五、漂白

五、漂白

棉织物经过煮练后，织物的吸湿性有了一定的提高，但天然色素依然存在，这不仅影响织物的白度，而且也影响染色和印花织物的色泽鲜艳度。因此，除少数品种外，一般棉织物经退浆、煮练后，还要经过漂白加工。

漂白是前处理的主要工序，它不仅能去除织物上的色素，提高织物的白度或色泽鲜艳度；同时也可去除织物上残留的其他杂质如棉籽壳、蜡质等，从而进一步提高棉织物的吸湿性。

常用的漂白剂主要有两大类，即还原型漂白剂和氧化型漂白剂。还原型漂白剂如亚硫酸钠、连二亚硫酸钠（保险粉）等，主要通过还原作用破坏色素而达到漂白的目的，但效果不稳定。它们的漂白制品在空气中长久放置后，已被还原的色素会重新被氧化而复色，以致织物白度下降，所以已很少使用。氧化型漂白剂有多种，如过氧化氢、次氯酸钠、亚氯酸钠、过硼酸钠等，实际生产中以过氧化氢使用最为广泛。次氯酸盐虽价廉且使用方便，但因AOX（可吸附有机卤化物）的污染问题以及难以应用于煮漂一浴工艺，其应用日趋减少。亚氯酸钠也因环保及设备腐蚀问题，使其应用受到限制。氧化型漂白剂主要通过氧化作用来破坏色素，因此在破坏色素的同时，还可能造成纤维的损伤。

织物的漂白方式主要有浸漂、淋漂和轧漂三种。浸漂是将织物浸在漂液中进行漂白；淋漂是将织物放在槽中，漂液不断循环淋洒在织物上；轧漂是将织物浸轧漂液后，经堆放或汽蒸一定时间，达到漂白的目的。目前棉机织物的生产中多采用轧漂进行连续加工。

棉织物染整加工的品种很多，各品种对练漂前处理的要求也各不相同，例如，漂白布对白度的要求较高，而色布和花布则对织物的吸湿性要求较高。生产中应根据不同产品的不同要求来选择漂白的方式方法，制定漂白工艺。如漂白品种一般进行两次漂白或增白，而色布、花布多数只经过一次漂白便可达到要求等。

（一）过氧化氢漂白

过氧化氢又称双氧水，分子式为H2O2，是一种较强的氧化剂，也是一种优良的氧化性漂白剂。双氧水漂白产品的白度和白度稳定性都较次氯酸钠漂白产品好，且纤维损伤较小。在氧漂过程中，无有害气体产生，有利于环境保护。但双氧水的价格较次氯酸钠贵，成本较高。

由于氧漂是在碱性条件下进行，温度又较高，所以它对退浆和煮练的要求较低，有利于退、煮、漂的连续化。但双氧水漂白对设备的要求较高，以采用不锈钢材料为宜。

双氧水既可用于纯棉及其混纺织物的漂白，同时又广泛用于其他纤维尤其是合成纤维及其混纺织物的漂白。它可以单独使用，也可以联合漂白，如氯—氧双漂等。另外，双氧水漂白能采用多种加工工艺，如浸漂、淋漂、轧漂等。双氧水可与碱退浆、碱煮练同浴处理，将两个工序或三个工序合为一步，进行短流程煮漂一浴法或退煮漂一浴法前处理。

1.过氧化氢的性质及其漂白原理

（1）过氧化氢的性质。过氧化氢是一种无色无味的液体，可与水以任意比例混合，市售浓度一般为27.5%、30%、35%，甚至高达50%。染整生产中常用的浓度为27.5%～35%。浓度高于60%和温度稍高时，遇有机物易引起爆炸。

过氧化氢的性质极不稳定，在放置过程中会逐渐分解，放出氧气。如受热或光照，过氧化氢分解更快。

2H2O2→2H2O+O2↑

过氧化氢是一种弱二元酸，在水溶液中可按下式电离：

H2O2⇋H++HO-2K1=1.55×10-12

HO-2⇋H++O2-2K2=1.0×10-25

生成的HO-2不稳定，它可按下式进行分解：

HO-2→OH-+[O]

同时，由于HO-2是一种亲核试剂，它可引发过氧化氢分解，形成游离基。其反应式如下：

H2O2+HO-2→HO2·+HO·+OH-

或H2O2+HO-2→H2O+HO·+O2

过氧化氢也可发生自身分解，这个分解反应需要很高的活化能，按下式分解：

H2O2→2HO·

由上述可知，过氧化氢溶液是一个成分复杂而又不稳定的溶液，随着溶液的pH值不同，溶液的组分及稳定性也发生变化。过氧化氢在碱性条件下极易分解，但在酸性条件下比较稳定。如图2-20所示。

由图2-20可知，在pH值较低时（pH＜5），过氧化氢溶液较为稳定；当pH值接近5时，过氧化氢开始分解，并随着溶液pH值的增加，分解速率加快。所以，商品过氧化氢溶液中一般都加有硫酸或磷酸等作为稳定剂，使溶液的pH值维持在4左右。

过氧化氢的稳定性除了与溶液的pH值有关外，还受其他多种外界因素的影响。如某些金属（Fe、Cu、Mn等）离子或金属屑可催化过氧化氢的分解，形成HO·、HO-2、HO2·及O2等。某些生物酶（如过氧化氢分解酶）和极细小的带有棱角的固体物质以及粗糙的容器器壁等都对过氧化氢的分解有催化作用。以亚铁离子为例，对过氧化氢的催化分解反应式如下：

