Acción del Laurilsulfato Sódico en el blanqueo de la Lana con Peróxido de Hidrógeno en medio ácido.

Acción del Lau ilsul a o Sódico en el blanqueo de la Lana con Pe óxido de Hid ógeno en medio ácido. J. Cega a (11, J. Gacén (2) y M. Ca o (3) O. RESUMEN , Se ha es udiado la in luencia de un a amien o con lau ilsul a o sódico a di e- en es pH en los pa á ne os de las lanas blanqueadas pos e io men e con pe óxido de hid ógeno en medio ácido, empleando como es abilizados el P es ogen W. Se ha obse ado que el p e a amien o a los di e en es pH conduce a lanas más blancas, con meno con enido en ácido cis éixo y con mayo solubilidad en álcali que la lana no a ada.y blanqueada en las mismas condiciones. El blanqueo de la lana en una solución de pe óxido de hid ógeno en medio ácido en p esencia de P es ogen W a la que se ha inco po ado lau ilsul a o sódico, ocasiona a iaciones en el mismo sen i- do pe o más p onunciadas que las que se de i an de la aplicación de un p e a a- mien o con lau ilsul a o sódico y pos e io blanqueo. O. RESUME On a é udié I'in luence d'un ai emen a ec du lau ylsul a e de sodium A di é- en s pH su les pa ame es des laines blanchies pos é ieu men a ec du pé oxyde d'hyd ogene en milieu acide, en u ilisan P es ogen W comme s abilisa eu . On a obse 6 que le p é ai emen aux di é en s pH mene A des laines plus blanches, une eneu en acide cys éique plus pe i e e a ec une plus g ande solubili é alcaline que la laine non- ai ée e blanchie dans les ne nes condi ions. Le blanchi nen de la laine dans une solu ion de pé oxyde d'hyd ogene en miiieu acide en p ésence de P es ogen W A laquelle on a addi ionne du lau ylsul a e de sodiu n, occasionne des a ia ions dans le meme sens mais plus p onocées que celles qui se dé i en de I'ap- plica ion d'un p é ai e nen a ec du lau ylcul a e de sodiu n e blanchimen pos é- ieu . (1) D . Ing. José Cega a Sánchez. Di ec o del Ins i u o. Ca ed á ico de «Tin o e ía» de la E.T.S.I.I. de Te assa. (2) D . Ing. Joaquín Gacén Guillén. Sub-Di ec o del Ins i u o. Ca ed á ico de «Políme os Tex iles)) de la E.T.S.I.I. de Te assa. (3) Ing. T. Mon se a Ca o Silanes. Labo a o io de Políme os Tex iles del Ins i u o. BOL. INTEXTAR, 1983, NP 84 73 O. SUMMARY The in luence o a ea men wi h sodium Oau ylsulpha e, a di e en pHs, on he pa ame e o wools bleached susequen ly wi h hyd ogen pe oxide in an acidic medium has been s udied, usign P es ogen $N as a s abilize . Vhe p e ea men a di e en pH ende s whi e wools wi h less con en o cys eix acid and mo e alkali solubili y han un ea ed wooi bleached in he same condi ions. Wool bleaching, in a solu ion o hyd ogen pe oxide in an acidic medium in p esence o P es ogen W, o which sodiul lau ylsulpha e was added, gi es ise o simila a ia ions, al hough mo- e ma ked han hose de i ed om he applica ion o a p e ea men wi h sodium lau ylsulpha e and a subsequen bleaching. INTRODUCCION En un abajo an e io (1 1, los au o es han es udiado la acción que eje ce la p e- sencia de lau ilsul a o sódico (SLS) en un baño de blanqueo con pe óxido de hid ó- geno en medio aicalino en las p opiedades de las lanas blanqueadas, habiéndose obse ado que la aplicación del SLS en un p e a amien o no modi ica la blancu a de la lana blanqueada y ocasiona una disminución del con enido de ácido cis éico. Po o a pa e, la inco po ación del SLS al baño de blanqueo, p oduce una mejo a del blanco, a la ez que p o ege el enlace disul u o. Como con inuación del ema iniciado, se