共聚型大有光直纺聚酯FDY织物碱减量工艺研究_张明礼.pdf

2023年2月第1期随着生活水平的提高，人们对纺织品的舒适性和功能性的要求越来越高。细旦涤纶仿真丝面料以其蚕丝般手感、光泽柔和、悬垂性好、防缩抗皱、免烫易洗等优点而受到人们的欢迎1-2。涤纶大分子结构紧密、无亲水性基团等特点使得采用涤纶仿真丝面料制成的服装舒适性稍差，通常对涤纶仿真丝面料进行碱减量处理可以克服这些不足3。以均聚型大有光聚酯FDY为原料生产仿真丝织物为例，为了追求面料的仿真丝风格需要进行15%以上的高碱减量处理，由于涤纶面料减量是碱对聚酯纤维表面进行刻蚀，往往会造成一定量的聚酯大分子的损耗，而且减量效果与损耗量成正比；减量工序需要使用大量的NaOH和大量能源消耗，而且减量效果与加工时间、温度、NaOH用量成一定关系；一次减量往往需要后道进行23次水洗，每次水洗将会产生大量的废水，这些废水中由于含有大量对苯酸二钾（PTA）、低聚物等有机物，往往COD（化学需氧量）数值巨大，通常在104105以上，而且减量效果与COD数值成正比。因此，碱减量工序也给生产、环境带来了巨大的压力4-6。为了克服均聚型大有光聚酯FDY长丝织物高碱减量处理带来的巨大的原料、能源消耗和高污染COD排放，本研究在保证既有仿真丝风格的前提下，对共聚型大有光直纺聚酯FDY织物碱减量工艺参数进行探讨，并与均聚型大有光聚酯FDY织物进行对比分析。1试验部分1.1试验材料与仪器织物：采用83dtex/36f长丝织制两种类型的聚酯织物。药品：氢氧化钠（分析纯，无锡市晶科化工有限公司）、冰醋酸（分析纯，天津市科密欧化学试剂有限公司）、平平加O（宜兴市嘉腾化工有限公司）。测试仪器：Y802型八篮恒温烘箱（莱州市电子仪器有限公司）、分析天平TG-328A（南京联创分析仪器制造有限公司）、电子织物强力仪YG065C（莱州市电子仪器有限公司）、HH-21-4电热恒温水浴锅（上海助蓝仪器科技有限公司）。1.2碱减量工艺流程称取一定质量的织物，按130的浴比配置碱液备用，水浴锅加热至设定温度，将织物放入水浴锅内并保持一定时间，将处理后的织物放入80的温水中清洗两次，再放入65温水中清洗两次，最后用冷水清洗至中性7-9。1.3减量率测定将碱减量处理前后的织物放在105烘箱中干燥，取出放入干燥器中平衡24h后称得碱减量处理前干重G1和碱减量处理后干重G2。则：碱减量率=（G1-G2）G1100%（1）2结果与讨论2.1碱减量工艺参数对共聚型大有光直纺聚酯FDY面料减量率的影响碱减量主要工艺参数有碱用量、时间和温度，因共聚型大有光直纺聚酯 FDY 织物碱减量工艺研究张明礼1，王 君2，陈昌江3（1.江苏苏美达轻纺国际贸易有限公司，江苏 南京210019；2.广东万德检测技术股份有限公司，广东 广州510800；3.盐城市纤维检验所，江苏 盐城224000）摘要：文章探讨碱减量工艺参数对共聚型大有光直纺聚酯FDY织物减量率的影响，并与均聚型大有光聚酯FDY织物碱减量处理效果进行比对分析。结果表明：共聚型大有光直纺聚酯FDY织物减量率与碱用量、时间、温度呈线性增长关系；在相同减量率的条件下，共聚型大有光直纺聚酯FDY织物的减量率是均聚型大有光聚酯FDY织物的56倍，且废水中的化学需氧量（COD）数值小于均聚型大有光聚酯FDY织物。关键词：共聚型；聚酯FDY；碱减量；减量率Doi：10.3969/j.issn.2095-0101.2023.01.004中图分类号：TS195.5+23文献标识码：A文章编号：2095-0101（2023）01-0012-03收稿日期：2022-09-30第一作者：张明礼（1984），男，山东潍坊人，工程师，硕士，研究方向为纺织新产品开发与国际贸易。科研与生产122023年2月第1期此，本研究分析了上述3个碱减量工艺参数对共聚型大有光直纺聚酯FDY织物减量率的影响。2.1.1碱用量将共聚型大有光直纺聚酯FDY织物在浴比为130，温度为95的不同浓度的碱溶液中各处理60min，测得碱减量随碱浓度的变化关系如图1所示。图1温度和时间不变条件下碱浓度对减量率的影响由图1可知，在减量温度和时间一定的情况下，随着氢氧化钠浓度的增高，共聚型大有光直纺聚酯FDY织物的碱量率呈近似线性增加。这是由于在氢氧化钠的作用下聚酯大分子链上的酯键发生水解反应，使聚酯纤维直径逐渐变细，表面粗糙程度增加，造成聚酯纤维质量减少，且随着氢氧化钠浓度的增加而加快。2.1.2时间温度为95，NaOH浓度为3g/L，浴比为130的处理浴中，各试样在不同保温时间的减量率如图2所示。图2碱浓度和温度不变条件下时间对减量率的影响从图2可以看出，在其他条件一定时，共聚型大有光直纺聚酯FDY织物的碱量率随着保温时间的增加而上升，30min以上减量率增加趋势放缓。2.1.3减量温度将各试样在NaOH浓度为3g/L，浴比为130的处理浴中处理60min，测试结果如图3所示。从图3可以看出，在其他条件一定时，共聚型大有光直纺聚酯FDY织物的碱量率随温度的增加而迅速增加，这是由于温度加速了碱对聚酯纤维的水解反应。