實驗11 棉織物的漂白

織物漂白加工的主要目的是去除天然色素，提高織物的白度，滿足漂白織物和淺色織物加工的要求。雙氧水是棉織物常用的氧化性漂白劑，是通過氧化反應，破壞色素的共軛體系，達到漂白的目的。

雙氧水（H₂O₂）是溫和的氧化漂白劑，如果有銅、鐵屑等存在，會使雙氧水迅速分解，導致有效成分的損失和織物強力的損傷，嚴重時可使棉布產生破洞。因此在漂液中要加入對金屬離子有束縛作用的穩定劑，穩定劑的作用是阻止重金屬離子對H₂O₂的催化分解，使H₂O₂在漂白過程中保持較高的氧化能力，進行有效的漂白，不致浪費有效成分和過度損傷纖維。通常棉織物漂白用硅酸鈉作為穩定劑，但也用其他非硅酸鹽穩定劑如無機磷酸鹽、有機螯合劑、蛋白質降解產物及有機多元膦酸鹽等。

白度值是評價漂白效果的重要指標。漂白后，織物白度提高，但纖維會受到不同程度的損傷。由于氧化漂白時，纖維素纖維被氧化生成氧化纖維素，氧化纖維素含有較多的醛基，因此可利用醛基的還原性來測定纖維素氧化損傷程度。另外纖維受損也造成織物強力下降，所以測定漂白前后織物的強力也可說明纖維受損程度。

通過本實驗掌握雙氧水漂白的工藝，掌握漂白劑質量濃度和分解率的測定方法，掌握棉織物漂白效果的測定方法，了解漂白對織物強力的影響。

一、雙氧水漂白

（一）雙氧水漂白工藝實驗

1.主要實驗材料、化學品和儀器

經退漿煮練的純棉織物，雙氧水，氫氧化鈉，氧漂穩定劑，滲透劑JFC，恒溫水浴鍋，酸度計。

2.實驗處方及工藝條件

氧漂穩定劑的選擇：

氧漂穩定劑品種　用量

穩定劑TF-122　1g/L

1.38g/cm³（40°Bé）硅酸鈉　7g/L

穩定劑KS-W　5g/L

硅溶膠　5g/L

非硅型穩定劑197　6g/L

3.實驗步驟

取兩塊經退煮的純棉織物30cm×30cm，稱量并按實驗處方配制工作液（比處方量多30mL，用于漂前濃度測定），水浴加熱至（90±2）℃，分別投入織物，保溫浸漂60min，取出織物（保留漂液，用于漂后濃度測定），室溫水洗，晾干，留做漂白效果測試。

（二）雙氧水質量濃度和分解率的測定（高錳酸鉀法）

1.主要實驗化學品和儀器

高錳酸鉀，硫酸，燒杯，移液管，洗耳球，錐形瓶，酸式滴定管。

2.實驗步驟

先配制高錳酸鉀標準溶液和硫酸溶液。

準確移取5mL的雙氧水漂液，置于100mL的錐形瓶中，加入硫酸10mL，搖勻，用高錳酸鉀標準溶液滴定，當溶液呈現微紅色且30s不消失即為終點。記錄耗用的高錳酸鉀溶液體積V，平行滴定3次，取平均值。

高錳酸鉀法測定雙氧水質量濃度基于如下反應式：

式中：ρ——H₂O₂質量濃度，g/L；

——高錳酸鉀濃度，mol/L；

——耗用高錳酸鉀體積，mL；

V（H₂O₂）——雙氧水體積，mL；

34——雙氧水摩爾質量，g/mol。

二、白度的測定

1.主要實驗材料和儀器

漂白前后的織物，WSD-Ⅲ全自動型白度儀（參見實驗10圖10-1）。

2.實驗步驟

WSD-Ⅲ全自動型白度儀的調試和使用同實驗10。將織物折成4層（織物表面紋路方向盡可能一致，織物平整），待儀器準備好即可測定。1塊織物測3個不同地方取平均值。

比較不同pH條件下，次氯酸鈉漂白前后織物的白度，比較并分析氧漂穩定劑對雙氧水漂白的影響。

三、棉纖維損傷程度的測定

（一）費林試劑法

費林試劑是氧化銅堿溶液，氧化銅在堿中難溶解，通常加入酒石酸與銅離子形成穩定的銅絡離子。銅絡離子能被纖維素的醛端基還原，在纖維中形成紅棕色的氧化亞銅沉淀。纖維受損后，末端醛基量增加，氧化亞銅沉淀使試樣顏色加深。

