CN102154838B - 一种采用磷钨酸类杂多酸催化进行棉机织物前处理的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种采用磷钨酸类杂多酸催化进行棉机织物前处理的方法，包括：(1)在80-100℃的水中预处理0-5分钟；(2)在50-80℃下，将棉机织物在混合处理液中浸渍30-60分钟；(3)在60-90℃下对经步骤(2)处理的织物进行净洗，浸渍5-30分钟；(4)对经步骤(3)处理的织物进行水洗、烘干，即得。本发明可用于棉机织物的前处理过程，工艺简单，成本低；退浆率可达到90％以上，棉籽壳去尽，白度达到80左右，具有良好的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于棉机织物前处理领域，特别涉及一种采用磷钨酸类杂多酸催化进行棉机织物前处理的方法。
背景技术
杂多酸化合物是由钒、铌、钽、钼和钨等过渡元素自身或相互间、或与其他元素所形成的一大类阴离子型“分子态”金属氧化物簇，是一种结构上有显著特点的特殊类型的化合物，具有结构的多样性、尺寸大小的可调变性、多种元素的参与性等特点，利于实现分子设计，便于合成出各种分子聚集体。杂多酸(盐)是高效催化剂，既兼有配合物和金属氧化物结构特征，又兼有氧化还原性，所以可用作氧化还原催化剂。另外，杂多酸(盐)还具有结构稳定、再生速度快、活性高、不腐蚀设备、污染小、可修饰性强等优点，被认为是分子筛之后最有研究价值和开发前景的一类催化剂。
杂多酸(盐)具有确定的结构，且可通过改变元素组成及结构调控其氧化性，其次杂多酸(盐)在极性与非极性溶剂中表现出不同的反应行为，可适用于均相和非均相催化反应体系。杂多酸(盐)最大的特点在于其独特的反应场，在固相催化反应中，体积较小的极性分子(如水、甲醇)可进入催化剂体相，类似于在高浓度液体中发生的反应，称之为“假液相”行为。杂多酸由于其氧化性、对电子和质子的高传输和储备能力(接受或释放6个电子保持结构不变)、晶格氧的活泼性、多功能(阻聚作用、光电催化等)及无毒、无味、无挥发性等优秀特性使得杂多酸(盐)在酸催化及氧化催化中的应用日益广泛。
氧化还原反应是催化有机合成中最重要的反应类型之一，选择适当的催化剂可缩短反应时间、降低反应条件强度。以杂多酸(盐)催化氧化还原反应的实验研究报道近年来层出不穷。
杂多酸中的杂原子一般以最高氧化态存在，这些高价态原子通过氧桥连的形式形成了特殊的杂多结构使得杂多酸表现出更强的氧化性。这种结构在氧化反应中表现得非常稳定，在接受6个电子时仍能保持结构不变，这赋予了杂多酸(盐)可逆的氧化还原性，可作为优秀的电子储体。杂多酸(盐)的强氧化性是并非配原子(如W、Mo、V)单独体现的，而是在形成杂多结构后才表现出来的。
H2O2是常用的氧化剂，其反应残余物可自分解产生氧气和水，对环境无污染，被称作“绿色”试剂，因而广泛用于化工、纺织、军工、电子、航天、医药、食品、建筑和环境保护等行业。杂多酸对H2O2的分解具有催化作用。通常以杂多酸作为氧化反应的催化剂反应条件都比较温和，可在较低温度下进行。
棉及棉型(棉与其它天然或合成纤维混纺或交织织物)织物印染前处理的重污染工序主要包括3道化学湿处理工艺：退浆、精练和漂白。其主要任务是除去面料坯布上的浆料和棉纤维中的天然杂质，以保证后续染整加工的顺利进行。传统前处理为强碱高温处理工艺，消耗大量的新鲜水和蒸汽等能源，产生的碱性废水使COD值相当高。为了改变这一状态，近年来随着生物技术的迅速发展，酶在染整工业前处理中受到了重视。酶的反应条件相对比较温和，具有较高的专一性，反应生成物易于水解，所以在工业化生产中具有降低能源、减少资源消耗的特点。
生物酶退浆用于淀粉浆上浆织物工艺已经成熟。生物酶精练很难将棉籽壳去尽，这是棉织物生物酶前处理工艺工业化所面临的最大问题。生物酶是生物催化剂，温度过高，会丧失活性，因此生物酶通常与过氧化氢漂白不能一浴处理。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种采用磷钨酸类杂多酸催化进行棉机织物前处理的方法，该方法可用于棉机织物的前处理过程，工艺简单，成本低，处理过程可在80℃以下进行，pH值11以下，同传统高温强碱前处理过程相比，节省能耗；退浆率可达到90％以上，棉籽壳去尽，白度达到80左右，具有良好的应用前景。
本发明的一种采用磷钨酸类杂多酸催化进行棉机织物前处理的方法，包括：