ha c eido in e esan e e ec ua un es- udio simila sob e Pa acción del SLS en el blanqueo de la lana con pe óxido de hi- d ógeno en medio ácido, ya que, eniendo en cuen a el supues o mecanismo de ac- uación del SLS, cabe espe a que la aplicación de es e p oduc o en el p e a amien- Po pod á se e enido con mayo acilidad po $a ib a en el blanqueo a pH ácido (1). Ello ocasiona ía un mayo aumen o de 3a ca ga nega i a ne a de la p o eína y en consecuencia, un acceso más di ícil del Yón HO; blanquean e a0 enlace disul u o y, po an o, una majo p o ección de és e. Finalmen e, se conside a ambien in e esan e conoce si, como sucede en el blanqueo en medio alcalino, la inco po ación de SLS al baño de blanqueo pe mi e consegui una mejo a de la blancu a de la lana y una p o ección del enlace disul u o, a a és de una posible in e acción de na u aleza hid o óbica en e la lana y el en- sioac i o aniónico. 2. EXPERIMENTAL 2.1. Ma e ia Se empleó un peinado de lana aus aliana suminis ado po el Cen o Técnico del IWS (Ilkley), algunos de cuyos pa áme os se indican a con inuación: Finu a, 21,9; enacidad, 17,7 gl ex; ala gamien o a la o u a, 50,7%; solubilidad en álcali, 14,4%; solubilidad en u ea-bisul i o, 50,2%; con enido de ácido cis eico, 0,26%; pH del ex ac o acuoso, 7,5; y g ado de blanco o alo W, 39,5. 2.2. P oduc os químicos - Lau il sul a o sódico ( eac i o análisis BDH). - Pe óxido de hid ógeno (200, olO/I, ap oximadamen e del 50% en peso) (Fo e ). - P es ogen W (Bas ). - Kie alon DL (Bas ). BOL. INTEXTAR, 1983, N!' 84 2.3. P e a amien o de la lana con lau ilsul a o sódico La lana se a ó con una solución 0,07 M de lau il sul a o sódico ( elación de ba- ño 1/40), p e iamen e ajus ada al pH elegido, du an e 1 h. a 50°C. A lo la go del a- amien o se p ocedió a agi aciones pe iódicas y anscu ido el iempo indicado, la ma e ia se escu ió en condiciones ales que e u iese el 80% de su peso. Un p e a- amien o del mismo ipo a los di e en es pH (3,4, 5 y 6) pe o en ausencia de SLS ue ealizado ambién a e ec os de indi idualiza la acción de es e p oduc o. 2.4. T a amien o de blanqueo Después de escu ida, la lana p e a ada en las condiciones que se indican, se blanqueó, sin media un iempo de esposo, en una solución de pe óxido de hid ó- geno de 2 ol O '1 ( elación de baño 1540) que con enía 3,1 g/l de P es ogen W, áci- do clo híd ico u hid óxido sódico pa a ajus a el pH a los alo es deseados y 0,5 gll de Kie alon DL. El a amien o de blanqueo se inició a 50°C y después de in oduci ia ma e ia, la empe a u a se aumen ó a 65OC y se man u o en es as condiciones du an e 2,5 ho as. 2.5. De e minación del e ec o de blanqueo El con ol de los baños de blanqueo se ealizó según se indica en un abajo an- e io (2). La deg adación de la lana p oducida po el blanqueo se cuan i icó a a és de la solubilidad en álcali (3) y del con enido de ácido cis eico 24). El g ado de blanco se midió de acue do con la écnica desc i a an e io men e (5), siendo impo an e in- dica que cuan o mayo es el alo W, menos blanca es la lana. 3. RESULTADOS 'Y DISCUSION 3.1. In luencia de los p e a amien os con lau ilsul a o sódico en los pa &- me os de las lanas blanqueadas. En la Fig. 1 se han ep esen ado los alo es de los pa áme os de las lanas p e- a adas a di e en es pH, en p esencia o ausencia de SLS, y despyés blanqueadas con pe óxido de hid ógeno, según se ha indicado en la pa e expe imen al. También se ha p ocedido al blanqueo de la lana no p e a ada. De es e modo