棉织物氧化前处理研究

论文摘要

目前传统棉织物前处理多采用高浓度烧碱退浆精练/过氧化氢漂白的工艺,该工艺不仅水耗和能耗大,而且产生的废水碱性大、色度深、化学需氧量(CODcr)高,对环境污染严重;此外,由于漂白过程中过氧化氢的分解速率较难控制而造成的织物强力损失较大。本课题组在承担国家十一五重点科技支撑计划的前期研究中,开发了 "生物催化及受控氧化协同处理新技术"。此技术不使用高浓度烧碱,采用复合生物酶/过氧化氢处理织物,高效催化降解棉织物上的淀粉和PVA浆料、果胶、棉蜡、色素和棉籽壳等杂质,使这些杂质降解为小分子,易于清洗去除。本项技术工艺适应性强,节能减排效果明显。为了进一步完善此技术,促进新技术的发展,达到节能减排的目的,本论文重点对该新技术的受控氧化部分进行了系统性的研究。首先,本文采用本课题组前期已优化的生物催化配方,先对纯棉坯布进行生物催化工艺处理,然后采用正交实验设计的方法,优化纯棉织物受控氧化工艺参数,确定了最佳工艺条件。并通过测试淀粉浆退浆率、果胶含量去除率、棉蜡去除率测试,织物白度、即时吸水性和断裂强度,重点研究了过氧化氢分解率对织物上杂质去除率和织物性能的影响,研究结果显示汽蒸后布面过氧化氢分解率应该控制在85%左右。其次,本文通过研究过氧化氢在工作液中的分解规律,采用硼酸-碘显色法和红外光谱,对传统烧碱处理和过氧化氢处理PVA浆料的溶液和成膜性能进行了分析与对比,结果显示,过氧化氢可以有效的将PVA降解为小分子,易于洗除;而烧碱处理不仅使得PVA浆料和膜变色,增加废水色度,而且不能将PVA有效降解,增加水洗负担。最后,本文比较详细的探索了将生物催化后的多道高温水洗改为两道冷水洗工艺的可能性,研究发现,这不但不影响处理后织物的白度、即时吸水性和断裂强力,而且还简化了工艺、节约了能耗和水耗,并使前处理废水的CODcr至少降低了 23%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 纯棉织物概述
• 1.2.1 纯棉织物的定义、特点及分类
• 1.2.2 棉纤维组成及其结构特点
• 1.2.3 浆料的结构及特点
• 1.3 纯棉织物前处理概述
• 1.3.1 纯棉织物传统前处理工艺
• 1.3.2 纯棉织物生物催化及受控氧化协同处理工艺
• 1.4 本课题研究的意义、内容和预期目标
• 1.4.1 本课题研究意义
• 1.4.2 本课题研究的内容和预期目标
• 第二章 实验部分
• 2.1 实验材料和药品
• 2.1.1 实验材料
• 2.1.2 实验药品
• 2.2 实验仪器和设备
• 2.3 实验方法
• 2.3.1 过氧化氢分解率测试
• 2.3.2 织物上杂质含量的测定
• 2.3.3 织物性能测试
• cr含量的测试'>2.3.4 废水中COD_cr含量的测试
• 2.4 实验内容
• 2.4.1 复合生物酶处理工艺
• 2.4.2 过氧化氢处理工艺
• 2.4.3 过氧化氢的分解率研究
• 2.4.4 生物催化及受控氧化协同处理对织物上浆料降解作用的模拟研究
• 2.4.5 生物催化及受控氧化协同处理对织物上杂质含量和织物性能的影响研究
• 2.4.6 免水洗/减少水洗次数的水洗工序探讨
• 第三章 结果与讨论
• 3.1 布面过氧化氢受控分解
• 3.1.1 棉织物过氧化氢处理工艺参数优化
• 3.1.2 布面过氧化氢的受控分解
• 3.1.3 对织物上杂质去除率的影响
• 3.1.4 过氧化氢受控分解对织物性能的影响
• 3.2 生物催化及受控氧化协同处理对淀粉和PVA的降解作用
• 3.2.1 工作液中过氧化氢的受控分解
• 3.2.2 生物酶对淀粉的催化降解作用
• 3.2.3 PVA的氧化降解
• 3.3 免水洗/减少水洗次数的水洗工序探讨
• 3.3.1 淀粉浆纯棉坯布
• 3.3.2 混合浆纯棉坯布
• 3.3.3 生物催化及受控氧化处理水洗工序耗水量
• 第四章 结论
• 参考文献
• 攻读硕士期间已发表的论文目录
• 致谢