So sánh quá trình tẩy trắng vải bông chéo bằng Ozone, hydro peroxit và axit paraxetic – Công ty CP Ozone Quốc Tế

So sánh quá trình tẩy trắng vải bông chéo bằng Ozone, hydro peroxit và axit paraxetic

nuoitom
Sử dụng Ozone trong nuôi thuỷ sản giúp cá nhanh lớn, sạch môi trường
6 Tháng Tám, 2016
1088720x480anh
Khử khuẩn bằng công nghệ Ozone
6 Tháng Tám, 2016

So sánh quá trình tẩy trắng vải bông chéo bằng Ozone, hydro peroxit và axit paraxetic

quy-trình-công nghệ-dệt-nhuộm-hoàn-tất-vải-cty-minh-đạt-midatex-4

I.        Giới thiệu

Tẩy trắng là quá trình loại bỏ các tạp chất có màu ra khỏi vải mộc càng có hiệu quả càng tốt, mà không làm tổn thương xơ hoặc tổn thương tới mức thấp nhất và để lại màu trắng tuyệt hảo.

Ngày nay, khách hàng ngày càng yêu cầu các sản phẩm thân thiện với môi trường. Điều  này cũng ảnh hưởng tới ngành dệt, và do vậy các khía cạnh như là kiểm soát lượng tiêu thụ nước, năng lượng và hóa chất cũng được lưu tâm tới trong các quá trình gia công ướt dệt.

Hydro peroxit (H2O2) được sử dụng phổ biến nhất để tẩy trắng cho vật liệu dệt và được đưa vào sử dụng từ năm 1878. Hydro peroxit phù hợp với hầu hết các loại xơ và có thể sử dụng được trên nhiều loại máy trong các điều kiện khác nhau. Các sản phẩm phản ứng không độc và không gây nguy hiểm nhưng hydro peroxit là chất có độ ăn mòn cao và thoái biến thành ô xy và nước. Tuy nhiên hydro peroxit gây tổn thương xơ do nó được áp dụng trong môi trường kiềm mạnh và yêu cầu nhiệt độ cao để mang lại hiệu quả tẩy trắng hiệu quả nhất.

Axit paraxetic (PAA) là tác nhân tẩy có nhiều ưu điểm so với hydro peroxit. Nó không sinh ra bất kỳ sản phẩm phụ độc nào trong phản ứng tẩy, và ít ăn mòn hơn. Loại axit này hoàn toàn thoái biến sinh học và không sinh ra AOX (các hợp chất hữu cơ halogen hóa hấp thụ được) trong nước thải.

Axit Paraxetic có thể được chuẩn bị ở dạng dung dịch trong ống nghiệm từ hydro peroxit và anhydrit axetic

H2O2 + (CH3CO)2O → CH3COOOH + CH3COOH

Hiện đã có axit paraxetic thương phẩm, ví dụ ở dung dịch 5% và 15%, là chất lỏng không màu có mùi hăng, cả hai dung dịch đều tan trong nước.

Các nhược điểm chính của axit Paraxetic là chi phí cao và khó chuẩn bị và xử lý. Nếu bị nuốt vào đường miệng, hít vào hoặc tiếp xúc với da hoặc màng nhày dẫn tới bỏng lâu dài và bệnh eczema khó lành.

Khí Ozone (O3) được hình thành gần bề mặt của trái đất có ảnh hưởng có hại lên hệ hô hấp của động vật. Lớp khí ozone bảo vệ nằm ở trong ở tầng bình lưu bên trên bề mặt trái đất, cách trái đất 24 kim, và nó che chở cho hành tinh của chúng ta khỏi bức xạ cực tím do mặt trời tạo ra. Ozone hấp thụ bức xạ này rất  nhiều và chuyển thành nhiệt.

Ozone là một trong các tác nhân ô xy hóa mạnh nhất và có xu hướng phản ứng mạnh với hầu hết các chất hữu cơ cũng như với nước. Phản ứng tiếp diễn thông qua một vài chất trung gian, như là các gốc peroxit, epoxit và  pechydroxyl và hydroxyl. Một số chất trung gian này rất có thể góp phần vào hiệu quả tẩy trắng theo một vài cách nào đó, chắc chắn với khả năng chọn lọc thấp hơn là bản thân ozone. Quá trình tẩy trắng bằng ozone chấp nhận được về mặt môi trường do quá trình tẩy không sử dụng các hóa chất gây hại.

Có thể tiến hành tẩy trắng thành công vải 100% bông ướt bằng ozone và đạt được độ trắng chấp nhận được (chỉ số độ trắng CIE 80), để vật liệu sẵn sàng cho quá trình nhuộm hoặc in. Quyết định độ trắng chấp nhận được có tham vấn các nhà máy gia công.

II. Thực  nghiệm

Vật liệu

 Vải: các thông số đặc tính của vải 100% bông đã nấu sử dụng trong thực nghiệm được đưa ra trong bảng 1.

Bảng 1 – Các đặc tính cơ bản của vải 100% bông
Thành phần vải Kiểu dệt Khối lượng (g/m2) Chi số sợi dọc (tex) Chi số sợi ngang (tex) Chỉ số độ trắng CIE (WI) Độ bền kéo (N) Khả năng hút chất lỏng (giây)
Dọc Ngang
100% bông đã nấu Chéo 180 45 45 30.6 550.8 460.3 3.5

 Nước: Nước dùng trong cả quá trình tẩy và giặt có chất lượng như trong bảng 2.