se ha podido in- di idualiza la acción p oducida po el SLS en el p e a amien o y conoce la in luen- cia de és e en los pa áme os de las lanas blanqueadas. Como sucedía en un es udio an e io (1 1, la blancu a de las lanas blanqueadas no esul a modi icada po ia aplicación del p e a amien o sin SLS, ya que es p ác i- camen e igual a la de la lana no a ada y blanqueada en las mismas condiciones. Po el con a io, la p esencia de SLS en el baño de p e a amien o conduce a lanas blanqueadas de mayo blancu a, pudiéndose es ima que el alo W expe imen a una mejo a del o den de dos unidades, independien emen e del pH del p e a a- mien o. El alo de la solubilidad en álcali de las lanas p e a adas sin SLS y blanquea- das es simila al de la lana no a ada blanqueada y p ác icamen e independien e del pH del p e a amien o. También se obse a que un p e a amien o a pH 3 con SLS conduce a una solubilidad en álcali mayo que la de la lana no a ada blanqueada y que los p e a amien os a pH supe io es a 3 no la modi ican signi ica i amen e. Po o a pa e, la p esencia del ensioac i o aniónico en el baño de p e a amien o con- duce a lanas blanqueadas de solubilidades alcalinas supe io es a pH bajos (3 y 4) e iguales a pH al os (5 y 6) que aquellos que se p esen an cuando las lanas se han p e- a ado sin es e p oduc o. Las mayo es solubilidades a pH 3 y 4 pueden se debidas a las mayo es solubilidades alcalinas de las lanas que, sin some e las a un blanqueo BOL. INTEXTAR, 1983, N? 84 75 BOL. INTEXTAR, 1983, N? 84 pos gio , han sido p e a adas con SLS a los mismos pH. Ello es á de acue do con los alo es de Meichelbeck y Kni el (6) y los de Finnimo e y Kno (71, quienes han indicado que el SLS ca aliza la hid ólisis ácida de la lana, según se deduce del aumen o de la solubilidad en álcali o del con enido de g upos amino e minales que esul a del a amien o de la lana con SLS en condiciones p óximas a las de in u a. El con enido de ácido cis eico de las lanas blanqueadas después de p e a a las a di e en es pH sin SLS no cambia con espec o al de la lana no a ada blanqueada, ya que las oscilaciones en más o en menos no pasan de 0,07 unidades po cen uales. Po o a pa e, el con enido de es e aminoácido en las lanas blanqueadas después de p e a a las con SLS es siemp e in e io al de las lanas p e a adas a los mismos pH en ausencia del ensioac i o aniónico y después blanqueadas siendo signi ica i- as las di e encias co espondien es a los pH más ácidos. De lo indicado se puede deduci que los p e a amien os sin SLS a los pH indi- cados no p oducen una a iación ap eciable de los pa áme os químicos con es- pec o a los de la lana no a ada blanqueada y que la p esencia de SLS en el baño de p e a amien o se hace no a ap eciablemen e a pH 3, menos a pH 4 y p ác icamen- e nada a pH 5 y 6. Ello pod ía in e p e a se en el sen ido de que a pH bajos se mani- es a ía la acción ca alí ica del SLS en el a amien o ácido con el consiguien e aumen o de la solubilidad alcalina de las lanas p e a adas y de las lanas p pTe ,+;idas y blanqueadas. Po su pa e, el SLS se ija ía a pH bajos sob e los iones - NI .;de la lana ocasionando un aumen o de la ca ga nega i a ne a de la p o eina y di icul ando el acceso del ión HO-, al enlace disul u o. Al aumen a el pH del p e a amien o dis- minui ía la ijación del ensioac i o y la opo unidad de ca aliza la hid ólisis de las cadenas polipep ídicas, lo que explica ía la casi o al ausencia de di e encias en los pa áme os químicos a pH 5 y 6. Finalmen e se indica que, dado que una mayo ija- ción de SLS en el p e a amien o po la ib a ocasiona una mayo p o ección del en- lace disul u o du an e el blanqueo pos e io , se ha conside ado el p e a amien o a pH 3 como el más adecuado pa a es udia la in luencia del pH del baño de blanqueo en las p opiedades de las lanas blanqueadas. 