棉织物前处理染色一浴法工艺探讨模板.doc

五邑大学

题目：棉织物硫化染料练染一浴法工艺探讨

学科门类： 工 学
入年份： 年
系 别： 纺织服装系
专 业： 纺织工程
本 科 生： 杜庆华
指导老师： 王俊华 讲师

五 邑 大 学
5月21日
（广东·江门）

摘 要

本文关键对使用酶作为前处理剂棉织物练染一浴法进行可行性研究，经过试验，寻求最好酶用量、双氧水浓度、煮炼时间、硫化染料用量、硫化碱用量、染色时间，选择最好配方进行适适用于实际生产一浴法工艺步骤，从而达成现代生产实际所提倡清洁生产、节能减排理念。

关键词：棉织物，酶前处理，染色，一浴法，硫化染料

Abstract

Enzyme as a pretreatment agent on cotton fabrics in one- bath-dyeing was studied in this paper. through experiment, the best amount of enzyme, hydrogen peroxide concentration, scouring time, amount of sulfur dyes, sodium sulfide dosage, dyeing time were investigated. The best formula to apply to the actual production process was selected which suitable for modern production of cleaner production and energy saving.

Key word : Cotton fabrics, enzyme pretreatment, dyeing, one-bath, sulfur dyes

目录

摘 要 I
Abstract II

第1章 序言 1
1.1 概述 1
1.1.1 清洁生产和节能减排意义及其关键性 1
1.1.2 传统工艺缺点和棉织物硫化染料练染一浴意义 1
1.2 本论文关键研究内容 2
第2章 理论部分 3
2.1棉织物练漂和硫化染料染色传统工艺及其机理 3
2.1.1 棉纤维结构和性能及其练漂机理 3
2.1.2 硫化染料结构 4
2.1.3 棉织物前处理和硫化染料染色工艺 4
2.1.4 硫化染料染色注意事项 6
2.2 棉织物硫化染料练染一浴理论探讨 6
2.2.1 硫化染料一浴法染色理论基础 6
2.2.2 棉织物前处理和硫化染料染色一浴法中问题 6
第3章 试验部分 7
3.1 试验材料和仪器设备 7
3.2 测试方法 7
3.3 工艺步骤 7
3.3.1 传统工艺步骤 7
3.3.2 两浴法工艺步骤 8
3.3.3 前处理和染色一浴法工艺步骤 8
3.4 试验过程 8
3.4.1 前处理工艺探讨 8
3.4.1.1 不一样浓度双氧水对前处理性能影响............................................................8
3.4.1.2 不一样浓精炼酶对前处理性能影响 9
3.4.1.3 不一样处理时间对前处理性能影响 9
3.4.2 硫化染料染色工艺 9
3.4.2.1 不一样用量硫化黑染料对染色性能影响 9
3.4.2.2 不一样用量硫化碱对染色性能影响 10
3.4.2.3 不一样处理时间对染色性能影响 11
第4章 试验结果和讨论 12
4.1.1 不一样浓度双氧水对前处理性能影响 12
4.1.2 不一样浓度精炼酶对前处理性能影响 14
4.1.3 不一样处理时间对前处理性能影响 16

4.2 染色工艺条件对染色性能影响 18
4.2.1 不一样用量硫化黑对染色性能影响 18
4.2.2 不一样用量硫化碱对染色性能影响 20
4.2.3 不一样处理时间对染色性能影响 22
4.3 酶前处理一浴法及传统碱前处理一浴法染色效果比较 24
第5章 结论和展望 25
5.1 结论 25
5.2 展望 25
参考文件 26
致谢 26