Fe2++H2O2→Fe3++HO·+OH-

Fe2++HO·→Fe3++OH-

H2O2+HO·→H2O+HO2·

Fe2++HO2·→Fe3++HO-2

Fe3++HO2·→Fe2++H++O2

当有高价铁离子（Fe3+）存在时，可被HO-2还原成亚铁离子：

Fe3++HO-2→Fe2++HO2·

铜和其他重金属离子也能发生类似的反应，其中铜离子的催化作用比铁和铬要大很多，如表2-4所示。

表2-4　某些金属离子对H2O2分解的催化作用

过氧化氢除了具有上述氧化剂的性质外，遇到比它更强的氧化剂，则又具有还原剂的性质。例如，在酸性溶液中，与高锰酸钾可发生如下的反应：

2KMnO4+5H2O2+3H2SO4→2MnSO4+K2SO4+8H2O+5O2↑

一般对双氧水做分析，就是基于这个反应机理。

（2）过氧化氢的漂白原理。过氧化氢对棉纤维的漂白是一个非常复杂的反应过程，在过氧化氢的诸多分解产物HO·、HO2·、HO-2及O2中，通常认为HO-2是起漂白作用的主要成分。其原理是：在碱性条件下，过氧化氢分解产生大量的HO-2，HO-2可与色素中的双建发生加成反应，使色素中原有的共轭系统被中断，天然色素的发色体系遭到破坏而消色，达到漂白的目的。此外，生成的HO-2是不稳定的，它可按下式进行分解，生成氢氧根离子和初生态氧。

HO-2→OH-+[O]

这个初生态氧也可与色素中的双键发生反应，产生消色作用。

另外，也有可能通过双氧水分解生成的自由基破坏色素的结构，产生漂白作用。自由基不仅能破坏色素，而且还能氧化纤维素，使纤维受到损伤，特别是活性高的HO·。

双氧水漂白时，若漂液中有铜、铁等金属离子的存在，可使织物产生破洞。在有催化剂存在下，H2O2分解产生O2，不仅使双氧水失去漂白作用，增加H2O2的消耗，而且O2渗透到织物内部，在高温碱性条件下，使纤维素氧化而受到严重损伤，纤维的聚合度和强力均大大下降。所以在漂白过程中，应严格控制漂白条件，在有效地进行漂白的同时，尽量减少纤维的损伤。

2.过氧化氢漂白工艺条件分析

在漂白工艺中，除了设备因素外，过氧化氢的浓度、漂液的pH值、温度、时间以及稳定剂是影响漂白质量的主要工艺参数。

（1）双氧水的浓度。双氧水浓度的选择应以既能达到一定的白度和去杂的效果，又要使纤维的损伤较小为原则。双氧水的浓度与漂白质量的关系见图2-21。

1—白度2—纤维聚合度

由图2-21可知，当双氧水的浓度小于5g/L时，随着双氧水浓度的增加，白度也逐渐增加。当双氧水浓度超过6g/L时，白度不但不再继续提高，反而纤维的聚合度却随之有较大的下降。在实际生产中，要根据织物品种、煮练情况、加工要求和加工设备等来确定双氧水的浓度。若煮练效果差，白度要求高，则双氧水的浓度应增加；反之，双氧水浓度可减小。一般情况下，双氧水的浓度为2～6g/L（双氧水以100%计）。

（2）漂液pH值。漂液的pH值是影响双氧水漂白质量的重要因素之一。为了能更好地了解漂液pH值对漂白质量的影响，人们曾做过这样的实验：将14.6tex×14.6tex（40英支×40英支）已煮练过的纯棉府绸，在不同的pH值条件下进行漂白（漂液浓度为3g/L，温度为85℃，浸渍1h），然后测定漂白的质量和H2O2的分解率，其结果分别如图2-22至图2-25所示。

从以上实验结果图示可知，双氧水漂液在酸性到弱碱性的条件下较为稳定，分解率较低；而在碱性较强的条件下，分解率较高，特别是pH值在10以上更为明显（图2-22）。由于双氧水的分解率较难直接测定，所以可通过残余率来反映其分解率，两者成反比关系。从织物白度来看（图2-23），漂液pH＜9时，织物的白度随pH值的增大而提高；当pH值在9～11，织物白度达到最佳水平；若进一步提高漂液pH值，织物的白度反而有下降趋势。从织物强力来看（图2-24），pH值小于3或大于10时，织物强力明显降低；而pH=3～10时，织物强力较高，且变化也不大。但从纤维聚合度的影响来看（图2-25），pH=3～6时，虽然织物的强力较高，但纤维的聚合度较低，其原因可能是存在潜在损伤。

综上所述，综合考虑双氧水的分解速率、织物的白度、强力、纤维的聚合度等多种因素及实际生产中加入助剂的影响，漂液pH值控制在10～11为宜。

（3）漂液温度。漂液温度是影响双氧水漂白质量的又一重要因素。在室温下双氧水的漂白速率比较缓慢，漂白时间较长。提高漂液温度，能加快双氧水的分解速率，提高织物的白度，并且对棉纤维的损伤也不大，如图2-26所示。因此，双氧水漂白一般在90～100℃的高温条件下进行。

1—白度2—聚合度

当温度为90～100℃时，双氧水的分解率达90%，白度最高；而温度为60℃时，分解率仅为50%左右。如果使用双氧水低温分解促进剂，60℃分解率可达到80%左右，实现低温漂白。

如果采用高温高压汽蒸法，温度为130～140℃，时间仅需1～2min。

（4）漂白时间。漂白时间与温度密切相关，两者相互制约，一般温度高，时间短；反之，温度低，则时间长。在实际生产中，若采用冷漂工艺，室温堆置时间常在12h以上，甚至24h左右；若采用汽蒸工艺，漂白时间只需60min左右，时间太长，反而使白度降低；如采用高温高压漂白，则时间缩短到数分钟，一般为1～2min。

