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文档简介
绪言
第一章染整用水及表面活性剂
第二章棉及棉型织物的退浆和精练
第三章蚕丝和真丝绸的精练
第四章漂白(Bleaching)
第五章丝光
第六章热定形(HeatSetting)
第七章毛织物的湿整理
第八章一般整理(Fin$hing)
第九章防缩整理Finishing)
第十章防皱整理(ResinFinishing)
第十一章特种整理
过纺织加工以后的加工工艺。它是织物在一定的工艺条件下,通过染料、药剂和助剂在专用
设备上进行的化学和物理加工过程。
1.特点
(1)属加工工业(在纺织工业中担任承上启下的重要角色);
(2)一种化妆术;
(3)综合的工艺技术,涉及面广;
(4)能耗大(水、热、电),有污染(废水、气、渣)需重视节能和环保。
2.目的
改善织物的服用性能(舒适、保暖、抗皱等),赋予功能性(防霉、防蛀、拒水、阻燃、抗
菌等),提高身价。
(1)去除杂质;
(2)提高白度;
(3)染着颜色;
(4)改善风格。
二、染整加工的主要内容
漂、染、印、整。
三、本课程的任务和要求
1.掌握纺织品的练漂、整理加工的基本原理和方法。
2.能根据纺织品的特性和练漂、整理加工要求,合理制订加工工艺过程及条件;初步具备
解决练漂及整理工艺问题的能力。
3.了解练漂、整理加工的质量检验方法。
4,了解练漂及整理加工技术进展和发展前沿。
5.查阅染整专业的有关文献。
第一章染整用水及表面活性剂
第一章染整用水及表面活性剂
§1染整用水及其处理
一、水和水质
1.自然界中的水源
地面水:流入江、河、湖泊中贮存的雨水,含较多可溶性有机物和少量无机物地下水:深
地下水(深井水,不含有机物,有较多矿物质)浅地下水(深度<15m的浅泉水、井水,
有可溶性有机物和较多的二氧化碳)
天然水
自来水:加工后的天然水,质量较高。
2.水中的杂质
悬浮物(泥沙)、胶体物〔较少、硅、铝等化合物),过滤可除。
可溶性杂质:Ca、Mg、Fe、Mn盐,难处理。
3.水的硬度及表示方法
①硬水:含较多钙镁盐的水。
软水:含较少钙镁盐的水,
②硬度:用度数表示钙镁盐含量的方法(即水中含杂的多少)。
暂时硬度:水中含Ca、Mg重碳酸盐的量。
永久硬度:水中含Ca、Mg的氯化物、硝酸盐和硫酸盐的量。
③表示硬度的方法:
a)ppm:I升水中所含Ca、Mg盐类相当于lmgCaCO3称Ippm。
b)德国度:1升水中所含钙镁盐类相当于lOmgCaO称I德度。
二、染整用水的要求
1.要求
(1)无色、透明、无臭;
(2)pH=~;
(3)铁、钵离子含量v;
(4)硬度v60Ppm。
2.硬水对染整加工的影响
(1)练漂加工中消耗肥皂,织物上的钙、镁皂影响手感、色泽;
(2)漂白时影响白度、光泽;
(3)染色时与阴离子染料生成沉淀,消耗染料,造成色斑,降低摩擦牢度,改变色光;
(4)对锅炉的影响:水垢消耗燃料,造成爆炸,恶化水蒸气,引起锅炉腐蚀。
三、硬水的软化
1.沉淀法:用石灰、纯碱处理,使水中Ca2+、Mg2+生成沉淀析出,过滤后即得软水,其
中的钵、铁等离子也可除去。
2.软水剂
(1)Na3P04:3CaSO4+2Na3P()4-*Ca3(PO)4I+3Na2SO4
(2)六偏磷酸钠:Na4[Na2(P03)61+Ca2+-*Na4[Ca(P03)61+2Na+
(3)胺的醋酸衍生物(EDTA):与Ca2+、Fe2+、Cu2+等离子生成螯合物
3.离子交换法:
(1)原理:用无机。「有机物组成一混合凝胶,形成交换剂核,四周包围两层不同
电荷的双电层,水通过后可发生离子交换。
阳尚子交换剂:含H+、Na+固体与Ca+、、、、、、、、Mg2+离子交换
阴离子交换剂:含碱性基因,能与水中阴离子交换
