一种适用活性染料染废旧棉织物的还原-氧化二段脱方法

1.本发明属于资源回收利用技术领域，具体涉及一种适用于废旧纯棉织物的复合脱方法。

背景技术：

2.全球范围内的废旧纺织品与日俱增，如何处置这些废旧纺织品引起越来越多的关注。目前对其的处置方法以焚烧或填埋为主。由于垃圾场的容量有限，长期在垃圾场掩埋废物是无法解决问题的，而且这种方法还会危害环境。焚烧法容易产生大量有毒气体和有害固体废弃残渣，不利于资源的绿循环。因此，我国在寻求可再生新能源的同时，对固体废弃物的处理已经从过去的填埋、焚烧或简单回收处置转向全组分的回收再利用或高附加值的资源化利用。例如，废弃纺织品可用于生产乙醇等化工产品、吸附材料、环保地膜等等。
3.废旧纺织品作为可回收利用的纺纱资源在不少地方被人们收集后,通过脱处理,再纺成棉纱而回到织布厂进行重复利用。在此资源回收利用过程中,最困难的工序就是各棉布的脱处理。其中，50％以上的棉纺织品是用活性染料染的。活性染料在纺织工业中的应用比其他染料(如酸性染料和直接染料)更广泛。因为大多数商业活性染料的染工艺简单，颜鲜艳明亮，并且对工业设备的损坏较小。最重要的是，通过与棉纤维中的活性羟基形成共价键，可以获得良好的牢度。因此，活性染料在棉织物上的剥离是提高废棉织物利用率的重点，也是目前研究的难点之一。
4.在棉织物的脱工艺中，常用的漂白剂有两大类：还原类和氧化类。在还原剂方面常用的有连二亚硫酸钠(俗称保险粉)、二氧化硫和亚硫酸氢钠，它们通过还原素而达到漂白的目的。但是还原漂白后织物的白度不稳定，长时间放置在空气中易被氧化而复，因此还原漂白产品存在严重的实际应用缺陷问题。对于氧化性的漂白剂而言，其种类繁多，最常用的漂白剂有次氯酸钠和双氧水等。次氯酸钠用于漂白工艺时，漂白废水中会残留部分有效氯，产生不可生物降解的有机氯化物，会污染环境和危害人体健康，这也限制了该工艺在工业中的应用。由于双氧水剥的局限性，对织物进行剥时，颜不能完全去除，而且双氧水氧化性比较强，在高温下会对棉纤维的内部结构和物理性能产生损伤。
5.废旧纺织品可回收利用种类众多，混合后再分类技术难度较大，只有在源头进行分类，形成规模化、标准化，降低回收利用的难度。有废旧纺织品的脱技术是使废旧纺织品达到回收统一标准的必要手段。

