耐强碱渗透精练剂CPB150的应用研究

法国国际检验局第七届全国印染行业新材料、新技术、新工艺、新产品集 耐强碱渗透精练剂CPB-150的应用研究 罗海航1杨文春2侯一珍3贾琼3 l华东理工大学化学与分子学院 2浙江三元纺织有限公司 3上海新发明高新科技有限公司 摘要：上海新发明高新科技有限公司研发的耐强碱渗透精练剂OPB．150在强碱性条件下同时具有优良的渗 透、精练效果。 关键词印染助剂，前处理，前处理助剂，渗透剂，精练剂，毛效，白度．乳化 前言 作为前处理用的印染助剂，对后续染色加工产品的品质，有着不可忽视的影响。由于加工产 品及工艺的多样性，从理论上讲，人们希望使用的前处理剂要有润湿、渗透、乳化、退浆、去油、 除杂等基本功能；同时失重率不能太大。这方面，国外产品长期处于领先地位。实际的情况是， 在许多厂家，不是过分看中渗透效果(沉降)：就是过分看中精练效果(毛效、白度)；再不就是 过分迷信价格昂贵的国外产品。殊不知，盲目偏重或过分迷信都不妥当；甚至会长期付出高昂的 成本。其实，目前众多国产助剂已能够很好地平衡渗透、精练等方面的关系，早已在诸多性能方 面完全不输国外同类产品。 1 基本实验 1．1原材料 ， ／ 广州日华化学有限公司Sunmorl．BHCOnCF精练渗透剂，淡黄色液体；花王(台湾)股份有 限公司ScourolTS．1069棉用精练渗透剂液体，淡黄色；汉高(德国)化学品有限公司HenkelSF 棉用精练渗透剂，淡黄色液体；上海新发明高新科技有限公司CPB．150耐强碱渗透精练剂，淡 黄色液体：耐碱度1509／L；片状NaOH(化学纯)、CH2C12(化学纯)：某型100％针织坯布。 1．2实验内容及 1．2．1渗透性实验： 取未精练的的100％棉坯布，剪成25mm×25mm，平置于用一定温度下、一定量助剂配置的溶 液表面，从试样坯布接触液面时刻计时，至坯布样沉到容器底部为止。结果见表(1)。 1．2．2毛效测试实验： a．坯布样毛效测试：取未精练的100％棉针织布剪成lOcmx3cm，在距一端lcm处用铅笔 划条横线，将坯布样置于用O．3或1．09／L待测助剂加45％NaOH69／L配成的溶液中，布样的一端 横线与液面重合，测试3分钟后溶液的虹吸高度(cm)，结果见表(2)； b．精练后布样毛效测试：用lg／L待测助剂与29／L片状NaOH配成的精练液，在98"C对样 布处理60分钟，洗净烘干；取精练后的100％棉针织布剪成15cm×3cm，在距一端lcm处用铅 笔划条横线，将布样置于精练溶液中，布样的一端横线与液面重合，浸渍15分钟后测其虹吸高 度，测试3分钟后溶液的虹吸高度(cm)，结果见表(3)： c．将0．3或1．09／L待测助剂加45％NaOH69／L配成的溶液滴在未精练的100％棉针织布坯布样 282 法国国际检验局第七届全国印染行业新材料、新技术、新工艺、新产品论文集 上测试溶液接触布面到完全吸收后的时间(s)，结果见表(3)。 1．2．3乳化性实验： 用WL待测助剂加片状NaOH29／L配成精练液，在98"(2煮练60分钟，用CHzCl2在65-70 ℃将精练后布样处理4小时，提取残留脂类，结果见表(4)。 1．2．4起泡性实验： 采用Reverse＆Stirrer起泡力实验法，用lg／L待测助剂与29／L片状NaOH配成的精练液作 起泡液，转数1000rpm，温度为室温一100℃；结果见表(5)。 12．5布失重率实验： 计量一定量坯布煮练后的失重率；结果见表(6)。 2结果与讨论 CPB一150仍是一种传统的前处理剂。理论上讲，好的前处理剂应该具备渗透、精练等基本功 能。不同的纺织品加工，对前处理剂的功能要求不尽相同。作为前处理剂，精练效果(毛效、白 度)应该是最终首要考核的指标；而渗透效果则是起辅助性作用的过程指标。根据具体产品加工 工艺的不同，前处理剂对渗透性的功能要求是不一样的。有的要求较高，包括低温下、高温下的 要求；或者中性、碱性、酸性下的要求等；有的可以完全不作专门要求。一般市场上传统的前处 理剂都会同时带有精练及渗透功能。过去，国外产品在各种功能指标的平衡方面，一直领先国内 产品许多年：选购国外产品一直是实力企业保持品牌竞争力的首选。但现在，越来越多的国内产 品已经迎头赶上和超过了目前市场上流行的国外产品。CPB一150则是专门为高低温下中性至 1509／LNaOH溶液中的各种纺织品前处理加工工艺特别研发的，其耐碱性达到1509／L；能够满足 包括前处理在内的大多数染整加工过程的需要。 2．1渗透性 渗透性的测试，虽有国家【l】，但在工 厂现场，从实用性来考虑，国标缺乏实际可操 作性；不能满足市场的节奏要求。一般各企业 都有自己习惯的同比评判方法。有的用清水或 自来水，有的用渗透剂配制的溶液。从表(1) 中可见，CPB．150在常温和50℃时的渗透性 能，比日华和汉高的产品要好些；但比花王的 产品要差点。 2．