（5）稳定剂。为了保持双氧水的稳定性，一般商品双氧水溶液里都加有大量的酸作为稳定剂。因此双氧水漂白时要加入碱剂，以活化双氧水，加速双氧水分解。但过量的碱会使双氧水分解反应过剧，对漂白不利。因此，实际生产中，为了控制其反应速率，常常添加一定量的氧漂稳定剂，使双氧水分解和稳定达到平衡，从而有利于漂白。

如前所述，双氧水在受到一些物质如金属离子、重金属屑、酶、有棱角的固体等的催化作用下，极易发生剧烈的分解。虽然这些分解有的也能加速织物漂白作用，但有的并无漂白作用，反而还会加速纤维素的降解、损伤，特别是造成局部白度不均匀的现象。为了阻止这些催化剂的催化作用，使双氧水在规定的时间内均匀有效地分解，生成对漂白有效的成分，在漂液中常加入适量的氧漂稳定剂。表2-5列举了铜离子对双氧水的催化分解作用以及硅酸钠在双氧水漂白中所起的稳定作用。

表2-5　铜离子对双氧水的催化分解作用及硅酸钠对双氧水的稳定作用

注流度即黏度的倒数，纤维素的流度原值为2.5（Pa·s）-1。

从表2-5的实验结果来看，铜离子虽然有促进双氧水分解的作用，但织物白度并不高，而且还加剧了纤维素的损伤。样品Ⅰ漂液的碱性虽然高于样品Ⅱ，但双氧水的分解率和纤维素的流度都比较低，而且织物的白度较高，可见，硅酸钠对双氧水的稳定作用是非常明显的。作为双氧水漂白的稳定剂，除具有良好的稳定作用外，还必须耐碱、耐高温、耐氧化。常用的稳定剂主要有：

①硅酸钠。硅酸钠水溶液又称水玻璃。它的组分Na2O和SiO2有不同的分子比，漂白用水玻璃Na2O：SiO2约为1:3.3。硅酸钠对双氧水的分解有较好的稳定作用，其原理一般认为：硅酸盐的基本结构单元为硅氧四面体，由单个硅氧四面体形成的正硅酸盐构成的二聚体有链状、平面及空间多种结构，而水玻璃以链状结构为主。两个平行的分子链相互结合形成两个八面体空间，铁、锰等重金属也是八面体结构，于是这些重金属离子便可与硅链紧密结合，从而失去了对双氧水分解的催化作用。

然而，硅酸钠对双氧水的稳定作用只有在适量的钙、镁离子存在时才比较显著。为此，前人曾做如下试验：在H2O2浓度为8.2g/L、Fe3+含量lmg/Kg、pH值为11、温度（100±1）℃的条件下，分别测定有镁盐和无镁盐存在时，硅酸钠对双氧水分解的稳定作用，结果如图2-27所示。

由图2-27可知，在漂液中若无镁盐存在（曲线3、4），双氧水的催化分解速率很快，而有镁盐存在时，硅酸钠对双氧水的分解有良好的稳定作用，这也说明了硅酸钠与镁盐联合使用的效果。硅酸钠与漂液中的Ca2+、Mg2+生成具有多孔性海绵状网状结构的共生胶体，能吸附重金属离子和其他杂质，从而达到稳定双氧水的目的。所以，双氧水漂白时可使用硬水，若使用软水，则需要加入0.1～0.2g/L硫酸镁。

1—含Mg2+47.3mg/kg,Na2SiO310g/L

2—含Mg2+47.3mg/kg,Na2SiO35g/L

3—不含Mg2+，含Na2SiO310g/L

4—不含Mg2+，含Na2SiO35g/L

实验证明，硅酸钠的浓度越高，稳定作用也越大，但当浓度增加到一定程度后，稳定作用就没有明显变化了，相反会形成硅垢沉积在织物上，使织物的手感发硬。因此，硅酸钠的用量不可过多，一般控制在硅酸钠与双氧水的用量比为2:1。

在双氧水漂白时，硅酸钠既是氧漂稳定剂，又是碱剂。漂液中总碱量的60%～80%由硅酸钠提供，其余的20%～40%的碱则由氢氧化钠提供，并将漂液pH值调节至10.5～11。

硅酸钠作为双氧水漂白的稳定剂有着许多优点，如双氧水的稳定效果好，产品白度好，使用方便，价格便宜，又可调节漂液的pH值，因此使用较为广泛。但硅酸钠易在织物和设备上生成坚硬、难溶的沉淀物，俗称“硅垢”，给清洗工作带来困难，而且易使织物造成擦伤、破洞和皱条痕等疵病，并且使织物手感粗硬，这是硅酸钠的一个很大缺点。为此，国内外对双氧水漂白的研究和改进，大都集中在寻找非硅型氧漂稳定剂，以彻底根除硅垢。

②非硅稳定剂。使用非硅稳定剂可以避免硅酸引起的硅垢问题，常用的非硅稳定剂有无机磷酸盐和有机多元膦酸盐等。有机多元膦酸盐多为有机螯合物，如乙二胺四亚甲基膦酸（EDT-MP）和二亚乙基三胺五亚甲基膦酸（DTPMP）。它们有较好的稳定效果，不结垢，易于清洗，产品手感好，但织物的渗透性和白度不及硅酸钠。其稳定双氧水的机理是对重金属离子具有吸附作用和络合作用，使有催化作用的金属离子失去催化活性。

目前，非硅稳定剂已被许多工厂所接受，而它们通常是由多种有机螯合物、表面活性剂、溶剂、镁或钙盐及磷酸盐所组成，其用量一般为漂液用量的0.5%～1.0%。

3.过氧化氢漂白方式及工艺

过氧化氢漂白方式很多，可以连续化也可间歇式生产，可以高温汽蒸也可冷漂，可以绳状也可平幅漂白。具体应用哪种方式应视设备条件、加工品种和质量要求而定。目前，以连续汽蒸漂白应用最为广泛。连续汽蒸漂白工艺参考如下。