1.主要實驗用化學品和儀器

硫酸銅，氫氧化鈉，酒石酸鈉鉀，燒杯，量筒，電子天平。

2.實驗步驟

稱取17.5g硫酸銅，放入燒杯中，用250mL蒸餾水溶解，配制成A溶液；另稱取91g酒石酸鈉鉀和25g氫氧化鈉，放入燒杯中，用250mL蒸餾水溶解，配制成B溶液。

取A、B溶液各25mL，放入250mL燒杯中，再加入100mL蒸餾水，攪拌混勻即為費林試劑，加熱混合溶液至沸，投入試樣，保持微沸10min，取出，用60℃左右的蒸餾水洗3～4次，烘干，根據織物上氧化亞銅顏色的深淺，判定纖維的損傷程度。

（二）銅值法

銅值是指100g干燥的纖維使氧化銅還原成氧化亞銅，折合成金屬銅的量（g）。銅值法是利用纖維素末端醛基的還原性，將高價銅還原生成氧化亞銅沉淀，氧化亞銅可以定量地使鐵鹽還原成亞鐵鹽，生成的亞鐵鹽用硫酸鈰標準溶液滴定，根據硫酸鈰標準溶液的消耗量，換算出金屬銅的量（g）。其原理基于以下反應式：

合并式（11-1）、式（11-2）：

由此，1mmol的Ce（SO₄）₂可以還原0.06354g銅。

正常練漂后織物的銅值不超過0.1，纖維水解而強力損失10%～15%的銅值約為0.3～1.5，完全脆損的水解纖維素銅值為3.5～9.0。

1.主要實驗材料、化學品和儀器

漂白前后棉織物，硫酸銅（CuSO₄·5H₂O），無水碳酸鈉，碳酸氫鈉，硫酸鐵銨［NH₄Fe（SO₄）₂·12H₂O］，硫酸鈰銨，硫酸亞鐵銨，硫酸，鄰菲羅啉亞鐵指示劑，燒杯，量筒，溫度計，移液管，洗耳球，錐形瓶，酸性滴定管，稱量瓶，干燥器，烘箱，2號砂芯漏斗，吸濾瓶，振蕩式水浴鍋。

2.實驗步驟

（1）溶液配制。

①硫酸銅溶液A。稱取5g硫酸銅（CuSO₄·5H₂O），放入燒杯中，加50mL蒸餾水使之溶解。

②碳酸鈉—碳酸氫鈉溶液B。稱取65g無水碳酸鈉，放入燒杯中，加350mL蒸餾水并加熱至70℃，攪拌使之溶解；再加入25g碳酸氫鈉，攪拌至溶解；過濾，冷卻，加水至500mL。

③硫酸鐵銨［NH₄Fe（SO₄）₂·12H₂O］溶液C。稱取25g硫酸鐵銨，放入燒杯中，加入120mL蒸餾水溶解，緩慢加入35mL濃硫酸，不斷攪拌，冷卻，補加蒸餾水至250mL。

④硫酸亞鐵銨標準溶液D。精確稱取硫酸亞鐵銨5.0g，溶于蒸餾水中，計算亞鐵的濃度。

⑤硫酸鈰銨標準溶液E。稱取7.5g硫酸鈰銨放入250mL的燒杯中，再加13mL濃硫酸，緩慢加熱，攪拌，至開始冒煙為止。冷卻，緩慢加入蒸餾水至250mL，混合均勻。

準確移取D溶液25mL于250mL的錐形瓶中，加入硫酸25mL，滴加2滴鄰菲羅啉亞鐵指示劑，用硫酸鈰銨溶液滴定至溶液由橙紅色變到淺藍色，記錄數據，計算硫酸鈰銨溶液濃度c（Ce⁴⁺）。

