棉练漂的现状分析（一）

1 历史回顾
*，棉练漂是染整加工中耗能耗水量zui大，排污zui多的加工过程，也是奠定印染成品质量的关键，*的印染一作者无不重视棉的前处理加工，一定要把前处理做好做实，要求过得硬，方能碓保zui终产品质量，减少后续加工的麻烦利同修，是节约总加工成本的有效手段。可是时过境迁，现在不少印染厂不重视前处理加工，认为晶种变化多，批量小，加工费低廉，因而片面追求降低成本，节约用料，选用低价助剂，只求过得去不求过得硬，结果是后续加工疵病多，回修率高，造成总成本反而增加的恶性循环，屡见不鲜。
同顾棉练漂前处理的演变历程要从上世纪五十年代初讲起，五十年代初及以前，棉机织布是用淀粉上浆的，五十年代初期，棉机织布是先经烧碱或盐酸浸轧堆置进行碱退浆或酸退浆，绳洗后进入煮布锅用强碱性的烧碱，渗透剂的煮练液于130℃高温高压下绳状煮练1-2h，洗涤后再进入煮布锅进行第二次煮练，洗后进行次氯酸钠漂白，漂布有时漂两次。半制晶质量：毛效8~10cm，白度72~76％，退浆率95％左右，无棉籽壳，加工质量稳定。但加工工序长，产量低，布伸长率高，劳动强度大，为此，在五十年代中后期，便研制连续式的棉布练漂机与工艺，开始使用连续式的绳状和平幅的J型汽蒸箱和履带式蒸箱，用两只各蒸1h的蒸箱进行两次汽蒸煮练以取代煮布锅煮练，五十年代后期，见于氯漂织物易泛黄，漂后强力损失大，当时还未提及AOX问题，开始使用双氧水漂白，持久白度好，强力损失较氯漂小。双氧水必须在高温下漂白，相应地开发了双氧水汽蒸漂白机，与煮练机连续进行煮练和漂白，因双氧水去杂效果好，所以只需一次汽蒸煮练，冼涤后再经双氧水汽蒸漂白，这个工艺一直沿用到今，现被练漂一次汽蒸练漂法逐渐取代，五十年代底到入十年代初，见于圆外推行亚氯酸钠漂白，我国也及时研究亚氯酸钠漂白工艺，弧制造了相应的设备，一时间相当流行，亚氯酸钠是在汽蒸条件酸性下进行漂白的，白度高于氧漂，强力损失也小，但释出的二氧化氯毒性人，腐蚀性强，即使钛合金也难抵抗其腐蚀，因此而窒息。八十年代时为溅少氧漂时原使用的水玻璃稳定剂易产生硅垢而研制成功了非硅稳定剂，取代了水玻璃。在五十年代后期，我国研制成功了BF7658*，用于退浆获得成功，从此，碱退浆和酶退浆同时并存成为退浆工艺。
七十年代末八十年代初见于二棉布前处理工艺流程较长，提出了短流程一步法前处理的设想，组织攻关。刚处于改革开放初期，我国表面活性剂尚处于发展初期，生产的品种不多，可供选择的余地有限，又局限于用烧碱作练剂，因此未能突破而创造出一步法练与漂所适用的助剂，但也设计了R型蒸箱，蓝把退浆和煮练合而为一，使三步加工缩减成退煮与漂白两步工艺。没有完成一步法的理想。与此同时，又组织了冷轧堆练漂攻关，冷轧堆练漂流程短，节能节水，设备投资小，经轧，堆，洗的冷轧堆前处理后半制品的毛效差，棉籽壳去不净，白度也差，因此不能推广，此后有些厂继续不断地进行探索，摸索出了一套加工方法，即棉布浸轧练漂液后堆置24—36h，而后短蒸10~20min，沸水洗后再浸轧双氧水漂液，汽蒸30~50min进行轻漂，可以获得6~8cm毛效，白度72~75％，棉籽壳基本能去除，适用于一般性棉布的前处理，但紧窑织物和厚重织物还未过关。其所以能提高毛效应归功于渗透剂的选刚，1990s时Ciba-Gy推出Tinoclolite PB精练剂，用于冷轧堆可提高毛效，使冷轧堆前处理向前推进了一步。

