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棉织物传统过氧化氢漂白需要使用大量化学助剂,织物漂后需要大量水洗涤去除残余的化学物质,产生大量废水,同时长时间高温处理导致纤维损伤严重,织物强力损失较大。因此,在不损失织物白度和品质标准的前提下,研究者试图寻找一种环保型的能代替传统工艺的漂白方法。臭氧作为一种新型漂白剂,具有氧化电势高(2.07 V)、耗水少及反应中不产生有害副产物等特点,在纸浆漂白中已经得到广泛应用,这就使具有低污染、低能耗的棉织物臭氧漂白成为可能。本文首先研究了棉机织物臭氧漂白中时间、溶液pH、轧液率和氧气浓度等条件对漂白性能的影响,另外还测试了臭氧处理对棉织物浆料和棉籽壳杂质的去除效果,得到的最优工艺为:室温条件下,棉机织物坯布浸轧1.0g/L润湿剂溶液(pH为7)使织物轧液率为60%,在臭氧气氛中处理30min。棉织物臭氧漂后经还原清洗、热水洗、冷水洗抑制织物的泛黄,最后烘干。此时棉机织物白度值达到62,润湿时间2.2 s,强力损失14%,退浆等级5级;退浆棉织物经过臭氧处理后,白度值最大达到73,强力损失17%,润湿时间1.3s,棉籽壳含量降低64%;精练棉织物经过臭氧处理后,白度值最大达到81,强力损失为19%,棉籽壳含量降低78%。然后,研究了棉针织物的臭氧漂白,其最优工艺为:室温条件下,棉针织物浸轧1.0g/L润湿剂溶液(pH为7)使针织物轧液率为80%,在臭氧气氛中处理20min,漂后经还原清洗、热水洗、冷水洗,最后烘干。此时棉针织物的白度为72,强力损失20%,织物的蜡质和果胶含量分别下降72%和69%,润湿时间2.5s,棉籽壳含量降低88%,去杂效果较好。在上述研究的基础上,为了探究臭氧漂白对棉籽壳去除的机理,首先制备棉籽壳切片,利用光学显微镜观察其结构,并采用红外显微镜对各层结构进行微区红外扫描,获得其每层结构的红外特征信息;接着利用快速热解仪裂解棉籽壳样品,鉴定其化学组成;最后,从棉织物棉籽壳中提取木质素,通过凝胶渗透色谱(GPC)、核磁共振图谱(~1H NMR)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)和裂解-气相色谱/质谱(Py-GC/MS)分析木质素在臭氧处理前后结构的变化。结果发现,臭氧处理使棉籽壳木质素的分子量降低8%,甲氧基含量降低1.31%,发生了明显的脱甲氧基反应。苯环上的酚羟基被臭氧氧化而参与苯环的开环反应,酚型结构的木质素发生了断裂,β-O-4和β-β连接结构降低,β-1和β-5结构增多。木质素中对羟基苯基/愈创木基/紫丁香基的比例从处理之前的4:53:43变为处理之后的3:58:39,紫丁香基结构单元含量减少,对羟基苯基含量变化不大。