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低泡精练剂HD的制备与应用研究
来源:中国纺机网编辑部 发布时间:2013年09月09日
近二十多年来,随着高效短流程前处理工艺(碱氧一浴工艺、冷轧堆工艺)的推广,各类三合一精练剂不断推广上市[1],短流程工艺对所使用的精练剂提出了较高的要求:在50g/L左右碱用量下有高渗透性,在200g/L左右碱用量下有强耐碱性,不能出现漂油、沉析等不良现象[2],市场上的各类短流程用高效精练剂,种类型号很多,绝大多数都是复配的各类表面活性剂。以APG、AOS、SAS、脂肪醇醚酯、螯合分散成分为主体研制出了环保型高效低泡精练剂HD,该助剂不含有APEO、磷及硅。所有组分符合国际环保标准要求,通过了INTERTEK环保国际认证。
1实验材料、药品及仪器
纯棉坯布(国产108×56,退浆前原坯,直径25cm圆形);标准圆形帆布(上海市纺织工业技术监督所);APG0810(工业级,中国太原日化研究所);SAS(工业级,科莱恩化工);OP99(异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯,工业级,山东淄博周村化工厂);E(异辛醇磷酸酯,自制);脂肪醇聚氧乙烯醚(工业级,天津助剂厂);有机硅消泡剂(工业级,南京四新有机硅消泡剂);片碱(分析纯,天津大沽化工股份有限公司);pH试纸(广范试纸,天津澳华精细化工有限公司);多元羧酸盐(工业级,河北东华化工有限公司);去离子水(石家庄化工九厂)。
电动搅拌机;高剪切乳化机;天平;毛效仪;烘箱;烧杯;秒表等。
2测定方法
2.1渗透力测定
取直径25cm的圆形纯棉坯布,平放于待测液面上,记录坯布完全润湿且沉浆的时间,以秒为单位。
2.2耐碱渗透力的测定
取一定量的精练剂溶液,慢慢分次加入一定量的烧碱,观察加入烧碱的工作液是否有漂油、沉淀等现象出现,如有则视为不耐碱,没有可用坯布放于液面上,测定下沉的时间即为该碱浓度下的渗透力。
2.3含量测定
取少量待测液体滴入折光仪少许,朝向有亮光的地方,读取亮暗分界线的数值即为含量值。
2.4pH值的测定
取待测液体少许,滴入到pH试纸上,与标准色板比
较,取与标准色板接近的颜色的数值即为pH值。
2.5毛效测定
取10g/L精练剂,50g/L氢氧化钠,打卷汽蒸40~50min,热水洗,冷水洗,烘干,于毛效仪上测30min毛效。
2.6泡沫力测定
取10g/L助剂溶液于具塞量筒中,上下摇动20次,记下泡沫的高度(cm)。
2.7乳化力测定
取1g/L精练剂溶液100mL于具塞量筒中,加入60mL煤油,摇振5min,静置2h,观察并记录乳化层的高度(cm),越高乳化力越好。
2.8耐碱性
取10g/L精练剂溶液(去离子水配制),加入一定量的烧碱,观察无漂油、沉淀、絮凝物等不耐碱现象是否出现。
3精练剂HD的复配制备
3.1配方(质量分数)
APG0810:10%~15%;SAS:10%~15%;AOS:10%~
15%;OP99:15%~20%;E:5%~7%;脂肪醇醚:10%~
15%;螯合分散剂:0.5%~1%;耐碱消泡剂:0.1%。
3.2制备方法
在500mL烧杯中,按配方比例投入原材料,开动高剪切乳化机,等物料混匀后加入适量液体烧碱,调节pH值为6~7,常温搅拌15~20min,老化,放料。
3.3产品技术指标
外观:淡黄色透明黏稠液体;离子型:阴/非离子;pH值:6~7;含量:≥60%;耐碱性:>280g/LNaOH;渗透力:≤3s(常温,直径25cm纯棉坯布,g/L);浊点:>100℃。
4结果与讨论
4.1原材料选用
精练剂的泡沫是由精练剂本身产生的泡沫和蒸箱中产生的泡沫组成,采取两个措施,一是尽量让精练剂本身泡沫低或接近无泡,二是在蒸箱中加入消泡剂,综合各种因素考虑,让精练剂本身低泡或无泡沫是最合适的方案。由于精练剂本身含有各种非或阴离子型的表面活性剂,不可避免地会产生一些泡沫,所以在不影响其各项性能的前提下,采用本身具有消泡功能且具有耐碱渗透功能的助剂来参加协同复配,同时在复配体系里加入部分消泡和抑泡剂[3],其成分主要是耐碱性消泡剂、A0S、
APG、SAS、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯(自制)、脂肪醇醚、螯合分散剂、去离子水。
4.1.1APG的选用
APG属非离子表面活性剂,但没有浊点。其属绿色环保型表面活性剂,体现在3个方面:①产品绿色化。重要体现在APG产品无毒、无刺激、易生物降解且降解完全。②反应过程绿色化。生产过程不产生三废或难降解的副产物。③原料绿色化。APG的原料为葡萄糖和天然脂肪醇(淀粉和天然油脂)[4]。经过实验,采用APG0810的品种来满足需求。
APG的泡沫细腻而稳定,泡沫力属中上水平,优于AEO类非离子,接近阴离子类表面活性剂。与烷链的碳数和DP值有关,单碳APG的研究发现C10和C12的泡沫力最好。
APG虽属非离子表面活性剂,但其发泡力在硬水中明显降低,与阴离子表面活性剂相似,APG0810对硬水没有APG1214敏感。
4.1.2SAS的选用
一般市场上所用的精练剂原材料里都含有阴离子表面活性剂成分。
阴离子表面活性剂常用的有直链十二烷基苯磺酸钠(ABS)、烷基磺酸钠、α-烯烃磺酸钠(AOS)、醇醚硫酸酯钠(AES)等,ABS是市面上精练剂里加入最多的一种阴离子型表面活性剂。SAS具有很高的化学稳定性,在酸、碱、氧化剂及高温条件下,能高保持其优良的理化特性,200℃高温下不会分解,其生物降解高达99.7%(20℃,2d后)优于ABS和非离子型表面活性剂,毒性实验LD50=2250mg/kg(老鼠体重),属无毒。其降低表面张力及润湿力也达到非离子型表面活性剂的水平,临界胶束浓度CMC也与非离子型表面活性剂接近,由于它的离子性,能形成稳定的乳化状态,并防止油蜡所形成的胶束再沉积。综合其各方面特性,采用其与AOS作阴离子表面活性剂成分。
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