（2）銅值測定。稱取約2.5g（精確至0.001g）試樣，剪成2mm×2mm左右的小碎塊，放入稱量瓶，在105～110℃下烘60min，取出，迅速放入干燥器中，冷卻至室溫，準確稱重（W）并將試樣放入100mL的錐形瓶內。在燒杯中加入95mL的B液和5mL的A液，混合均勻，蓋上表面皿，加熱至沸。將混合液倒入盛樣品的錐形瓶內，蓋上空心瓶塞，在振蕩水浴鍋中沸煮3h。然后，用2號砂芯漏斗吸濾，用稀釋10倍的B液洗滌試樣，并用粗玻璃棒擠壓試樣，以盡量多地去除洗液。用60℃熱水加滿漏斗，洗滌6次，吸濾。倒掉吸濾瓶中的液體，并用蒸餾水沖洗干凈，再裝上吸濾瓶，加入15mL的C液，與試樣上的氧化亞銅反應，重復操作三次。然后用硫酸15mL洗兩次，最后用熱蒸餾水洗三次，以使溶解的氧化亞銅較徹底地轉移到濾液中。將濾液轉移至錐形瓶中，滴加2～3滴鄰菲羅啉亞鐵指示劑，用標準硫酸鈰銨E滴定至溶液由紅變淺藍色即為終點。記錄耗用的標準硫酸鈰銨溶液量V，按下式計算銅值。

式中：V——耗用標準硫酸鈰銨溶液，mL；

c——標準硫酸鈰銨溶液濃度，mol/L；

W——試樣干重，g。

（三）織物斷裂強力的測定（參照GB/T 3923.1—2013）

1.主要實驗材料和儀器

漂白前后織物，HD026N型電子織物強力儀（圖11-1），干燥器（或恒溫恒濕箱）。

圖11-1 HD026N型電子織物強力儀

2.實驗步驟

織物斷裂強力的測定按國標GB/T 3923.1—2013《紡織品 織物拉伸性能 第1部分：斷裂強力和斷裂伸長率的測定（條樣法）》進行。

試樣為30cm×6cm條樣，五經五緯，拆去條樣長邊紗線，使條樣的長邊不含斷紗線，且短邊有效長度為5cm。將拆好毛邊的織物放入相對濕度為65%的干燥器（或恒溫恒濕箱）中，室溫（或25℃）平衡12h以上。

按使用說明書調試織物強力儀，調節上下夾頭之間的距離為20cm，旋動上夾頭松緊柄，使夾頭分開約1cm的距離，從干燥器取出一條試樣，將試樣短邊送入上夾頭，條樣要居于夾頭中間且短邊紗線與夾口平行，旋動松緊柄，夾緊條樣。按上述操作，將條樣下端送入下夾頭，用鐵夾夾住（短邊紗線與夾口平行）條樣下端，使條樣自然下垂，旋動松緊柄，夾緊條樣。扳動上夾頭固定鎖，鎖定上夾頭，設定拉伸速度為10cm/min，給出拉伸指令，下夾頭下降，直至將織物拉斷。測定五經五緯試樣，各自取平均值為試樣的經向強力和緯向強力，按下式計算強力下降率（簡稱降強率）。

（四）織物潛在損傷的測定

1.主要實驗材料和儀器

漂白前后織物，氫氧化鈉（1g/L），HD026N型電子織物強力儀，剪刀，鋼尺，天平。

2.實驗步驟

將漂白后的試樣按織物斷裂強力的測定方法要求各剪四條，并各取兩條在1g/L的NaOH溶液（浴比1∶30）中，于95～100℃的條件下堿煮30min，經水洗、晾干。按電子織物強力儀的操作規程測定未漂白織物及漂白織物經堿煮前后的強力，實驗結果取兩次實驗的平均值。

注意事項

1.漂白時織物不能較長時間浮出液面，且要適當翻動，以使織物處理均勻。另外，高溫漂白要注意及時補水以保持浴比。

2.白度測定時，織物要保持平整。

3.銅值測定時，要嚴格控制溫度和加熱時間，操作要迅速。

4.織物斷裂強力測定時，制備條樣盡量沿長邊紗線裁齊，避免斷紗線過多，影響條樣尺寸。

思考題

雙氧水漂白時，為什么加氧漂穩定劑？