染整工艺及行业分析 PPT课件

染整工艺分析 汇报人 杜运兴2011 11 18 1 主要内容 第一节 染整加工的概念第二节 染整加工流程1 预处理2 染色2 1染色机制2 2染色对象2 3染料类别及应用2 4染色牢度3 印花4 整理第三节 染整助剂 2 染整加工 对纺织材料及其制品进行物理的或化学的处理过程 而以化学处理为主 目的 赋予纺织物色彩效应 形态效应和实用效应 第一节 染整加工的概念 3 染整工艺过程可归纳为预处理 染色 印花和整理四类 第二节 染整加工流程 4 1 预处理 化学方法去除织物上有碍进行后续加工的杂质 如纤维共生物 浆料 油剂 污染物等 使织物表面洁净 润湿 呈现出织物的本色光泽 退煮漂一体机 5 2 染色 对纺织物采用染浴 染料 助剂 溶剂 处理 通过染料与纤维发生化学或物理化学反应 使染料转移到纤维上而生成不溶性的有色物质 连续轧染联合机 6 2 1染色机制 吸附 染浴中 染料从溶液中扩散到纤维表面 完成在纤维表面吸附的过程 扩散 吸附在纤维表面的染料向纤维内部扩散 直至纤维各部分染料浓度趋向一致 固着 染料与纤维结合的过程 分为纯粹化学性固着和物理化学性固着 7 2 2染色对象 8 染整市场分布 浙江萧山 诸暨 棉为主 部分丝绸 绍兴宁波 涤为主 嘉兴嘉善 绒毛为主 湖州 灯芯绒为主 江苏常州苏州 涤珊瑚绒 摇粒绒 涤珊瑚绒 灯芯绒 9 2 3染料类别及应用 10 2 3 1直接染料染色原理和染色性能 一 染色原理1 染料分子中含有的氨基和羟基等可与纤维素上的羟基发生氢键结合 2 直接染料呈线状结构的分子具有较好的同平面性 且直接染料的大分子量容易与纤维素纤维之间存在着较大的范德华力 氢键和范德华力的共同作用使直接染料固着在纤维素上 完成染色 11 二 染色特点1 溶解性直接染料分子中含有磺酸基 在水中能电离成染料阴离子 溶解性大小与水溶性基团的数目有关 2 硬水敏感性直接染料会和硬水中的钙 镁 铁等离子作用生成沉淀 降低染料的利用率 并可能造成色斑等疵病 所以 溶解染料及染色用水宜用软水 3 盐效应在直接染料染纤维素纤维时 加入中性电解质能够促进染料的上染 上染速率提高 上染百分率提高 这种作用称为促染 也称为盐效应 12 一 概念分子中不含磺酸基 羟基等水溶性基团 染色时需要借助于在碱溶液中加入保险粉还原后而染色的染料 二 特点 1 不含水溶性基团 不溶于水 2 分子结构比较大 含有两个或以上羰基 对纤维素纤维无亲和力 3 使用时必须在碱性条件下 用烧碱 保险粉还原处理 2 3 2还原染料染色 13 三 染色过程 染料的还原 使不溶性的还原染料转变为可溶性的隐色体 隐色体的上染 染料的隐色体被纤维吸附 隐色体的氧化 被吸附的隐色体 经氧化转变为原来的不溶性的还原染料 皂洗后处理 进行皂煮处理 以便得到稳定的色光和良好的染色牢度 14 四 还原染料行业概况 国内 还原染料的生产始于1958年 投产的第一个品种是还原蓝RSN 迄今开发和生产的还原染料有74个 经常生产的还原染料品种不到30个 目前我国生产还原染料的企业有18家左右 主要集中在江苏省 国外 DyStar公司 Ciba精化公司 日本三井 BASF公司 瑞士Benzema公司 15 一 概念 分子中含有化学性活泼的基团 能在水溶液中与棉 毛等纤维反应形成共价键的染料 亦称反应性染料 二 染色性能 1 活性染料染色时 能将染料直接染到布上 2 具有较好的扩散能力 容易使染料扩散进入纤维内部 3 用碱剂促使染料与纤维产生化学反应 把尚未与纤维起化学反应染料固着在纤维上 经过染色和固色 染料具有较高的耐洗坚牢度 2 3 3活性染料染色 16 三 活性染料行业概况国内 浙江龙盛集团股份有限公司浙江闰土化工集团有限公司浙江吉华集团泰兴市锦鸡染料有限公司德司达 南京 染料有限公司湖北华丽染料工业有限公司国外 巴斯夫 拜耳 汽巴精化 17 2 3 4酸性染料染色 染色机理 1 羊毛 蚕丝 聚酰胺几乎含等当量的氨基和羧基 H2N W COOH2 在水中 氨基和羧基发生离解 形成两性离子 H3N W COO 3 酸性染料在染液中电离成D SO3 和Na 羊毛等纤维带正电荷 吸引染料负离子上染4 纤维与染料间也存在范德华力和氢键 强酸浴 