技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种适用于废旧纯棉织物的复合脱方法。该脱方法适用于活性染料上染的废旧纯棉纺织品，其解决了现有脱药品难以同时兼顾织物机械强度和脱效果的问题。
7.为了实现上述目的，本发明涉及的一种适用于废旧纯棉织物的复合脱方法，包
括以下步骤：
8.(1)将棉织物加入到配备好的连二亚硫酸钠脱液中进行还原反应，一段时间后取出布样分别进行热水洗和冷水洗；
9.(2)将水洗后的棉织物加入到配备好的高锰酸钾脱液中进行氧化反应，一段时间后取出布样分别进行草酸洗、热水洗和冷水洗，最后烘干。
10.其中，连二亚硫酸钠脱液为连二亚硫酸钠水溶液，连二亚硫酸钠浓度为30g/l，浴比为1：30。
11.步骤(1)中将棉织物加入到配备好的连二亚硫酸钠脱液中，在80-90℃温度下，震荡反应45min。
12.其中高锰酸钾脱液为高锰酸钾、浓硫酸混合水溶液，高锰酸钾浓度为5owf％、硫酸浓度5owf％，浴比为1:30。
13.步骤(1)中将水洗后的棉织物加入到配备好的高锰酸钾脱液中，在在35-45℃震荡条件下反应50min。
14.与现有技术相比，本发明相对于其他脱方法具有流程简单，高效，对设备无污染，符合绿发展的观念，且染料脱除效果好，能够达到较高的白度，强力损失率小，能够较好地保持织物的机械性能。
附图说明
15.图1为实施例1中经连二亚硫酸钠-高锰酸钾脱体系脱处理的废旧棉织物的电镜图。
16.图2为实施例1中连二亚硫酸钠-高锰酸钾脱体系处理的废旧棉织物的白度(a)、脱率(b)、脱效果(c)、强力损失率(d)、聚合度(e)随脱时间的变化图。
17.图3为实施例1中废旧棉织物经连二亚硫酸钠-高锰酸钾脱体系脱处理前后的x射线衍射图。
18.图4为实施例2中连二亚硫酸钠处理的废旧棉织物的白度(a)和强力损失率(b)、随脱时间的变化图。
19.图5为实施例3中连二亚硫酸钠处理的废旧棉织物的白度(a)和强力损失率(b)、随脱时间的变化图。
20.图6为实施例4中连二亚硫酸钠-双氧水脱体系处理的废旧棉织物的脱效果随脱时间的变化图。
具体实施方式
21.下面结合实施例和附图对本发明进行详细的描述。
22.实施例
23.本实施例涉及的一种适用活性染料染废旧棉织物的还原-氧化二段脱方法，具体包括以下步骤：
24.(1)按照浴比为1:30称取所需蒸馏水的用量(浴比为棉织物与蒸馏水的质量比)，称取30g/l的连二亚硫酸钠移入锥形瓶中，再将蒸馏水移入锥形瓶中充分搅拌后放入废旧棉织物迅速用保鲜膜密封，在温度为90℃的振荡水浴锅中振荡0、15、30和45min，取出布样
使用热水洗两次，再用常温水洗两次。
25.(2)按照浴比为1:30称取所需蒸馏水的用量，分别称取5owf％的高锰酸钾和5owf％的浓硫酸(ph＝5)，两种药品依次移入锥形瓶中，放入水洗后布样用保鲜膜密封好放入40℃的振荡水浴锅中充分振荡0、15、30和45min后分别进行草酸洗(洗去高锰酸钾)、热水洗和冷水洗，放入烘箱中烘干，待烘干后观察布样脱效果。实验过程中，步骤(1)和步骤(2)的脱时长相等，图2中的脱时间为步骤(1)和步骤(2)的总时长。
26.对脱后的布样进行电镜检测，如图1所示，经过脱后的织物表面光滑，杂质少，纤维韧性高，形态变化的结果与力学性能是一致的。从形貌推测棉纤维的形状保持良好。
27.由图2可以看出当脱时间60min后，织物上的染料已基本剥落，白度可以达到65.1，脱率达到93.5％，强力损失率为19.3％。
28.如图3所示是废旧棉织物经该体系脱后的x射线衍射图。从图中可以看出脱后织物的结晶结构没有造成破坏。
29.本发明提出的连二亚硫酸钠-高锰酸钾脱体系适用于废旧棉织物脱。
30.在常规的脱方法中，还原脱剂连二亚硫酸钠能有效保留织物的力学性能，但白度不理想。氧化脱剂高锰酸钾可以将染料从织物上剥离，但强度保留差。在优化的连二亚硫酸钠-高锰酸钾两步脱工艺中，脱废棉织物的性能为：cie白度指数65.1，强力损失率为19.3％，失重率为1.8％，脱率为93.5％，聚合度为747.7。此方法适用于活性染料上染的废旧棉织物高效脱。
31.实施例2
32.本实施例涉及的一种适用活性染料染废旧棉织物的脱方法，具体为：按照浴比为1:30称取所需蒸馏水的用量，称取30g/l的连二亚硫酸钠移入锥形瓶中，再将蒸馏水移入锥形瓶中充分搅拌后放入废旧棉织物迅速用保鲜膜密封，在温度为90℃的振荡水浴锅中振荡0、15、30、45、60、75和90min，取出布样使用热水洗两次，再用常温水洗两次，再放入烘箱中烘干，待烘干后观察布样脱效果。
33.从图4可以看出，连二亚硫酸钠单独处理后能有效保留织物的力学性能，但白度不理想。
34.实施例3
35.本实施例涉及的一种适用活性染料染废旧棉织物的脱方法，具体为：按照浴比为1:30称取所需蒸馏水的用量，分别称取5owf％的高锰酸钾和5owf％的浓硫酸，两种药品依次移入锥形瓶中充分搅拌后放入废旧棉织物迅速用保鲜膜密封好放入40℃的振荡水浴锅中充分振荡0、15、30、45、60、75和90min后分别进行草酸洗、热水洗和冷水洗，放入烘箱中烘干，待烘干后观察布样脱效果。
36.从图5可以看出，氧化脱剂高锰酸钾可以将染料从织物上剥离，但织物强度保留差。
37.实施例4
38.本实施例涉及的一种适用活性染料染废旧棉织物的脱方法，具体包括以下步骤：
39.(1)按照浴比为1:30称取所需蒸馏水的用量，称取30g/l的连二亚硫酸钠移入锥形瓶中，再将蒸馏水移入锥形瓶中充分搅拌后放入废旧棉织物迅速用保鲜膜密封，在温度为
90℃的振荡水浴锅中振荡0、15、30和45min，取出布样使用热水洗两次，再用常温水洗两次。
40.(2)按照浴比为1:30称取所需蒸馏水的用量，分别称取40g/l的双氧水溶液和20g/l的氢氧化钠以及10g/l的taed，三种药品依次移入锥形瓶中，放入水洗后布样用保鲜膜密封好放入70℃的振荡水浴锅中充分振荡0、15、30和45min，后再次热水洗两次，冷水洗两次，放入烘箱中烘干，待烘干后观察布样脱效果。实验过程中，步骤(1)和步骤(2)的脱时长相等，图2中的脱时间为步骤(1)和步骤(2)的总时长。
41.图6与图2e对比发现，连二亚硫酸钠-双氧水脱体系脱90min以后，布料上还有染料残余，而连二亚硫酸钠-高锰酸钾脱体系基本能够将染料脱除。

