硅溶胶在纺织浆料中的应用是什么

硅溶胶是无定形二氧化硅在水中的分散体系，其分子式可表示为mSiO2?nH2O。外观多呈乳白色或淡青透明的溶液状。国际上从四十年代开始生产工业用硅溶胶，我国从1958开始硅溶胶的生产与应用。但长期以来，产品品种、质量、数量、用途同发达国家相比都有很大差距。90年代始，这种情况已有了大幅度改观，特别是硅溶胶应用领域的不断拓宽，带动了整个硅溶胶工业的发展。 本厂生产的硅溶胶是采用国外新工艺硅粉法制备的，并严格按照HG/T25-1993标准检测。二氧化硅粒径均匀，杂质含量低，能满足各领域对硅溶胶的要求。随着应用领域的扩大，我厂不断改进生产工艺，提高检测技术，以满足用户对硅溶胶品类和数量日益增长的需要。 【硅溶胶的性能】 1、硅溶胶具有较大的吸附性：硅溶胶中无数胶团聚产生的无数网络结构孔隙。 2、在一定的条件下能对无机物及有机物具有一定的吸附作用。 3、硅溶胶具有较大的比表面积：比表面积一般为250～300/g。 4、硅溶胶具有较好的粘结性：因其胶团尺寸既均匀又具有10～20m/u左右。 5、自身风干即产生一定的粘接强度。 6、但强度较小。如将硅溶胶加入某种纤维或粒状材料中。 7、然后干燥固化即可成坚硬的凝胶结构。 8、会产生较大的粘接性（一般46.7Kg/C?O左右）。 9、硅溶胶具有良好的耐温性：一般可耐1600℃左右。 10、硅溶胶具有自身一般绝缘电阻为8×105Ω。 11、但加入石墨等导电材料中。 12、又会具有一定的导电性。 13、硅溶胶具有较好的亲水性和憎油性：可以用蒸馏水稀释至任意浓度，而且随稀释度的增加。 14、稳定性增强。但加入有机物或多种金属离子中。 15、又可产生憎水性。硅溶胶具有较强的憎油性。 此外，硅溶胶具有“高度的分散性”，“较好的耐磨性”和良好的“透光性”等。因此，可作为良好的“分散剂”，“防腐剂”，“絮凝剂”，“冷却剂”和特殊的“光学材料”等。硅溶胶在很大的pH值范围内是稳定的，在特定的条件下，单独能形成连续的粘附的硬薄膜（如1微米）。在使用中受pH值的影响较少。所以应从实际出发，对于给定的硅溶胶在实际使用条件下，经验的确定使用时的pH值。小颗粒的硅溶胶对酸、碱、盐（强电解质）反应比较敏感。 在棉织物氧漂工艺中，双氧水的分解受温度、pH值和重金属离子催化作用的影响。其中，重金属离子，特别是Fe3+对双氧水的催化分解能力极强。Fe3+对双氧水无效的快速分解，将造成织物局部白斑、脆损、破洞，而且会使布面泛黄，白度下降。棉织物漂白过程中的Fe3+主要来源于原棉产地的含铁土壤，种植过程中喷洒的含铁杀虫剂，收获、加工和包装时伴随的金属磨蚀，以及漂白机器设备的磨损。笔者曾研究了硅溶胶用作氧漂稳定剂的可行性，证实其在高温强碱条件下，对双氧水的分解有较强的抑制能力。本项目主要研究硅溶胶对含Fe3+漂液的稳定作用。l试验1．I材料、仪器和药品1．1．1材料14．5／14．5tex524／283根／10cm纯棉坯布；断裂强力经向689N，纬向376N。1．1．2仪器Color．Eye7000A电脑测配色系统(美国GretagMacbeth)，YG(B)D16D-250型电子织物强力仪(常州第二纺织机械厂)，乌氏粘度计(上海化学试剂公司)，76-lA型数显恒温玻璃水浴槽(金坛荣华仪器制造有限公司)。1．1．3药品自制硅溶胶(含固量31％，pH值为9)，CH3-1硅溶胶(含固量30％，pH值为10)、非硅型氧漂稳定剂197，HD880高效精练剂；氢氧化钠、浓氨水、过氧化氢(30％)、高锰酸钾、浓硫酸、硅酸钠、氯化铁、碳酸钙等(均为分析纯)。1．2硅溶胶对含Fe3+漂液的稳定试验在不同浓度的Fe3+溶液中分别加入6g／L稳定剂，置于恒温水浴内，升温至95℃，加入6g／L过氧化氢(30％)，不加布样处理60min，测定其分解率。1．3棉织物退煮漂一浴法工艺@=================@###page###@=================@工艺处方／(g／L)NaOH10H2O2(30％)10稳定剂6高效精练剂10浴比30：1工艺流程退煮漂一浴法(95℃×1h)→热水洗(80℃×3次)→温水洗(50℃x3次)→冷水洗→烘干1．4测试方法1．4．