(2)常用交换剂:
a.泡沸石:水化硅酸钠铝
Na20・Z+Ca(HCO3)-CaO-Z+2NaHCO3
Na2O-Z+CaSO4-CaO・Z+Na2SO4
b.磺化煤:
2Na(K)+CaSO4-Ca(K)2+NaSO4
2H(K)+CaSO4-*Ca(K)2+NaSO4
c.离子交换树脂
4.电渗析法:
用直流电源作动力,使水中的离子选择性地透过树脂交换膜而获得软水。
5.磁化法:
使水流过一个磁场,钙、挨盐类分子间引力减小,不易产生坚硬水垢。
§2表面活性剂
一、表面张力和表面吸附现象
1.表面张力
在数值上等于,将液一气界面扩展单位面积所做的功,。「扩展单位长度所需的拉力。
表面张力的影响:液体的表面张力越大,纤维越难被渗透。
2.表面吸附现象
二、表面活性剂结构特征及其溶液的性质
I.表面活性剂
以浓低度存在于水中,能显著降低溶液表面张力的物质。
2.结构特征(双亲结构)
不对称的极性分子,由较大的疏水基与较小亲水基组成。
3.分类:按在溶液中所带电荷情况分
离子型
阴离子:R-COO-Na+阳离子:R-N+H3C1—两性型:
非离子型:聚氧乙烯酸R-O-(CH2CH2O)nH
4表面活性剂浓度与表面张力的关系
表面活性剂在溶液中的排列情况与浓度有关,只有当浓度达•定值时,才能在溶液表面聚集
足够的数量,而形成单分子膜,此时继续增加浓度,无助于表面张力的降低,但有利于表面
活性剂相互聚集,形成胶束。
CMC:指使溶液表面张力达最低值所需表面活性剂的最小浓度,也是表面活性剂在溶液中
刚刚形成胶束的浓度。
表面活性剂的浓度一般梢大于CMC时,才能充分发挥借用。
三、表面活性剂的主要作用
1.润湿和渗透
2.乳化
一种液体以极小的微粒均匀地分散在另•种不相溶的液体中的现象。
水分散在油中---油包水(水/油)
油分散在水中---水包油(油/水)
3.分散
一种不溶性固体以极小的微粒均匀的分散在液体中的作用。
4.增溶
属乳化、分散的极限阶段,即非水溶性的油溶于表面活性剂的胶束内,形成类似透明的溶液。
5.去污
四、表面活性剂的化学结构与性能的关系
1.亲疏平衡值与性能之间的关系
H-L・B值:表示表面活性剂的亲水疏水性能
(Hydrophile-LipophileBalance)
表面活性剂要呈现特有的界面活性,必须使疏水基和亲水基之间有一定的平衡。
石蜡HLB值=0(无亲水基)聚乙二醇HLB值=20(完全亲水)
对阴离子表面活性剂,可通过乳化标准油来确定HLBffio
HLB值15-1813-158~87~9~6-3
用途增溶剂洗涤剂油/水型乳化剂润湿剂水/油乳化剂消泡剂
HLB值可作为选用表面活性剂的参考依据。
3.疏水基种类与性能
疏水基按应用分四种
(1)脂肪煌:
(2)芳烽:
(3)混合垃:
(4)带有弱亲水性基
(5)其他:全氟嫌基
疏水性大小:(5)>(1)>(3)>(2)>(4)
3.亲水基的位置与性能
末端:净洗作用强,润湿性差;中间:相反。
4.分子量与性能
HLB值、亲水基、疏水基相同,分子量小,润湿作用好,去污力差;
分子量大,润湿作用差,去污力好。
5.浊点
对非离子表面活性剂来说,亲水性取决于酸键的多少,够与水分子的结合是放热反应。
当温度t,水分子逐渐脱离酸建,而出现混浊现象,刚刚出现混浊时的温度称浊点。此时表
面活性剂失去作用。浊点越高,使用的温度范围广。
五、常用的表面活性剂
(一)阴离子型
1.肥皂
优:润湿,去污力强:洗后手感柔软,光泽好。
缺:不耐硬水和酸。
2.渗透剂BX(拉开粉)
异丁醇、蔡缩合磺化产品,淡黄色固体
优:水溶性好,耐acid、base、硬水,良好的润湿剂
缺:吸湿后结块
3.红油(太古油)
润湿剂,耐硬水,不受pH影响,水溶性好。
4.净洗剂AS
耐acid、硬水,价廉,润湿、去污力逊于肥皂,手感粗。