第1章 序言

1.1 概述
1.1.1 清洁生产和节能减排意义及其关键性
清洁生产是一个全新发展战略，它借助于多种相关理论和技术，在产品整个生命周期各个步骤采取“预防”方法，经过将生产技术、生产过程、经营管理及产品等方面和物流、能量、信息等要素有机结合起来，并优化运行方法，从而实现最小环境影响、最少资源、能源使用，最好管理模式和最优化经济增加水平，达成节能减排目标。更关键是，环境作为经济载体，良好环境可愈加好地支撑经济发展，并为社会经济活动提供所必需资源和能源，从而实现经济可连续发展。
清洁生产是总结了各国防治工业污染经验教训后，提出一个比较完整、比较科学新概念，已作为防治工业污染，保护环境，提升工业企业整体素质，实现可连续发展战略重大举措。节能减排是全方面落实落实科学发展观、促进经济又好又快发展基础要求。中国目前面临着经济社会快速发展和人口增加和资源环境约束突出矛盾。现在中国生态破坏和环境污染已经达成自然生态环境所能承受极限，为了使经济增加可连续，缓解巨大环境压力，必需以环境友好方法推进经济增加。节能减排就是要从源头预防污染产生，最有效地降低资源消耗，不排放废弃物，从而真正处理现代中国发展困境[1]。
1.1.2 传统工艺缺点和棉织物硫化染料练染一浴意义
因为自然生态环境压力，我们愈加需要在现代工业生产中实现清洁生产和节能减排。怎样在使用尽可能低成本和降低污染同时而又得到良好质量是我们迫切需要处理问题。而在织物前处理和染色时候，难免会产生成本和污染问题。传统工艺是棉织物退浆、煮练、漂白、染色一步步进行，稳重、重演性好。但此工艺缺点在于所需时间长，操作过程较为复杂，工作人员劳动量大，用水量大，耗能大，而且污水处理负担很严重。伴随中国印染产业不停发展和最近国家政府对能源问题和环境保护问题日益重视，工艺简化工作成了染整工作者一个很关键课题。为了简化棉机织物染色工艺，大家前后开发了前处理碱氧一浴处理法、冷轧堆等工艺技术。以上方法，即使很好地简化了工艺步骤，缩短了时间，但仍因成本较高或工艺时间较长，和部分工艺条件对染料和助剂选择条件限制，在实际生产使用过程中并不理想。所以中国外印染工作者全部在寻求一个能缩短工艺步骤、简化设备、降低能耗、确保质量措施，即退煮漂染一浴法，该方法最大优点就在于：（1）产品质量可达成或超出国家标准；（2）步骤短，效率高；（3）节省能源，符合环境保护要求[2]。

但因为工艺中一直存在烧碱等污染环境物质，再加上多年来，生物科技迅猛发展，同时促进了生物酶在染整应用发展。
纯棉织物酶氧一浴法利用生物酶对淀粉、果胶、油脂、蜡质和蛋白质等杂质催化分解作用，和双氧水对色素、棉籽壳及其它残留杂质氧化分解作用来去除杂质。因为杂质得到了充足降解，故重新沾污织物可能性小，去杂效果好，且易洗尽、水耗少，对环境污染小。且含有步骤短、能耗小等优点，是一个值得推广及发展工艺。
伴随中国纺织工业快速发展，染料、助剂等化学工业也取得了长足进步。其中，硫化染料需求量仍然相对稳定一类染料。硫化染料是一类含硫染料，分子中含有2个或多个硫原子组成硫键，应用时将它还原成隐色体，使其溶解在水中，并对纤维染色[3]。硫化染料特点是生产工艺简短，价格低廉，坚牢度很好，应用方便，适适用于纤维素纤维和混纺纤维染色和印花，是一类大众化染料，染料本身对使用者身体健康没有危害，被认为是一个无毒染料[4]。
1.2 本论文关键研究内容
本论文关键探讨了棉机织物使用精炼酶进行前处理和硫化染料染色一浴法工艺。该工艺中退浆、煮练、漂白、硫化染料染色过程在同一浴中完成。针对硫化染料，选择合适前处理时间、精炼酶用量，双氧水用量和染色时间等，处理前处理和硫化染料同浴染色过程所产生矛盾；并经过深入试验分析和探讨，确定棉机织物前处理和硫化染料染色一浴法最好工艺条件。
关键研究内容包含：
（1）棉机织物前处理和硫化染料染色一浴法工艺条件（双氧水浓度、精炼酶浓度、硫化黑染料用量、硫化碱用量、染色时间等）对硫化染料染色性能影响。
（2）棉机织物前处理和硫化染料染色一浴法工艺确实定和和碱前处理一浴法染色工艺性能比较。

第2章 理论部分

2.1棉织物练漂和硫化染料染色传统工艺及其机理
2.1.1 棉纤维结构和性能及其练漂机理
棉纤维是从棉籽表皮上细胞突起生长而成。每根棉纤维就是一个细胞，棉纤维生长、发育分为纤维细胞延长生产和胞壁增厚两个阶段。成熟棉纤维组成成份如表0所表示。
棉纤维组织层次比较复杂，由内到外，依次为中腔、次生胞壁、初生胞壁、角质层。角质层是棉纤维最外层，关键有蜡质、果角质和蛋白质组成。角质层是棉花生长过程中表面物质硬化形成，所以含有疏水性。初生胞壁关键为纤维素网状结构，也包含一定量蜡质和果角质。初生胞壁很薄，约为30%，是碱处理或石磨处理关键对象。次生胞壁是纤维主体，约占纤维总量90%以上，次生胞壁纤维素含量很高，杂质含量较低。中腔大小和棉纤维胞壁厚度相关系，胞壁厚，中腔就小，反之中腔就大，所以对同一棉纤维来说，胞壁厚度和成熟度成反比。中腔内含有细胞核残余，残余物质有雪白和浅黄等颜色，这些决定了棉纤维本色。
表0成熟棉纤维组成（以绝对干燥纤维重量计算）

