氧漂稳定剂的原理与应用

导读 双氧水是现用前处理漂白工艺使用最多的氧化漂白剂,不管是碱氧两浴、练漂一浴、退煮漂一浴还是冷堆漂白,为了避免碱性条件及金属离子存在下双氧水的无效分解,提高氧漂白度以及减少纤维强力损失,双氧水...

导读

双氧水是现用前处理漂白工艺使用最多的氧化漂白剂,不管是碱氧两浴、练漂一浴、退煮漂一浴还是冷堆漂白,为了避免碱性条件及金属离子存在下双氧水的无效分解,提高氧漂白度以及减少纤维强力损失,双氧水稳定剂起了关键的作用。

本文就双氧水稳定剂的作用机理、类型及性能测试方法与大家分享。

一、双氧水稳定剂的作用机理:

1、吸附稳定理论:

通过高分子胶团籍静电或氢键吸附重金属离子而达到稳定的目的。

该类稳定剂种类有:水玻璃、脂肪酸镁、聚丙烯酰胺部分水解物、聚羧酸盐等。

2、络合稳定理论:

通过多价螯合剂与金属离子发生螯合作用而形成稳定的水溶性络合物由此而使重金属不发生催化作用。

该类稳定剂种类有:磷酸盐、氨基羧酸盐、醇胺、羟基羧酸盐和磷酸盐等。

二、双氧水稳定剂的分类:

1、按结构分:

含硅类氧漂稳定剂和非硅类氧漂稳定剂;

2、按作用机理分:

螯合型、吸附型、吸附螯合复合型。

三、双氧水稳定剂的八大要求:

好的双氧水稳定剂应备:

1、有优良的吸附与螯合能力;

2、能耐不同浓度的碱剂;

3、对纤维的强力损伤低;

4、具有防沾污性能;

5、能有效控制双氧水分解率,具有高效的稳定作用;

6、使用不会引起设备结垢;

7、优良的白度;

8、易生物降解。

四、双氧水稳定剂的性能测试:

选择双氧水稳定剂一般要做这几项性能的测试:

耐碱性能测试;毛效、白度和强力;双氧水稳定性;对金属离子的螯合力;防结垢性能的测试等。

1、耐碱性测试:

测试步骤

分别称取试样2g和5g氧漂稳定剂各溶解于4g/L的无水Na2C03和2g/L的NaOH溶液中,配制成A1、A2、B1、B2四组溶液,将A1、A2、B1、B2置予250mL圆底烧瓶中,观察溶液的外观。然后加热至沸腾,进行同流,从同流开始记时于30min,60min,120min共目测三次溶液外观,同流后,停止加热,放置过夜,次日再目测一次,如有浑浊或沉淀,须升温至沸腾后再目侧一次,以两次测试结果为准。

结果评定

1级一溶液完全澄清;

l~2级一溶液乳白色至微浑浊;

2级一溶液浑浊但无絮状物;

2~3级一溶液非常浑浊但无絮状物或油状物分出;

3级一不论溶液清或浑浊,有絮状物或油状物分出。

2 、毛效、白度和强力的测试

测试液工艺处方与条件

氢氧化钠(100%) 6g/L

双氧水(35%) 15g/L

双氧水稳定剂 6g/L

溶液体积 100mL

温度 98℃

时间45min

测试步骤

将上述配制好的溶液倒如染杯中,并将剪好的棉坯布一同放入,盖好染杯盖,放入打样机中处理。加热升温至98℃时保温处理45min后降温取出热水洗(85℃以上)→温水洗(60~65℃)→冷水洗→晾干或烘干(温度小于65℃)。

结果评定

白度:在白度仪或测色仪上测定处理后的棉布的白度。白度越好说明稳定剂性能越好。

毛效:在毛细管效应测试仪上测试30min织物的毛效值。毛效越好说明稳定剂性能越好。

强力:用拉伸强力仪和撕破强力仪测定织物漂白前后的断裂强力和拉伸强力,测定织物的损伤情况。

3 、双氧水稳定性的测试

工作液配制

a、试样试验工作液组成

双氧水(35%) 10mL

双氧水稳定剂 3g

氢氧化钠(100%) 1g(调节pH值=10.5~11.0)

硫酸铜溶液(1mL≈0.1mg Cu2+) 25mL

b、试样试验工作液配制步骤

A液配制:称取3g双氧水稳定剂于500mL烧杯中,加入500mL蒸馏水,搅拌溶解后加入35%的双氧水10mL,在将此溶液转移至1000mL容量瓶中,备用。

试样试验工作液配制:称取1g氢氧化钠咧体于250mL烧杯中,加入200mL蒸馏水,搅拌溶解后加入硫酸铜溶液(1mL≈0.1mg Cu2+)25mL,摇匀后,将此溶液加入到上面配制A液的容量瓶(1000mL)中,加蒸馏水稀释至刻度,摇匀备刚。

测试步骤

取5个250mL的烧杯,分别加入上述配制好的溶液250mL,放入90℃左右的恒温水浴中并放置温度计,待烧杯中试样试验一:作液升温至90℃时开始记时,并分别在刚升到90℃时,及90℃保温1min、10min、20min、30min、45min、60min时取出试样试验工作液立即按后述双氧水含量测定方法测定试样试验工作液中双氧水的含量。