工艺流程：

浸轧漂液→汽蒸→水洗

工艺处方及条件见表2-6。

表2-6　双氧水漂白的工艺处方及条件

采用双氧水漂白，漂前织物不能带有重金属及其化合物，设备部件应采用不锈钢，因为铜、铁等重金属在高温下对双氧水分解的催化作用更为剧烈，易使织物产生破洞。使用硅酸钠为稳定剂，汽蒸后必须充分水洗（第一格平洗槽可加纯碱及洗涤剂各2～3g/L），以免硅酸盐残留在织物上，影响织物的手感和毛效。

（二）次氯酸钠漂白

次氯酸钠价格便宜，操作方便，设备简单，适用于中低档织物的漂白，但由于环保的因素，已逐渐被过氧化氢所取代。

1.次氯酸钠溶液的性质及其漂白原理

（1）次氯酸钠溶液的性质。次氯酸钠的分子式为NaClO，它是无色或淡黄色并带有刺激性气味的液体，俗称漂白水，其漂白过程简称氯漂。

次氯酸钠浓度常用有效氯来表示，有效氯是指次氯酸钠加酸后所放出氯的量。商品次氯酸钠溶液一般含有效氯10%～15%，此外，还含有一定量的食盐和烧碱及少量氯酸钠。

次氯酸钠是弱酸强碱盐，在水中能发生水解，其水解反应式如下：

NaClO+H2O→HClO+NaOH

次氯酸不稳定，生成氯化氢和新生态氧：

HClO→HCl+[O]

[O]非常活泼，具有很强的氧化能力，能破坏色素。

次氯酸钠溶液属于一种复杂和不稳定的化学体系，它的组成随溶液pH值的不同而不同（表2-7），因此，在不同pH值下，它具有不同的氧化能力。

由表2-7可以看出，随着次氯酸钠溶液pH值的不同，次氯酸的含量也不同。表2-8列举了不同pH值下次氯酸的含量。

表2-7　次氯酸钠溶液在不同pH值下的组成成分

表2-8　次氯酸含量与溶液pH值的关系

如果溶液pH值继续降低，Cl2含量则随之增加，Cl2/HClO的比值增加，见表2-9。

表2-9　Cl2/HClO的比值与溶液pH值的关系

综合以上三个表格中数据可知，当次氯酸钠溶液pH值大于9时，溶液中主要含NaClO，此时溶液较稳定。因此，为了提高次氯酸钠溶液的稳定性，商品次氯酸钠溶液的pH值一般在12左右。

多数重金属及其化合物对次氯酸钠有催化作用，能加速次氯酸钠的分解，并使纤维造成严重损伤。以铁、钴、镍的化合物催化作用最为强烈，其次是铜。因此，漂白设备不能用铁制容器，漂液和织物上不能含有铁质。

次氯酸钠溶液有腐蚀性，能伤害皮肤，操作时应穿戴劳动保护用品。

（2）次氯酸钠漂白原理。次氯酸钠对棉纤维的漂白作用比较复杂，在此仅作简单的说明。根据前面的分析，在不同pH值条件下，是不同成分在起作用。但笼统来说，漂白的主要成分不外乎HC1O和Cl2，在碱性范围内则主要是HClO起漂白作用。HClO和Cl2在溶液中可发生多种形式的分解，例如：

这些分解产物对色素中的某些基团有取代作用，对色素分子结构中的双键有加成作用。此外，还可能产生氧化、氯化等其他作用，从而使色素的共轭双键破坏，达到消色目的。

2.次氯酸钠漂白工艺条件

（1）漂液pH值。pH值是影响次氯酸钠漂白的重要因素，其溶液的漂白速率随pH值的降低而加快，棉纤维的聚合度也随pH值不同而变化，这两种情况分别如图2-28和图2-29所示。由于漂白速率难以测定，所以可用漂白时间反映漂白速率，两者成反比关系。

综合图2-28和图2-29可知，当漂液pH=2～4时，其漂白速率很快，棉纤维聚合度较高、损伤较小，但有大量的氯气逸出，造成环境污染，对劳动保护不利；同时，由于漂白速率太快，不易控制，因此生产上一般不采用酸性漂白。当漂液pH=7时，漂白速率较快，但纤维的聚合度最低、损伤最严重，此时纤维可能存在潜在损伤。若将漂后的织物经1g/L烧碱溶液沸煮1h后，再测其强力，则中性漂后的织物强力大幅度下降，如图2-30所示，因此，要避免中性条件漂白。当漂液pH=9～11时，棉纤维的损伤程度较小，虽然漂白速率慢一些，却也利于操作；当漂液pH值继续增加（pH＞11）时，漂白速率随pH值的增加而逐渐减缓，生产效率明显下降。根据以上的分析，次氯酸钠漂白漂液的pH值以控制在9～11为宜。

（2）漂液温度。温度对次氯酸钠漂白的影响较为显著。提高漂液温度，能加快漂白速率，缩短漂白时间，同时纤维素氧化的速率也可大大提高。但对纤维损伤的速率要高于漂白速率，漂白温度与纤维聚合度的关系如图2-31所示。

1—碱煮前织物的强力2—碱煮后织物的强力

由图2-31可知，当温度在35℃以下时，纤维聚合度的变化并不大，而温度超过35℃时，则聚合度急剧下降，纤维受到严重损伤。因此，漂液温度应控制在35℃以下，一般选择20～30℃。冬季漂白时温度可稍高些，可控制在30～35℃，夏季则应适当降低漂液温度，缩短漂白时间。

（3）次氯酸钠的浓度。在一定的pH值和温度下，提高次氯酸钠浓度，棉织物的白度也相应提高，当浓度增加到一定值后，白度的提高并不明显，但对纤维的损伤加剧，同时还造成了药品的浪费，加重了脱氯的负担。次氯酸钠浓度与纤维聚合度的关系如表2-10所示。

