【集萃網(wǎng)觀察】自滌棉混紡織物大規(guī)模生產(chǎn)起,退除PVA(聚乙烯醇)漿料,一直是實(shí)際生產(chǎn)中棘手的問(wèn)題。
筆者在山東省一家印染廠工作時(shí),發(fā)現(xiàn)13/13433/299滌棉細(xì)紡織物預(yù)定形后布面嚴(yán)重泛黃,并伴有大小不一的黃點(diǎn)。該織物的前處理工藝為:堿氧冷軋堆→水洗→堿煮→氧漂→烘干。究其原因,使半制品退漿不凈的殘漿的主要組分為PVA。
筆者還在山東省另一家印染廠現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)了同樣的情況,13/13 394/315滌棉家紡特寬產(chǎn)品,在前定形機(jī)上的織物除了嚴(yán)重泛黃,布面上的黃點(diǎn)(斑)密集,也是因?yàn)镻VA漿料未退凈所致。
本文簡(jiǎn)單介紹PVA的清水退漿工藝。
1 PVA簡(jiǎn)述
1.1 PVA的由來(lái)
PVA,即聚乙烯醇,為一線性高分子物,系通過(guò)水解聚醋酸乙烯制得:
再將聚醋酸乙烯酯水解,得到聚乙烯醇(PVA)和醋酸。水解完全的,稱為全醇化PVA;不完全水解的,即大分子鏈中仍含有部分醋酸乙烯酯的,稱為部分醇解型PVA。
1.2 PVA特性
PVA的分子量越大,其水溶性越差,粘度也越高。根據(jù)分子量不同,可分為高粘度(n>1 500),中粘度(n=1 000~1 500)和低粘度(n<1 000)三個(gè)品種。
PVA的醇解度越高,水溶性越差。全醇解型的PVA在常溫水中僅發(fā)生溶脹而不溶解,而80℃以上時(shí)才有較好溶解度;部分醇解型的PVA在水中可溶解,但在常溫下易凝結(jié)。在堿性介質(zhì)中,PVA產(chǎn)生凝聚,并與纖維素纖維的結(jié)合力增強(qiáng)。
1.3紡織漿料中的PVA
由于滌綸纖維的加入,若單以淀粉上漿,則上漿質(zhì)量達(dá)不到織造要求。PVA粘度高,在滌綸纖維上成膜后,不僅強(qiáng)度、延伸度好,而且與纖維的抱合力強(qiáng),不易脫落。這就是滌棉織物長(zhǎng)期使用PVA的原因。
為了獲得可靠的漿紗效果,織造廠一般使用聚合度1 750,醇解度99.5%的PVA。但這種PVA的水溶性很差,退漿困難。如果兼顧上漿的效果和易退漿的優(yōu)點(diǎn),印染廠希望織造廠使用聚合度1 700~1 750,醇解度86%~89%的PVA。然而,即使使用該類PVA,若退漿工藝、操作稍有不慎,仍會(huì)造成退漿不凈。織物在燒毛、熱定形時(shí),由于布面溫度升高脫水,脫水后的PVA結(jié)晶度增加,溶解度進(jìn)一步下降,從而增加了退漿難度,使其僅能在水中膨化、凝膠,而難以溶解。
目前紡織廠已很少使用100%PVA上漿,大多以與淀粉為主,以及與其它漿料混合使用。表1為常用的混合漿料的組成。
表1常用混合漿料的組成
注:用于高速布機(jī)織造的經(jīng)紗上漿率還將大幅度提高。
2 滌棉織物常用退漿工藝
2.1燒毛干落布→堿退、煮一浴或堿氧一浴冷軋堆
2.1.1 PVA的膨化時(shí)間
采用上述工藝欲使PVA在水中溶解,或PVA在氧化劑中裂解,首先需使PVA漿膜膨化。不同漿料的膨化時(shí)問(wèn)如下:
漿料 時(shí)間/s
特制淀粉醚 220
PVA(部分醇解型)800
低成鹽度CMC 1 140
PVA(完全醇解型) 3 600
注:漿料薄膜60 mm X 15 mm X0.2 mm,浸入水中50 min,水溫20℃,測(cè)試10次平均數(shù)。
完全醇解型PVA的膨化時(shí)間需60 min以上?紤]到燒毛后PVA結(jié)晶的變化,還需延長(zhǎng)時(shí)間。因而上述工藝,燒毛干落布后未經(jīng)任何預(yù)處理,即在長(zhǎng)車上進(jìn)行退、煮處理,PVA漿膜不能得到充分膨化,就不可能在水中溶解或被氧化劑裂解。
2.1.2 PVA漿料用NaOH退漿會(huì)產(chǎn)生的問(wèn)題
(1)任何酯類物質(zhì),在燒堿作用下,很容易被水解。聚醋酸乙烯酯也不例外。PVA的水溶性取決于PVA的聚合度和醇解度。因PVA酯基水解和醇解度的提高,同時(shí)分子的聚合度增大,結(jié)果使PVA的水溶性大大降低,凝結(jié)性能更強(qiáng),這無(wú)疑加大了退漿的難度。
(2)PVA在燒堿中易形成凝膠。若氧漂工藝中以NaOH調(diào)節(jié)pH值10.5~11,在浸軋工作液時(shí),織物上的PVA不斷地溶落到工作液中,從而形成凝膠,再粘附在織物或?qū)л伾,形成難以去除的漿斑。
(3)上述凝膠現(xiàn)象在冷堆工藝中表現(xiàn)得最為明顯。筆者曾觀察過(guò)冷堆工藝的工作液,發(fā)現(xiàn)表面浮了一層漂浮物,大量的漂浮物凝結(jié)為一層很粘的凝膠。如果停車時(shí)間較長(zhǎng),工作液表面將結(jié)膜。
Hebeish公司對(duì)此曾進(jìn)行了研究,結(jié)果見(jiàn)圖1、2。