九十年代剑今，是棉练漂前处理工艺发生质变的年代。起源于棉针织物的前处理创新，棉针织物织造时不上浆，练漂染色是在溢流染色机中连续进行的，溢流机运行时，织物是靠液体冲击而移动，因此液体与织物同时流动，液体在织物中的湍流很快，使液体中的药剂渗透性加强，因此渗透性及匀染性良好．加上针织物本身结构松弛，更有利于加工，另外针织半制品对毛效的要求较低，这些就造成针织物前处理比较容易，针织物不需退浆工序，早先是用烧碱，渗透剂进行煮练，再经双氧水漂白的二步前处理工艺，九十年代中科莱恩公司推出197练漂剂用于针织物溢流机进行煮练与漂白一步法练漂获得成功，从此针织物用一步前处理法取代了两步法，197练漂剂就是当前多合一练漂剂的前奏，是双氧水漂白时所需的氧漂稳定剂，pH缓冲剂和渗透剂组成，只要加入双氧水就可获得煮练与漂白的效果，开创了弱碱练漂的先例，但毛效只有5．6cm，当时试用于机织物汽蒸一步法练漂，因毛效低而未能推行。
从八十年代后期开始，国外开始研究生物酶前处理，九十年代我国也开始研究，至今已初见端倪，除淀粉退浆、过氧化氢酶的脱氧、酶的抛光和牛仔服的酶洗等工艺己*成熟外，使用酶进行练漂还处于探索利不断完善阶段，米剑成熟使用时期，但前景很好。现在文献报导，使用碱性果胶酶与纤维素酶、蛋白酶、木聚糖酶、半纤维素酶和脂肪酶合理复配的混合酶，加入渗透剂，进行50~70℃棉煮练，毛效可以达到8cm，但棉籽壳及死棉去不纯，也有在针织物上用碱性果胶酶为主体的复合酶进行棉的煮练，煮练完成后立即加入双氧水进行漂白，成为一浴两步法前处理工艺，也有用碱性果胶酶为主体的复合酶与双氧水一起，进行一浴一步法间歇式练漂，因为至今宽温果胶酶其能耐的zui高温也只有85℃，在100℃时便瞬时失活，因此无法与双氧水在100℃同时进行练漂，而在间歇式练漂时，加温逐步进行，在练漂浴温度到达40~85℃时，果胶酶发生作用，超过此温度范同时，双氧水起练漂作用。 而在连续式汽蒸练漂时，织物升温是在儿秒钟内达到100℃的，果胶酶还无法发挥作用即已失活，能耐100℃高温的至今只有α-*，因此商晶中的高温酶练漂剂可用于连续汽蒸令人费解。近几年又有文献报导：用葡萄糖氧化酶与*、碱性果胶酶为主的复合酶，于60℃，pH8，进行练漂1h的闭环漂白法。从而使退浆，煮练，漂白都用酶未完成，它是用*将浆料中的淀粉水解成葡萄糖，再由葡萄糖氧化酶将水解生成的葡萄糖氧化而成双氧水去进行漂白，完成退煮漂合一。生物酶前处理的工业化因PVA酶、木聚糖酶、半纤维素酶至今还没有商品化而难于立即推行，而且酶义较贵。
2005年作者研究双氧水激化型QR低温练漂剂进行棉练漂一浴一步法前处理，2006开始生产性应用，现在可以进行40℃的低温练漂，用于溢流染机的针织物40℃练漂，冷轧堆练漂（轧液，堆置6h，短蒸10~15min，热水洗而不需复漂），和J型箱（原用于氯漂）40℃堆置4h的练漂，毛效8~10cm，白度80~82％，无棉籽壳，强力损失5~10％，来发生氧漂破洞，可适用于紧密及厚重织物所有品种的前处理。在低温练漂剂闻世以后，市场上开始出现多合一型练漂剂，是在197练漂剂基础上改进的产品，用于履带式汽蒸箱上进行100℃汽蒸练漂1h的一步法练漂前处理，因练漂剂价格便宜，深受棉印染厂欢迎，毛效可达6~7cm，白度78~80％，强力损失15~20％，但频频出现破洞，硅垢严重，时有黑色污点产生，紧窑及厚重织物还需复漂。

2 练漂剂
这里介绍当前使用的练漂剂组成，作用原理，效果及评价，以便于大家分析。
2．1传统的以烧碱为主的强碱性煮练剂