(1)在80-100℃的水中预处理0-10分钟；
(2)在50-80℃下，将棉机织物在混合处理液中浸渍30-60分钟，浴比为1∶10-1∶30，pH值为10-11；其中，混合处理液组成为：螯合剂3-5克/升，生物酶0.5-4克/升，精练剂3-5克/升，渗透剂0.1-2克/升，氧漂稳定剂4-7克/升，氢氧化钠1-4克/升，100％双氧水3-6克/升，磷钨酸0.5-2克/升；
(3)在60-90℃下对经步骤(2)处理的织物进行净洗，浸渍5-30分钟，浴比为1∶20-1∶50；
(4)对经步骤(3)处理的织物进行水洗、烘干，即得。
所述步骤(2)中的磷钨酸的分子量为2880.05。
所述步骤(2)中的生物酶为淀粉酶、碱性果胶酶、纤维素酶、纸浆酶中的一种或几种的复合物。
所述步骤(2)中的螯合剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠、二乙基三胺五乙酸DTPA、乙二胺四乙酸EDTA、二乙烯三胺五亚甲基膦酸DTPMP、马来酸或螯合剂28A。
所述步骤(2)中的精练剂为精练剂88。
所述步骤(2)中的渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚JFC、吐温-61、烷基硫酸钠或烷基苯磺酸钠。
所述步骤(2)中的氧漂稳定剂为硅酸钠、磷酸盐、乙二胺四乙酸EDTA、二乙基三胺五乙酸DTPA、稳定剂FT、稳定剂AR750中的一种或几种的复配物。
所述步骤(2)中的净洗采用的净洗液组成为：净洗剂2-4克/升，碳酸钠4-6克/升。
所述净洗剂为净洗剂209、净洗剂105、净洗剂6501、净洗剂LS中的一种或几种的复配物。
所述步骤(4)中的水洗具体工艺为70-100℃下浸渍0-10分钟，然后用40-70℃的水清洗2-3道，最后冷水洗1-2道。
有益效果
本发明可用于棉机织物的前处理过程，工艺简单，成本低，处理过程可在80℃以下进行，pH值11以下，同传统高温强碱前处理过程相比，节省能耗；退浆率可达到90％以上，棉籽壳去尽，白度达到80左右，具有良好的应用前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
全棉府绸
工艺流程：水预处理→浸退煮漂液→净洗→水洗→烘干
水预处理：将棉织物浸在90℃的热水中预处理10分钟；
浸退煮漂液：在温度为60℃下，在退煮漂处理液中浸渍60分钟；处理液配方为：淀粉酶2克/升，果胶酶1g/L，28A螯合剂4克/升，精练剂884克/升，JFC 1克/升，硅酸钠6克/升，氢氧化钠2克/升，双氧水6克/升，磷钨酸1克/升，浴比为1∶10，pH值为11。
净洗：在净洗液温度为80℃下对棉织物进行净洗20分钟；净洗液组成，209净洗剂3克/升，碳酸钠5克/升，浴比为1∶30。
水洗：先在温度为80℃的热水中水洗，然后用温度为50℃的温水洗2道，最后冷水洗净。
经上述处理后的织物基本无残留浆料，根据直接测定处理前后织物的含浆量测算，退浆率达98％，AATCC法测瞬时毛效30S，直径4.5cm，白度78.19，断裂强力308.5N。
实施例2
全棉府绸
工艺流程：水预处理→浸退煮漂液→净洗→水洗→烘干
水预处理：将棉织物浸在90℃的热水中预处理10分钟；
浸退煮漂液：在温度为60℃下，在退煮漂处理液中浸渍40分钟；处理液配方为：淀粉酶2克/升，果胶酶1克/升，纤维素酶0.5克/升，纸浆酶0.5克/升，三聚磷酸钠3克/升，精练剂885克/升，烷基硫酸钠0.1克/升，稳定剂FT 4克/升，氢氧化钠1克/升，双氧水3克/升，磷钨酸2克/升，浴比为1∶30，pH值为10。
净洗：在净洗液温度为80℃下对棉织物进行净洗20分钟；净洗液组成，LS净洗剂2克/升，碳酸钠6克/升，浴比为1∶20。
水洗：先在温度为80℃的热水中水洗，然后用温度为50℃的温水洗2道，最后冷水洗净。
经上述处理后的织物基本无残留浆料，根据直接测定处理前后织物的含浆量测算，退浆率达98％，AATCC法测瞬时毛效30S，直径4.5cm，白度79.05，断裂强力327.4N。
实施例3
全棉府绸
工艺流程：水预处理→浸退煮漂液→净洗→水洗→烘干
水预处理：将棉织物浸在80℃的热水中预处理5分钟；
浸退煮漂液：在温度为60℃下，在退煮漂处理液中浸渍60分钟；处理液配方为：淀粉酶2克/升，果胶酶1克/升，马来酸5克/升，精练剂884克/升，吐温-61 2克/升，稳定剂AR7507克/升，氢氧化钠4克/升，双氧水5克/升，磷钨酸0.5克/升，浴比为1∶20，pH值为11。