成份
含量（%）
成份
含量（%）
纤维素
94.0
有机酸
0.8
蜡状物质
0.6
果胶质
0.9
灰分
1.2
多糖类
0.3
含氮物质
1.3
未定部分
0.9

（1）棉纤维素
纤维素是一个多糖物质，其分子关键是由很多葡萄糖剩基连接起来，分子式可写成(C6H10O5)n。因为大分子含有多分散性，实际上纤维素是一个复杂同系物混合物，式中n为聚合度。棉聚合度为2500~10000。
纤维素大分子化学结构是由β-d-六环葡萄糖残基相互以1-4苷键连接而成。纤维素分子中葡萄糖剩基上有三个自由存在羟基，其中两个是仲羟基，一个是伯羟基，含有通常醇特征。化学性质比较活泼，亲核反应比水强，能够和染料和水发生吸附、氧化、酯化、醚化、交联和接枝等反应，在酸性条件下轻易发生水解反应。
从纤维素纤维形态和超分子结构来看，在保持纤维状态进行化学反应时，含有反应不均一特征，染整加工所进行化学反应往往多属于这类。这种现象关键和纤维形态和超分子结构不均一性相关。纤维素纤维分子在纤维中组成原纤、晶区和无定型区，形成了特定形态和超分子结构。不一样试剂在不一样介质中只能深入到纤维中一些区域，而不能抵达纤维内排列紧密晶区，造成各部分所发生化学反应程度不一样。
从棉纤维形态结构来看，棉纤维是一个细而长物体。一根成熟棉纤维由梢部、中部和基部组成。棉纤维梢部圆形度最高，中部次之，基部最低；横截面积为中部最大，基部次之，梢部最小；周长则梢部最小，中部和基部无显著差异。通常纤维顶端封闭，中部略粗，两端略细，纤维长度和宽度之比约为1000~3000倍。正常成熟棉纤维，纵向外观上含有天然转曲，即棉纤维纵面呈不规则而且沿纤维长度方向不停改变转向螺旋形扭曲。天然转曲是棉纤维所特有纵向形态特征，在纤维判别中能够从天然转曲这一特征将棉和其它纤维区分开来。天然转曲通常以棉纤维单位长度(厘米)中扭转半周(即180°)个数表示。细绒棉转曲数约为39~65个/cm，比正常成熟长绒棉少。正常成熟棉纤维转曲在纤维中部较多，梢部最少，成熟度低棉纤维，则纵向呈薄带状，没有或极少转曲。过成熟棉纤外观呈棒状，转曲也少。天然转曲使棉纤维含有一定抱协力，有利于纺纱工艺过程正常进行和成纱质量提升。但转曲反向次数多棉纤维强度较低。
（2）蜡状物质
蜡质不溶于水，但能溶于有机溶剂，含量大约为0.5~0.6%。蜡状物质和果胶质是造整天然棉纤维润湿性差关键原因，蜡状物质和脂肪存在于棉纤维最外层，对内部纤维素起到了保护作用，同时也阻止了前处理时碱剂对基质可及性。
（3）果胶质
果胶质是一个由两种以上单糖组成杂环多糖，它基础结构是聚半乳糖醛酸，可分为原果胶、过胶脂酸和果胶酸。棉织物中果胶质含量伴随棉纤维成熟度提升而降低。成熟棉纤维果胶质含量低于0.9~1%，在不成熟纤维中可高达6%。棉纤维中果胶质关键存在于纤维初生胞壁中。果胶酸虽有大量亲水性羟基和羧基，不过在棉纤维上果胶质却是以钙盐和镁盐形式存在，所以果胶质亲水性比纤维素要低，它存在会影响棉纤维吸水性，必需加以除去，不然会影响纤维色泽和润湿性，不利于后续染色、印花等加工[5]。
2.1.2 硫化染料结构
硫化染料是以部分芳胺、羟基芳胺和硫、硫化钠等在溶剂里一起加热制得。硫化染料结构复杂，确切分子结构尚不清楚。按S存在形式分为两种：
（1）杂环结构，决定硫化染料颜色。其中噻唑结构以黄、橙、棕色为主；吩噻嗪酮结构以黑、蓝、绿为主；噻蒽结构以棕色为主。
（2）开链结构，决定硫化染料染色性能。开链结构关键以二硫键、硫基和多硫键、亚砜基存在[6]。
2.1.3 棉织物前处理和硫化染料染色工艺
棉织物硫化染料染色传统工艺分为前处理和硫化染料染色过程。
（1）前处理
棉织物传统前处理工艺通常全部要经过退浆、煮练、漂白三个工序，工艺步骤较长、能耗人、去杂效果差、耗水多、废水污染严重等缺点。纯棉织物酶一氧一浴法前处理利用精炼酶对淀粉、果胶、油脂、蜡质和蛋白质等杂质催化分解作用，和双氧水对色素、棉籽壳及其它残留杂质氧化分解作用来去除杂质。因为杂质得到了充足降解，故重新沾污织物可能性小，去杂效果好，且易洗尽、水耗少，对环境污染小。氧漂即使用双氧水来漂白织物。过氧化氢是一个比较缓解、性能优良漂白剂，漂白出来织物白度较高，而且比较稳定，不易泛黄，漂白织物手感很好，纤维损伤较小。漂白过程中为了取得良好漂白效果，又不使纤维过分损伤，合适加入适量双氧水稳定剂，通常使用硅酸钠。现在已经广泛应用于棉织物漂白处理中[5]。