双氧水分解率计算

双氧水分解率%=[(起始双氧水含量-t时双氧水含量)/起始双氧水含量]×100%

双氧水含量测定

用移液管在取出试样试验工作液中吸取10mL于已预先加入20mL蒸馏水的锥型瓶中,加入20%硫酸溶液20mL,搅拌均匀。用上面配制的高锰酸钾标准溶液(0.588moL/L)滴定至粉红色出现,并在30s内不褪色为终点,记录所消耗的高锰酸钾标准溶液的体积V。

计算:双氧水含量(g/L)=(0.588x17xV)/10=1xV

式中:v一滴定消耗的高锰酸钾标准溶液的体积,mL。

结果评定

各时段的双氧水分解率越小,说明双氧水稳定剂稳定性越好。

注:1.被测试液在加热过程中,水分会蒸发掉,而使双氧水浓度发生变化,因此可在烧杯上做一页面记号,在吸取试样前如果发现液面低于标记高度,应添加蒸馏水至原标记高度。

2.在测试稳定性时,为了结果的可比性,减少其他冈素的影响,一般采用蒸馏水。但为了与实际人生产相符,一般添加1mL≈0.1mg Cu2+。

4 、对金属离子的螯合力(CV值)的测试

CV值是指每克稳定剂能够络合金属离子(钙离子以CaCO3表示)的毫克数。

铜(或铁)离子络合力的测定

a、铜(或铁)离子络合力的测定步骤:

准确称取2g(精确至0.001g)双氧水稳定剂试样(固体样品称1g),加入50mL蒸馏水,加热溶解,加入10%氢氧化钠溶液3mL,用硫酸铜(1mL≈2mg Cu2+)(或硫酸铁铵)标准溶液滴定至一定色度的沉淀生成,即为终点,记录滴定消耗的硫酸铜(或硫酸铁铵(1mL≈2mg Fe3+))标准溶液的体积(mL)。

b、计算方法

CV(M)值=(Vx2)/W

式中:CV值一某种金属离子的络合值,mg/g;

M一金属离子,Cu2+或Fe3+;

v一滴定消耗硫酸铜(或硫酸铁铵)标准溶液的体积,mL;

2—硫酸铜(或硫酸铁铵)标准溶液的质量浓度,mg/mL;

w一双氧水稳定剂的质量,g。

钙离子络合力的测定

a、钙络合力的测定步骤:

准确称取5g(精确至0.001g)双氧水稳定剂试样,加入80mL蒸馏水,加热溶解,加入10%氢氧化钠溶液3mL,加入2%草酸钠指示剂溶液10ml,用钙标准溶液(25mg/mL)滴定至持久的混浊出现即为终点,记录滴定消耗的钙标准溶液的体积(mL)。

b、计算方法

CV(CaCO3)值=(V×25)/w

式中:CV(CaCO3)值一钙离子(以碳酸钙计)的络合值,mg/g;

v一滴定消耗钙标准溶液的体积,mL;

25一钙标准溶液的质量浓度,mg/mL;

W一双氧水稳定剂的质量,g。

注:1)各种不同的稳定剂对碱金属离子的络合能力不同,最好铜、铁离子都进行测试。

2)如果稳定剂只作为双氧水稳定剂用,没有必要测定钙离子的络合能力,因为钙、镁离子不仅不会有不良影响,还会有增效作用。如果作为分散螯合剂使用,可用该方法测定对钙离子的络合能力。

3)测定对铜、铁离子的络合能力可以了解被测稳定剂对产生织物破洞的防止能力。

4)在整个滴定过程中,稳定剂溶液的pH值应维持在10~12,如果pH值偏低,应补加NaOH溶液来调整,使溶液保持碱性。

5、防结垢性能的测试

测试液处方

渗透精练剂 1g/L

氢氧化钠(100%) 4g/L

双氧水(35%) 40ml/L

双氧水稳定剂 20g/L

溶液体积 200ml

测试液的配制

a、称取渗透精练剂1g于250mL的烧杯中,加入100mL水,用玻璃棒搅拌溶解备用。

b、称取4g双氧水稳定剂加入到250mL烧杯中,加入蒸馏水100ml,搅拌溶解备刚。

c、吸取a液20mL于b液中,加入70ml蒸馏水,搅拌溶解后加入8ml双氧水,搅拌均匀,再加入2m130%的液碱(注:加氢氧化钠时应缓慢加入并不断搅拌),搅拌均匀即为试样溶液,备用。

试验步骤

将上述配制好的试样溶液倒入已称量(精确至0.001g)的250ml具塞锥型瓶中,并将5g(精确至0.001g)重的棉坯布和已称量(精确至0.001g)的不锈钢板(规格40mm×10mm×1mm)放入,塞紧塞子,在70的恒温烘箱中放置6h后取处,将具塞锥型板和不锈钢珠经水洗、蒸馏水洗后,进行烘干,然后称量(精确至0.001g),计算具塞锥型瓶和不锈钢珠的增重,即可表示结垢程度的大小。越重表示防结垢性能越差。

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