CN109267388B - 一种光催化-二氧化硫脲复合方式对羊毛织物的微损剥色方法 - Google Patents

一种光催化-二氧化硫脲复合方式对羊毛织物的微损剥色方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种利用光催化‑二氧化硫脲复合方式对羊毛织物进行微损剥色的工艺,在水溶液中加入二氧化硫脲,通过碳酸氢钠调节溶液的pH值,并在上述水溶液中加入纳米二氧化钛后作为剥色溶液,在剥色过程中辅以持续紫外光照射和搅拌,在一定的温度下剥色处理一段时间。所述二氧化硫脲的浓度为0.04‑0.15mol/L;碳酸氢钠调节剥色溶液的pH值为7.0‑8.0;纳米二氧化钛的浓度为5g/L;剥色处理温度为55‑75℃;光催化时间与剥色处理时间相同,为20‑40min。本发明利用光催化辅助剥色的作用,降低了羊毛织物剥色体系中二氧化硫脲的用量和剥色浴的碱性,有效的减少了剥色处理对纺织品造成的损伤。

Description

一种光催化-二氧化硫脲复合方式对羊毛织物的微损剥色 方法
技术领域
本发明属于纺织品脱色染整领域,具体涉及一种光催化-二氧化硫脲复合方式对羊毛织物的微损剥色方法。
技术背景
在羊毛织物的染色加工过程中,很难避免出现染色斑点、染色深度不同、颜色不均匀等色差问题,有时候这些问题还会影响企业和厂家的正常交易与运转。但废弃这些在染色加工中出现问题的纺织品,会增加生产成本,造成浪费,因此修正这类纺织品,进行再加工是企业的首选。
常见的修正工艺是对出现染色问题的蛋白质纤维纺织品,如羊毛和蚕丝织物进行剥色和再染色。目前羊毛织物剥色多采用漂毛粉(其有效成分为保险粉),存在储存稳定性差、有效利用率低,分解会逸出有刺激性气味的SO2气体,造成劳动保护成本高,同时还有剥色后残液含有较多活性硫化物,污水处理难度提高等问题,更需要注意的是,保险粉剥色羊毛制品后产生较严重的不可逆转损伤,包括强力、光泽和手感。
基于实际需要,研究一种剥色率高、工艺简单易控,更重要的是对羊毛织物各方面性能损伤小的剥色方式十分必要。
二氧化硫脲(简称TD)是性能稳定和还原活性较高的一种还原剂,在碱、热的条件下分解为尿素和次硫酸,不含活性硫化物,生态安全性好。
汪礼等人在《二氧化硫脲对染色羊毛剥色工艺的研究》及王然、王柏华、汪礼等人在专利《一种用于蛋白质纤维剥色或漂白的还原体系及剥色或漂白的方法》中,将二氧化硫脲用于羊毛毛条的剥色,与保险粉的剥色方法进行比较。文中虽使用弱碱,但还原体系的pH值仍然在8-9之间,且剥色处理温度为60-80℃,该处理条件对羊毛的损伤还是较大的,最高达到16.8%;另外,文中采用对毛条状态的羊毛纤维进行剥色,纤维之间结构松散,剥色液容易对其作用,而形成织物的羊毛纤维之间结构致密,并且羊毛表面的鳞片层的相互嵌入,均会使得处理液渗透性能变低,还原体系的剥色效率和均匀性尚需要进一步的研究。再者,文中对剥色造成的损伤,只是通过毛条的断裂强力来说明,但由于毛条自身这种松散、存在条干不匀等结构特点,会影响测量的准确性,测试证明较单一。
光催化是一个多相的反应体系,其包含用光能驱动光催化材料产生光生电荷降低反应活化能的光化学反应,光催化也包括氧化,即可以利用一些纳米金属粒子如纳米TiO2经过光催化反应后,在水溶液中生成氧化能力极强的羟基自由基(·OH),可以氧化多种有机物,因此广泛的应用于降解各种有机物(包括废水中的染料)。光催化氧化法得到了人们的广泛认可是因其成本低、无二次污染等突出优点,因此可以在废水处理中得到广泛的应用。
冯亚明等人的《氮掺杂纳米TiO2光催化降解弱酸性染料的研究》、戴杰等人的《弱酸性染料的铁氮共掺杂纳米TiO2光催化降解》文中,均对光催化改性纳米TiO2降解废水中的弱酸性染料进行了研究,都取得了很好的降解率。但上述研究均局限于降解废水中离子状态的弱酸性染料,对于已经上染到织物上,并同织物产生较强离子键作用及范德华力作用的酸性染料的降解,以及上染到羊毛上的强酸性染料的光催化降解均没有涉及到。