3.2. In luencia del pH de blanqueo en los pa áme os de las lanas blanquea- das p e a adas con lau il sul a o sódico En es e apa ado se ha es udiado la in luencia del pH del baño de blanqueo en las p opiedades de las lanas p e a adas con SLS. Los blanqueos se han ealizado en las condiciones ya señaladas a di e en es pH (4, 4,5, 5 y 5,5), u ilizando siemp e la misma p opo ción de P es ogen W como p oduc o es abilizado del baño de blan- queo y ajus ando el pH median e adiciones de ácido clo híd ico o de hid óxido sódi- co. Los a amien os de blanqueo se han ealizado sob e: 1) ma e ia no p e a ada 2) ma e ia p e a ada sin SLS 3) ma e ia p e a ada con SLS 4) ma e ia no p e a ada, blanqueada en un baño de pe óxido que con enía SLS. La concen ación de SLS en el baño de blanqueo co espondien e a 4) e a la misma que en los baños de p e a amien o con es e p oduc o. El es udio de la in luencia del pH de blanqueo en las p opiedades de las lanas que esul an de los a amien os indicados ha enido como inalidad el conoce en qué medida es a a iable del p oceso puede in lui en la mayo o meno acción del SLS du an e la ope ación de blanqueo. Po o a pa e, la adición de SLS al baño de blanqueo puede esul a in e esan e ya que una in e acción de na u aleza salina o hid o óbica en e es e p oduc o y la lana pod ía p o ege al enlace disul u o du an e la ope ación de blanqueo. En las Fig. 2, 3 y 4 se ha p esen ado la e olución de los pa áme os de las lanas BOL. INTEXTAR, 1983. N: 84 n 3 2 0 e 31 3 - ::ll pH 4 4.5 5 5.5 Fig. 2 G ado de blanco en unción del pH del baño de blanqueo. 34 g 0 32 C . - d 0 e> " 30 B o w :< 28 'a 3 d 6 m 26 4 4.5 5 5.5 Fig. 3 Solubilidad en álcali en unción del pH del baño de blanqueo. 78 BOL. INTEXTAR, 1983, N? 84 Q Sus a o 1 B Sus a o 2 A Sus a o 3 @ Sus a o 4 8 Sus a o 1 A Sus a o 2 A Sus a o 3 @ Sus a o 4 Fig. 4 Con enido de ácido cis eico en unción del pH del baño de blanqueo. o Sus o o 1 A Sus o o 2 Sus o o 3 A 4 Sus o o 4 4 4'5 5 5'5 blanqueadas, habiéndose e ec uado los a amien os po cuad uplicado y po dupli- cado la de e minación de los pa áme os de la ma e ia esul an e de cada uno de ellos. Cualquie a que sea el pH del baño de blanqueo den o del campo expe imen- al es udiado, el a amien o p e io con SLS o la p esencia de es e p oduc o en el baño de blanqueo pe mi e consegui una mejo a sus ancial del alo W, del o den de 3 unidades, con espec o a a amien os pa alelos ealizados en ausencia de es e p oduc o (compa ación de los sus a os 1 y 4 de los sus a os 2 y 3). También se puede indica que pa ece obse a se una blancu a lige amen e supe io cuando el ensioac i o aniónico se aplica en el baño de blanqueo (compa ación de los sua a- os 3 y 4) y que, eniendo en cuen a el e o expe imen al en la medida del alo W, la blancu a de los cua o sus a os es udiados se man iene p ác icamen e indepew- dien e del pH de blanqueo, a excepción quizá de la meno blancu a que se obse a en el sus a o 2 blanqueado a pH 4. - Pa a odos los pH es udiados, la p esencia de SLS en la ope aci6n de blainqzes, como consecuencia de la aplicación de un a amien o p e io o de ia 8~.lcoupc~ec&$n