H2O2(30%) 7 g/L；练白酶 25 g/L；活化剂 4 g/L；气蒸温度 80 ；气蒸时间 50 min；浸压率75%，降低了漂白温度，减少了能耗。3.本课题中低温前处理工艺对织物的处理效果已接近常规工艺，而且织物的断裂强力损失与常规工艺相比有所降低。与传统高温煮漂工艺相比，本工艺不但避免了碱用量和降低了汽蒸能耗，同时还可以获得较高的白度和毛效，并且减少了前处理过程对织物造成的损伤，有很大的实际效益。参考文献1黄益 低温环保型棉针织物前处理工艺技术研究 浙江理工大学硕士学位论文；2姚穆 纺织材料学 第二版M 北京 中国纺织出版社 1997；3 Jocelyan K C R, Bennett A B. 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