一、背景
低泡无磷精练剂广泛应用于纺织纤维在染整前序精练前处理,禾川化工专业从事低泡无磷精练剂配方分析,成分分析,配方还原、配方检测、配方研制;禾川化工为纺织印染相关企业提供整套配方改进技术解决方案一站式服务;纺织中所用的精练剂是织物在精练过程中所添加的化学药剂。一般来说,纺织纤维在染整加工前都要经过精练处理,以去除纤维上的天然杂质(例如:蜡状物、果胶、含氮化合物、棉籽壳);以及纺织时的浆料和油剂,以提高纤维的吸水性、柔软性,便于在印染过程中对染料的吸附和扩散。如果精练不完全、不均一,将会造成染色不匀,得色量差、牢度不佳等问题,将严重影响产品的质量和档次,同时为了因应欧盟等无毒害法令规定,所使用助剂还必须符合环保的要求。所以,根据纤维、织物的种类及所使用的工艺和设备,来选用合适的精练渗透剂是非常重要的。
纺织品在印染前都必须进行前处理,以除去织布时所上浆料和棉纤维上的杂质,现行的前处理剂都是以烷基苯酚醚(APEO)、磷酸酯类表面活性剂复合而成的,这些表面活性剂生物降解性极差,是印染行业所产生的废水污染的一个重要原因,欧盟国家已明令禁止使用APEO。因此合成新型的不含APEO,无磷多功能精练剂是当今发展的必然趋势。
二、精练剂
精练所用化学品有多种,如碱剂、漂白剂、络合剂、缓冲剂、保护剂、分散性、洗涤剂、助洗剂等等,本行业中习惯上只把以表面活性剂为主体成分的商业制成品称之为"精练剂"。 随着印染工业的发展,提高精练效果,节能降耗,缩短工艺流程是必然趋势,从而对精练剂提出了更高的要求,作为精练剂的重要组份,表面活性剂除必须具有良好的渗透,乳化,分散,净洗性能外,还需耐碱,耐高温,低泡沫,安全无毒,并能有效去除棉籽壳等杂质,而单一的表面活性剂已不能满足要求,必须从协同效应和增效作用出发,通过表面活性剂复配来达到良好的应用效果。掌握各种表面活性剂的应用性能及相互间的作用关系,对开发前处理助剂及提高应用效果有着至关重要的作用。
2.1精练剂所用表面活性剂
目前市场上的精练剂大多采用阴离子和非离子表面活性剂复配。当阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂复配后,体系浊点增高,在碱液中受热稳定性增强。阴非离子复配后,应用效果明显提高,体现了协同效应。非离子表面活性剂以其醚键中的氧原子与水中的氢原子以氢键结合而溶于水,氢键结合力较弱,随温度升高而逐渐断裂,故非离子表面活性剂在水中的溶解度逐渐降低,达到一定温度是析出而浑浊,随温度升高出现漂油现象。在碱溶液中,非离子表面活性剂的浊点比在水溶液中明显降低,浊点低的非离子表面活性剂在碱溶液中出现漂油现象。在非离子表面活性剂中加入阴离子表面活性剂后,浊点,漂油点同步升高,达到一定比例后,溶液呈现离子型表面活性剂溶液的性质,即随温度升高溶解度增加,无浊点。
目前的梭织前处理剂多为非离子脂肪醇醚类(AEO、TX、异构醇醚)与阴离子(仲烷基磺酸钠 SAS、十二烷基苯磺酸钠 LAS)等复配,为了提高其耐碱性,继续复配磷酸酯类产品。
2.1.1阴离子表面活性剂
仲烷基磺酸钠(SAS-60):在强碱、高温条件下具有极强渗透力,兼具乳化、脱油、洗涤功能。与阴、非离子表面活性剂配伍性好,既可显著提高任何体系之应用效果。与3P、OES70、RP98等配合可制成高效耐浓碱精练剂。
十二烷基苯磺酸钠(LAS):十二烷基苯磺酸钠为白色或淡黄色粉末,能溶于水,十二烷基苯磺酸钠是中性的,对水硬度较敏感,不易氧化,起泡力强,去污力高,易与各种助剂复配,成本较低,合成工艺成熟,已被国际安全组织认定为安全化工原料,可在水果和餐具清洗中应用。
异构醇醚羧酸盐 (AEC-1107):具有优异的渗透、湿润力,较常规渗透剂更具竞争力。 耐强碱(140g/L)、强酸、耐电解质、耐高温性能优异。对次氯酸盐和过氧化物稳定。 良好的配伍性能。能与任何离子型表面活性剂配伍,可用于阴/阳离子复配体系。作为纺织精练剂、净洗剂,与传统表面活性剂(渗透剂)相比具有快速渗透、洗净力好耐强碱、酸、耐高温性好的特殊功效。
脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸盐(FMES)是性能全面的精练原料,如耐碱性能优异,因此不需要复配磷酸酯类产品,而磷酸酯类产品如 OEP 净洗力非常差,过多使用会降低毛效。FMES 最大的优点是对各种浆料的退浆率高,对棉蜡去除彻底,能有效的防止轧液槽和水洗槽中浆料与其它杂质的凝聚。