表2-10　次氯酸钠的浓度与纤维聚合度的关系

由表2-10可知，随着次氯酸钠浓度的增加，棉纤维的聚合度降低，纤维的损伤加剧。在实际生产中，次氯酸钠的浓度应根据织物的厚薄、含杂情况、对白度的要求、漂白方法和设备的选择等具体情况来决定。一般来说，轧漂可将有效氯浓度维持在1～3g/L，其中绳状漂白浓度较平幅稍低一些，绳状为1～2g/L，平幅为1.5～3g/L。在淋漂和浸漂中，由于浴比较大，漂液浓度可以稍低一些，一般采用0.5～1.5g/L低浓度的次氯酸钠溶液。

（4）漂白时间。漂白时间与漂液浓度、温度、漂白方式等密切相关，因此，漂白时应综合各种因素合理选择。一般来说，漂白时间太短，达不到白度要求；但时间过长，不但没有提高白度，反而降低了纤维的聚合度，影响织物强力和手感。漂白时间与纤维聚合度的关系如表2-11所示。

表2-11　漂白时间与纤维聚合度的关系

在实际生产中，绳状轧漂的堆置时间一般控制在30～45min；平幅轧漂的堆置时间控制在25～30min。

（5）脱氯。棉织物经次氯酸钠漂白水洗后，织物上仍残留有少量的氯，若不及时去除，将会造成织物强力的下降和泛黄。其主要原因是织物上残留的含氮物质与残氯作用生成氯胺，氯胺会慢慢释放盐酸而使织物受损和泛黄。

此外，残留的氯还会对某些不耐氯漂的染料如活性染料产生破坏作用，影响染色和印花效果；还会引起含氮树脂在进行树脂整理时吸氯，产生泛黄和氯损现象。因此，次氯酸钠漂白后，必须进行脱氯处理。

常用的脱氯剂主要有硫代硫酸钠、硫酸和双氧水，现分别介绍如下：

①硫代硫酸钠脱氯。硫代硫酸钠俗称大苏打，其脱氯反应如下：

2Na2S2O3+Cl2→Na2S4O6+2NaCl

硫代硫酸钠脱氯效果好，工艺简单，不损伤织物，价格便宜，但易在织物上形成残留硫而引起织物泛黄。所以，大苏打脱氯后必须将残硫清洗干净。

②过氧化氢脱氯。过氧化氢脱氯反应如下：

H2O2+Cl2→O2+2HCl

双氧水脱氯效果好，无泛黄，无污染，但价格较贵。

③硫酸脱氯。硫酸的脱氯作用是促使残留在织物上的次氯酸钠发生分解，因此，可进一步提高漂白和去杂效果。反应式如下：

2NaClO+2H2SO4→Na2S2O4+4HClO+O2

反应中释放的Cl2和[O]对棉织物有进一步的漂白作用，提高织物白度，漂后残留氯可通过水洗去除。硫酸还可以去除灰分等杂质，提高漂白效果。因此，目前工厂都采用漂后酸洗的工艺，以达到脱氯和提高白度的双重作用。

3.次氯酸钠漂白工艺

次氯酸钠的漂白方式主要有淋漂、浸漂和连续轧漂三种，其中以连续轧漂应用较为广泛。现将连续轧漂的工艺列举如下：

工艺流程：

水洗→浸轧漂液→堆置→水洗→酸洗→堆置→水洗→脱氯→水洗

工艺处方及条件见表2-12。

表2-12　次氮酸钠连续轧漂工艺处方及条件

连续轧漂效率高，漂白质量稳定。对漂白要求较高需要复漂的织物，第二次漂液浓度应较初漂浓度稍低，可降低30%～40%。初漂浓度也应根据坯布质量、煮练效果、白度要求等适当增减。

（三）亚氯酸钠漂白

亚氯酸钠，是一种比较温和的氧化剂。亚氯酸钠漂白又叫“亚漂”。在正常漂白条件下对棉纤维的损伤小，可用于棉、合成纤维及其混纺织物的漂白，但不适用于蛋白质纤维的漂泊。与次氯酸钠、过氧化氢比较，亚氯酸钠去杂效果好，特别是去除棉籽壳能力强，因此对前处理要求较低。但亚氯酸钠成本高，设备要求高，而且漂白过程中会产生有毒的和腐蚀性很强的二氧化氯气体，对劳动者的保护不利，因此在使用上受到了较大的限制。

1.亚氯酸钠的性质及其漂白原理

（1）亚氯酸钠的性质。亚氯酸钠有固体和液体两种。固体商品亚氯酸钠的含量在80%左右，还含有食盐和少量的碱。纯净的亚氯酸钠是无色的，但常因含有二氧化氯而成为黄绿色。固体亚氯酸钠具有很强的吸湿性，室温可以长期存放，但遇有机物，即使低温也能燃烧。液体亚氯酸钠的浓度为10%～25%，一般不含食盐，但通常加碱将pH值调节到10左右，以便长期储存而不分解。液体亚氯酸钠不易燃烧，比固体容易操作与处理。

亚氯酸钠可溶于水，在水中的溶解度为40%（20℃），溶液呈弱碱性，是一种可水解的盐类，水解反应方程式如下：

NaClO2+H2O⇋HClO2+NaOH

亚氯酸钠在碱性条件下比较稳定；在酸性条件下易水解，生成亚氯酸，亚氯酸可以分解出氯酸和次氯酸：

2HClO2→HClO3+HClO

氯酸和亚氯酸反应生成二氧化氯气体：

HClO2+HClO3→2ClO2↑+H2O

重金属离子对亚氯酸钠的分解无催化作用。

（2）亚氯酸钠的漂白原理。亚氯酸钠在酸性溶液中以多种成分存在，一般认为HClO2的存在是漂白的必要条件，而ClO2则是漂白的有效成分。二氧化氯性质活泼，不但具有漂白作用，而且还能溶解木质素和果胶物质，因而去杂能力较强，对煮练的要求较低。亚氯酸钠对纤维素也可发生氧化作用，但其氧化作用属于选择性氧化，只能氧化纤维素分子链末端的潜在醛基，因而对棉纤维损伤不大。