发明内容
本发明的目的是提供一种光催化-二氧化硫脲复合方式对羊毛织物的剥色微损方法,通过光催化纳米二氧化钛、二氧化硫脲复合作用方式,对染色羊毛进行剥色,减少还原剂用量,降低剥色浴的pH值,在较低的温度下获得要求的剥色效率,并降低了羊毛织物的损伤,保证产品再加工之后的各项品质。
本发明为实现上述目的需要解决的技术问题是,一种对染色羊毛的微损剥色体系条件的确定。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是:一种光催化-二氧化硫脲复合方式对羊毛织物的剥色微损方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)配置剥色处理液:
使用二氧化硫脲、碳酸氢钠、纳米二氧化钛的混合水溶液作为剥色处理液;
二氧化硫脲的浓度为0.04-0.15mol/L;
碳酸氢钠调节剥色处理液的pH值为7.0-8.0;
纳米二氧化钛的浓度为5g/L;
剥色处理的浴比为100∶1。
(2)剥色处理:
室温下将待剥色羊毛织物投入剥色液中,对剥色处理液施加紫外光照射,将羊毛织物在剥色液中充分润湿,并在室温下浸渍处理2分钟,然后升温至55-75℃,在此温度下剥色处理20-40min,取出后充分洗涤至布面呈中性。
上述技术方案直接带来的技术效果是,剥色体系环境友好,劳动保护要求低,剥色效率高,对羊毛织物损伤很小,极大保护纺织品的各项性能。
本发明所提出的方法对设备要求低,工艺简单,具备工厂实际推广价值。
上述技术方案中,技术关键点之一是光催化纳米TiO2的辅助剥色作用:
在剥色液中加入纳米TiO2,并在剥色过程中照射紫外光,通过光催化作用,一方面激发光生电荷,降低织物上染料还原反应的活化能;一方面,通过纳米二氧化钛光催化生成的羟基自由基同样也作用于织物上的染料,达到消色作用。
上述技术方案中,另一技术关键点是剥色溶液pH值的控制:
羊毛织物耐酸不耐碱,较高的温度和较强的碱性即使在短时间内都会对羊毛造成不可逆转的损伤,因此在羊毛的剥色处理中,一定的温度下,剥色浴pH值是对强力损伤控制的关键。但如果pH值过低时,单一的二氧化硫脲处理无法保证剥色效率,因此在本方案中,通过光催化纳米二氧化钛的二重辅助作用,能有效的降低剥色浴的pH值,在近中性的条件下剥色,最大程度上降低碱对羊毛织物的损伤。
具体实施方式
下面结合实施例,对本发明进行详细说明。
说明:
1下列各实施例中,所用羊毛织物均为经过前处理待染色的半制品。
2羊毛织物染色所用染料为C.I.酸性黄5G、C.I.酸性橙56、C.I.酸性红4B,染色工艺处方如表1:
表1染色处方
Figure GSB0000192661310000041
3染色工艺流程为:
裁取25*20cm的羊毛织物,称重,并按照浴比100∶1配好染液,将羊毛织物充分润湿并挤掉多余水分后放入染液,开始染色(初始入染温度为40℃,逐渐升温到100℃,染色60min。染色过程中不断搅拌,保证染匀)。染毕,将羊毛织物充分水洗,然后皂煮20min,再水洗至布面中性,放入烘箱烘干。
4羊毛织物拉伸断裂强力测试方法如下:
裁取羊毛织物样品,将试样夹持于材料电子强力机上,夹持距离为15mm,拉伸速度100mm/min,参照国际标准ISO 9073-3-1989测试其拉伸断裂强力并计算强力保留率。
Figure GSB0000192661310000042
5羊毛织物K/S值的测试方法如下:
在Datacolor 600plus电子测色配色仪上测量K/S值,并计算波色率。
Figure GSB0000192661310000043
6羊毛织物热重测试方法如下:
在HCT-2综合热分析仪上测量羊毛织物的失重温度,温度控制程序为升温:室温-200℃,升温速率是40℃/min;200℃-600℃,升温速率是20℃/min;测试结束后自然降温至室温。
实施例1
(1)光催化-二氧化硫脲符合剥色