经过以上分析，我们知道要想在棉织物染色过程得到良好透染就需要对织物进行精心准备，前处理就是一个关键阶段。
（2）硫化染料染色过程
硫化染料不溶于水，用碱性还原剂可将染料还原成隐色体，并溶解在水中，隐色体钠盐能够被纤维吸附。染色过程能够分为下列过程：
1、染料还原溶解
硫化染料还原比较轻易，常见硫化钠作为还原剂，它还起碱剂作用。为预防隐色体被水解，可合适加入纯碱等物质。
2、染液中染料隐色体被纤维吸附
硫化染料隐色体在染液中以阴离子状态存在，它对纤维素纤维有直接性，能吸附在纤维表面并扩散进入纤维内部。
3、氧化处理
多数硫化染料隐色体氧化比较轻易，染色后经水洗和透风就能被空气氧化，还有一部分染料较难氧化，需要用氧化剂氧化。硫化黑染料沸染时对棉纤维有很好亲和力原因是染料分子较大。很多环状结构发色团由硫键(—S—)、二硫键（—S—S—）或多硫键（—SX—）相互联结而成，在染色中被硫化钠还原成硫氢基（—SH）并溶解于碱性溶液[7]。
棉织物硫化染料染色传统工艺尽管能够得到比很好染色效果，但缺点在于所需时间长，操作过程较为复杂，工作人员劳动量大，用水量大，耗能大，而且污水处理负担很严重，完全不符合现在所提倡清洁生产、节能减排理念，有待改善。
2.1.4 硫化染料染色注意事项
1、硫化染料溶解通常见少许清水进行调浆，然后在含有硫化碱溶液溶解。
2、溶解染料时需用软水，硬水会使染料生成不溶性色淀，造成染料损失和坯布染成色斑等疵病。
3、硫化碱用量要依据染液浓度、染料染色性能、染色浴比等情况而定。假如用量太少，染料还原和溶解不完全，造成染色不匀，染色后摩擦牢度较低，用量过多会造成上染率降低。
4、染浴中加入食盐等电解质有促染作用，可提升给色量。
5染浴中加入葡萄糖，关键是提升硫化碱在染浴中还原能力。加入纯碱能促进硫化染料在硫化碱中愈加好地还原溶解。
6、染色后必需立即进行水洗，充足去除浮色和硫化碱。假如未经清洗就进行氧化，会产生严重色斑。
7、硫化染料在溶解或染色过程中不能和铜质器材接触，因硫化碱遇铜会生成黑色硫化铜而影响染色质量。
2.2 棉织物硫化染料练染一浴理论探讨
2.2.1 硫化染料一浴法染色理论基础
在前处理完成后，漂液中仍残留着部分双氧水，对后面染色就会造成一定影响。为了处理前处理和染色连续进行，加入一定双氧水消除剂把残余双氧水去除，尽可能降低前处理后残液对后面染色造成色斑等问题。同时残余消除剂也应该不会对染色造成影响[5]。只要处理好前处理后染色前残留双氧水问题和选择合适双氧水消除剂，硫化染料一浴法染色对于实际生产来说，完全是能够接收。所以，从理论上说，采取前处理和染色一浴法染色设想是可行。
2.2.2 棉织物前处理和硫化染料染色一浴法中问题
棉织物前处理和染色在一浴中进行时，怎样消除前处理过程在染浴中加入双氧水对染色影响，成为本试验需要首先考虑问题。
棉织物漂白过程大多数全部是使用双氧水来进行漂白。我们使用30%双氧水对热比较稳定，但经过加入适量碱，可促进其深入分解。即使双氧水分解过程和所加碱成百分比关系，不过必需控制碱加入量。在整个漂白过程中，双氧水和氢氧化钠在高温下极不稳定：首先会生成大量羟基自由基，降低纤维素聚合度，损伤棉纤维；其次也会有大量未参与漂白反应双氧水白白浪费掉。所以在染浴中加入稳定是必需得，关键作用是降低双氧水分解率，充足发挥有效氧效率，并避免产生污斑。
在棉织物前处理和硫化染料染色一浴法合理化过程中，所使用双氧水漂白剂在产生有效作用后，怎样从染浴中将其去除，而且不会产生什么后续问题，这是关键。双氧水分解能够采取还原剂还原。
考虑到硫化染料染色需要使用硫化碱去还原染料，所以在中和双氧水使用硫化碱。另外，我们要注意加入还原剂量，每次双氧水剩下量全部不尽相同，还原剂量不管是多了还是少了全部会对后续染色有影响。还原剂量少了双氧水就会去除不净，剩下双氧水就会分解硫化染料，影响染料上色，使染料产生染花现象，假如还原剂量多了，也会是染料分解，使染料上染困难[8]。

