实验11 棉织物的漂白

织物漂白加工的主要目的是去除天然色素，提高织物的白度，满足漂白织物和浅色织物加工的要求。双氧水是棉织物常用的氧化性漂白剂，是通过氧化反应，破坏色素的共轭体系，达到漂白的目的。

双氧水（H₂O₂）是温和的氧化漂白剂，如果有铜、铁屑等存在，会使双氧水迅速分解，导致有效成分的损失和织物强力的损伤，严重时可使棉布产生破洞。因此在漂液中要加入对金属离子有束缚作用的稳定剂，稳定剂的作用是阻止重金属离子对H₂O₂的催化分解，使H₂O₂在漂白过程中保持较高的氧化能力，进行有效的漂白，不致浪费有效成分和过度损伤纤维。通常棉织物漂白用硅酸钠作为稳定剂，但也用其他非硅酸盐稳定剂如无机磷酸盐、有机螯合剂、蛋白质降解产物及有机多元膦酸盐等。

白度值是评价漂白效果的重要指标。漂白后，织物白度提高，但纤维会受到不同程度的损伤。由于氧化漂白时，纤维素纤维被氧化生成氧化纤维素，氧化纤维素含有较多的醛基，因此可利用醛基的还原性来测定纤维素氧化损伤程度。另外纤维受损也造成织物强力下降，所以测定漂白前后织物的强力也可说明纤维受损程度。

通过本实验掌握双氧水漂白的工艺，掌握漂白剂质量浓度和分解率的测定方法，掌握棉织物漂白效果的测定方法，了解漂白对织物强力的影响。

一、双氧水漂白

（一）双氧水漂白工艺实验

1.主要实验材料、化学品和仪器

经退浆煮练的纯棉织物，双氧水，氢氧化钠，氧漂稳定剂，渗透剂JFC，恒温水浴锅，酸度计。

2.实验处方及工艺条件

氧漂稳定剂的选择：

氧漂稳定剂品种　用量

稳定剂TF-122　1g/L

1.38g/cm³（40°Bé）硅酸钠　7g/L

稳定剂KS-W　5g/L

硅溶胶　5g/L

非硅型稳定剂197　6g/L

3.实验步骤

取两块经退煮的纯棉织物30cm×30cm，称量并按实验处方配制工作液（比处方量多30mL，用于漂前浓度测定），水浴加热至（90±2）℃，分别投入织物，保温浸漂60min，取出织物（保留漂液，用于漂后浓度测定），室温水洗，晾干，留做漂白效果测试。

（二）双氧水质量浓度和分解率的测定（高锰酸钾法）

1.主要实验化学品和仪器

高锰酸钾，硫酸，烧杯，移液管，洗耳球，锥形瓶，酸式滴定管。

2.实验步骤

先配制高锰酸钾标准溶液和硫酸溶液。

准确移取5mL的双氧水漂液，置于100mL的锥形瓶中，加入硫酸10mL，摇匀，用高锰酸钾标准溶液滴定，当溶液呈现微红色且30s不消失即为终点。记录耗用的高锰酸钾溶液体积V，平行滴定3次，取平均值。

高锰酸钾法测定双氧水质量浓度基于如下反应式：

式中：ρ——H₂O₂质量浓度，g/L；

——高锰酸钾浓度，mol/L；

——耗用高锰酸钾体积，mL；

V（H₂O₂）——双氧水体积，mL；

34——双氧水摩尔质量，g/mol。

二、白度的测定

1.主要实验材料和仪器

漂白前后的织物，WSD-Ⅲ全自动型白度仪（参见实验10图10-1）。

2.实验步骤

WSD-Ⅲ全自动型白度仪的调试和使用同实验10。将织物折成4层（织物表面纹路方向尽可能一致，织物平整），待仪器准备好即可测定。1块织物测3个不同地方取平均值。

比较不同pH条件下，次氯酸钠漂白前后织物的白度，比较并分析氧漂稳定剂对双氧水漂白的影响。

三、棉纤维损伤程度的测定

（一）费林试剂法

费林试剂是氧化铜碱溶液，氧化铜在碱中难溶解，通常加入酒石酸与铜离子形成稳定的铜络离子。铜络离子能被纤维素的醛端基还原，在纤维中形成红棕色的氧化亚铜沉淀。纤维受损后，末端醛基量增加，氧化亚铜沉淀使试样颜色加深。

