莱赛尔、棉、粘胶织物的氧化破洞问题

文摘   2024-12-22 12:52   浙江  
    纤维素纤维织物在做漂白工艺时,都有氧化破洞的风险,这种氧化破洞的产生根本原因是氧化速率的失控,导致在织物局部发生非常剧烈的氧化反应,在织物局部形成纤维素被完全分解后的破洞,这些破洞一般小的如针孔大小,大的有黄豆大小,呈无规则散布在布面,其破洞边沿会残留高浓度的氧化纤维素,通过对破洞边沿的氧化纤维素的检测,可定性判断该破洞是否为氧化破洞,还是由外物刺穿或摩擦等外力因素导致的破洞。

   导致氧化速率失控的原因大致有三点,一是反应体系中如布或水中有较高的变价金属含量,二个是高碱氧浓度同浴三个是氧化稳定系统的稳定效果差。
    反应体系中变价金属如铁、铜、铬等含量,对双氧水的分解速率有非常显著的影响,随着这些金属含量的增加,双氧水分解速度会显著增加,从而大大增加了氧化破洞的风险。

  而且随着体系中的金属离子含量进一步升高,其分解速率也会呈指数性上升,如下图,随着铁含量的增加,70%纯度的双氧水分解速率可增加至初始值的数千倍。

    在所有纤维素纤维中,麻纤维的变价金属离子含量最高,而棉次之,莱赛尔和粘胶最小。因此,麻在染整过程中是最容易产生氧化破洞的布种,有些染厂为了降低漂白时布面的金属含量,在漂白前会增加一道草酸洗,去除织物中的金属,以降低氧化破洞的风险。再生纤维素的金属含量一般均远低于天然纤维,因此,纤维本身的金属离子含量不是导致其产生氧化破洞的原因。

而氧漂体系中外来的外来的金属,一般有纺纱、织造和物流中的铁锈沾污和水引入,前者可以通过坯布检验来探查,后者有季节性和生产排产因素,易绣的水管一段时间后重新使用,会导致水管中的铁锈进入氧漂工作液中,而造成氧化破洞,这个在生产管理中要引起重视。
而高碱氧浓度同浴,也是氧化破洞产生的重要原因。目前在我们收集到关于莱赛尔氧化破洞的案例,均是高碱氧一浴的平幅前处理或卷染机前处理的,几乎没有收集到如溢流机/气流机等大浴比低碱氧浓度情景下的氧化破洞案例。或者换一句话说,莱赛尔的氧化破洞集中在传统的梭织染厂(尤其是棉长车染厂转型做莱赛尔的这类染厂),而极少在针织染厂发生(针织平幅前处理的染厂除外)。盖因缸染绳状前处理的碱氧浓度都很低,一般在2g/L+2g/L左右的水平,而平幅前处理的工艺上习惯采用棉长车那套高碱氧(50g/L烧碱+25g/L100%纯度双氧水)一浴的做法,而导致了莱赛尔容易产生氧化破洞。最早做纯莱梭织物的萧绍地区染厂,在10年代,为这个事情交了不少“学费”,后面成熟染厂纯莱梭织物前处理大多摒弃了高碱氧一浴的冷堆工艺,改用酶退浆工艺,这个问题才得到根本性的解决,这期间,人们的认识多次反复,最终还是被破洞的损失所教育说服。近两年,在一些传统做棉的印染聚集区,也在经历萧绍地区10年代同样的事情,遇到了高碱氧一浴工艺下的莱赛尔氧化破洞问题,也需要一个缓慢的接受过程。
    高碱氧一浴容易在莱赛尔产生氧化破洞,主要原因有三个,一个是高双氧水浓度本身,另一个是高碱条件会加速双氧水分解速度,第三是在此条件下莱赛尔比棉更不耐受。随着氧漂工作液烧碱浓度的增加,其双氧水分解速度会显著增加。

而在高浓的双氧水下,烧碱的微量增加都将引起双氧水分解速率的万倍变化。

同时,烧碱的加入,对稳定剂的稳定效果也会产生极大的破坏,下图为用水玻璃做氧漂稳定剂时加入不同浓度的烧碱对稳定效果的影响。

传统的棉前处理冷堆工艺一般采用50-60g/L烧碱+20-30g/L00%纯度双氧水,在这个烧碱浓度下,双氧水分解稳定性并不优良,通过生产实践我们可以知道,棉能耐受这个条件,在这个条件下发生氧化破洞的风险较小,但莱赛尔在这个条件下产生氧化破洞的风险就很高,我们收集到好几个氧化破洞的案例的棉莱交织布,都是棉纱没有断,而莱赛尔纱线发生了断裂的情况。(关于两者在这个层面的差异,和它们的超分子结构有关,我们将另文再述)。对于纯莱织物,我们建议做酶退浆前处理以避免氧化破洞(详见《莱赛尔、棉、粘胶三类织物的染整前处理基本原则》),而对于棉莱交织织物,考虑到棉需要去除杂质和漂白,需要一定碱氧的处理,如果一定要碱氧一浴,应该大幅降低碱氧浓度,但在没有更高效的稳定系统下,这种做法依然是有风险的,某染厂刚开始有60烧碱+30双氧水冷堆棉莱交织布产生氧化破洞后,把碱氧浓度降一半即30烧碱+15双氧水,依然发生棉不断莱赛尔断的氧化破洞。

因此,降浓度的方法依然是有一定风险的。而相对安全一点的方法是碱氧分浴,先碱+精炼剂堆置,染后单独双氧水L箱汽蒸漂白,是更为稳妥的方法。

  另外,还有一个有效的方法是引入更优良高效的稳定系统,它能使双氧水在高碱条件下依然保持非常优良的稳定性,目前桑瑞斯公司有一个针对莱赛尔碱氧一浴的稳定系统‘莱赛尔稳定系统“,经过几个染厂的使用检验,取得不错的效果,为解决这个问题提供了一条新的可行方法。
    随着莱赛尔纤维产能进一步增加,关于莱赛尔织物的氧化破洞的案例也有多发趋势,这其中主要的原因是染厂对于莱赛尔的基础染整特性了解还不够,从而制定了不恰当的前处理工艺导致的。当然,整个行业对于这些特性知识的理解和接受并不是一蹴而就的,这中间可能会有曲折和误解,比如去年有些人曾一度认为莱赛尔的氧化破洞是因涡流纺的纺法因素造成的,让涡流纺背了很长一段时间的锅。要减少和避免这种问题,需要我们有更严谨更专业的能力和态度来分析莱赛尔相关的问题。

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