第3章 试验部分

3.1 试验材料和仪器设备
（1）织物：棉机织布
（2）染料：硫化染料
（3）化学药剂：30%双氧水、精炼酶、渗透剂、硫化碱、硫化黑、纯碱、葡萄糖、氯化钠、（4）试验仪器和设备：烧杯、染杯、量筒、电子天平、HH－6数显恒温水浴锅、WSB-V智能白度测定仪、织物毛细效应仪、YG026PC型织物强力机、Color I Control 测色配色仪
3.2 测试方法
1、白度测定
使用WSB-V智能白度测定仪，打开电源，根据要求调零后，把前处理后布样对折，放在指定位置测试，然后读数，测布样不一样位置三次，取其平均值。
2、毛细效应测定
取30cmX2cm前处理后布样，用小夹子夹住布样一端，把布样放到水中，水面刚好浸过小夹子，测量水在30min沿棉织物所上升高度，然后读数，测不一样位置布样两次，取其平均值
3、强力测定
使用温州方圆仪器生产“YG026PC型织物强力机”进行测试，取15cmX5cm前处理后布样在YG026PC型织物强力机上拉伸，测试其断裂强力，其中试样夹持距离为75mm，测试不一样位置布样两次，取其平均值。
4、表面染色深度（K/S值）测定
K/S即表面深度。表面深度是指不透明固体物质颜色给大家直观深度感觉。K/S越大，表示颜色越深，即染料上染百分率很好；K/S越小，表示颜色越浅，即染料上染百分率较差。使用Color I Control 测色配色仪，分别在布样3个不一样点测试K/S值，取其平均值。
3.3 工艺步骤
3.3.1 传统工艺步骤
退浆→煮练→漂白→染色
3.3.2 两浴法工艺步骤
前处理→染色
3.3.3 生物酶前处理和染色一浴法工艺步骤
加入精炼酶于温水中，待其上升至40~50°C，精炼酶充足溶解，然后加入双氧水而且加热至95°C，经过前处理一段时间后再加入硫化碱及硫化黑，15分钟后加入氯化钠，上染一段时间后经水洗轧干氧化后再晾干。
3.4 试验过程
3.4.1 前处理工艺探讨
3.4.1.1 不一样浓度双氧水对前处理性能影响
（1） 处理液处方：精炼酶：1g / L
30%双氧水（g / L）：2、4、6、8
渗透剂：2g / L
浴比：1：30
（2）工艺步骤和条件：首先把坯布放到温水水中预润湿10min，然后加入精炼酶升温至40~50°C待精炼酶充足溶解后加入双氧水配置成溶液而且升温到95°C，然后投入预润湿后坯布，练漂60 min后再经热水洗和冷水洗，晾干。
加入精炼酶升温至40~50摄氏度
H2O2 、投入已预湿布样
95°C
60min
热水洗
冷水洗
晾干