净洗：在净洗液温度为80℃下对棉织物进行净洗30分钟；净洗液组成：6501净洗剂4克/升，碳酸钠4克/升，浴比为1∶50。
水洗：先在温度为100℃的热水中水洗，然后用温度为50℃的温水洗3道，最后冷水洗2道。
经上述处理后的织物基本无残留浆料，根据直接测定处理前后织物的含浆量测算，退浆率达98％，AATCC法测瞬时毛效30S，直径4.5cm，白度75.87，断裂强力348.8N。
实施例4
全棉府绸
工艺流程：水预处理→浸退煮漂液→净洗→水洗→烘干
水预处理：将棉织物浸在90℃的热水中预处理10分钟；
浸退煮漂液：在温度为80℃下，在煮漂处理液中浸渍40分钟；处理液配方为：淀粉酶2克/升，果胶酶1克/升，28-A螯合剂2克/升，精练剂884克/升，JFC 1克/升，硅酸钠6克/升，氢氧化钠2克/升，双氧水4克/升，磷钨酸0.5克/升，浴比为1∶10，pH值为11。
净洗：在净洗液温度为80℃下对棉织物进行净洗20分钟；净洗液组成，209净洗剂3克/升，碳酸钠5克/升，浴比为1∶30。
二次水洗：在温度为80℃的热水中水洗，然后用温度为50℃的温水洗2道，最后冷水洗净。
经上述处理后的织物基本无残留浆料，根据直接测定处理前后织物的含浆量测算，退浆率高达99％，AATCC法测瞬时毛效30S，直径4.5cm，白度76.7，断裂强力359.5N。
Claims (10)
1.一种采用磷钨酸类杂多酸催化进行棉机织物前处理的方法，包括：
（1）在80-100℃的水中预处理0-10分钟；
（2）在50-80℃下，将棉机织物在混合处理液中浸渍30-60分钟，浴比为1:10-1:30，pH值为10-11；其中，混合处理液组成为：螯合剂3-5克/升，生物酶0.5-4克/升，精练剂3-5克/升，渗透剂0.1-2克/升，氧漂稳定剂4-7克/升，氢氧化钠1-4克/升，100%双氧水3-6克/升，磷钨酸0.5-2克/升；
（3）在60-90℃下对经步骤（2）处理的织物进行净洗，浸渍5-30分钟，浴比为1:20-1:50；
（4）对经步骤（3）处理的织物进行水洗、烘干，即得。
2.根据权利要求1所述的一种采用磷钨酸类杂多酸催化进行棉机织物前处理的方法，其特征在于：所述步骤（2）中的磷钨酸的分子量为2880.05。
3.根据权利要求1所述的一种采用磷钨酸类杂多酸催化进行棉机织物前处理的方法，其特征在于：所述步骤（2）中的生物酶为淀粉酶、碱性果胶酶、纤维素酶、纸浆酶中的一种或几种的复合物。
4.根据权利要求1所述的一种采用磷钨酸类杂多酸催化进行棉机织物前处理的方法，其特征在于：所述步骤（2）中的螯合剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠、二乙基三胺五乙酸、乙二胺四乙酸、二乙烯三胺五亚甲基膦酸或马来酸。
5.根据权利要求1所述的一种采用磷钨酸类杂多酸催化进行棉机织物前处理的方法，其特征在于：所述步骤（2）中的精练剂为精练剂88。
6.根据权利要求1所述的一种采用磷钨酸类杂多酸催化进行棉机织物前处理的方法，其特征在于：所述步骤（2）中的渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、吐温-61、烷基硫酸钠或烷基苯磺酸钠。
7.根据权利要求1所述的一种采用磷钨酸类杂多酸催化进行棉机织物前处理的方法，其特征在于：所述步骤（2）中的氧漂稳定剂为硅酸钠、磷酸盐、乙二胺四乙酸、二乙基三胺五乙酸、稳定剂FT、稳定剂AR750中的一种或几种的复配物。
8.根据权利要求1所述的一种采用磷钨酸类杂多酸催化进行棉机织物前处理的方法，其特征在于：所述步骤（3）中的净洗采用的净洗液组成为：净洗剂2-4克/升，碳酸钠4-6克/升。
9.根据权利要求8所述的一种采用磷钨酸类杂多酸催化进行棉机织物前处理的方法，其特征在于：所述净洗剂为净洗剂209、净洗剂105、净洗剂6501、净洗剂LS中的一种或几种的复配物。
10.根据权利要求1所述的一种采用磷钨酸类杂多酸催化进行棉机织物前处理的方法，其特征在于：所述步骤（4）中的水洗具体工艺为70-100℃下浸渍0-10分钟，然后用40-70℃的水清洗2-3道，最后冷水洗1-2道。
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