2.亚氯酸钠漂白工艺条件

亚氯酸钠虽然是一种温和的氧化性漂白剂，但漂白时仍然要严格控制有关工艺条件。这不仅关系到亚氯酸钠漂白的质量和纤维的损伤，而且也关系到劳动保护和设备腐蚀等问题。影响亚氯酸钠漂白的工艺条件主要有漂液的pH值、活化剂、浓度、温度、时间等，现分别简述如下。

（1）漂液pH值。漂液pH值对漂后织物的白度及强力损伤情况见表2-13。

表2-13　亚氯酸钠漂液的pH值对织物白度及纤纤维损伤的影响

由表2-13可知，当漂液pH值较高时（pH大于7），虽然亚氯酸钠的利用率较高，但织物的白度较差，而且纤维受损程度明显增大，所以亚氯酸钠漂白不宜在中性和碱性溶液中进行；当溶液的pH值较低时，亚氯酸钠利用率较低，而且二氧化氯的产生速率过快，造成浪费且污染环境，腐蚀设备，同时织物的白度较低，纤维的损伤较严重，因而亚氯酸钠也不宜在强酸性条件下进行；当溶液的pH值在4.6～5.5时，既可获得较好的白度，又对纤维的损伤较小，漂白速率也适中，因此，生产中可采用pH=4.6～5.5条件下进行漂白。但为了提高漂白速率，通常亚氯酸钠漂液的pH值控制在4～4.5。

（2）活化剂。为了保证亚氯酸钠的稳定性，商品亚氯酸钠都保持在碱性条件下，但亚氯酸钠漂白要在酸性条件下进行，因此，漂液中必须加入一种化学药剂，使漂液由碱性转变成酸性，以释出漂白的有效成分，这个过程工艺上称作“活化”，所加入的药剂称为活化剂或酸化剂。

（3）漂液浓度。亚氯酸钠漂液的浓度是根据织物含杂情况、加工方式、活化剂的性质等来综合选择的。在其他条件不变的前提下，白度随漂液浓度的增大而提高，但到一定浓度后，白度提高就不显著了，反而会造成亚氯酸钠的浪费，且污染环境，腐蚀设备。一般连续汽蒸漂白时，漂液浸轧浓度为15～25g/L。

（4）漂液温度和漂白时间。温度对漂液的稳定性及织物白度有很大的影响，温度升高，亚氯酸钠的分解速率加快，白度也随之提高。但温度的选择与活化剂的类型和性质有关，不同的活化剂选用不同的温度。此外，漂白的温度还与漂白时间有关，如连续汽蒸漂白作用时间较短，所以温度可相应提高一些。

亚氯酸钠漂白的时间、温度、浓度、pH值和使用的活化剂、设备等因素是相互联系、相互影响的。室温漂白，亚氯酸钠分解速率慢，漂白时间长；汽蒸漂白，温度高，时间短。一般情况下，连续汽蒸漂白的时间为60～90min。

3.亚氯酸钠漂白方式和工艺

亚氯酸钠漂白最常用的方式是平幅连续轧漂，由于各厂的设备条件不同，也可采用冷漂法加工。

（1）平幅连续轧漂法。

工艺流程：

浸轧漂液→汽蒸→水洗→脱氯→水洗

工艺处方：

漂液：

亚氯酸钠（100%）　15～25g/L

渗透精练剂　3～5g/L

活化剂　见表2-14

脱氯：

硫代硫酸钠脱氯：

大苏打或亚硫酸氢钠　1～2g/L

纯碱　1～2g/L

双氧水脱氯：

双氧水　1～2g/L

工艺条件：

轧漂温度室温

轧液率　80%～90%

汽蒸温度　100～102℃

汽蒸时间　60～90min

表2-14　常用活化剂及漂前溶液的pH值

工艺说明：

①渗透精练剂宜采用非离子型表面活性剂；

②活化剂可单独使用，也可拼混使用。

（2）冷漂法。在无适当漂白设备的条件下，亚氯酸钠也可采用冷漂法。

冷漂法漂液的组成与连续轧漂法基本相同。但因是室温漂白，所以常用酸类活化剂直接活化。织物经室温浸轧漂液后打卷，用塑料薄膜包覆，布卷在缓缓转动下堆放3～5h，然后脱氯、水洗。

冷漂法设备简单，节省能源，成本低廉，纤维所受损伤较小，但生产效率较低。

（四）其他漂白工艺

棉机织物传统前处理一般是经退、煮、漂多道工序，工艺流程长，能耗大，污染严重。随着环保和节能减排需求的加强，迫切要求印染行业对常规工艺进行改进，研发节能减排工艺。

棉织物退、煮、漂一浴法前处理的工艺有浸渍法、轧蒸法和冷轧堆法三类。除冷轧堆法在室温下进行外，其他工艺都是在100℃下处理60～90min，耗汽和耗水量占印染总消耗量的40%～60%，污水中COD值高（6000～10000mg/kg），成为节能减排的重点对象，因而推动了低温练漂工艺的研发。在开发的棉织物低温前处理中，包括过醋酸低温练漂、高锰酸钾漂白、生物酶低温练漂、双氧水活化剂低温练漂、冷轧堆练漂等工艺。