5.工业洗衣粉(烧基苯磺酸钠ABS)
净洗剂,耐acid、硬水,吩贵
(二)非离子型
1.润湿剂JFC
耐acid、base、硬水
2.平平加O
3.TX-10
第二章棉及棉型织物的退浆和精练
一、练漂的目的
I.去除杂质,使染整加工顺利进行。
杂质:①天然杂质:棉上的蜡状物,含氮物,果胶等
②加工时沾上的二次杂质:整经用浆,合纤纺纱上油,尘埃,锈迹等
2.改善品质,提高服用性能,如丝光,热定形,多在染前进行,也归为练漂。
二、主要工序
因品种而异
(棉):原布准备一烧毛一退浆一精练一漂白(深色布可免,漂布须复漂)一开轧烘一丝光一烘
干一染色(印花)
(涤/棉):准备一烧毛一退浆一精练(亚漂可免L热定形(兼漂布涤加白)一(丝光一氧漂(靠漂布
棉加白)--烘干
三、加工形式
①烧毛、丝光、热定形、烘干以平幅进行。
②棉轻薄品种除①工序外可进行绳状加工,厚重棉、涤/棉应采用平幅加工。
涤/棉织物印染加工工艺原则,
T/C应保留纯棉织物的全部染前处理,但传统的纯棉工艺不适用77C,须重新制订。
①两种纤维都需要的且可使用同一条件的合并进行;
②只有一方需要,则采取对一方有用而对另一方损伤小的工艺条件;
③都需要又不能用同一条件的则分步进行。
现行工艺只能做到对一方大体无害,个别有严重损伤,或是兼顾一方,又难以满足另一方,
尚需进一步研究。
§2原布准备(grayclothpreparation)
原布:坯布(graycloth),未经印染加工的布
I.检验(inspecting):保证产品质量,避免损失
规格:长、门幅、重量,经纬纱支数、密度、强力品质:纺疵(缺经、断纬、稀纬、箱路条)、
油污纱、斑渍和破损
2.翻布(Turing):分批、分箱
为了避免混乱,便于管理、运输、须把相同规格,同一加工工艺的坯布划为一类加以分批分
箱。
3.打印(marking)
为便于识别管理,每箱布两头约10〜20cm左右要打上E1子,标明品种,加工工艺、批号、
箱号,发布日期,翻布人代号等。
4缝头(sewing):
为适应批量连续加工,把一箱布的布头子缝接起来(下机布长为30-120m).
环缝式:接缝处不厚、平整、坚牢,但费线、易卷边、切口大,稀疏织物不宜。
平缝式:箱与箱之间的缝接,布头重叠,易生横档,但坚牢不易漏缝。
§3烧毛(singeing)
一、目的
烧去织物表面茸毛,使光洁,并改善风格,减少起球等。
①茸毛影响光洁,沾染尘污;
②影响色泽均匀度、鲜艳度;
③难印精细花纹
④涤/棉织物易起毛起球;
⑤妨碍后工序加工液的润;显性,影响加工质量,造成疵布。
⑥烧毛能赋予涤/棉织物一定身骨,t刚性、弹性。
棉布烧毛多在退浆前进行。涤/棉因烧毛时绒毛尖端熔融成珠球,易产生深色色点,故深
色布多放在染色之后进行烧毛。
二、烧毛原理
织物平幅迅速通过火焰3擦过炽热金属表面),利用布面和绒毛温差,达到既烧去绒毛,又
不损伤织物的目的。
三、烧毛设备
(一)气体烧毛机
特点:烧毛净(烧除经纬原的绒毛,对化纤提花织物有特效),结构简单,热能利用充分,但
需相应的燃气热源。
I.组成及作用:进布装置、刷毛箱,烧毛部分,灭火装置。
(1)刷毛箱:4〜8只刷毛程,除纱头杂物,使绒毛坚立,1〜2对砂皮柜及1〜2把刮刀可刷
去部分棉籽壳,箱底有排风管送至集尘器,加工仿毛织物,还须进行烧后刷毛。
(2)火口:主要部件,构造大体相同,要求燃气与空气混匀,能充分燃烧。
适合涤/棉织物烧毛火I」:火焰辐射热混合式、旋风预混喷射式
主要特点是(a)气体经多次混合,燃烧更完全,温度更均匀,消耗燃气省
(b)火口位置可调
(3)灭火装置:扑灭残留火星
灭火槽:热水、退浆液灭火
灭火箱:蒸汽灭火or冷水喷雾
2.烧毛工艺
⑴开机前全面检查设备、清洁加油,根据工艺要求穿布(以张力适中为准)织物应平整、干燥、