1.主要实验用化学品和仪器

硫酸铜，氢氧化钠，酒石酸钠钾，烧杯，量筒，电子天平。

2.实验步骤

称取17.5g硫酸铜，放入烧杯中，用250mL蒸馏水溶解，配制成A溶液；另称取91g酒石酸钠钾和25g氢氧化钠，放入烧杯中，用250mL蒸馏水溶解，配制成B溶液。

取A、B溶液各25mL，放入250mL烧杯中，再加入100mL蒸馏水，搅拌混匀即为费林试剂，加热混合溶液至沸，投入试样，保持微沸10min，取出，用60℃左右的蒸馏水洗3～4次，烘干，根据织物上氧化亚铜颜色的深浅，判定纤维的损伤程度。

（二）铜值法

铜值是指100g干燥的纤维使氧化铜还原成氧化亚铜，折合成金属铜的量（g）。铜值法是利用纤维素末端醛基的还原性，将高价铜还原生成氧化亚铜沉淀，氧化亚铜可以定量地使铁盐还原成亚铁盐，生成的亚铁盐用硫酸铈标准溶液滴定，根据硫酸铈标准溶液的消耗量，换算出金属铜的量（g）。其原理基于以下反应式：

合并式（11-1）、式（11-2）：

由此，1mmol的Ce（SO₄）₂可以还原0.06354g铜。

正常练漂后织物的铜值不超过0.1，纤维水解而强力损失10%～15%的铜值约为0.3～1.5，完全脆损的水解纤维素铜值为3.5～9.0。

1.主要实验材料、化学品和仪器

漂白前后棉织物，硫酸铜（CuSO₄·5H₂O），无水碳酸钠，碳酸氢钠，硫酸铁铵［NH₄Fe（SO₄）₂·12H₂O］，硫酸铈铵，硫酸亚铁铵，硫酸，邻菲罗啉亚铁指示剂，烧杯，量筒，温度计，移液管，洗耳球，锥形瓶，酸性滴定管，称量瓶，干燥器，烘箱，2号砂芯漏斗，吸滤瓶，振荡式水浴锅。

2.实验步骤

（1）溶液配制。

①硫酸铜溶液A。称取5g硫酸铜（CuSO₄·5H₂O），放入烧杯中，加50mL蒸馏水使之溶解。

②碳酸钠—碳酸氢钠溶液B。称取65g无水碳酸钠，放入烧杯中，加350mL蒸馏水并加热至70℃，搅拌使之溶解；再加入25g碳酸氢钠，搅拌至溶解；过滤，冷却，加水至500mL。

③硫酸铁铵［NH₄Fe（SO₄）₂·12H₂O］溶液C。称取25g硫酸铁铵，放入烧杯中，加入120mL蒸馏水溶解，缓慢加入35mL浓硫酸，不断搅拌，冷却，补加蒸馏水至250mL。

④硫酸亚铁铵标准溶液D。精确称取硫酸亚铁铵5.0g，溶于蒸馏水中，计算亚铁的浓度。

⑤硫酸铈铵标准溶液E。称取7.5g硫酸铈铵放入250mL的烧杯中，再加13mL浓硫酸，缓慢加热，搅拌，至开始冒烟为止。冷却，缓慢加入蒸馏水至250mL，混合均匀。

准确移取D溶液25mL于250mL的锥形瓶中，加入硫酸25mL，滴加2滴邻菲罗啉亚铁指示剂，用硫酸铈铵溶液滴定至溶液由橙红色变到浅蓝色，记录数据，计算硫酸铈铵溶液浓度c（Ce⁴⁺）。