1H202分解率的测定采用高锰酸钾滴定法测定。1．4．2织物白度、黄度的测定在Color-Eye7000A测色系统上测定。每块布样保持经、纬方向一致，于不同位置测定4次，记录AST-ME313黄度和Hunter白度值。1．4．3毛效的测定将试样剪成30cm×5cm的布条，试样悬挂在支架上，下端浸人蒸馏水中，测量蒸馏水在30min内沿织物上升的高度(cm)。1．4．4织物断裂强力测定按GB／T3923．1一1982((纺织品织物拉伸性能第l部分：断裂强力和断裂伸长率的测定条样法》，测定处理后织物的断裂强力。1．4．5纤维聚合度的测定采用铜氨溶液法测定棉纤维的聚合度。2结果与讨论2．1硅溶胶对不同Fe3+浓度漂液的稳定作用在含不同Fe3+浓度的空白漂液中，比较硅溶胶和硅酸钠对双氧水分解的抑制效果，如图1所示。图1不同稳定剂对双氧水分解率的影响由图1可知，不加稳定剂时，微量的Fe3+会加速双氧水的分解。铁离子浓度越大，双氧水分解率越高，铁离子浓度为4．5mg／L时，双氧水分解率接近90％。加入硅酸钠后，双氧水分解率略有降低，但随着Fe3+浓度的增大而增大；加入硅溶胶后，双氧水分解率仅在10％以下，而且不随Fe3+浓度增大而增大。这说明硅溶胶对抑制Fe3+的催化作用的能力较强。2．2硅溶胶对短流程漂液中Fe3+的抑制作用目前，棉织物前处理加工的发展趋势是高效短流程，因此从实际生产出发，采用棉织物退煮漂一浴法工艺，以进一步考察硅溶胶对Fe3+催化作用的抑制效果。实际漂白生产大多用硬水，所以分别在蒸馏水和硬水体系中，考察硅溶胶对Fe3+催化分解双氧水的抑制效果，并与其它稳定剂作对比。2．2．1双氧水的稳定性比较在蒸馏水和硬水体系中，不同氧漂稳定剂对添加Fe3+前后双氧水分解的影响，如表1～2所示。表1蒸馏水体系中不同氧漂稳定剂对双氧水分解率的影响注：①添加10mg／LFeCl3(Fe3+3mg／L)。表2硬水体系中不同氧漂稳定剂对双氧水分解率的影响@=================@###page###@=================@注：①添加220mg／LCaCl2(Ca2+80mg／L)；②添加80mg／LCa2+和10mg／LFeCl3。由表l知，在蒸馏水体系中，未添加Fe3+时，不同稳定剂对双氧水的稳定效果的顺序依次是：自制硅溶胶>商品硅溶胶>硅酸钠>非硅型氧漂稳定剂197。在蒸馏水中添加3mg／LFe3+后，在无稳定剂存在下，双氧水分解加剧，15min后的分解率由原来的67．32％提高至90．67％。添加硅酸钠和非硅稳定剂197后，60min后的双氧水分解率升至90％以上；而加入自制硅溶胶，双氧水分解率从79．62％仅升至83．62％。这说明在高温强碱条件下，硅酸钠和非硅稳定剂197不能有效抑制3mg／L的Fe3+对双氧水催化分解，而含硅溶胶对双氧水分解的抑制较好。硬水体系中(见表2)，未加稳定剂的漂液中双氧水分解要比蒸馏水体系中剧烈，15min后分解率高达82．30％，说明ca2+对双氧水的分解也有较高催化作用。非硅型氧漂稳定剂197在该条件下起不到稳定作用，因为其双氧水分解率比空白时还大。而加硅溶胶和硅酸钠后，其双氧水的分解率比表1中的略有下降，这表明ca2+具有一定辅助作用。在硬水体系中加人3mg／L的Fe3+后，60min添加硅溶胶，其双氧水分解率与蒸馏水体系中不含Fe3+时一致，而其余则皆分解加剧。这说明在棉织物退煮漂一浴法工艺中，ca2+的存在可使硅溶胶更好地抑制Fe3+对双氧水的催化分解作用。2．2．2织物漂白效果表3、4分别比较了在蒸馏水体系和硬水体系中，加入不同氧漂稳定剂后的漂白效果。表3蒸馏水体系中不同稳定剂漂液的漂白效果表4硬水体系中含不同稳定剂漂液的漂白效果从表3、4中看出，加入硅溶胶漂白后，织物的各项指标均好于使用其它氧漂稳定剂，特别是织物强力的保留率较高，纤维损伤小。3结论(1)硅溶胶对空白漂液中Fe3+的稳定作用很好，Fe3+浓度达7．5mg／L时，双氧水分解率仍在10％以下。(2)在棉织物退煮漂一浴法工艺中，硅溶胶对Fe3+的抑制作用比其它氧漂稳定剂好，硬水中ca2+的存在，可使硅溶胶更好地抑制Fe3+对双氧水的催化分解作用，漂后织物各项性能优于其它稳定剂处理织物。