它是以40．50g/L烧碱，5~8g/L渗透剂，1~3g/L蝥合剂组成的煮练液进行棉煮练的传统煮练剂，溶液是强碱性，pH 14，棉织物浸轧后在100℃汽蒸煮练60min左右，完成去除棉纤维共生物的任务，使棉具有毛效和良好的吸水性，煮练后还必须经双氧水漂白以提高白度，这是典型的传统工艺，适用于各种类型的机织物和针织物，毛效的高低取决于选用的渗透剂，一般都能达到8cm以上，甚至14~15cm，根据后道工艺的需要而定，此煮练剂一般都是印染厂自己配制，或由辅助车间将其混成溶液供生产车间使用。煮练时，烧碱是发生煮练反应的主角，它在高温下使棉上的蛋向质发生水解反廊而被洗除，使果胶质中的酯先水解成醇和果胶酸，而后再使果胶酸水解，使棉脂棉蜡皂化成皂，再被乳化，渗透剂协助练液快速渗透，啦将棉脂及其皂化物乳化，分散，蝥合剂络合水中的金属离子，克服其与杂质生成沉淀，同时可将果胶中钙盐络合而便于去除。传统煮练剂无法完成煮练漂白合一的目的，因为它是强碱性，碱是双氧水分解的催化剂，pH越高．双氧水分觯越快，，在pH 5~6时，双氧水zui稳定，大于二或小于此pH，双氧水都不稳定，因此强碱性的传统煮练剂无法进行练漂合工艺。因此煮练后还得进行双氧水的漂白，双氧水漂白是使朋1．5g/L的H202（100％），氧漂稳定剂1~3g/L，刚NaOH调节pH到10~10．5，于100℃漂白1h。
传统的煮练漂白二步法工艺的优点是：
（1）工艺成熟，生产稳定，适用性强，不管是高支高窑，高支低窑，厚重织物，上浆率变化，都可以生产，且有一套成熟的工艺规程，前处理同修率极低，从而降低成本；
（2）化学晶的消耗较少，低成本；
（3）产品质量高，能满足后工序加工需要，使后工序加工时减少疵病，因此而减少网修。
这些优点决定了它不易轻易被取代，始终有立足之地，也比较容易被复旧，
传统工艺的缺点是：
（1）工艺冗长，机械设备多，投资费用人，加工周期长；
（2）能源及水消耗人，棉印染前处理的用汽量一般是整个印染用汽量和用水量的40~60％，印染行业能源消耗是全国行业之一，污水排放量占全国统计排放量的7．5％，而棉前处理所占比重zui大，因此在要求低碳经济的今天，非改革不可；（中国纺织工程学会，纺织助剂发展报告蓝皮二书（C），第二届广东纺织助剂行业年会论文集，1-38，2010年三月，广州）
（3）污水含污量高，特别是COD很高，这是用强碱煮练带米的负面效应，强碱煮练的去杂效果*，是当前所有练漂工艺中去杂zui多zui纯的加工方法，但是烧碱并不能切断杂质的分子链，而只是通过水解反应，因此反应产物啦没有变成低碳分子，例如浆料的去除仅靠碱的溶胀作用而脱离织物，浆料分子没有破坏，所以COD很高，而生物酶则把它水解成葡萄双糖或麦芽糖，双氧水退浆也把浆料分子裂解成低分子化合物，所以COD较低，烧碱煮练污水量多的原因还在于煮练后污物都吸附在织物上，有的成为溶解度较低的氢氧化合物，所以煮练后未洗前织物呈棕色，特别脏，洗涤较难，非用大量水，反复洗才能去除，造成污水量增多：
（4）用强碱性煮练剂从事冷轧堆前处理时毛效不好，白度也差，不适用于冷轧堆前处理使用；
（5）棉前处理的总成本较高，失去竞争力，虽化学药剂成本较低，但加上蒸汽费用，污水处理费，劳动力和电力费用，以及加工周期等成本总核时，总成本较高，要比练漂一步法高20．40％；（钱咸芳，棉40℃低温练漂一步法工艺与助剂（c），中国纺织E程学会前处理学术年会论文集，365~369，2009年12月，青岛）。
（6）半制品的手感较粗糙，这是因为杂质去除较纯，特别是棉蜡已大部分去除而导致手感较差。
2．2弱碱性多合一练漂剂