图3碱浓度和时间不变条件下温度对减量率的影响由图13可以看出，共聚型大有光直纺聚酯FDY织物的减量率与碱用量、时间、温度呈线性增长关系，3个工艺参数中碱用量与减量温度对减量率的影响最大，综合考虑能耗及生产周期因素，本研究最 佳 碱 减 量 工 艺 参 数 为3 5g/L NaOH、100和30min。2.2与均聚型大有光聚酯FDY织物的对比2.2.1相同碱用量情况下碱减量效果对比在相同碱用量下，共聚型大有光直纺聚酯FDY织物与均聚型大有光聚酯FDY织物减量效果（减量率）见表1。表1相同碱用量下两种织物减量效果（减量率）表1说明，在相同碱用量条件下，共聚型大有光直纺聚酯FDY织物的减量率是均聚型大有光聚酯FDY织物的56倍，相当于在需要达到同等减量率前提下，可以节省5倍以上的NaOH用量。2.2.2相同（近）仿真丝手感下减量率分析由专业人士进行手感评价，在相同（近）仿真丝手感前提下，共聚型大有光直纺聚酯FDY织物与均聚型大有光聚酯FDY织物减量效果（减量率）见表2。NaOH用量/（gL-1）面料碱减量率/%均聚型大有光聚酯FDY织物共聚型大有光直纺聚酯FDY织物相差倍数3.00.94.95.45.01.810.25.77.02.214.26.410.04.222.55.430.08.945.85.150.014.572.85.0科研与生产132023年2月第1期表2相同（近）仿真丝手感下两种织物减量率表2说明，在达到同等仿真丝效果（悬垂性较好、活络度好、减量效果较明显）的前提下，均聚型大有光聚酯FDY织物需要做到15%以上的减量率，而共聚型大有光直纺聚酯FDY织物在4%8%的减量率条件下，仿真丝效果已经得到显著发挥。本研究选择4%8%的减量率作为最佳工艺窗口。2.2.3相同减量率下废液中COD情况在相同减量率前提下，共聚型大有光直纺聚酯FDY织物与均聚型大有光聚酯FDY织物碱减量处理废液中COD情况见表3。表3相同减量率下两种织物碱减量处理废液中COD情况表3说明，在同等减量率条件下，共聚型大有光直纺聚酯FDY织物的织物废液中COD数值要小于均聚型大有光聚酯FDY织物，且随着减量率的提高降低幅度进一步增加，结合表1中选择的最佳工艺窗口，达到同等仿真丝效果的前提下，可大大降低COD排放，显著降低废水处理成本，也为下游其他产品争取了较为宽裕的排污窗口。2.2.4相同减量率下两种织物中纤维强度损失情况在相同减量率前提下，共聚型大有光直纺聚酯FDY织物与均聚型大有光聚酯FDY织物碱减量处理后纤维强度损失（即后道加工性能）情况见表4。表4相同减量率下两种织物中纤维强度损失情况表4说明，共聚型大有光直纺聚酯FDY纤维在相同减量率的条件下，纤维强度损失率较均聚型大有光聚酯FDY小，在14.7%工艺窗口下的织物减量后纤维强力损失率与减量率为9.8%的均聚型大有光聚酯FDY织物中纤维强度损失率数值接近，故不会对后道加工性能造成影响。3结语共聚型大有光直纺聚酯FDY织物的减量率与碱用量、时间、温度呈线性增长关系，其中碱用量、温度对减量率的影响最大，最佳碱减量工艺参数为35g/LNaOH、100和30min。与均聚型大有光聚酯FDY织物碱减量处理相比，在减量率相同的条件下，共聚型大有光直纺聚酯FDY织物碱减量处理中NaOH用量更少，织物碱减量处理废水中的COD数值更小，纤维强度损失率较均聚型大有光聚酯FDY小，不会对后道加工性能造成影响。参考文献1郭静，李晓萌.碱处理对CDP纤维与PTT/PA6复合纤维混纺织物的影响J合成纤维工业，2011，34(4):31-33，432付微.纬编海岛丝织物碱减量性能研究D.上海:东华大学，2004.3郑有成，贾爱平.涤纶仿毛织物碱减量处理J.印染助剂，2002，19(6):28-30.4张广知，崔丽.碱减量对超细涤纶纤维织物性能的影响J纺织科学研究，2009(2):42-505吴建华.阳离子易染聚酯纤维的碱减量处理J纺织学报，2005，26(2):89-916林泳安，王思捷.涤纶弹性针织物碱减量工艺及优化J.针织工业，2012(9):23-25.7吕金凤，王树根，姚怀祥.聚乳酸长丝织物碱减量工艺及其性能J.印染，2017，43(12):7-12.8陈垒，王梦婷，赵宇静，等.涤粘交织物低碱低温碱减量工艺J.印染，2018，44(10):26-29.9应芬，杨斌，潘玉明，等.C型截面中空涤纶长丝的碱减量加工工艺研究J.产业用纺织品，2019，37(4):25-29.减量率/%面料减量废水COD含量/（mgL-1）均聚型大有光聚酯FDY织物共聚型大有光直纺聚酯FDY织物5.2242223369.85870544114.798607985专业人士手感评价面料碱减量率/%均聚型大有光聚酯FDY织物共聚型大有光直纺聚酯FDY织物悬垂性欠佳、减量效果几乎不明显0501悬垂性一般、减量效果一般51014悬垂性较好、减量效果较明显102048面料手感严重变糯、变软20+12+减量率/%纤维强度损失率/%均聚型大有光聚酯FDY织物共聚型大有光直纺聚酯FDY织物5.218.28.39.828.710.714.731.926.3科研与生产14