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丝光渗透剂应用性能
摘要:
选用烷基磷酸酯类丝光渗透剂,并对其合成产品进行耐碱性和渗透性测试:
同时,通过丝光工艺艺实验的结果表明:
合成产品不仅具有很强的耐碱性,而且具有良好的渗透性,其丝光钡值可达到理想的效果。
关键词:
磷酸酯;
测试;
耐碱性;
渗透性
渗透剂在印染加工中应用非常广泛.目前市场上渗透剂的种类很多,其耐碱程度也各不相同.如:
普通的快速渗透剂在无碱及低碱下具有很好的渗透性,但其耐碱性很差;
进口的丝光渗透剂、碱减量渗透剂,虽然其耐碱性很高,甚至可达到NaOH400g/L,但这种类型的渗透剂只有在高碱时具有良好的渗透性和耐碱稳定性,在无碱或NaOHl50g/L以下时渗透性很差.随着生产的发展,由于在现代染整加工过程中,织物上存在浆料、果胶等杂质,不利于碱氧液的渗入而影响处理效果.有些工艺是在强碱,浓碱介质中进行的,比如前处理的丝光,碱浓度达200g/L以上.为了满足生产需要,通常在工作液中加入渗透剂,而普通渗透剂耐碱性都很低,不能达到理想效果.因此,合成一个有良好渗透性和耐碱性的渗透剂是必要的.高效、节能、节时、缩短工艺、稳定质量成为印染厂追求的共同目标.
棉及共混纺织物使用浓碱进行丝光已成为染整加工中的一个关键工艺。
但是,丝光时由于碱液粘度大,渗透力弱,时间短,碱液难以在短时间渗透到纤维的内部,因而使丝光不够充分,从而会影响一系列的染整加工。
为了解决这一问题,必须借助于渗透剂等助剂的作用。
作为丝光渗透剂必须耐强碱,对环境污染要小。
而磷酸酯是一类浊点高,耐强碱、耐高温、无毒、低泡、易生物降解的高效渗透剂,近年来发展较快,在前处理方面该类品种开发较多,应用较广。
通过试验,合成了一种新的耐强碱渗透剂,并对其性能测试以及应用工艺进行了较详细的探讨
1研制与开发
从国内市场调研情况来看,既在水中有很好的渗透性。
又在高碱液中有很好
的渗透性的渗透剂,尚不多见.因此,为了适应高效短流程前处理工艺要求,开发耐碱性可高达NaOH200g/L以上,在无碱及高碱条件下渗透性能优异,适用范围广泛,并可与碱液同时置于高位槽中的耐碱渗透剂,成为我们的首选课题.
1.1主要性能组分的确定
一般磺酸型阴离子表面活性剂在浓碱液中的溶解度很小,超过NaOH50g/L就结块从而无法发挥作用,而非离子表面活性剂在浓碱中,浊点和溶解度都大为降低.由此可见,这几类都不适用.然而不同的渗透剂具有不同的渗透性及耐碱性,这主要是选择不同的原料及合成反应工艺路线的产物.为什么在NaOH<
240g/L时具有很好渗透性的渗透剂很少,这说明它的难度就在于原材料的选择及物化反应工艺的合理性上.一个化学反应的转化率是否能达到百分之百,未反应物质与碱液的相容性如何?
这是研制开发必须首先考虑的.因此在合理选择原材料的同时要制定合理的合成反应工艺路线.经过反复的试验,我们选择了带有羟基、短支链及其相应的“环氧”化表面活性剂并进行磷酸化反应的合成工艺.新合成的醇醚磷酸酯是阴/非离子表面活性剂,它具有优异的耐碱稳定性、渗透性、热稳定性,且能很好地与其它组分配伍.
1.2合成产品的渗透性和耐碱性测试方法
实验仪器和药品:
100ml和50ml烧杯,玻璃棒,镊子,纯棉织物,渗透剂,量筒,容量瓶,电子天平
耐碱性测试方法:
在配置好的不同浓度的碱液液中加入不同浓度的渗透剂,观察24小时,记录溶液中出现的现象。
渗透性测试方法:
将配好的溶液置于100毫升的烧杯中,体积高度均为5厘米,将原坯帆布剪成3x3厘米的正方形置于液面,读取润湿时间和下沉时间,重复5次,取其平均值。
具体步骤:
首先配置浓度为300g/L的NaOH溶液,然后用为300g/L的NaOH分别配置200g/L和100g/L的NaOH溶液。
用量筒量取三种浓度的碱液各两份倒入100ml倒入烧杯中,并贴好标签。
再往同浓度碱液中分别加入5g/L和10g/L的渗透剂,静置24小时观察现象。
2实验部分及结果和讨论
下面是三种渗透剂在不同浓度、三种碱浓度下的稳定性与渗透性如表l、2、3、4、5、6所示(注:
表1、2、3、4、5、6中润湿、沉没时间为秒(s)),实验温度均为常温。
2.1丝光渗透剂s1的耐碱性和渗透性测试
表1丝光渗透剂J1耐碱性测试结果
序号
NaOH浓度(g/l)
渗透剂浓度
(g/l)
现象
1
300
5
表面析出薄层晶状物,少量絮状物
2
200
表面析出少量薄层晶状物,少量絮状物
3
100
杯壁有大量气泡,溶液中有一较厚雾状物
4
10
出现大量薄层晶状物,大量絮状物
析出少量薄层晶体,表面有油状漂浮物
6
悬浮少量絮状物,杯壁上有气泡,有晶体析出
表2丝光渗透剂J1渗透性测试结果
渗透剂浓度(g/l)
润湿时间(s)
沉没时间(s)
18.78
50.80
4.81
3.20
459.10
6.38
11.91
48.93
11.75
16.89
8.45
5.18