de es e p oduc o a la solución de blanqueo, conduce a un impo an e aumen o de la solubilidad en álcali aumen o que se hace más pa en e en el sus a o 4 que en eB sus a o 3 (compa ación de los sus a os 4 y 4, y de los sus a os 2 y 33. También se obse a que la sol~bi~i~ldu ~II JIL~II de ios s~is d os 3 y 4 disminuye al aumen a el pH del baño de blanqueo, lo cual pod ia es a ebscio3aci'jn cc n 13 e- no opo unidad que iene el SLS de ca aliza una hid ólisis &ida a medida qa s aumen a el pH del baño de blanqueo. Po o a pa e, la compa ac!boa ds Oss aio ies de la solubilidad en álcali de los sus a os 3 y 4 pone de mani ies o el a aque ap ecia- blemen e mayo que expe imen a la lana blanqueada con SLS inco po ado al baRo de blanqueo, con espec o al de la lana p e a ada con es e p oduc o y despcsks blanqueada. - Ld Conlpd dLiO l de los con enidos de ácido cis eico de los sus a os 1 y 4 y de 10s sus a os 2 y 3 pone de elie e el e ec o cla amen e p o ec o del SLS sob e el puen- e disul u o, sob e odo cuando es e p oduc o se ha inco po ado el baño de blaw- queo, ya que en es e caso se obse an las mayo es di e encias eso sspec s al aI.aP8- mien o pa alelo en ausencia de SLS. De la e olución del con enido ds &ido eisssics se puede deduci que es e pa áme o pe manece casi cons an e e! a ia a6 pk! de! baño de blanqueo de los sus a os 3 y 4. - La mayo solubilidad alcalina de las lanas que se han blanqueado ew p essncia de SLS puede se in e p e ada en el sen ido de que la p esencia del ~ns3oac P o en el BOL. INTEXTAR, 1983, NP 84 7? baño a o ece ap eciablemen e las eacciones que conducen a aumen o de la solu- bilidad alcalina po aco amien o de la cadena polipep ídica, ya que de la meno dis- minución de la e iculación y de la meno a iación de las p opiedades ácido-base que se de i an del meno con enido de Cicido cis eico, cab ía espe a una solubilidad en álcali meno que la de la lana no a ada blanqueada en las mismas condiciones. Po su pa e, la mayo solubilidad en álcali y el meno con enido de ácido cis eico co esponden a las lanas en cuyo baño de blanqueo se ha inco po ado SLS. Ello'pa- ece lógico, pues la mayo concen ación de SLS en la solución con espec o a cuando la p esencia de es e ensioac i o p ocede de la aplicación de un p e a a- mien o, puede acili a más el aco amien o de la cadena polipep ídica y p o ege más el enlace disul u o. Los esul ados de es e es udio y los del es udio p eceden e (1 1, mues an que se pueden ob ene mejo es g ados de blanco en la lana con meno a aque oxidan e del puen e disul u o. Ha sido indicado que es e enlace ac úa como un c omó o o comunicado una cie a colo ación a la lana y que el aumen o del blanco de la ib a po la acción de pe óxido de hid ógeno e a debido, en pa e, a una pa cial des uc- ción de la cis ina, has a un cie o lími e. Sin emba go, de acue do con los esul ados de es os es udios, en donde se ob ienen g ados de blanco supe io es y meno con- enido de ácido cis eico, la opinión an e io no pa ece se cie a, quedando abie a la p egun a de que o os ipos de eacciones in e ienen pa a que la ib a de lana mejo- e su g ado de blanco. - Finalmen e cabe indica que, a endiendo al alo W, a la solubilidad en álcali y al con enido de ácido cis eico, el blanqueo de la lana inco po ando SLS al baño de blanqueo con iene ealiza lo a pH 5,5. 