弱碱性多合一练漂剂是目前汽蒸法煮练漂白一步法广泛使用的一剂法练漂剂，一般都是在棉布烧毛后浸轧冷水或淡碱液灭大，堆在布车内2h以上，经热水，冷水洗涤后浸轧练漂液，进入履带式汽蒸箱100℃汽蒸60min，而后热水，冷水洗涤，完成棉布煮练与漂白任务，在棉针织物上，使用喷射溢流机于100℃练漂60min，完成练漂任务。
练漂液的组成为：多合一一剂法练漂剂25~40g/L，双氧水（100％）8~15g/L，练漂液pH 11，为弱碱性，与传统的强碱性煮练剂煮练（pH 14）与双氧水漂白工艺相比较，其pH降低。而双氧水用量提高3~5倍，再加上烧毛后灭大堆置，起到了部分退浆的作用。正因为这三个区别却促成了二步法改成了一步法。
如前所述，传统法中赖烧碱起煮练作用，用双氧水进行漂白，而多合一练漂剂因使用弱碱性，不是靠碱剂进行煮练，它仅是pH缓冲剂，基本上不靠它去除杂质，但能与杂质的分觯物中和成钠盐而溶解，作为双氧水反应的pH缓冲作用，杂质的分解是靠双氧水的氧化裂解，所以双氧水的用量要高，它肩负漂除色素和去除纤维素共生物，裂解浆料的三重任务。被双氧水分解的杂质和浆料，其分子被氧化裂解成小分子的物质，因此COD较低。浆剂中的PVA用双氧水退浆是的方法，其它浆料双氧水也能使其氧化裂解。练漂后废练液的色素也较少，所以污水色度低，也较易从纤维上洗去，从而可减少洗涤次数和洗涤用水量。同时因为采用的pH是双氧水zui适宜的反应条件，所以可以把煮练与漂白在同工艺中完成，这便是弱碱性练漂剂能进行一步法的实质所在。而这个道理至今却从未被人提及并加以论述。造成了一步法工艺的神秘性。传统法却因使刚强碱而阻碍了它不能实现与双氧水合用的二合一工艺。
一步法多合一弱碱练漂剂通常都制成一剂型的同体混合物，印染厂只要添加双氧水便可配制成练漂液，实际上若做成二种助剂更适宜于灵活应用。该练漂剂的组分实际上就是传统法的煮练剂中的组分与双氧水漂白液中的组分相拼混而成，而是用纯碱或代碱剂取代了烧碱，组成了pH缓冲体系，一般控制在pH0．8~11．2范围内，pH过高，会促使双氧水分解过速，pH过低，练漂效果降低。
多合一练漂剂中第二个组分是渗透剂，不同渗透剂练漂后毛效差异很大，选用的渗透剂有非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂，一般都是几种表面活性剂的混合物。
第三组分是双氧水稳定剂，有水玻璃，偏硅酸钠，EDTA，NTA，有机膦酸盐等，其中以使用偏硅酸钠为主，也有用水玻璃和偏硅酸钠拼混。偏硅酸钠有九水（Na2SiO3•9H20）、五水（Na2Si03•5H20）和无水（Na2Si03）偏硅酸钠三种。九水的因熔点低（42℃）易变为液体和膏状而不常使用，以使削五水（m．P．72℃）为zui多，在无机电解质中，五水偏硅酸钠的活性碱和pH缓冲指数较高，有较强的润湿，乳化和皂化油脂的作用，能去除分散和悬浮污垢，防止污垢的再沉淀，并有一定的钙镁离子束缚能力，尤其对镁离子的结合容量可达260mgMgC03/g，因此能提高练漂后的白度，无水偏硅酸钠的性能更优，因其比表面积大，去污力和束缚钙镁离子能力更强，调节和稳定pH能力更大，助洗效果比五水明显提高，但价格较贵。偏硅酸钠对双氧水的分解有一定的稳定作用，但不如水玻璃，水玻璃的分子式为Na20·nSi02，其n称为模数，一般为1．5~3．