圖1堿濃度對(duì)8%PVA溶液粘度的影響圖2不同時(shí)間對(duì)8%PVA溶液粘度的影響
注:時(shí)間30 min 注:溫度95℃
從圖l、2看出,堿能使PVA凝膠粘度增加,增加的程度隨堿濃、溫度、時(shí)問(wèn)的增加而上升。在清水中,即圖2中NaOH濃度為0時(shí),相反,則有下降的趨勢(shì)。
2.2氧化劑退漿
氧化劑用于滌棉織物退漿一般有亞溴酸鈉、H202、NaClO等。采用過(guò)硫酸鹽退漿,筆者曾在深圳某印染廠見(jiàn)到過(guò),但它使織物降強(qiáng)嚴(yán)重,且是否對(duì)PVA有退漿效果,是有置疑。
從某印染廠實(shí)際運(yùn)行情況來(lái)看,二次堿氧,二次氧漂再加過(guò)硫酸鹽仍不能退除PVA的原因,可能有以下三點(diǎn)原因:
(1)過(guò)硫酸鹽裂解PVA的條件尚不夠。
(2)PVA被裂解的程度不夠,不足以改變PVA的水溶性和凝膠性;
(3)織物所上的PVA種類不同,如纖維級(jí)的聚乙烯醇。(維綸)就耐H2O2漂白。
3 清水退漿工藝
20世紀(jì)80年代,筆者赴日本考察,參觀了日本幾家規(guī)模不大的印染廠,他們采用熱水退漿,僅為4~5格熱水洗。
1993年,原山東濱洲印染廠試驗(yàn)曾用清水退漿,即燒毛→60℃熱水洗,進(jìn)布箱,或直接成卷堆置3~4 h。在練漂機(jī)前加裝兩格熱水洗(因地方限制,只能安裝兩格),堆置后的布先經(jīng)95℃熱水洗兩格,溫水洗一格后,繼續(xù)進(jìn)行正常的練漂。結(jié)果表明,僅以滌棉13/13 433/299(45×45 110×76)為例,月產(chǎn)量達(dá)400萬(wàn)碼,連續(xù)生產(chǎn)了近四年,從未發(fā)生因退漿不凈而造成的質(zhì)量問(wèn)題。
采用堿-氧冷堆再經(jīng)連續(xù)練漂的山東省某印染廠,筆者曾建議該廠取消冷堆中的所有化學(xué)品、助劑,僅以溫水打卷。改進(jìn)工藝后,可消除黃斑,減輕預(yù)定形發(fā)黃的現(xiàn)象。
實(shí)踐證明,清水退漿可以作為PVA漿料的退漿工藝。必須強(qiáng)調(diào),要達(dá)到理想的退漿效果,需注意以下幾個(gè)問(wèn)題:
3.1織物經(jīng)燒毛后,應(yīng)立即以冷水(或溫水)滅火。最好不要經(jīng)蒸氣滅火后再進(jìn)行軋水堆置。目的是防止織物長(zhǎng)時(shí)間處于失水狀態(tài)。
3.2軋水堆置必須保證堆置時(shí)間,若軋冷水堆置,則需4~5 h;若以60℃左右的溫水浸軋,則需3 h。最好打卷堆置,便于保溫保濕,若以布箱堆置,應(yīng)嚴(yán)防織物局部風(fēng)干。
3.3當(dāng)漿料組分不清楚時(shí),不論P(yáng)VA與淀粉的比例,若以半量的淀粉酶(相對(duì)于棉織物的酶退漿)退漿,效果更佳。因?yàn)榈矸勖甘沟矸鄣霓D(zhuǎn)化率極高,生成物為水溶性很好的糊精和葡萄糖。原來(lái)堅(jiān)韌的漿膜,由于淀粉的去除,漿膜變得松散,使PVA的膨化更加充分,更易洗除,且不易產(chǎn)生凝聚。
3.4水洗溫度要高,一般在沸水中進(jìn)行,但水量要求并不高。因?yàn)槟壳斑\(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)臺(tái),除了逐格倒流外,在一格水洗槽內(nèi)也進(jìn)行逐輥倒流,濃度梯度大,水洗效率高。此外,需采取一邊加水、一邊排水的方法,以防止發(fā)生冷水淋管降溫,被洗下的漿料重新凝聚。
4 PVA回收
由于清水退漿工藝沒(méi)有使用任何化學(xué)品和助劑,有利于PVA回收利用和印染廠清潔生產(chǎn)。
4.1由于采用一邊加水一邊排放的方法,方便退漿污水的收集。同時(shí)由于用水量小,回收的濃度較高,能提高回收利用的價(jià)值。
4.2退漿污水單獨(dú)排放處理,可大幅降低印染廠排放污水中的COD。
目前,印染污水中的COD平均值在1 200~l 400 mg/kg(棉印染企業(yè)、化纖印染要遠(yuǎn)高于這個(gè)數(shù))。據(jù)有關(guān)資料介紹,污水中的COD主要來(lái)自紡織漿料?梢栽O(shè)想,若以淀粉酶處理純棉和滌棉織物,因淀粉形成的COD將大幅下降,且這類COD可生化性很強(qiáng),比較容易處理,印染污水的COD可降低約40%。以排放量每天5 000 t為例,要處理到一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn),其費(fèi)用約為900萬(wàn)元人民幣。如果以“元/噸COD”計(jì),則處理成本將下降360萬(wàn)元。
來(lái)源: 印染在線 作者:陳友波(山東濱印集團(tuán),山東濱,rJl 256617)
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