图3-1生物酶前处理和染色一浴法工艺步骤前处理部分

3.4.1.2 不一样浓度精炼酶对前处理性能影响
（1）处理液处方：精炼酶（g / L）：0.5、1、2、3
30%双氧水：4 g /L
浴比：1：30
（2）工艺步骤和条件：首先把坯布放至温水水中预润湿10min，再加入精炼酶并升温至40~50°C待精炼酶充足溶解后加入双氧水配置成溶液而且升温到95°C，然后投入预润湿后坯布，练漂60 min后再经热水洗和冷水洗，晾干。
（试验步骤图图3-1示）

3.4.1.3 不一样处理时间对前处理性能影响
（1）处理液处方：处理时间（min）：30，45，60，75
30%双氧水：4 g / L
精炼酶：1g/L
浴比：1：30
（2）工艺步骤和条件：首先把坯布放到温水水中预润湿10min，然后加入精炼酶升温至40~50°C待精炼酶充足溶解后加入双氧水配置成溶液而且升温到95°C，然后投入预润湿后坯布，练漂60 min后再经热水洗和冷水洗，晾干。
（试验步骤图3-1示）

3.4.2 硫化染料染色工艺
3.4.2.1 不一样用量硫化黑染料对染色性能影响
（1） 染液处方：硫化黑（owf，%）：10、12、14、16
硫化碱（owf，%）：30
纯碱（owf，%）：2
葡萄糖（owf，%）：3
氯化钠（owf，%）：40（染色15min后再加入）
浴比：1：30

（2）工艺步骤和条件：首先把依据以上前处理最优工艺处理后布放到95°C水中预润湿5min，然后在95°C水中加入硫化碱、硫化染料并加入少许水进行调浆，倒入硫化碱溶液中，再加入纯碱、葡萄糖，15min后加入氯化钠，上染40min，经过冷水洗、轧干后，再在空气中氧化30min。
95℃
硫化碱、已调浆染料、纯碱、葡萄糖、投入已预润湿布样
氯化钠
15min
25min
水洗、轧干、空气氧化
冷水洗
晾干

图3-2硫化染料染色一浴法工艺步骤染色部分

3.4.2.2 不一样用量硫化碱对染色性能影响
（1）染液处方：硫化黑（owf，%）：14
硫化碱（owf，%）：25、30、35、40
纯碱（owf，%）：2
葡萄糖（owf，%）：3
氯化钠（owf，%）：40（染色15min后再加入）
浴比：1：30

（2） 工艺步骤和条件：首先把依据以上前处理最优工艺处理后布放到95°C水中预润湿5min，然后在95°C水中加入硫化碱，硫化染料中加入少许水进行调浆，倒入硫化碱溶液中，再加入纯碱、葡萄糖，投入布样，15min后加入氯化钠，上染40min，经过冷水洗、轧干后，在空气中氧化30min，最终经过皂煮，冷水洗，晾干。
（试验步骤图3-2示）

3.4.2.3 不一样处理时间对染色性能影响
（1）染液处方：硫化黑（owf，%）：14
硫化碱（owf，%）：30
纯碱（owf，%）：3
葡萄糖（owf，%）：3
氯化钠（owf，%）：40（染色15min后再加入）
浴比：1：30

（2）工艺步骤和条件：首先把依据以上前处理最优工艺处理后布放到95°C水中预润湿5min，然后在95°C水中加入硫化碱，硫化染料中加入少许水进行调浆，倒入硫化碱溶液中，再加入纯碱、葡萄糖，投入布样，15min后加入氯化钠，上染不一样时间（20、40、60、80）min，经过冷水洗、轧干后，在空气中氧化30min，最终经过皂煮，冷水洗，晾干。
（试验步骤图3-2示）

第4章 试验结果和讨论

4.1 前处理工艺条件对其性能影响
4.1.1 不一样浓度双氧水对前处理性能影响
双氧水不仅起到漂白作用, 而且还能够很好地去除棉织物上杂质作用。但双氧水浓度过大, 不仅会使棉织物强力损伤加大, 还会增加后续还原处理负担。因为双氧水存在于染浴中, 会造成硫化染料不稳定, 所以必需很好地控制[9]。不一样浓度双氧水对前处理性能影响见表1。

表4-1
双氧水浓度（g/L)
2
4
6
8
白度（%）
73.0
74.8
75.2
75.6
毛效（cm）
14.5
15.5
15
14
强力（N）
381.2
466.4
401.6
385.3