5之间，现有液体和固体两种，模数越大，水溶性越差，为加速同体水玻璃的溶解，用喷雾干燥法制成速溶粉状硅酸钠，分子式为：Na2O·nSi02•mH20，能快速溶解，水玻璃模数不同时其分子构型也发生变化，致使束缚钙镁离子能力不同，对双氧水的稳定作用也随之变化，模数大的稳定作用大。水玻璃的稳定机理迄今还不清楚，一般是这样解释的：水玻璃在束缚了钙镁离子后，便吸附了催化性物质，使其失去催化能力，从而达到稳定双氧水的目的，这是针对铁锰等金属离子等催化剂而言的（黄茂福，化学助剂分析与应用手册[M]，上册，P,66~67，2001，北京，中国纺织出版社），因此水玻璃稳定剂必须在硬水中才能发挥作用，在软水中反而是催化剂。硅酸盐稳定剂被称为吸附型稳定剂，但硅酸盐类稳定剂容易结成硅垢，特别在高温条件下易生成硅酸钙、镁盐沉积在设备和织物上，造成织物手感发硬，因此而被无硅稳定剂取代。非硅稳定剂有吸附型及螯合型两类，如聚丙烯酰胺的碱水解物（吸附型），羽I有机膦酸盐，如HEDP,ATMP,EDTMPA，DTPMPA、氨基羧酸盐（如NTA，EDTA）、羟基羧酸盐（如*）、氨基酸（如聚天冬氨酸钠），这些都是螯合型氧漂稳定剂。
第四个组分是螯合分散剂，如聚丙烯酸（PAA）和聚马来酸／丙烯酸（PMA），分子量在200~800时，是高分子电觯质，具有螯合和分散作用，能螯合重金属离子和钙、镁离子，蝥合能力随组分比及分子量而异，分子量2000~5000的，是的分散剂，又有螯合能力，称之为螯合分散剂。分子量上万以上的是净洗剂，数百万以上的便成为合成增稠剂和絮凝剂。大于千万的PAA便不溶于水（黄茂福，使用蝥合剂是克服印染疵病的有效方法[C]，上海印染技术交流研讨会论文集，141~146，2007年11月，上海）。
低分子量的PAA之所以有分散作用是因为它被悬浮颗粒所吸附，使悬浮颗粒表面带有双电层，在静电荷的作田下，颗粒问产生斥力，克服了在碰撞时颗粒的凝聚，从而达到分散作用，但当分子量大时，PAA分子就分散在水中，它能吸附悬浮的颗粒，因PAA带负电荷，造成电荷相斥而防止凝聚，从而达到分散的目的。
PAA的螯合能力是随分子量的提高而降低，低分子量的PAA对钙镁离子的螯合也达不到氨基羧酸和有机膦酸盐等螯合剂的一半，对铁离子的螯合能力更差，但其分散能力却是螯合剂*的，这就造成了两者拼用可起到协同作用的效果。
在多合一练漂剂中加入螯合剂和螯合分散剂，其作用一，有利于提高白度和克服硬水对练漂造成的麻烦，硬水能使分解物形成钙镁盐而难于洗除，加螯合分散剂后能使洗涤容易，二，螯合剂和螯合分散剂还能帮助去除棉籽壳，它能把棉籽壳中的钙盐中的钙螯合去除，有利于双氧水对它的分解破坏。三，克服漂布泛黄，漂白泛黄多般是因锰离子的存在而造成的，当Mn2+在3mg／Kg时，就会造成漂布泛黄，螯合剂便能把它络合去除，四，起双氧水稳定剂的作用。
第五个组分是过氧化物，它们都是双氧水与盐类反应的产物，如过碳酸钠，过硫酸钠等，但分解速率小于双氧水，在练漂液中加入过氧化物，可以弥补双氧水分解过快而造成练漂后织物无残留双氧水存在，导致污物反沾污而白度下降，直观效果是可以提高白度，在练漂时在双氧水几乎全部分解的情况下加过氧化物的效果特别明显，若zui后有15％双氧水没有分解，则加过氧化物几乎无效果。
一剂法多合一练漂剂一般是由上述五种组分拼混而成，至少由前三种组分拼混，称为三合一，因选用的渗透剂起泡性不同，有时还加入消泡剂。为了增加竞争力，进行低价竞争，组分越来越少。各助剂厂生产的助剂品质差异很大。