3.3. In luencia de la concen ación de pe oxido de hid ógeno en las p opie- dades de las lanas blanqueadas en p esencia de lau il sul a o sodico. Como quie a que la p esencia de SLS en el baño de blanqueo pa ece mejo a la blancu a de la lana, se ha c eído opo uno es udia la e olución del alo de W en unción de la concen ación de pe oxido a e ec os de conoce si con una meno p o- po ción de agen e blanquean e se pod ían consegui simila es e ec os de blanqueo. La Tabla I ecoge los esul ados de es as expe iencias, pudiéndose obse a que: 11 Tan o en ausencia como en p esencia de SLS, el alo W de las lanas blanquea- das se man iene cons an e pa a las concen aciones de pe óxido de hid ógeno comp endidas en e 1 y 2 ol. 011. Po o a pa e, la p esencia de SLS en el baño de blanqueo conduce a una mejo a de dos unidades en el alo W, cualquie a que sea la concen ación de pe óxido en el baño. 2) Al disminui la concen ación de pe óxido de hid ógeno en el baño de blanqueo, disminuye lige amen e la solubilidad en %Icali de las co espondien es lanas blan- queadas an o en p esencia como en ausencia de SLS. También se obse a que las lanas blanqueadas en p esencia de es e p oduc o p esen an una solubilidad en álcali supe io en 2-3 unidades a la de las blanqueadas sin inco po a SLS al baño de blanqueo. 3) A medida que disminuye la concen ación de pe óxido de hid ógeno, lo hace ambién el con enido de ácido cis eico. Pa a una misma concen ación, los me- no es alo es co esponden a la lana blanqueada sin añadi SLS al baño, aunque las di e encias se hacen impe cep ibles a concen aciones in e io es a 1,75 ol 011. 4) Las lanas blanqueadas en una solución de 3 ol 011 poseen la misma blancu a, meno solubilidad en álcali y meno con enido de ácido cis eico que las blanquea- das con soluciones de supe io concen ación. 80 BOL. INTEXTAR, 1983, N? 84 4. CONCLUSIONES 1) La aplicación de un p e a amien o con lau ilsul a o sódico a pH 3 conduce a que la lana blanqueada con pe óxido de hid ógeno en medio ácido mejo e ap eciable- men e en su g ado de blanco y en el con enido de ácido cis eico, y p esen e una so- lubilidad en álcali supe io con espec o a la lana no p e a ada y blanqueada en las mismas condiciones. 2) El blanqueo de la lana con pe óxido de hid ógeno en medio ácido inco po ando lau ilsul a o sódico al baño de blanqueo p opo ciona ambién una ma e ia más blan- ca, con menos con enido de ácido cis eico y una mayo solubilidad en álcali que la que esul a de la aplicación de un blanqueo con encional en las mismas condicio- nes. 3) Las lanas blanqueadas en una solución de 1 ol 011 p esen an meno solubilidad en álcali y meno con enido de ácido cis eico que lanas de la mismas blancu a blan- queadas en soluciones más concen adas. 4) El blanqueo de la lana inco po ando lau ilsul a o sódico al baño con iene eaiiza - lo a pH 5,5 a endiendo al alo W, a la solubilidad en álcali y al con enido de ácido cis eico. AGRADECIMIENTOS Los au o es de es e abajo ag adecen a la Wool Founda ion la ayuda económi- ca apo ada pa a su ealización y a la S a. M? Ca men Escamilla su ayuda en el a- bajo expe imen al. BIBLIOGRAFIA (1 Gacén, Cega a y Ca o. Ac as del VI Cong eso In e nacional de la In es igación Tex il Lane a. Vol. 5. P e o ia. Agos o-Sep iemb e 1980. (2) Cega a, Ribé y Gacén, J.S.D.C., 80 (Ma zo 1964) 123. (3) I.W.T.O. Comi é Técnico, Venecia (1964). (4) I.W.T.O. Comi é Técnico, Rappo nP 10 Cannes (1957). (5) Cega a y Gacén, J.S.D.C., 94 (Ma zo 1978) 86. (6) Meichelbeck y Kni el, I.W.T.O. Rappo nP 9 Mónaco (1972). (7) Finnimo e y Kno , I.W.T.O., Rappo nP 7, Mónaco (1980). BOL. INTEXTAR, 1983, NP 84 81