图4-1 不一样双氧水浓度对白度影响

图4-2 不一样双氧水浓度对毛效影响

图4-3 不一样双氧水浓度对强力影响

由图4-1中可知，织物白度伴随双氧水浓度增加而增加，但当双氧水浓度达成6g/L时候，白度增加不显著；由图4-2中可知，当双氧水浓度为4g/L时候，织物毛效最好；由图4-3中可知，织物强力伴随双氧水浓度增加而降低。所以表明双氧水浓度增加使得处理过程中对纤维损伤增加，强力则降低。因为考虑到后续染色为硫化染料染色，通常染深色，白度能够合适低。同时，双氧水浓度为4g/L时候，织物白度也有74.8%，所以综合考虑白度、毛效、强力、成本和后续加工等多个原因，能够选择双氧水浓度为4g/L进行织物前处理[10]。

4.1.2 不一样浓度精炼酶对前处理性能影响

表4-2
精炼酶浓度（g/L)
0.5
1
2
3
白度（%）
70.3
72.4
74.8
74.9
毛效（cm）
12
12.5
15
15.5
强力（N）
441.9
458.1
466.4
464.3

图4-4 不一样精炼酶浓度对白度影响

图4-5 不一样精炼酶浓度对毛效影响

图4-6 不一样精炼酶浓度对强力影响

由图4-4中可知，织物白度在精炼酶浓度为2g/L到3g/L区间几乎没有什么改变，3g/L以后就逐步减小，但改变幅度并不是很大，证实增加精炼酶浓度对双氧水漂白没有太大影响；由图4-5中可知，精炼酶浓度为2g/L时候就已经有很好毛效，继续增加氢氧化钠浓度，毛效没有多大改变；由图4-6中可知，织物强力伴随精炼酶浓度增加而降低，纤维损伤也逐步加大，所以强力降低。综合三方面原因影响，能够选择精炼酶浓度为2g/L来进行织物前处理[11]。
4.1.3 不一样处理时间对前处理性能影响
处理时间对植物前处理也含有一定影响，伴随处理时间增加，双氧水进行处理，白度和毛效会愈加好，但加大了对纤维损伤，致使强力降幅增大。只要在满足织物处理效果条件下，应尽可能缩短处理时间，同时达成了节能省时目标。处理时间不一样对前处理性能影响见表3。
表3

前处理时间（min)
30
45
60
75
白度（%）
70.4
73.2
74.8
73.8
毛效（cm）
12
13.3
15
14
强力（N）
336.1
380.6
466.4
402.8

图4-7 不一样处理时间对白度影响

图4-8 不一样处理时间对毛效影响

图4-9 不一样处理时间对强力影响

由图4-7中可知，伴随处理时间增加，白度也基础逐步增加；由图4-8中可知，伴随处理时间增加，毛效也逐步增加；由图4-9中可知，伴随处理时间增加，强力先增加后逐步减小。在60min以后织物各样性能逐步减低，有些位置出现泛黄，而且强力也会降低。能够看出，处理时间增加，多种化学药剂会继续作用棉织物，白度和毛效自然变好，强力自然因纤维损伤增加而降低。所以，综合三个原因影响和实际生产需要，应该选择处理时间为60min来进行织物前处理，会取得比很好效果。

4.2 染色工艺条件对染色性能影响
4.2.1 不一样用量硫化黑对染色性能影响
不一样用量硫化黑对染色性能影响见表4。

表4
硫化黑浓度(owf,%)
10
12
14
16
K/S值
20.47
23.16
25.75
26.94
毛效（cm）
15.5
16
15
16.5
强力N）
389.7
409.6
412.9
408.7

图4-10不一样硫化黑用量对棉织物K/S值影响

图4-11 不一样硫化黑用量对棉织物强力影响

图4-12 不一样硫化黑用量对棉织物毛效影响

由图4-10可知，伴随硫化黑染料用量升高，所染棉织物表观颜色深度展现增大趋势，浓度达成14%以后，织物表观颜色深度基础保持不变或稍微降低。可见，硫化黑染料用量不是越高越好，当染料用量过量时，就会造成有一部分染料无法还原为隐色体，染色过程中，就会有部分染料颗粒附于织物表面，经过水洗后就会被洗掉，K/S值就会基础保持不变或稍微降低。另外，由图4-12能够看出，伴随硫化黑染料用量增加，毛效基础上在15~16cm左右，改变不大，所以在实际生产中，假如没有尤其要求，在节省成本基础上硫化黑染料用量以14%为宜。