磷酸酯盐(AEP):磷酸酯盐表面活性剂是阴离子表面活性剂的重要品种,具有良好的抗静电、润湿、渗透、乳化、分散、消泡、螯合等多种功能,可用作纺织油剂、精练剂、金属润滑剂、抗静电剂、乳化剂、抗蚀剂等,也可用作干洗洗涤剂。此外,磷酸酯表面活性剂具有传统阴离子、非离子、两性表面活性剂所不具备的特性,它与阴离子、非离子、两性表面活性剂配伍性好,在酸碱溶液中稳定性好,在较大温度范围内热稳定性好,耐电解质和耐电离性好。目前,印染前处理精练工艺中广泛使用该表面活性剂。目前国际上较为流行的磷酸酯盐表面活性剂为烷基磷酸酯和聚氧乙烯醚磷酸酯。而聚氧乙烯醚磷酸酯的结构中有(EO)n的存在,水溶性、乳化性和净洗性比较优良同。国内现行的大部分高效精练剂以烷基酚聚氧乙烯醚(APEO)为原料,但APEO生物降解后是有毒的酚类,欧盟已明令禁止。另外,高效磷酸酯中单磷酸酯渗透性较佳,双磷酸酯去污性较佳圈。
2.1.2 非离子表面活性剂
AEO系列:主要用于羊毛净洗剂、毛纺工业脱脂剂、织物净洗剂以及液体洗涤剂活性组分,一般工业用作乳化剂。与阴、非离子表面活性剂配伍性好,提高体系之应用效果。与SAS60、OEP98、RP98等配合可制成高效耐高碱精练剂,主要用于渗透剂、精练剂及洗涤剂之毛效、白度添加。与SAS60、OEP98、RP98等配合可制成高效耐高碱精练剂,主要用于渗透剂、精练剂及洗涤剂之毛效、白度添加。
异构醇聚氧乙烯醚:构醇与环氧乙烷加成物,该系列产品属绿色表面活性剂,产品经全球领先的质量和安全服务公司Intertek国际权威检验测试认证,符合欧盟、美国及日本的环保要求;性能优良的非离子表面活性剂,可广泛应用于洗涤日化、纺织、皮革以及其他化工行业;是高效的乳化剂、渗透剂和润湿剂,是壬基酚聚氧乙烯醚、三聚磷酸钠等的优良替代品,且与天然醇醚相比其性能也更加优异配方中添加少量的异构醇聚氧乙烯醚,就可获得极佳的精练清洗效果
脂肪酸甲酯的乙氧基化物(FMEE),是近年新兴的非离子表面活性剂,具有无与伦比的低泡、乳化、分散、净洗功能,在国外已得到了广泛的应用,在纺织领域尤其是织物的精练前处理工艺更是得到了成功的应用。FMEE是18碳的脂肪酸甲酯接上不同EO数目的环氧乙烷,因为脂肪酸甲酯具有与油脂和蜡质相类似的酯基分子结构,根据相似相溶的机理,脂肪酸甲酯乙氧基化物在各种表面活性剂中是最优秀的除油、除蜡产品。目前针织前处理常用的是 AEO 系列,AEO 很大的缺陷是分散性能差,在小浴比的工作液中由于油污等杂质的反沾污导致精练效果变差,毛效不均匀等缺陷,而 FMEE 具有极佳的除油性能同时,亦有低泡、良好的分散性,特别适用于针织物的间歇式前处理工艺,净洗效果明显好于脂肪醇醚系列。
三、精练剂性能表征方法
3.1渗透力的测定:
按GB-5557-85的方法用直径3mm的标准帆布片测定样品的0.5%水溶液的沉降时间。
3.2表面活性剂及其混合物耐碱性的测定:
常用的耐碱性测定方法是向表面活性剂水溶液中加入一定量的氢氧化钠,溶解后放置24小时,以无漂油,不分层判断该碱浓度下的表面活性剂溶液为稳定。但该方法只考察了室温下的静态稳定性;当浊点较低的非离子表面活性剂受热时,在超过浊点之后的某一温度范围会产生漂油现象,这种现象如在前处理过程中产生,会造成织物表面处理的不均匀,导致染色后产生色斑和色花的残次品。因此我们把部分表面活性剂受热漂油的温度作为考察表面活性剂及其混合物在工作状态下的稳定性指标。
3.3毛效的测定:
将精练后的试样剪成径向30CM,纬向5CM的布条,在离一端1CM处,沿纬向用铅笔作一平行线,并在此末端沿纬向固定一根约重3克的短玻璃棒作重荷,将试样一端用架子固定在一横架上使其垂直悬挂,下端侵入5G/L的重铬酸钾溶液,使液面与铅笔正好对齐,测量30分钟内重铬酸钾溶液沿径向上升的高度,以CM表示,数值越大,精练效果越好。
3.4乳化力的测定:
称取乳化剂标准样品和被测样品各2.5克,加少量蒸馏水微热使其溶解,在100ML容量瓶中定容。用移液管分别量取20ML标样及试样溶液,置于100ML具塞量筒中,再分别加入液体石蜡20ML,盖好筒塞,在34℃水浴中保温5分钟,剧烈摇荡10次,放回水浴静置1分钟,如此操作5次后,记录分出水层至10ML刻度时的时间。可用分离出10ML水层的时间来判断乳化力的大小,时间越长乳化力越好。
四、常见纺织助剂
精练剂、染色剂、匀染剂、柔软剂、毛效提升剂、涤纶低温染色载体、代用碱、CT粉、螯合分散剂、无磷环保螯和剂、酸性匀染剂、棉用匀染剂、腈纶匀染剂、平滑剂、丝光渗透剂(丝光油)、化纤油剂(涤纶油剂、POY油剂)、高效退煮粉、双氧水稳定剂、除硅剂、起泡剂、皂洗剂(低泡皂洗剂、酸性皂洗剂、白地防沾皂洗剂)、缩呢剂、液蜡(纱线平滑剂)、 整理剂、抗静电剂、羊毛丝光剂、起毛剂、固色剂(无醛固色剂、翠兰固色剂、变色固色剂、酸性固色剂)、硬挺剂、氧漂稳定剂、去油纱剂、印花助剂
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