1.过醋酸漂白

（1）过醋酸的性质及其漂白原理。过醋酸是由冰醋酸或醋酐与双氧水反应制得的。它是一种稳定的弱有机酸，具有较高的氧化性和反应性。在高温或pH值较高时，过醋酸会发生分解，重金属离子的存在会加速过醋酸的分解。

过醋酸的漂白原理目前尚不十分清楚，一般认为是过醋酸分解产生高活性的过氧羟基自由基，过氧羟基自由基与色素中的发色共扼体系作用，达到消色漂白的目的。

CH3COOOH→CH3CO·+·OOH

（2）过醋酸漂白的工艺条件分析。影响过醋酸漂白的工艺条件主要有漂液pH值、温度、浓度和时间。漂液pH值升高，织物白度增加，但pH值达到8以上时，过醋酸不再起漂白作用。因此，通常在漂液中加入缓冲剂，使pH值稳定在7左右。温度升高，有利于织物白度的提高，但过醋酸高温漂白时，会产生刺激性气体，故应有较好的密闭设备及通风条件。漂液浓度和漂白时间与温度、织物白度要求等有关。为了得到较高的白度，棉及含棉混纺织物的漂白工艺通常采用二步法，先用冷过醋酸漂白，然后用双氧水高温漂白。

（3）过醋酸漂白优点。

①白度比双氧水漂白高；

②纤维损伤强力降低比双氧水漂白少；

③漂后织物活性染料染色的上染率高，且色牢度好；

④既适用酸性又能适用碱性低温前处理方法，适用于棉、麻、蛋白质纤维混纺织物的前处理；

⑤漂液废水中的AOX最低。

（4）过醋酸漂白缺点。

①有刺激性气体，致使工作环境不佳；

②对皮肤有灼伤性；

③有爆炸的危险性；

④有腐蚀性，对设备材料有特殊要求；

⑤化学性质不稳定，过醋酸工作液易分解，如车间温度太高，则浓度会逐渐降低；

⑥过醋酸的价格远高于双氧水，前处理成本提高。

2.高锰酸钾漂白

高锰酸钾又称灰锰氧、过锰酸钾，红紫色斜方晶系，粒状或针状结晶。溶于水成深紫红色溶液，微溶于甲醇、丙酮和硫酸。高锰酸钾是强氧化剂，与浓硫酸接触易发生爆炸，与有机物接触、摩擦、碰撞会引起燃烧并放出氧。

高锰酸钾溶于水，生成水合过氧化锰：

2KMnO4+3H2O→2KOH+2MnO（OH）2+3[O]

水合过氧化锰使纤维变成褐色，经二氧化硫处理达到漂白的目的。

高锰酸钾漂白的应用范围很窄，在柞蚕丝上有应用。

3.生物酶前处理

因酶的催化反应具有专一性，所以酶前处理的退浆、煮练和漂白需分别采用各种酶制剂来完成。

（1）酶的种类。

①退浆酶。生物酶前处理因织物浆料复杂而无法全部去除，致使退浆效果欠佳，造成织物手感不好，毛效不高，染色效果欠佳等问题。所以，生物酶前处理常用于不需上浆的针织物，而不能用于必须上浆的机织物的一步法前处理。除非先将织物进行化学退浆，而后进行酶煮练与酶漂白一浴一步法处理。

②煮练酶。

a.果胶酶。用于棉煮练的主要是果胶酶与纤维素酶的复配混合酶。果胶酶是分解果胶的一类混合酶，包括果胶酯酶、多聚半乳糖醛酸酶、果胶裂解酶和原果胶酶等。果胶酶主要作用于果胶质。在果胶酶的作用下，果胶质可转变为可溶性果胶，使果胶成为游离状态，并使其表面的其他杂质脱落。果胶酶分为酸性果胶酶和碱性果胶酶，常用的为碱性果胶酶。

碱性果胶酶精练时，因酶的相对分子质量高而不易渗入纤维内部，因此酶液通过原果胶质层的裂缝或微隙进入果胶层。当果胶酶与果胶质接触，便催化分解果胶质，生成可溶性的低分子物而溶于水，导致果胶层连续被破坏。果胶层是造成纤维毛效和润湿性差的主要原因，当果胶质被去除后，织物的润湿性便提高。Sawada等研究表明，与碱精练效果相比，用果胶酶精练时果胶的水解程度相当或更好，但果胶酶精练温度更低，用水量约为碱精练的1/2，处理液中污染物也较少。Jayani等研究发现，果胶酶精练后棉织物润湿性能高于碱精练，并且没有纤维损伤。

b.纤维素酶。纤维素酶是一种存在相互协同作用的多组分复合酶。在精练过程中，纤维素酶通常与果胶酶拼用，发挥它们的协同作用，能够达到更好的效果。

纤维素分子在纤维素酶和水作用下，苷键水解成还原性端基和非还原性端基，还原性端基在氧化物存在下开环成醛而断裂。因为棉纤维上的共生物杂质大多分布在纤维表面及初生胞壁中，因此，若将其存在的纤维初生胞壁用纤维素酶催化降解，便可把共生物同时去除。用纤维素酶进行精练，其效果特别明显，且对棉籽壳的去除也有利，但棉纤维的强力也随之降低。所以，只能在适度范围内使用少量的纤维素酶，以帮助碱性果胶酶提高精练效果。

③漂白用酶制剂。漆酶是一类含铜氧化酶，来源于植物、真菌、细菌和昆虫等。来源不同，其结构和性能差异很大。漆酶是一种铜蛋白，由肽链、糖配基和Cu2+三部分组成。

漆酶是氧化反应的催化剂，通过电子转移，使漆酶中的铜与氨基酸等物质所形成的活性中心发生催化作用，而使底物氧化成过氧化氢中间体，使氧分子还原成水，产生的过氧化氢或游离基作为漂白剂使棉纤维漂白。