一剂法多合一练漂剂只能适用于棉梭织品100℃连续汽蒸练漂工艺和100~110℃间歇式的针织品练漂工艺，不适用于低温练漂，在梭织物练漂时，毛效一般为6~7cm／30min， 白度zui高可达80％，在针织物练漂时（多合一练漂剂2~4g/L，100％双氧水1．5~2g/L，100~11O℃，60~30min，浴比1：8~10）毛效：8~10cm，白度：80％，棉籽壳能基本去除。
多合一练漂剂练漂的优点有：
（1）进行高温练漂，在针织物练漂时，毛效已满足生产要求，但工艺未缩短，温度也未下降，而机织物视品种不同，产品质量差别不一，一般性品种也能符合后道工序的需要，这样能把二步工艺改成一步法，节能减排效果明显。
（2）助剂价格便宜，单从化工原料成本计算，多合一练漂剂练漂法的成本与二步法老工艺相比，平均每米布增加2~3分钱，而节省的蒸汽，用水的收益远远超过此值，总费用比老工艺下降，因降低了加工成本而受到印染厂的欢迎。
（3）在梭织物上新工艺可由二步汽蒸缩短为一步汽蒸，用汽及用水、用电量减少一半，符合节能减排的要求，也降低了成本，同时设备也减少，加工周期缩短，用工人数减少，提高了劳动生产力，这些都是受印染厂欢迎的，而且不要增添设备，容易推广。
多合一练漂剂练漂的缺点有：
（1）练漂的半制品质量还不够好，特别是毛效提不高，只能应对一般染色布的质量要求，还达不到要求稍高的半制品质量标准，例如，蜡防花布，另外，上浆多的织物，浆料去不净，影响染色印花，和手感，此外，紧密织物，厚重织物还无法用一步法练漂，而老工艺则适用于各种织物品种的前处理。
（2）前后生产质量不够稳定，质量有时好有时差，造成后道工序疵病多，返工同修增多，造成这缺陷的原因还没有被印染厂所认识，而去错怪染色印花工序，造成这种现象的主要原因是源于双氧水，多合一练漂剂起练漂作用的主角是双氧水，而双氧水却相当不稳定，很多因素都会促使双氧水分解，甚至操作方法的改变也会造成双氧水分解率有很大差异，比如说，在配制高位槽补充液时，如果先把一剂法练漂剂用温水溶解，再补加冷水，而后打入高位槽，在高位槽中补充水到70％的总体积，这时高位槽中液体温度较低，pH也较低，然后将27．5％浓度的双氧水加入到料桶中，加水稀释，再打入高位槽，zui后加水剑总体积，另一种配液操作法是：先将练漂剂用温水溶解，然后打入高位槽，再把27．5％双氧水打入高位槽，加水稀释到总体积，后一操作法高位槽补充液中双氧水的含量远低于前者，还会产生泡沫，原因是双氧水在加入时，因练漂剂溶液未经稀释，其pH和温度较高，造成双氧水快速分解，双氧水的分解随pH利温度的提高而加速另外双氧水浓度越高，分解也越快，所以操作的不恰当会导致溶液中双氧水含量降低，另外，水质变化，更易使双氧水分解不一，硬水有利于双氧水稳定，重金属离子催化双氧水分解，若练漂用水水质变化，更会造成双氧水的分解率不同。还有布上的杂质，人多都是促进双氧水分解的物质，而杂质的品种与含量无法了解与控制。再有，例体表面越粗糙，也会促使双氧水分解，（孙铠，沈淦清，染整工艺原理笫二分册，P．100，2008，北京，中国纺织出版社），因此，不同织物练漂时，双氧水的分解速率是不一样的。总之，练漂液中双氧水的含量因错综复杂的因素而变化，不可能按常态方式安步就班的递减，而在它的分解中，有的产物可能会发生漂白作用，而人部分是无漂白作用的，这样就造成双氧水的损失，其结果产生一步法练漂是在双氧水浓度千变万化的无法控制的条件下进行的，那么，练漂质量当然不稳定。若能把练漂温度降到低温，就可降低反应速度，甚至因未达到活化能而停上分解，但多合一练漂剂无法进行低温练漂，因此生产质量不稳定是它的致命伤，将因此而退出历史舞台
来源: 印染在线