編者按：染企在對(duì)滌棉針織物和梭織物染色時(shí)，會(huì)出現(xiàn)相同的棕褐色染疵斑點(diǎn)，大多與前處理不當(dāng)有關(guān)。這種情況滌棉混紡交織針織物前處理大多在噴射溢流染色機(jī)上進(jìn)行，通常在堿性介質(zhì)中，添加分散劑、精練劑和凈洗劑等表面活性劑，傳統(tǒng)加工認(rèn)為，滌棉混紡織物無論配比如何，其前處理比純棉或純滌綸織物容易，在新技術(shù)應(yīng)用下其實(shí)不然。一般，原棉上含有6％～7％蠟質(zhì)、脂肪、果膠和半纖維素(即不成熟的纖維)等雜質(zhì)，若原棉的等級(jí)較低，則雜質(zhì)含量還要高；加之經(jīng)紗上的漿料，滌綸上3％～5％低聚物，以及紡絲和織造過程中的油劑等，其前處理有一定難度。因此本期話題我們將圍繞滌棉前處理技術(shù)工藝進(jìn)行探討。
■ 本期話題
■ 前處理之棉籽殼
低支滌／棉紗線前處理怎樣去除棉籽殼
低支滌棉紗線如果用常規(guī)滌棉紗線煮練、漂白方法難以將棉籽殼去除。因?yàn)闇烀藜喚€按常規(guī)是在無壓低堿條件下進(jìn)行的。如果提高堿濃或在高溫高壓下進(jìn)行煮練，雖能去籽殼效果，但滌綸不耐強(qiáng)堿，使纖維損傷嚴(yán)重。有經(jīng)驗(yàn)介紹，采用加壓的較低溫度條件，加入少量燒堿，使棉籽殼充分膨化后，并在練液中加入亞硫酸鈉，與木質(zhì)素反應(yīng)生成木質(zhì)素碳酸鈉，轉(zhuǎn)變?yōu)殁c鹽而溶解于燒堿中，再進(jìn)一步升溫充分煮練，這樣既可減少滌綸的損傷，棉籽殼的去除也能達(dá)到質(zhì)量要求。且亞硫酸鈉對(duì)棉纖維的氧化脆損具有防止作用。
具體工藝：28tex滌棉紗，單紗強(qiáng)力570g，煮練設(shè)備MZ162臥式精練。
工藝流程：裝紗-進(jìn)練液-升溫排氣-練液循環(huán)-120℃保溫1h內(nèi)升溫至130℃，保溫40min-放練液-汽蒸40mln-釜內(nèi)沖洗-出紗。
工藝條件：燒堿7g／L，亞硫酸鈉5g／L，泡花堿lg／L，肥皂2g／L，浴比1∶5。
該工藝處理后，大部分棉籽殼已溶解去除，有少量殘言棉籽殼也已膨化，經(jīng)水洗可去除。煮練后單紗強(qiáng)力553g，比煮練日下降3%。
□ 王恒遠(yuǎn)
木聚糖酶在棉織物前處理中的應(yīng)用
□ 沈誠(chéng) 陳光杰 余學(xué)來 王亞龍
棉織物生物酶前處理工藝具有使用條件溫和、節(jié)能省耗和環(huán)境友好的，是目前公認(rèn)的棉織物堿煮練工藝的理想替代工藝。本文研究了木聚糖酶與纖維素酶結(jié)合處理棉籽殼，分析了酶的用量、pH、溫度等工藝參數(shù)對(duì)于棉籽殼處理的效果的影響。木聚糖酶單獨(dú)去除棉籽殼效果甚微，但是將木聚糖酶配合纖維素酶來處理棉織物上的棉籽殼，能達(dá)到很好的處理效果。
棉籽殼是棉織物中最為頑固的雜質(zhì)，與棉纖維中其它雜質(zhì)相比，它的降解通常需要更為劇烈的處理?xiàng)l件和更長(zhǎng)的時(shí)間。
因此，棉籽殼的去除是實(shí)現(xiàn)棉織物酶精練工藝大規(guī)模工業(yè)化的關(guān)鍵。對(duì)于棉籽殼的去除，提出“現(xiàn)在應(yīng)用于木聚糖酶可能提供一個(gè)最終的解決”。纖維素酶能夠降解棉籽殼中的半纖維素組分，加速棉籽殼降解。用木聚糖酶對(duì)棉籽殼進(jìn)行預(yù)處理，可以大大提高對(duì)棉籽殼的降解效果。近些年來以生物酶替代燒堿對(duì)棉型織物進(jìn)行煮練加工一直是國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。酶制劑在棉織物的精練工藝中的應(yīng)用和研究已經(jīng)有了很大的進(jìn)展，市場(chǎng)上也有多種精練酶制劑出售，但至今未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的工業(yè)化應(yīng)用。
不同濃度酶對(duì)棉籽殼的處理效果影響
溫度為60℃，pH=6，時(shí)間60min，浴比1∶20，分別采用不同濃度下的（3g/L，2g/L，1g/L）木聚糖酶和纖維素內(nèi)切酶結(jié)合（0.6g/L）對(duì)棉坯布水解1h，水洗烘干測(cè)試棉籽殼的數(shù)量并用公式計(jì)算棉籽殼去除率。