（2）生物酶前处理的优缺点。

①优点。

a.生物酶是绿色环保的氨基酸化合物，无毒，无害，不会造成环境污染，能完全生物降解。棉制品用生物酶进行练漂，洗液污水的COD较低，一般在1500mg/kg以下，比传统的练漂污水量少。

b.可在60～70℃进行低温练漂，节能多。

c.练漂后分解物容易洗涤，节约用水。

d.因为棉蜡未充分去除，所以处理后织物手感柔软。

②缺点。

a.酶制剂的稳定性不高，久储容易失活，易造成前处理半制品质量波动。

b.棉纤维的共生物去除不净，漂白白度较低，毛效不高，棉籽壳去除不净，不能适应高档纺织品半制品的质量要术。

c.成本较高。

（3）工艺举例。酶退浆—煮漂一浴工艺：

坯布→烧毛→浸轧酶液（高温退浆酶）→汽蒸（100℃，3min）→热水洗（95℃，5min）→烘干→浸轧复合酶、双氧水混合液→汽蒸（90℃，50min）→热水洗（95℃，5min）→酸洗（HC1）→冷水洗→烘干

4.双氧水活化剂的低温漂白工艺

凡能提高双氧水或过氧化物活性的物质统称为活化剂。活化剂与催化剂都是活化双氧水的物质，将之统称为活化剂也无可非议，但不易区分。碱也是活化双氧水的物质，但一般并不把碱称为活化剂。活化剂一般是指与双氧水反应生成活性比双氧水高的过氧化物，从而提高氧化能力，反应后不恢复成原来的活化剂，反应不能重复循环，使用量较高。但催化剂是指它与双氧水反应生成活性强的中间体，中间体发生漂白作用后又恢复到原来的催化剂，而后再继续参与反应，循环使用，它的使用量较活化剂少得多。

浙江纺织服装职业技术学院染整技术研究所与宁波华科纺织助剂有限公司共同开发了双氧水低温漂白活化剂HK，用于双氧水低温漂白工艺。用化学药剂、双氧水、活化剂同浴进行煮练与漂白，达到一步法低温前处理目的。双氧水低温漂白活化剂HK使用了多种活化剂复配，充分发挥协同效应，使浸渍法练漂温度从100℃下降到60℃左右；轧蒸法练漂温度从100℃下降到70℃；冷轧堆堆置时间从24h下降到6～12h。双氧水活化剂低温漂白工艺可用于各类纤维、各种前处理设备和各种工艺的织物练漂一步法前处理，具有毛效、白度基本达到传统工艺，低温节能、低污水排放（COD＜1500mg/kg）、无氧漂破洞、织物强力损失最小（＜5%）和不形成硅垢等特点。

（1）棉机织物低温堆置漂白工艺举例。

工艺处方：

氢氧化钠（固体）　30g/L

双氧水（30%）　13～15g/L

低温促进剂HK　1～5g/L

低温精练剂HK-88　15～25g/L

过硫酸钠　5g/L

工艺流程：

浸轧（二浸二轧，轧液率80%～100%）→堆置（室温，6～10h）→汽蒸（100℃，10～20min）→水洗（洗涤剂1.0g/L，90℃×10min）→排液→水洗（60℃×20min）→排液→冷水洗（10min）→酸中和处理（调pH=6～7）→除氧酶处理

（2）低温间歇式一浴一步法练漂工艺。

工艺处方：

氢氧化钠（固体）　2～5g/L

双氧水（30%）　3～6g/L

低温促进剂HK　0.5～1.0g/L

低温精练剂HK-88　2～5g/L

浴比　1:10

工艺流程：

练漂（80℃×40min）→排液→水洗（60℃×20min）→冷水洗（10min）→酸中和处理（醋酸调pH=6～7）→除氧酶处理（60℃×20min）→染色或增白

（3）连续式轧蒸法练漂。

工艺处方：

氢氧化钠（固体）　15～25g/L

双氧水（30%）　8～15g/L

低温促进剂HK　1.0～2.0g/L

低温精练剂HK-88　10～12g/L

工艺流程：

浸轧（30℃，二浸二轧，轧液率90%）→堆置（室温，4～6h）→汽蒸（100℃，45～60min）→水洗（洗涤剂1.0g/L，95℃×10min）→排液→水洗（60℃×20min）→排液→冷水洗（10min）→酸中和处理（醋酸调pH=6～7）→除氧酶处理

有效合理地确定烧碱、低温精练剂、低温促进剂及双氧水用量，是低温练漂成功的关键。应根据加工材料、产品要求、蒸汽供应状况、水以及设备运转具体状况来确定，以确保在浸渍法和冷轧堆法整个练漂系统各组分发挥其最佳作用。

（五）几种常用漂白剂的性能及工艺的比较

目前常用的漂白剂主要有双氧水、次氯酸钠、亚氯酸钠，其性能及常用工艺条件比较列于表2-15中。

表2-15　几种常用漂白剂的性能及工艺的比较

（六）漂白效果的评定

棉织物的漂白以去除天然色素为主要目的。但在漂白过程中，棉纤维本身也可能受到损伤，所以在评定漂白效果时，既要考虑织物达到的白度（外观质量），又要兼顾纤维的内在质量（纤维强度）。织物的白度可在白度仪上进行测量；织物的受损程度可通过织物在漂白前后的强力变化来衡量，这种方法虽然比较直观，但却不能反映出纤维在练漂过程中所受到的潜在损伤。为了能较全面地反映棉纤维的受损情况，可测定棉纤维在铜氨或乙二胺溶液中的黏度，通过黏度变化来衡量；也可通过测定碱煮后织物的强力变化（织物在1g/L氢氧化钠溶液中煮沸1h后的强力）来衡量。