Bảng 2 – Chất lượng nước
pH Tổng độ cứng (ppm) Tổng chất rắn hòa tan (ppm)
7.0 50 145

Tổng độ cứng được đo bằng cacbonat canxi. pH, tổng độ cứng và tổng chất rắn hòa tan của nước phù hợp với tất cả các quá trình gia công dệt lần lượt là 6.5-7.5, 0-50 ppm và 65-150 ppm.

 Hóa chất:

Hydro peroxit: Hydro peroxit (50% wt/wt) do MERK (Đức) cung cấp

Tác nhân ngấm: Sandozin Nitil ở dạng lỏng (không ion) do Clariant (Pakistan) cung cấp

Xút: Viên xút (NaOH) do MERK (Đức) cung cấp.

Axit Paraxetic: do Tiajin Xinyuan Chemical Co. (Trung Quốc) cung cấp.

Chất ổn định EDTA: do MERK (Đức) cung cấp.

Để so sánh hiệu quả tẩy trắng bằng hydro peroxit, axit paraxetic và ozone, các đơn nấu được đưa ra ở bảng 3.

Bảng 3 – Các đơn tẩy trắng dùng ozone, hydro peroxit và axit paraxetic
Tẩy bằng Hydro peroxit Tẩy bằng Axit paraxetic Tẩy bằng Ozone
H2O2

50% wt/wt

3% trên kL vải PAA dung dịch 5% 2.5 g/l Nồng độ ozone 100g/m3
NaOH 100%

Viên

1,5% (trên KL vải) cho pH 10-10.5 Tác nhân ngấm (không ion) 1% (trên KL vải) Thời gian xử lý 5 phút
Tác nhân ngấm

(không ion)

1% (trên KL vải) Chất ổn định EDTA 1% (trên KL vải) Tỷ lệ ngấm 60%
Chất ổn định EDTA 1% (trên KL vải) Nhiệt độ xử lý 80oC Nhiệt độ xử lý 25oC
Nhiệt độ xử lý 90oC Thời gian xử lý 60 phút pH của vải đã nấu 7.0
Thời gian xử lý 60 phút pH 6.5-6.8    
Vải Vải bông đã nấu Vải Vải bông đã nấu    
Dung tỷ 20:1 Dung tỷ 20:1    

III. Kết quả và bàn luận

Mục đích của so sánh này là khám phá khả năng tẩy trắng vải bông nhanh và thân thiện với môi trường bằng ozone và để đạt được độ trắng chấp nhận được (chỉ số độ trắng CIE 80) với giảm bền thấp nhất và khả năng hút chất lỏng lớn nhất.

Các kết quả về độ trắng CIE, độ bền kéo và khả năng hút chất lỏng được đưa ra trong bảng 4.

Bảng 4 – So sánh các tính chất của vải bông được tẩy bằng ozone, hydro peroxit và axit Paraxetic
Loại xử lý Chỉ số độ trắng CIE (WI) Độ bền (N) Khả năng hút chất lỏng (giây)
Dọc Ngang
Ozone 79.8 45.7 414.2 1.0
H2O2 80.2 445.7 405.0 2.0
PAA 80.9 443.2 400.4 2.3

Chất màu có trong bông được đặc trưng bởi sự hiện diện của các liên kết kép liên hợp và các liên kết này bị chất ô xy hóa tấn công trong quá trình tẩy trắng. Ozone có thể phản ứng với chất màu có mặt trong bông theo hai cách. Hoặc phản ứng xảy ra trực tiếp với ozone phân tử hoặc bằng phản ứng của các gốc OH (được hình thành khi ozone phân hủy thành nước).

Có thể thực hiện quá trình tẩy trắng bằng ozone (100 g/m3) trên vải bông đã nấu với hàm lượng nước 60% tại pH -7 trong 5 phút. Mẫu được tẩy bằng ozone được so sánh với các mẫu được tẩy bằng hydro peroxit và axit paraxetic. Người ta quan sát được rằng tẩy trắng bằng ozone làm tăng chỉ số độ trắng CIE từ 39.2 (vải bông chưa tẩy) tới 79.8. Chỉ số độ trắng hầu như giống trong trường hợp tẩy bằng hydro peroxit và axit paraxetic và được xem là độ trắng chấp nhận được, nên vật liệu sẵn sàng cho quá trình nhuộm/in.

Mặt khác khi xem xét độ bền kéo của vải được tẩy bằng ozone, hydro peroxit và axit Paraxetic, người ta nhận thấy rằng độ bền kéo của mẫu vải tẩy bằng ozone cao hơn độ bền kéo của vải tẩy bằng hydro peroxit và axit paraxetic.

Khả năng hút chất lỏng được cải thiện nhiều (thời gian cần để giọt nước biến mất) từ 3.5 giây xuống còn 1 giây quan sát được trong tất cả các trường hợp tẩy trắng.

Tất cả các kết quả trên về chỉ số độ trắng CIE, độ bền kéo và khả năng hút chất lỏng do quán trình tẩy bằng ozone mang lại chỉ ra rằng để tẩy nhanh, nên dùng đơn được đưa ra trong bảng 3.

 IV. Kết luận

Nghiên cứu này đã chứng minh rằng vải bông đã nấu có thể tẩy trắng được bằng ozone và có thể đạt được độ trắng chấp nhận được trong thời gian ngắn hơn là thời gian cần cho tẩy trắng bằng hydro peroxit và axit paraxetic.

Ngoài ra, quá trình tẩy trắng có thể thực hiện được tại nhiệt độ phòng với mức ngấm nước 60% và không tạo ra hóa chất nguy hiểm.

Nghiên cứu này cũng cung cấp thông tin có giá trị cho ứng dụng trong ngành để phát triển các hệ thống tẩy trắng.