低温氧漂活化剂TAED结构性能表征及其在漂白中的应用（一）

　　李青，唐人成

　　0前言

　　双氧水漂白是纤维素纤维制品(尤其是棉麻)广泛采用的漂白方法，也是一种对环境友好的漂白方法。但是，双氧水漂白也存在往往采用高温强碱条件、能耗高、铁离子催化双氧水分解和催化纤维素氧化降解、不太适用于碱敏感性纤维漂白等缺点。因此，长期以来，印染工作者一直在寻求对环境友好、能耗低、漂白白度高、漂白条件温和的新的漂白方法，并在积极探讨精练和漂白一浴进行的节能降耗型的低温前处理技术。

　　过乙酸已被证明可应用于纺织品的漂白，可在弱酸性至弱碱性条件及低温下获得较好的漂白效果。众所周知，用双氧水和乙酸酐(或乙酸)反应制备过乙酸时过乙酸的生成量因反应条件的变化而差异较大，有时产物也较复杂，制备高浓度的过乙酸溶液还存在爆炸的危险，过乙酸溶液在运输和贮存稳定性方面均存在问题。四乙酰乙二胺(TAED)和双氧水能按理论摩尔比反应生成过乙酸(见图1)，用双氧水/TAED漂白同样能降低漂白的温度，可在低温下获得良好的漂白效果，文献中将TAED的这种作用称为活化作用。在国外，英国Warwick International公司的研究人员较早地将TAED产品应用于纺织品漂白，该公司应用于纺织品漂白的TAED商品名为WarwickT2O2，该产品的TAED有效含量为65%，水溶性较好。国际上，有多家公司生产TAED产品，其主要应用是用作洗涤剂的添加剂，在日朋和工业洗涤行业有着广泛的应用。一般公司生产的TAED产晶是高纯度(大于90%)的粒状剂型产品。根据文献报道和作者的试验结果可知，在纺织品漂白中，如果溶解性不佳的粒状TAED溶解和加料方式以及漂白组分和条件不合适，该类产品在初始漂白时在溶液中存在悬浮物。因此，有必要对不同形式的TAED产品结构和组成进行分析，并对双氧水/高纯度TAED产晶漂白特点和工艺条件进行研究。

　　图1双氧水与TAED生成过乙酸的方程式

　　本研究采用广角x-射线衍射、红外光谱和紫外可见吸收光谱对市售的几种低温氧漂活化剂TAED产品进行了结构表征，测定了其溶解度，并采用国产的高纯度TAED粉状产品进行了棉和竹浆/棉针织物的双氧水/TAED漂白试验，对其漂白工艺进行了深入的探讨。本文的研究结果对印染企业选择合适的漂白方法和制定漂白工艺条件、对印染助剂企业开发新型漂白活化剂及其产品剂型具有重要的参考价值。

　　1试验材料和方法

　　1.1试验材料

　　氧化漂白剂：30%双氧水(分析纯)，氧漂活化剂TAED(试验所用六种TAED商品的有效含量、外观、生产厂家见表1)。

　　其它化学品：纯碱、硅酸钠(分析纯)，净洗剂InvadineDA(亨斯迈纺织染化有限公司)。

　　织物：棉机织物、苎麻机织物、竹浆/蚕丝提花机织物、棉针织物、竹浆/棉混纺纱针织物(40s，竹浆/棉混纺比70：30)、莫代尔/牛奶丝(40s，莫代尔/牛奶丝混纺比70：30)、大豆纤维针织物(40s)。

　　表1实验所用六种TAED产品

　　1.2基本漂白方法

　　漂白液处方：30%双氧水x g/L、TAED y g/L、纯碱2g/L、硅酸钠1 g/L、净洗剂1g/L，浴比1：30。室温下配置漂白液，30℃时投入织物，以2℃/min的速度升至70℃后保温30min，漂白结束后充分水洗，自然晾干。漂白在XW-ZDR-25X12型低噪振荡式染样机(靖江市新旺染整设备厂)中进行。

　　1.3测试方法

　　广角x-射线衍射(WAXD)：在X’Pert-Pro MPD型x射线衍射仪(荷兰帕纳科公司)上测定，粉末法制样。测试条件：功率3kW(管压40kV，管电流40mA)铜靶，扫描速度2°/min，扫描范同5°～50°。

　　傅立叶红外光谱(FT-IR)在Nicolet5700型傅立叶变换红外光谱仪(美国默赛飞世尔科技)上测定，采用溴化钾压片法制样。

　　紫外-可见光谱(UV-VIS)：在Shimadzu UV-1800双光束紫外分光光度计(日本岛津)上测定。

　　颜色特征：织物的三刺激值x、Y、z及L、a、b和C值(Hunter表色体系)在UltraScan PRO测色仪上测定，采用D65光源和10°观察角。亨特白度(WI)用式(1)计算，黄度(YI)用式(2)计算。

　　pH值：用PHS-3型精密数显酸度计(上海天达仪器有限公司)测定。

　　TAED溶解度：溶解度测定的常用方法有平衡法和动态法。本实验采用动态法测定TAED在不同温度下的溶解度：首先根据预实验结果，称取一定量TAED产品于三口烧瓶中，并加入一定量的水；设定温度，开启搅拌和控温系统；待其稳定后，再缓慢滴加水，并保持瓶内温度在设定范围内；观察TAED至完全溶解停止滴水，记下加入水量，根据TAED加入量计算出该温度下的溶解度。

　　2结果与讨论

　　2.1 TAED产品结构性能表征

　　2.1.1结晶结构

　　TAED产品的结晶结构可能会受合成反应条件、生产时结晶条件、添加剂等的影响。用广角x-射线衍射分析可研究TAED产品的结晶结构，测试结果见图2。由图2可知，四种TAED产品的主衍射峰所处位置均相同，说明这些产品具有相同的晶型或晶体结构，但金科TAED各产品的衍射峰强度或面积均小于SDC白色粒状产品，说明它们的结品程度或结晶度低于SDC白色颗粒产品。

　　图2四种TAED产品的广角X-射线衍射曲线

　　2.1.2红外光谱

　　红外光谱可用于分析TAED产品所含化学品的官能团，并定性地分析其纯度，分析结果如图3所示。对TAED官能团归属分析结果如下：2945cm-1，CH3 vas(C-H)吸收峰；1706cm-1,1680cm-1，酰胺I之C=O伸缩振动；1433cm-1，CH2δs(C-H)吸收峰；1382cm-1,1356cm-1，CH3δs(C—H)吸收峰；1270cm-1,1193cm-1，酰胺Ⅲ之c-N伸缩振动；761cm-1，CH2ρ(c-H)吸收峰。

　　图3六种TAED产品的红外光谱

　　由图3可知：金科蓝色粒状TAED产品在3500～3250cm-1之间存在明显的吸收峰，估计是其中造粒剂所致。金科白色粉状和粒状TAED产品的红外光谱与SDC和Clariant的TAED产品基本一致。入种TAED产品在1740～1670 cm-1之间存在酰胺I的羰基伸缩振动吸收峰，在1235～1165 cm-1之间存在酰胺III的C-N强吸收峰，这是TAED的乙酰基所致。

　　Warwick T2O2产品(TAED含量65%)与高纯TAED产品(TAED含量高于90%)红外光谱的重大区别在于，其在3425cm-1、1642cm-1、1562cm-1、806cm-1存在吸收峰，这是其它添加剂所致(其中的添加剂也导致两者在应心中的水溶性存在重大差别)。