讨论,从表1、表2可以看出,丝光渗透剂J1在300g/L、200g/L的NaOH溶液中非常不稳定,在100g/L的碱液中较稳定,但还是出现絮状物以及大量气泡。
在渗透剂用量为10g/L时,其渗透性随着碱液浓度的降低而逐渐变好,在NaOH浓度为100g/L,渗透剂用量为10g/L时的润湿时间仅为8秒,沉没时间仅为5秒,此时效果最佳。
考虑到生产成本,用10g/L的渗透剂用量进行丝光时,渗透力能完全满足工厂要求。
附图:
2.2丝光渗透剂J2的耐碱性和渗透性测试
表1丝光渗透剂J2稳定性测试结果
NaOH浓度
表面出现少量片层晶状物,溶液中有絮状物
溶液中出现少量絮状物,表层有油状悬浮物
中间有一层雾状悬浮物,杯底有少量沉淀
表层出现大量片层晶状物,杯底有沉淀物
表面有少量晶体,下层有少量絮状物
溶液表面有油状物漂浮,底部有沉淀析出
表2丝光渗透剂J2渗透性测试结果
沉没时间(s)
41.84
321.05
2.11
147.60
13.14
17.97
20.38
451.28
1.50
37.06
1.09
6.36
讨论,从表1、表2可以看出该渗透剂的在各浓度碱液下的稳定性均不好,在300g/L、200g/L的浓碱液中其渗透能力很差,在100g/L的碱液中润湿时间和沉没时间都比较短,可以用于工业生产。
附图:
2.3丝光渗透剂s2的耐碱性和渗透性测试
表1丝光渗透剂S2耐碱性测试结果
渗透剂浓度(g/l)
有少量晶体析出,浮在表面
溶液中有少量絮状物
溶液透明澄清
有大块晶体析出,浮在表面
表面有一层油状物漂浮
溶液透明
表2丝光渗透剂S2渗透性测试结果
49.74
64.50
62.11
31.98
94.45
94.89
29.42
58.32
83.35
21.41
42.25
66.41
讨论,从表1、表2可以看出随着碱液浓度的增加稳定性逐渐变差,碱液浓度为100g/L,渗透剂浓度为5g/L和10g/L时,溶液都澄清,所以在此碱液浓度下其稳定好。
在300g/L和100g/L的碱液中,其渗透性随着渗透剂浓度的增大而变好。
在渗透剂浓度为5g/L时,随着碱液浓度的增加润湿时间逐渐变短,渗透性变好。
3结论
综合以上三组实验可以看出,总体渗透剂的稳定性和渗透性能都不好,实验过程中出现了大量的晶体和絮状物,并且在300g/L的烧碱液中其渗透性能变差,在100g/L的烧碱液中渗透性能较好,但效果还是不尽人意,主要考虑到浓碱对渗透剂的稳定性能和渗透性能有较大的影响,温度也是一个关键的因素,本实验实在室温的条件下得出的结论,渗透剂s2的效果最佳,故在工厂生产上可以予以考虑。
参考文献:
[1]张济帮.磷酸酯类纺织助剂【J】.印染,1993,19
(2):
28.
[2]李宗石.表面活性基合成与工艺【M】.北京:
中国轻工业出版社,l994.
13l田欣.烷基磷酸酯中单双酯的测定【J1.印染助剂,2000,3:
29.
4心得体会
课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程.随着科学技术发展的日新日异,我们专业的发展也是飞速的,所以,我们更应该从基础做起,在选题上也是最基本的渗透剂的应用性能的测定,这样,以基础为出发点,我们才能在以后的学习工作中以不变应万变。
回顾起此次课程设计,至今我仍感慨颇多,的确,从选题到定稿,从理论到实践,在整整两星期的日子里,可以说得是苦多于甜,但是可以学到很多很多的的东西,同时不仅可以巩固了以前所学过的知识,而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。
通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的,只有理论知识是远远不够的,只有把所学的理论知识与实践相结合起来,从理论中得出结论,才能真正为社会服务,从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
在设计的过程中遇到问题,可以说得是困难重重,这毕竟第一次做的,难免会遇到过各种各样的问题,同时在设计的过程中发现了自己的不足之处,对以前所学过的知识理解得不够深刻,掌握得不够牢固,比如说资料准备不足,数据误差很大等,通过这次课程设计之后,一定把以前所学过的知识重新温故。
这次课程设计终于顺利完成了,在设计中遇到了很多编程问题,最后在汪老师的辛勤指导下,终于游逆而解。
同时,在汪老师的身上我学得到很多实用的知识,在次我表示感谢!
同时,对给过我帮助的所有同学和各位指导老师再次表示忠心的感谢!
化学化工学院课程设计评分表(Ⅰ)
专业班级轻化0701姓名杨金虎学号29
评价单元
评价要素
评价内涵
满分
评分
知识水平
30%
文献查阅与
知识运用能力
能独立查阅文献资料,并能合理地运用到课程设计之中;
能将所学课程(专业)知识准确地运用到课程设计之中,并归纳总结本课程设计所涉及的有关课程知识
20
课程设计方案设计能力
课程设
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