漂白织物时要使用漂白剂,漂白剂有氧化漂白剂和还原漂白剂两类。常用的氧化漂白剂有双氧水、次氯酸盐和亚氯酸钠,目前主要使用双氧水。
氧(O2)或新生氧[O]与别的物质起化学反应并使别的物质元素的化合价升高,叫氧化。例如木柴燃烧,就是木材中的炭(C)与空气中的氧直接化合而生成的二氧化碳:
C+O2 → CO2凡能供给氧的物质都叫氧化剂,氧气当然是氧化剂。
氢(H2)或新生氢[H]与别的物质起化学反应并使别的物质元素的化合价降低,叫还原。氢燃烧时与空气中的氧化合成水,而且还夺取了若干化合物中的氧并氧化合成水,这是氢的一个重要性质。例如氧化铜(CuO)被氢还原成铜(Cu),是由于氢将氧化铜里的氧夺取出来,并与氧化合成水而铜被还原:
△CuO+H2→Cu+H2O凡能供给氢的物质都叫还原剂,氢气当然是还原剂。染色和印花常用的保险粉(Na2S2O4 )、雕白粉(NaHSO2?CH2O?2H2O)和漂毛粉(60%保险粉和40%焦磷酸钠的混合物)都是还原剂。
1.双氧水双氧水是目前使用最广、性能最优的漂白剂。学名为过氧化氢(或二氧化氢),分子式为H 2O2 ,纯双氧水(100%)是一种油状、黏稠的无色或浅蓝色液体,相对密度11458,熔点-2℃,在常温可与水任意混合。市售双氧水规格多为30%和3%(体积分数)的水溶液。如果浓度超过60%,温度稍高遇有机物很易爆炸,不宜运输。
双氧水的工业制造,目前主要采用过硫酸铵循环电解法、乙基蒽醌自动氧化法和石油裂解法。
表面上看,浓度较低的双氧水和普通水差不多,是一种无色无臭液体,但在性质上完全不同。双氧水主要有以下性质:
(1)双氧水的稳定性与溶液的pH值、温度以及催化剂、阻化剂有关。纯双氧水的稳定性和pH值的关系如图3-1所示。从图中可以看出,双氧水在酸性条件下比较稳定,当pH值为5时开始分解,pH值接近7时,分解曲
图3-1双氧水稳定性和pH值的关系
温度对双氧水的稳定性影响相对较少,但70℃以上分解速率增加很快。
光线的照射,特别是波长为320~380nm的紫外线照射更能促进其分解。因此,双氧水应在常温、弱酸性条件下贮存于阴暗处。
(2)重金属会促进双氧水的分解,如铜、铁、铬、锌的化合物及尘埃等。从图3-2中可以看出在碱性条件下,70℃浸入铜、铁的双氧水的分解比没有铜、铁的双氧水的分解要快得多。
不锈钢、钛、玻璃及聚乙烯等对双氧水分解没有影响,因此双氧水漂白设备的材质可以使用不锈钢。
由于重金属催化双氧水很快分解,也加速了织物的氧化脆损,这要引起高度注意。
图3-2重金属对双氧水的催化分解
(3)双氧水的稳定性是可以抑制的。双氧水在碱性介质中和有重金属离子存在时不稳定,但漂白又必须在碱性条件下完成,因此,需加入稳定剂来控制漂白速率。
一般连续漂白时,要求漂液在95~100℃存放1h内,双氧水分解率不能超过40%,而在加入织物后经1h漂白,双氧水的分解率应控制在70%~80%,不能全部分解。在冷轧堆漂白和液下履带漂白时,由于时间长或浴比大,要求双氧水的分解速度还要慢才能保证工艺的实施。双氧水稳定剂的研究发展很快,我们将在前处理助剂一节中介绍。
(4)双氧水中含游离结合的氧原子,氧化力很强,因此可破坏色素实现漂白。由于氧化力很强,双氧水对皮肤有烧灼感,特别是较浓的双氧水,故使用中应注意安全。
2.次氯酸盐
次氯酸盐包括漂白粉[Ca(ClO)Cl]、漂粉精[Ca(ClO)含有效氯60%以上]和次氯酸钠(NaClO)。前两种现已不使用,次氯酸钠也因氯污染环境而使用渐少,但因其价廉,能辅助去除棉籽壳、木质素等,故现今仍在使用。
次氯酸钠制造主要是电解食盐,也可将氯气和烧碱反应,或加纯碱于