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精练漂白一浴法是棉针织物加工过程中重要的前处理工序,主要目的是去除棉针织物中的非纤维素杂质,从而提高织物的润湿性能和白度,为后续的染整加工提供条件。棉针织物的前处理工艺目前主要是使用碱性双氧水,但是双氧水处理过程中存在能耗大、废水排放量大等问题。为了实现节能减排,国内外很多学者对棉织物的低温漂白活化剂进行了研究。双氧水活化剂是指可以在碱性条件下与双氧水反应并原位生成过氧酸的一类有机试剂。由于过氧酸的低温杂质去除作用,棉针织物在前处理过程中使用双氧水活化剂可以实现能耗的降低。目前研究较多的低温漂白活化剂主要有四乙酰基乙二胺（TAED）、壬酰氧基苯磺酸钠（NOBS）和N-[4（三乙基铵甲撑）苯酰基]己内酰胺氯化物（TBCC）等。这些活化剂存在生物降解性差、TAED的溶解性低等问题,因此并未在棉针织物的前处理过程中得到广泛应用。为了真正实现节能减排,亟需开发生物降解性好、安全、高效的新型漂白体系。此外,目前H2O2/活化剂体系的漂白机理和漂白活性成分的作用不完全清楚,因此本论文通过进一步的机理研究可以为活化剂体系的开发提供理论基础。针对上述问题,本论文开发了新型棉针织物H2O2/活化剂体系并对活化剂体系的漂白机理进行了研究。论文的主要内容包括以下五个部分:第一部分探讨了五乙酰葡萄糖（PAG）作为双氧水活化剂的性能并对H2O2/活化剂体系的氧化漂白机理进行了研究。PAG作为糖类衍生物有许多环境优势,它有良好的生物相容性、无毒、可再生并可以通过绿色溶剂和催化剂合成。练漂实验结果表明H2O2/PAG体系可以在较低温度下提升织物的白度、润湿性能和双氧水分解率,同时并不会导致织物强力的明显降低。通过HO·荧光探针的检测,我们发现H2O2/PAG体系的HO·随着PAG的加入增加了10倍。本部分内容通过在漂白体系中加入HO·的捕捉剂,证明了织物的白度与生成HO·浓度密切相关。从而进一步证明了H2O2/PAG体系涉及到两个反应路径:一是通过H2O2/PAG体系中产生的过氧乙酸与棉针织物中的杂质进行反应;另一个是体系中产生的过氧乙酸分解成HO·等漂白成分再与杂质反应。此外,我们通过化学计算的方法解释了过氧酸产生较多HO·的原因。通过计算不同pH条件下双氧水和过氧酸及其阴离子的相对浓度,本部分探讨了H2O2/活化剂漂白体系中其他漂白成分产生的条件,并进一步完善的解释了H2O2/活化剂体系中的漂白活性成分及其漂白机理。第二部分在对PAG研究基础上,开发了乙酰化淀粉作为双氧水的漂白活化剂。淀粉是丰富、无毒、可生物降解的天然可再生的物质,同时乙酰化淀粉可以通过酶试剂进行合成。我们成功合成了不同取代度的乙酰化淀粉并进行了表征。本部分利用乙酰化淀粉对棉针织物坯布进行低温前处理并对其前处理效果进行评价。结果表明,高取代度的乙酰化淀粉处理后的棉针织物具有较好的白度和润湿性能。为了提高乙酰化淀粉的分散性能,我们利用纳米沉降的方法对乙酰化淀粉进行了处理。乙酰化淀粉颗粒的粒径在600 nm左右并具有较好的分散稳定性及应用性能。第三部分探讨了邻苯二甲酸酐（PA）作为双氧水活化剂的性能。目前,大部分的棉织物的漂白活化剂研究主要集中于酰胺类（如TAED、TBCC）和酯类（如NOBS）等,但并没有酸酐类活化剂的相关报道。因此,本部分将PA作为活化剂对棉针织物坯布进行了低温练漂前处理并对其性能进行了评价。结果表明,H2O2/PA体系可以在较低温度下提高双氧水的分解率和织物白度,同时织物损伤较小、润湿性能较好。此外,本部分对H2O2/活化剂体系中过氧酸的双分子分解反应及产生单线态氧的漂白作用进行了研究。结果表明H2O2/PA体系中产生了较多的单线态氧,但单线态氧并没有起到漂白效果。通过HO·的检测,我们证明了H2O2/PA体系与H2O2/PAG体系类似也涉及两个漂白途径。第四部分中,我们合成了四乙酰基水合肼（TH）作为双氧水活化剂并对其性能进行了探讨。在过去的20年里,科研工作者们对TAED在棉织物漂白中的应用及性能进行了大量研究。然而,由于TAED的水溶性较差,限制了其在棉织物漂白过程中的广泛应用。因此,开发水溶性较好的活化剂对降低棉针织物的漂白温度有重要意义。与TAED相比,本文合成的TH改善了溶解性能并有较好的低温练漂效果。同时,在漂白过程中NaHCO3作为碱剂代替NaOH可以减少废水的碱度。此外,许多研究者认为过氧酸的双分子分解反应是导致漂白效果降低的因素,但是这一假设有待进一步证明。因此,本部分内容利用单线态氧的荧光探针对上述假设进行了验证。实验结果表明过氧乙酸的双分子分解并不是导致H2O2/TH体系漂白性能下降的主要原因,而TH强碱条件下的水解才是导致漂白性能下降的原因。同时也证明了单线态氧的浓度与过氧酸的浓度是相关的。第五部分对活化剂分子结构与漂白效果之间的关系进行了研究。H2O2/活化剂体系漂白棉织物工艺中的氧化处理过程是一个两步反应:第一步是活化剂与HOOˉ形成过氧酸;第二步是形成的过氧酸与织物上杂质发生氧化漂白反应。得到织物的白度是这两步反应的综合结果。前面几部分内容主要探讨了第二步的反应,然而对于第一步反应涉及的问题如酰胺和酯类等活化剂的化学结构特点,活化剂结构与漂白后织物白度的关系等也有待研究。如果这些问题解决,我们可以通过分子设计的方法对活化剂分子结构进行设计和改善。本部分中利用活化剂中羰基碳上的Hirshfeld电荷密度和织物的白度的关系,对TAED、TBCC与合成的TH等活化剂及其反应产物的结构进行了分析。实验结果表明酰胺类活化剂产生过氧酸的能力可以通过Hirshfeld电荷密度进行表征和预测。此外,通过活化能、过渡态、吉布斯自由能及Hansen溶解度参数的计算等,我们对酯类活化剂分子也进行了漂白效果的探讨。结果表明酯类活化剂产生过氧酸的能力与水解稳定性有关。本部分内容的结论可以为设计新型活化剂提供理论基础。