裁取20*25cm的C.I.酸性黄5G染色羊毛织物,称重,按照浴比100∶1首先配置光催化-二氧化硫脲复合剥色浴,其中二氧化硫脲0.10mol/L、纳米二氧化钛的浓度为5g/L,碳酸氢钠调节剥色浴pH为7.25。室温下将待剥色羊毛织物投入剥色液中,对剥色处理液施加紫外光照射,将羊毛织物在剥色液中充分润湿,并在室温下浸渍处理2分钟,然后升温至60℃,在此温度下剥色处理25min,取出后充分洗涤至布面呈中性;
(2)保险粉剥色
配置保险粉剥色浴,其中保险粉为15g/L,无水碳酸钠调节剥色浴pH为10左右,室温下将待剥色的C.I.酸性黄5G染色羊毛织物投入保险粉剥色液中,将羊毛织物在剥色液中充分润湿,并在室温下浸渍处理2分钟,然后升温至60℃,在此温度下剥色处理25min,取出后充分洗涤至布面呈中性。
(3)羊毛织物剥色效果及性能测试
表2测试结果对比
Figure GSB0000192661310000051
实施例2
(1)光催化-二氧化硫脲符合剥色
裁取20*25cm的C.I.酸性橙56染色羊毛织物,称重,按照浴比100∶1首先配置光催化-二氧化硫脲复合剥色浴,其中二氧化硫脲0.16mol/L、纳米二氧化钛的浓度为5g/L,碳酸氢钠调节剥色浴pH为7.05。室温下将待剥色羊毛织物投入剥色液中,对剥色处理液施加紫外光照射,将羊毛织物在剥色液中充分润湿,并在室温下浸渍处理2分钟,然后升温至50℃,在此温度下剥色处理20min,取出后充分洗涤至布面呈中性;
(2)保险粉剥色
配置保险粉剥色浴,其中保险粉为25g/L,无水碳酸钠调节剥色浴pH为10左右,室温下将待剥色的C.I.酸性橙56染色羊毛织物投入保险粉剥色液中,将羊毛织物在剥色液中充分润湿,并在室温下浸渍处理2分钟,然后升温至60℃,在此温度下剥色处理35min,取出后充分洗涤至布面呈中性。
(3)羊毛织物剥色效果及性能测试
表3测试结果对比
Figure GSB0000192661310000061
实施例3
(1)光催化-二氧化硫脲符合剥色
裁取20*25cm的C.I.酸性红4B染色羊毛织物,称重,按照浴比100∶1首先配置光催化-二氧化硫脲复合剥色浴,其中二氧化硫脲0.04mol/L、纳米二氧化钛的浓度为5g/L,碳酸氢钠调节剥色浴pH为8.0。室温下将待剥色羊毛织物投入剥色液中,对剥色处理液施加紫外光照射,将羊毛织物在剥色液中充分润湿,并在室温下浸渍处理2分钟,然后升温至75℃,在此温度下剥色处理35min,取出后充分洗涤至布面呈中性;
(2)保险粉剥色
配置保险粉剥色浴,其中保险粉为5g/L,无水碳酸钠调节剥色浴pH为10左右,室温下将待剥色的C.I.酸性红4B染色羊毛织物投入保险粉剥色液中,将羊毛织物在剥色液中充分润湿,并在室温下浸渍处理2分钟,然后升温至75℃,在此温度下剥色处理35min,取出后充分洗涤至布面呈中性。
(3)羊毛织物剥色效果及性能测试
表4测试结果对比
Figure GSB0000192661310000071

Claims (1)

1.一种光催化-二氧化硫脲复合方式对羊毛织物的微损剥色方法,其特征在于:
使用二氧化硫脲、碳酸氢钠、纳米二氧化钛的混合水溶液作为剥色处理液;
二氧化硫脲的浓度为0.10mol/L;
碳酸氢钠调节剥色处理液的pH值为7.25;
纳米二氧化钛的浓度为5g/L;
剥色处理的浴比为100∶1;
采用紫外光催化辅助剥色,光催化时间与剥色处理时间相同;
(1)剥色处理液的配置
按照浴比计算所需剥色液的体积,并按照二氧化硫脲、纳米二氧化钛的浓度计算所需的质量克数,加入水溶液中,并用碳酸氢钠调节pH值,搅拌均匀,备用;
(2)光催化复合剥色处理
室温下将待剥色羊毛织物投入剥色处理液中,对剥色处理液施加紫外光照射,将羊毛织物在剥色液中充分润湿,并在室温下浸渍处理2分钟,然后升温至60℃,在此温度下剥色处理25min,取出后充分洗涤至布面呈中性。
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