离子键起主要作用 弱酸浴 范德华力和氢键起主要作用 18 泰国现代集团推出Modernset系列酸性染料广泛应用於皮革及纺织产业 其色光与牢度在同类竞争产品中居於首2004年于中国宁波设厂 宁波现代精细化工有限公司年产量6000吨 产品远销海内外 给用户提供更多样化的选择 酸性染料行业概况 19 一 概念 分散染料是一类结构简单 水溶性低 在染浴中主要以微小颗粒成分散状态存在的非离子染料 二 性质 结构简单 分子量小 分子中不含离子型水溶性基团 而含有一定量的 OH NH2 NHR CN CONHR等极性基团 分散染料能钻入涤纶的无定形区 以范德华力 氢键和偶极引力与涤纶纤维结合 加工时需将染料充分研磨 选择适当的助剂 主要为分散剂 制成易于成高度分散和稳定悬浮液的染料商品 染色时采用较高的染色温度 以提高染料溶解度并克服染料在涤纶中较大的扩散阻力 2 3 5分散染料染色 20 一 概念指染色产品在后加工使用或服用过程中 染料 颜料 在各种外界因素的影响下 能否保持原来色泽状态的能力 二 分类耐洗牢度 耐摩擦牢度 耐日晒牢度 耐汗渍牢度 耐熨烫牢度等不同用途的纺织品对染色牢度的要求 衬里布 耐摩擦牢度窗帘 耐日晒牢度服装 耐日晒牢度 耐洗牢度耐 摩擦牢度三 引起褪色或变色的外界因素后续加工过程中的酸 碱 氧化剂 还原剂等服用过程中的日晒 洗涤 摩擦 汗渍 熨烫等 2 4染色牢度 21 3 印花 将染料配置成色浆 在织物上按事先设定的花样图案上染 并使之具有一定的色牢度 圆网印花机 22 印花工艺与装备 23 印花原料 一 糊料 1 淀粉及其衍生物2 海藻酸钠3 天然龙胶和合成龙胶4 合成增稠剂糊料的作用 使印花色浆具有一定的粘度和一定的粘着力 以保证花纹轮廓的光洁度 糊料作为染化料的分散介质和稀释剂 作为染料的传递剂 起到载体的作用 作为汽蒸时的吸湿剂 润湿剂 染料的稳定剂和保护胶体 24 二 涂料 常称颜料 印花用颜料包括无机颜料 有机颜料 金属粉末 珠光涂料和荧光颜料 涂料是涂料印花色浆中重要的组成成份 印花涂料的要求 1 对织物具有较高的给色量 2 有优良在耐晒 耐气候及良好的升华牢度 3 比重合适 有良好的润湿及分散性 4 色泽鲜艳 颗料均匀 粒径控制在0 2 0 5 m之间 5 要耐光 热 酸 碱 耐有机溶剂和常用氧化剂 25 三 粘合剂 粘合剂要求 1 较高的粘着力 安全性好 2 耐晒 耐老化 耐溶剂 耐酸碱 耐化学药剂 3 成膜清晰透明 印花后不变色 也不损伤纤维 4 有弹性 不影响织物手感 印花过程中不易结膜 且易从设备上洗除 26 4 整理 通过物理 化学方法来改善织物外观 手感和内在质量 提高织物服用性能和赋予织物某些特殊的实用效果 拉幅定型机 27 第三节染整助剂 一 概念 基本定义 染整加工中使用的辅助化学品或专用化学品 其他说法 1 染整加工中除染料和颜料 色素 之外的所有化学品 2 染整加工中使用的精细化学品 28 二 染整助剂的分类 练漂助剂 退浆剂 煮练剂 漂白剂 增白剂 洗涤剂 渗透剂等 印染助剂 匀染剂 促染剂 洗涤剂 渗透剂 乳化剂 分散剂 固色剂 黏合剂 增稠剂 助溶剂等 整理助剂 防皱剂 柔软剂 阻燃剂 拒水剂 防油剂 杀菌剂 树脂整理剂等 三 染整助剂的类型特点 主要成分为表面活性剂 含量50 以上 29 30 四 表面活性剂 1 定义 加入少量即可显著降低溶剂 一般为水 的表面张力或两相间界面张力的一类物质 2 结构特征 表面活性剂分子是由非极性的疏水基和极性的亲水基两部分构成 是一种既具有亲油性又具有亲水性两亲分子 31 3 表面活性剂的表面吸附功能 表面吸附功能 疏水基容易与非极性物质吸附 亲水基则容易与极性物质吸附 这种功能被称为 表面活性 32 一 润湿和渗透作用润湿是固体表面上一种流体被另一种流体所取代的过程 染整加工中 纤维 固体 表面上的气体 一种流体 被水 另一种流体 所取代的过程 4 表面活性剂在染整加工中的作用 33 液体在固体表面润湿的平衡关系式 cos S SL L 液体中加入表面活性剂 可使 L和 SL都显著降低 从而使 角变小 达到提高液体润湿性能的作用 在染整加工中常用的润湿渗透剂产品有渗透剂JFC 渗透剂T 拉开粉BX 渗透剂5881 丝光渗透剂MP等 