不同溫度酶對(duì)棉籽殼的處理效果影響
溫度為60℃，pH=6，時(shí)間60min，浴比1∶20，木聚糖酶的濃度為3g/L，采用不同溫度下（30℃、40℃、50℃、60℃）木聚糖酶和纖維素內(nèi)切酶結(jié)合對(duì)棉坯布水解，水洗烘干測(cè)試棉籽殼的數(shù)量并用公式計(jì)算棉籽殼去除率。
不同pH酶對(duì)棉籽殼的處理效果影響
溫度為55℃，pH=6，時(shí)間60min，浴比1∶20，木聚糖酶的濃度為3g/L，采用在不同pH下的（4，6，8）木聚糖酶和木聚糖酶和纖維素內(nèi)切酶結(jié)合對(duì)棉坯布水解1h，水洗烘干測(cè)試棉籽殼的數(shù)量并用公式計(jì)算棉籽殼去除率。
資料表明，纖維素酶、木聚糖酶對(duì)棉籽殼有降解作用。于是用木聚糖酶、纖維素酶分別對(duì)棉坯布進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明纖維素酶并不單獨(dú)作用在棉籽殼上，而木聚糖酶單獨(dú)作用在棉坯布上的棉籽殼處理效果并不顯著。
不同濃度酶對(duì)棉籽殼的處理效果影響
處理溫度為60℃，pH=6時(shí)，采用木聚糖酶和纖維素內(nèi)切酶結(jié)合對(duì)棉坯布水解1h，布面上棉籽殼處理率如下表，由表格可見木聚糖酶與纖維素內(nèi)切酶結(jié)合，在3g/L濃度時(shí)有相對(duì)好的棉籽殼去除率，酶用量越多能夠與棉籽殼有效結(jié)合的更多，因此發(fā)生有效降解作用越大，最終促進(jìn)了棉籽殼的去除作用。而由于酶用量與強(qiáng)力損傷成正比，因此需要嚴(yán)格控制酶用量，不宜選取再高濃度進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用。
不同溫度酶對(duì)棉籽殼的處理效果影響
選取木聚糖酶最高處理濃度為3g/L，pH=6時(shí)，采用木聚糖酶和纖維素內(nèi)切酶結(jié)合對(duì)棉坯布水解1h，布面上棉籽殼處理率如下表，由表3可知木聚糖酶與纖維素內(nèi)切酶結(jié)合在溫度為50℃~60℃有相對(duì)好的棉籽殼去除率，遠(yuǎn)高于30℃和40℃的處理效果，由此也證明溫度是影響酶解速率的重要因素，酶在60℃以上酶活會(huì)有下降的趨勢(shì)，所以此木聚糖酶的最佳反應(yīng)溫度范圍為50℃~60℃。
不同pH酶對(duì)棉籽殼的處理效果影響
木聚糖酶的濃度為3g/L，pH=6，溫度為60℃，采用木聚糖酶和纖維素內(nèi)切酶結(jié)合對(duì)棉坯布水解1h?？梢钥闯鰌H=6時(shí)該纖維素內(nèi)切酶表現(xiàn)力較佳。而大部分纖維素酶的活性受pH值的影響較大，在最適pH值下，酶反應(yīng)具有最大速度。結(jié)合木聚糖酶酶學(xué)性質(zhì)可得pH約在6左右，木聚糖酶具有較佳的棉籽殼處理效果。
■ 本期話題
■ 前處理之技術(shù)
滌棉混紡低堿短流程前處理工藝技術(shù)研究
短流程前處理工藝由于須將原來前處理三步工序所要除去的漿料、棉蠟、果膠等雜質(zhì)，集中在一步或兩步中去除，故必須采用強(qiáng)化處理的方法，如提高燒堿和雙氧水的用量，并添加各種高效助劑。因此，雖然短流程前處理工藝節(jié)約了時(shí)間，但是在強(qiáng)堿浴中雙氧水的分解速度明顯增加，滌棉纖維損傷的可能性增大，工藝條件須嚴(yán)格控制。
紡織品短流程前處理工藝在縮短染整加工工藝流程、降低能耗、提高半制品質(zhì)量和降低成本等方面，發(fā)揮了極其重要的作用。但是，短流程前處理工藝由于需將原來前處理三步工序所要除去的漿料、棉蠟、果膠等雜質(zhì)，集中在一步或兩步中去除，故必須采用強(qiáng)化處理的方法，如提高燒堿和雙氧水的用量，并添加各種高效助劑。因此，雖然短流程前處理工藝節(jié)約了時(shí)間，但是在強(qiáng)堿浴中雙氧水的分解速度明顯增加，滌棉纖維損傷的可能性增大，工藝條件需嚴(yán)格控制。此外短流程前處理后布面pH值高，需要大量水洗，廢水量大、含堿量高也不利于環(huán)保。多數(shù)短流程前處理工藝由于去雜效果差，因此，目前主要用于含棉比例較低的滌棉混紡織物。而低溫活化氧化短流程前處理工藝中所需的活化氧化劑存在價(jià)格昂貴的問題。