（2）铜值测定。称取约2.5g（精确至0.001g）试样，剪成2mm×2mm左右的小碎块，放入称量瓶，在105～110℃下烘60min，取出，迅速放入干燥器中，冷却至室温，准确称重（W）并将试样放入100mL的锥形瓶内。在烧杯中加入95mL的B液和5mL的A液，混合均匀，盖上表面皿，加热至沸。将混合液倒入盛样品的锥形瓶内，盖上空心瓶塞，在振荡水浴锅中沸煮3h。然后，用2号砂芯漏斗吸滤，用稀释10倍的B液洗涤试样，并用粗玻璃棒挤压试样，以尽量多地去除洗液。用60℃热水加满漏斗，洗涤6次，吸滤。倒掉吸滤瓶中的液体，并用蒸馏水冲洗干净，再装上吸滤瓶，加入15mL的C液，与试样上的氧化亚铜反应，重复操作三次。然后用硫酸15mL洗两次，最后用热蒸馏水洗三次，以使溶解的氧化亚铜较彻底地转移到滤液中。将滤液转移至锥形瓶中，滴加2～3滴邻菲罗啉亚铁指示剂，用标准硫酸铈铵E滴定至溶液由红变浅蓝色即为终点。记录耗用的标准硫酸铈铵溶液量V，按下式计算铜值。

式中：V——耗用标准硫酸铈铵溶液，mL；

c——标准硫酸铈铵溶液浓度，mol/L；

W——试样干重，g。

（三）织物断裂强力的测定（参照GB/T 3923.1—2013）

1.主要实验材料和仪器

漂白前后织物，HD026N型电子织物强力仪（图11-1），干燥器（或恒温恒湿箱）。

图11-1 HD026N型电子织物强力仪

2.实验步骤

织物断裂强力的测定按国标GB/T 3923.1—2013《纺织品 织物拉伸性能 第1部分：断裂强力和断裂伸长率的测定（条样法）》进行。

试样为30cm×6cm条样，五经五纬，拆去条样长边纱线，使条样的长边不含断纱线，且短边有效长度为5cm。将拆好毛边的织物放入相对湿度为65%的干燥器（或恒温恒湿箱）中，室温（或25℃）平衡12h以上。

按使用说明书调试织物强力仪，调节上下夹头之间的距离为20cm，旋动上夹头松紧柄，使夹头分开约1cm的距离，从干燥器取出一条试样，将试样短边送入上夹头，条样要居于夹头中间且短边纱线与夹口平行，旋动松紧柄，夹紧条样。按上述操作，将条样下端送入下夹头，用铁夹夹住（短边纱线与夹口平行）条样下端，使条样自然下垂，旋动松紧柄，夹紧条样。扳动上夹头固定锁，锁定上夹头，设定拉伸速度为10cm/min，给出拉伸指令，下夹头下降，直至将织物拉断。测定五经五纬试样，各自取平均值为试样的经向强力和纬向强力，按下式计算强力下降率（简称降强率）。

（四）织物潜在损伤的测定

1.主要实验材料和仪器

漂白前后织物，氢氧化钠（1g/L），HD026N型电子织物强力仪，剪刀，钢尺，天平。

2.实验步骤

将漂白后的试样按织物断裂强力的测定方法要求各剪四条，并各取两条在1g/L的NaOH溶液（浴比1∶30）中，于95～100℃的条件下碱煮30min，经水洗、晾干。按电子织物强力仪的操作规程测定未漂白织物及漂白织物经碱煮前后的强力，实验结果取两次实验的平均值。

注意事项

1.漂白时织物不能较长时间浮出液面，且要适当翻动，以使织物处理均匀。另外，高温漂白要注意及时补水以保持浴比。

2.白度测定时，织物要保持平整。

3.铜值测定时，要严格控制温度和加热时间，操作要迅速。

4.织物断裂强力测定时，制备条样尽量沿长边纱线裁齐，避免断纱线过多，影响条样尺寸。

思考题

双氧水漂白时，为什么加氧漂稳定剂？