34 润湿分类 a 铺展 完全润湿 b 浸湿 c 沾湿 d 不润湿 35 二 乳化和分散作用 1 乳化作用 将两种不相溶的液体 如油和水 放在一起 使一种液体以极微小的液滴均匀地分散在另一种液体中 这种体系就称为乳状液或乳液 这种作用称为乳化作用 2 分散作用 将固体物质以极其微小的颗粒均匀地分散在液体中所形成的体系称为分散液或悬浮液 这种作用称为分散作用 乳化和分散两种作用极为相似 其主要区别在于它们的内相 前者为液体 液 液之间 而后者为固体 固 液之间 36 3 乳液 1 水包油型 油 水 O W型 水是连续相 外相 而油是不连续相 内相 2 油包水型 水 油 W O型 油是连续相 外相 而水是不连续相 内相 染整加工中常用的乳化剂 分散剂以水包油型 如下图 居多 如平平加O系列 OP系列 扩散剂NNO 分散剂CNF 分散剂WA等 37 三 起泡和消泡作用 气体分散在液体中形成的分散体系称为泡沫 气体叫分散相 内相 液体叫分散介质 外相 表面活性剂有良好起泡作用 能促进泡沫生成或稳定存在的表面活性剂称为发泡剂或稳泡剂 泡沫同样是热力学不稳定体系 容易因排液现象和气泡合并作用 而使气泡不断破裂 泡沫消失 能促使泡沫迅速消失的表面活性剂或助剂称为消泡剂 染整加工中多用消泡剂 38 39 四 洗涤作用 从浸在某种介质 多为水 中的固体表面除去异物或污垢的过程称为洗涤 能发挥洗涤作用的化学品称为洗涤剂 洗涤剂多以表面活性剂作为主要成分 洗涤作用较复杂 是表面活性剂的润湿 乳化 分散 增溶等综合作用以及搅拌 揉搓 水流等机械作用的共同结果 40 以织物为例 洗涤过程可用下式表示 织物 污垢 洗涤剂 织物 洗涤剂 污垢 洗涤剂具体方式 1 洗涤剂向纤维和污垢作定向界面吸附 并向纤维与污垢之间润湿 渗透 2 在洗涤剂分割 取代作用下 污垢与纤维间结合力减弱 在机械或水流作用下脱离纤维 41 3 脱离下来的污垢在水溶液中被洗涤剂乳化分散或增溶 不使其再沉积回织物表面 4 污垢与洗涤剂被水溶液冲洗除去 吸附于织物表面的残余洗涤剂也一同被冲洗除去 42 43 一 阴离子型表面活性剂 肥皂 是高级脂肪酸的钠盐 通式为RCOONa 如 C17H35COONa C15H31COONa C17H33COONa等 烷基苯磺酸钠 C12H25 SO3Na 5 常用表面活性剂产品 44 亚甲基二萘磺酸钠 分散剂NNO 脂肪醇硫酸酯钠 C12H25SO4Na 乙二醇单丁醚磷酸酯钠盐 二 阳离子型表面活性剂 十二烷基二甲基苄基氯化铵 匀染剂1227 缓染剂TAN 十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐 抗静电剂SN C18H37 N CH3 2 CH2CH2OH NO3 45 三 非离子型表面活性剂 平平加O系列产品 C18H37O CH2CH2O nHC12H25O CH2CH2O nH n 15 25 渗透剂JFC CH3 CH2 6CH2O CH2CH2O 5H 乳化剂OP 46 聚醚类RO C2H4O a C3H6O b C2H4O cH 烷基醇酰胺类如尼纳尔 6501 704等 多元醇型非离子表面活性剂司盘 Span 系列和吐温 Tween 系列产品 其他非离子型表面活性剂如聚氧乙烯蓖麻油 PEG脂肪酸酯系列 甘油聚氧乙烯醚 硬脂酸甘油酯 三乙醇胺油酸酯等 47 四 两性离子型表面活性剂 十二烷基二甲基乙羧基季铵 BS 12 C12H25 N CH3 2 CH2COO 染整加工中可用作抗静电剂 柔软剂 钙皂分散剂 缩绒剂 水质稳定剂等 椰油酰胺基丙基甜菜碱 双鲸CAB 30 C11H23CONH C3H6 N CH3 2 CH2COO 具有柔软 净洗 抗静电 杀菌等性能 是纺织染整中一种优良净洗剂及柔软整理剂 48 五 有机硅表面活性剂分子主链是由硅氧键 Si O 而构成的一类新型表面活性剂 目前被广泛用作织物柔软整理剂 如氨基硅油 49 六 有机氟表面活性剂疏水基中的氢原子全部或部分被氟原子所取代的一类新型表面活性剂 这类表面活性剂的主要用途是将某些高分子化合物接枝改性或自身络合处理 从而制造出性能优异的织物涂层防水剂 拒水剂 防油剂 50 目前我国表面活性剂的消耗情况