2毛效 表(1)布样沉降法测试被测助剂的渗透性 常温(s) 50’C 待测助剂 1(吕『L)2(吕．L)1(eeL)2(g／L) CPB．1j0 11．5 7．0 8．5 4．5 SuraxtoflBFCO％'1C．F 13 6j 8．5 4．5 Scourol"IS．10691l 6．0 7．5 4．j HenkelSF 15 9．0 9．5 6．0 毛效对前处理后，棉织物的后续染色效果有很大影响。一般要高于8cm；但太高(如超过 16cm)则反而有害。CPB．150对坯布的润湿和精练后布样的毛效比花王产品略差；但优于日华 和汉高的产品。 表(2)被测助剂对坯布样的润湿效果 表(3)被测助剂对精练后样布润湿、毛效的影响 待测助剂 吸水高度(era)水滴完全吸收(s) 清水 <0．1 >900 CPB．150 1．0 152 SumaodBFCOtog．F0．5 300 Scoutol"IS．1069 1．2 HenkelSF 0．1 126 >900 待测助剂 吸水高度(era)水滴完全吸收s) 283 印染前处理新宠 脂肪酸甲酯乙氧基化物 FMEE 及其磺酸盐 FMES 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，根据美国洗涤协会 Tom Senwelo 博士发表在《国际洗涤标准专刊》 上的文章，脂肪酸甲酯乙氧基化物 FMEE 的去油 能力是脂肪醇聚氧乙烯醚 1.5 倍，是三乙醇胺油 酸皂的 2.5 倍。在除蜡方面， FMEE 的除蜡能力 是脂肪醇聚氧乙烯醚 1.6 倍，是三乙醇胺油酸皂 的 1.4 倍。 FMEE 具有以下特点： 1，分子式中具有酯基，类似于油脂和蜡质结构， 根据相似相溶的原理，对油脂、矿物油和石蜡有 极强的溶解和去除能力。 2，浊点在大于 100℃，由于非离子的表面活性 剂在浊点附近的温度具有最佳的使用性能，浊点 附近具有最低的泡沫性能和最高的净洗能力。 FMEE 可直接使用于高温工艺条件。 3，具有较强的分散性能，能将油、蜡、污垢等分 散在工作液中，防止反沾污，因此也适用于低温 条件下除油与除蜡，弥补低温导致工作液分散力 下降。 FMEE 在印染领域中的应用： 1，针织物的精练剂 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。 2，化纤的低温除油剂 由于 FMEE 具有极佳的分散净洗性能，因此低温条 件亦有优异的除油性能，适用于涤纶、氨纶等化 纤织物的低温\常温除油，并可实现不排液直接染 色的工艺。 3，棉纤维的除蜡剂 随着棉花价格高居不下，纱线及其所用浆料的质 量则越来越差，导致坯布出现棉蜡去除不净等问 题，FMEE 对棉蜡去除彻底，可以用作织物除蜡剂， 可有效杜绝布面蜡丝与蜡斑。 与所有非离子产品一样，FMEE 耐碱性较差， 为了提高其耐碱性能，将 FMEE 磺酸化，得到其 阴离子的磺酸盐即 FMES。FMES 继承了 FMEE 高效 除油和除蜡的特点以外，磺酸化后又具有很高的 耐碱性能，FMES耐100℃热碱可达50g/L,耐40℃ 热碱达到 150g/L。 FMES 适用于梭织物的强碱退浆精练前处理 工艺，梭织物的前处理是比较古老的话题，看似 没有新意，但是随着前处理越来越短，以及 人们期望对片碱的使用越来越少，梭织物的前处 理又成为新的挑战。 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。 在以上原料中，脂肪醇醚的除蜡性能远远不够， 对浆料的去除也不彻底，尤其在轧槽或水洗槽中 导致浆料凝聚与反沾污。仲烷基磺酸钠由于分子 量小，渗透性能很好，但是净洗性能特别是乳化 力较差。LAS 价格便宜但是泡沫很高、耐硬水性 能很差，对水质要求较高。 与以上原料相比，FMES 则是性能全面的精练 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。 因此 FMES 具有低泡、耐碱、高退浆率、高毛 效等诸多优点，特别适用于机织布前处理工艺。 FMEE 与 FMES 的生产现状： FMEE 主要用到的原料是 18 碳硬脂酸甲酯，是 石油的第一道裂化产物，因此世界范围内 FMEE 的 生产主要集中在喜赫石油、碧辟石油、墨菲石油 等石化公司中，其中以喜赫石油的产量最大。 脂肪酸甲酯与环氧乙烷加成反应复杂，催化 剂效率低反应时间漫长，尤其目标产物的转化率 较低，国内对催化与合成工艺都做了不懈的努力， 但是关键的催化工艺始终没有突破，得到的产品 纯度较差，至今没有产业化。笔者认为造成这种 现状，是中国整个化工体系跟国外相比处于落后 状态，从石油的炼制到最终形成精细产品，中间 有很多环节，每个环节都差一点点，所有的环节 的差距积累起来，便造成了这种现状。 浩瀚的海洋，是生命的摇篮、资源的宝库。 保护海洋，人人有责。 公益广告︱编辑部