技术特征：

1.一种适用于废旧纯棉织物的复合脱方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将棉织物加入到配备好的连二亚硫酸钠脱液中进行还原反应，一段时间后取出布样分别进行热水洗和冷水洗；(2)将水洗后的棉织物加入到配备好的高锰酸钾脱液中进行氧化反应，一段时间后取出布样分别进行草酸洗、热水洗和冷水洗，最后烘干；其中，连二亚硫酸钠脱液为连二亚硫酸钠水溶液，高锰酸钾脱液为高锰酸钾、浓硫酸混合水溶液。2.根据权利要求1所述的适用于废旧纯棉织物的复合脱方法，其特征在于，连二亚硫酸钠浓度为30g/l，浴比为1：30，高锰酸钾浓度为5owf％、硫酸浓度5owf％，浴比为1:30。3.根据权利要求1所述的适用于废旧纯棉织物的复合脱方法，其特征在于，步骤(1)中将棉织物加入到配备好的连二亚硫酸钠脱液中，在80-90℃温度下，震荡反应45min。4.根据权利要求1所述的适用于废旧纯棉织物的复合脱方法，其特征在于，步骤(1)中将水洗后的棉织物加入到配备好的高锰酸钾脱液中，在在35-45℃震荡条件下反应50min。

技术总结

本发明公开了一种适用于废旧纯棉织物的复合脱方法，其包括以下步骤：(1)将棉织物加入到配备好的连二亚硫酸钠脱液中进行还原反应，一段时间后取出布样分别进行热水洗和冷水洗；(2)将水洗后的棉织物加入到配备好的高锰酸钾脱液中进行氧化反应，一段时间后取出布样分别进行草酸洗、热水洗和冷水洗，最后烘干；其中，连二亚硫酸钠脱液为连二亚硫酸钠水溶液，高锰酸钾脱液为高锰酸钾、浓硫酸混合水溶液。该方法具有流程简单，高效，对设备无污染，符合绿发展的观念，且染料脱除效果好，能够达到较高的白度，强力损失率小，能够较好地保持织物的机械性能。地保持织物的机械性能。地保持织物的机械性能。