針對(duì)上述問題，本試驗(yàn)選用自制的高效環(huán)保精練劑HB101，以價(jià)格低廉的促進(jìn)劑BF104尿素為主要組分和硫酸亞鐵為雙氧水分解促進(jìn)劑，研究開發(fā)一種新型的低堿短流程前處理工藝配方和工藝流程，將其應(yīng)用于滌棉織物，并與傳統(tǒng)前處理工藝進(jìn)行比較。
隨著環(huán)保精練劑HB101用量的增大，織物退漿率和毛效均逐漸增加；精練劑HB101質(zhì)量濃度6g/L時(shí)，織物白度、毛效和斷裂強(qiáng)力均較好。精練劑HB101是由表面活性劑AEO-9、SAS40和異辛醇磷酸酯等復(fù)配而成，它能使工作液快速潤(rùn)濕并滲透到織物內(nèi)部，與織物上天然和外來的雜質(zhì)均勻充分地作用，從而獲得良好的前處理效果。精練劑用量越大，織物上漿料以及蠟質(zhì)等天然雜質(zhì)去除得越多，退漿率和毛效就越大。但是，當(dāng)精練劑質(zhì)量濃度超過6g/L后，繼續(xù)增加其用量退漿率提高不明顯，織物毛效反而有所降低。其原因可能是過高用量的精練劑會(huì)消耗一部分雙氧水，降低了除雜能力。因此，確定環(huán)保精練劑HB101質(zhì)量濃度為6g/L。
雙氧水用量
隨著雙氧水用量增加，織物退漿率和白度均逐漸增大，強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)逐漸下降。雙氧水質(zhì)量濃度低于14g/L時(shí)，織物毛效隨著雙氧水用量的增加而增大；雙氧水質(zhì)量濃度超過14g/L后，繼續(xù)增加雙氧水用量，織物毛效反而降低。這可能是因?yàn)殡p氧水用量太高時(shí)會(huì)氧化破壞精練劑結(jié)構(gòu)，使其表面活性降低，從而降低精練效果；而過高的雙氧水質(zhì)量濃度還會(huì)抑制其自身的分解。因此，確定雙氧水質(zhì)量濃度為14g/L。
FeSO4用量
織物的退漿率、白度和斷裂伸長(zhǎng)隨FeSO4用量的提高而緩慢上升；毛效在質(zhì)量濃度達(dá)到40mg/L之后開始快速增加。FeSO4質(zhì)量濃度對(duì)織物斷裂強(qiáng)力影響不大。在低堿前處理?xiàng)l件下，添加少量的FeSO4有利于催化部分雙氧水分解產(chǎn)生適量的高活性HO，使?jié){料等雜質(zhì)發(fā)生自由基降解，水溶性提高，易于去除，從而提高織物前處理后的毛效。但是FeSO4用量過多，分解產(chǎn)生的高活性的游離基過多，會(huì)引起纖維的過度損傷以及Fe3+離子的殘留而使織物泛黃。綜合考慮工藝成本和各項(xiàng)工藝指標(biāo)，選取FeSO4質(zhì)量濃度為60mg/L。
水玻璃用量
織物退漿率和白度均隨水玻璃質(zhì)量濃度的增加而逐漸增大。但當(dāng)水玻璃質(zhì)量濃度超過2g/L后，織物毛效和斷裂強(qiáng)力下降。其原因可能是隨水玻璃質(zhì)量濃度增加，沉積在織物上的硅垢較多，溶液pH值增大，F(xiàn)e2+離子對(duì)雙氧水的催化分解能力提高，分解產(chǎn)生過多的高活性游離基，從而引起纖維素纖維過度損傷。故確定水玻璃質(zhì)量濃度為2g/L。
促進(jìn)劑BF104用量
當(dāng)促進(jìn)劑BF104質(zhì)量濃度小于20g/L，織物毛效、退漿率和斷裂強(qiáng)力隨著用量的升高而增加；促進(jìn)劑BF104質(zhì)量濃度高于20g/L后，織物毛效、斷裂強(qiáng)力反而降低。其原因可能是促進(jìn)劑BF104的主要組分是尿素，堿性條件下，雙氧水分解產(chǎn)生的過氧化氫根自由基和尿素相互作用形成絡(luò)合物，有助于加快雙氧水的分解，因此，加人適量促進(jìn)劑BF104有利于提高處理后織物的各項(xiàng)性能指標(biāo)。但促進(jìn)劑質(zhì)量濃度高于20g/L后，隨反應(yīng)的進(jìn)行，溶液pH值下降，雙氧水和尿素會(huì)反應(yīng)產(chǎn)生高活性的游離基，導(dǎo)致織物毛效和斷裂強(qiáng)力下降。尿素用量過高，還會(huì)提高水體的氨氮含量，造成水體富營(yíng)養(yǎng)化。綜合考慮，促進(jìn)劑BF104質(zhì)量濃度宜為20g/L。
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