4.2.2 不一样用量硫化碱对染色性能影响

硫化碱作为双氧水消除剂同时也是硫化染料还原剂，所以在染色过程中，其用量对染色性能影响是至关关键。

表5
硫化碱浓度（owf,%）
25
30
35
40
K/S值
21.84
25.75
24.78
26.94
毛效（cm）
12.5
15
16
17
强力（N）

373.5
412.9
363.2
359.4

图4-12 不一样硫化碱用量对棉织物K/S值影响

图4-13不一样硫化碱用量对棉织物毛效影响

图4-14不一样硫化碱用量对棉织物强力影响

由图4-12可知，硫化碱用量达成12%时候，织物表观颜色深度最好，因为硫化碱用量太少，会造成染料还原和溶解不完全，甚至染色不匀等影响外观原因产生；用量过多，染浴碱度增加，会造成上染率降低，染色深度就不好，而且伴随硫化碱用量提升，织物中纤维受损直接影响到强力，从图4-14中显示强力也会对应地降低，而且加大了染色废水对环境造成危害[10]。所以硫化碱用量选择30%就最好。

4.2.3 不一样处理时间对染色性能影响
处理时间增加，染料上染纤维就越好，染色后织物表观颜色深度就越高。不一样处理时间对染色性能影响见表6。

表6

染色时间（min）
20
30
40
60
K/S值
22.12
25.75
25.12
25.06
毛效（cm）
15.5
15
14
13.5
强力（N）
432.1
412.9
401.1
389.8

图4-15 不一样处理时间对棉织物K/S值影响

图4-16 不一样处理时间对棉织物毛效影响

图417 不一样处理时间对棉织物强力影响

由图4-15中可看出，染色时间为多于20min时表观颜色深度逐步提升，到30min达成最好深度，接着伴随时间增加，颜色深度逐步降低，但幅度不大，由图4-16及4-17中能够看到，毛效和强力伴随染色时间增加对应降低，当超出30min后降低幅度有所提升，综合考虑成本原因及织物性能等，染色时间为30min为最好。

4.3酶前处理一浴法及传统碱前处理一浴法染色效果比较

表7

强力(N)
K/S值
酶前处理一浴法
412.98
25.759
碱前处理一浴法
352.95
30.265

图4-18 不一样工艺方法强力比较

图4-19 不一样工艺方法K/S值比较

由图4-18和图4-19中可看出，使用生物酶进行前处理织物强力显著比使用碱进行前处理要高，原因在于生物酶温和性对纤维损伤本身极少，同时也能够看出使用酶作为前处理试剂染布上染质量不如碱处理好。因为使用生物酶前处理杂质得到了充足降解，故重新沾污织物可能性小，去杂效果好，且易洗尽、水耗少，对环境污染小，相比之下碱前处理对纤维损伤较多，而且排出来废水对环境影响严重，综合考虑环境保护原因，在对染色效果没太高要求情况下，应该推广生物酶前处理一浴染法。

第5章 结论和展望

5.1 结论
1、经过选择合适精炼酶用量、控制适宜双氧水浓度、前处理时间、硫化碱用量、硫化黑用量及染色时间对棉机织物进行前处理和染色一浴法工艺从而取得愈加好染色效果。
2、经过试验分析最终确定了效果很好棉织物前处理和硫化染料染色一浴法工艺：
处方：30%双氧水4g/L、精炼酶1 g/L、硫化黑owf,% 14%、硫化碱owf,%30%、纯碱owf,% 2%、葡萄糖owf,%3%、氯化钠owf,%40%、浴比1：30、前处理时间60min、染色30min。
3、棉织物生物酶前处理和硫化染料染色一浴法工艺条件和碱前处理染色工艺相比较，突出表现在环境保护和功效优越性上面。
5.2 展望
本文只对生物酶前处理棉织物练染一浴作了初步探讨，确定了其最好工艺条件，从而实现现代生产实际所提倡清洁生产、节能减排理念。不过，我们还能够在这个基础作深入研究：比如其它染料工艺条件或使用其它生物酶作为前处理试剂等。譬如：前处理过程中，使用二氧化氯作为漂白剂进行漂白和和使用双氧水进行漂白练染一浴进行比较等等。所以，棉织物练染一浴还含有很大研究空间，仍需要我们作深入研究。

参考文件

[1] 王先平．清洁生产和节能减排．内蒙古环境科学．，20（6）：71-73
[2] 王芳．棉针织物直接染料煮漂染一浴