无油污斑渍。
(2)注意控制火焰温度、火口角度及其他工艺参数,落布温度应<50℃。
(3)质量要求:3〜4级,涤/棉门幅收缩V2%
(4)热源:煤气、石油气、汽油气
(5)安全生产:防火、防尘、防毒、防爆
(二)铜板烧毛机
特点:结构复杂、占地大、劳动强度大、费时,品种适应性差,稀薄易擦伤,但烧毛后光洁
度高,适合低极棉
(1)装置:(烧毛部分)
铜板(3〜4块),炉灶(加热铜板、可用煤、油、气体加热),摇摆装置(变换织物与铜板接触面
积)
(2)工艺
铜板T:700〜750℃,车速:50〜80m/min,薄80—120m/min,二正一负,or三正。织物与
铜板接触长度:厚5—7cm,薄4一5cm
§4退浆(Desizing)
一、退浆目的
去除浆料兼除部分天然杂质
浆料的存在对印染加工十分不利:①消耗染化料;②沾污工作液;③阻碍染化料与fibre的
接触,染深色时产生拒染现象,形成“白云花”。
退浆率:色、花布应>80%,残浆应VI%(布重)
二、常用浆料
1.淀粉:
特性:①直链一微溶于热水,支链一难溶于水;
②耐base优,稀碱液中发生溶胀;
③不耐baei酸,使或键水解一可溶性淀粉、糊精一葡萄糖;
④能被氧化剂氧化;
⑤被淀粉酶分解;
⑥遇碘形成颜色:支链,紫红;直链,蓝色;
2.PVA
(I)亲水性高分子物,低粘度溶于水,高粘度不落于水
(2)耐acid,base(在热碱中膨化,部分溶解)
(3)被氧化剂氧化而降解
(4)水解度(醇解度)影响
(5)高温下物理状态or性能发生变化,
3.聚两烯酸酯
(1)溶于水
(2)不耐酸、碱
4.竣甲基纤维素(CarboxymchyeCellulose)
(1)溶解度随醛化程度不同而异:
低醴化度溶于碱,中醴化度溶于水,高雄化度溶于有机溶剂;
(2)不耐acid,pHV时,混浊、沉淀;
(3)氧化剂使其降解:
三、常用退浆工艺及其条件分析
(一)碱退浆
PVA为主的混合浆(含淀粉)及PA类浆料用此法。历史悠久,可利用前处理稀base。
1.作用原理:
(1)各类浆料在热碱液中均会溶胀,与fibre粘着变松,PVA能部分溶解,用热水可洗I除
(2)和PA在热碱液中可溶解,经水洗可除
2.退浆工艺
棉(绳状加工):平幅轧碱(灭火槽中:NaoH2-4g/L,60~90℃)f绳状轧碱(NaOH4-10g/L,
50~70℃)堆6~12h->水洗(绳洗机)
涤/棉(平幅):干布轧稀碱液(NaOH5-10g/L)一汽蒸(or保温)30〜90min-热水洗(85℃,
2格)f冷洗(4格)落布PH7~8
3.特点:
①成本低,可利用前处理中的废碱液;
②有助于棉籽壳的去除及部分纤维共生物去除,减轻精练负担,白度、渗透性好;
③对各类浆料都有作用;
④退浆率不高(50—70%),堆置时间长,有碍生产连续化;
⑤涤纶耐碱性差,涤/棉织物退浆时要控制好碱液T、t。
⑥水先应充分(base对PVA等无降解作用,水洗液粘度大),以免浆料重新沾污织物。
存在的问题:浸渍碱液时,部分PVA溶落在槽中,积聚后产生凝冻,粘附在织物及导馄上,
造成染斑并造成织物运行不正,引起皱条,且洗除困难。
(二)酸退浆
仅用于棉布退浆,且少单独用
I.作用原理:酸在适当条件下使淀粉逐步发生水解,转化为水溶性较高的产物,最终被水洗
去。
2.工艺:碱(or酶)退浆-水洗->轧水一浸轧酸液堆l-2h->充分水洗(冷洗)
3.特点:
①适于含杂多的棉布,可大量去除矿物盐、重金属离子,提高白度;
②H2s04与棉fibre生成纤维素硫酸酯,织物表面光亮度t,退浆后亮度接近丝绸;
③对棉有一定损伤,处理时,T、C不可剧烈;
④淀粉水解不充分,退浆率不高。
仅作为精练前的一种前处理
(三)酶退浆(属生化法退浆,历史悠久,最早采用天然发酵法,现采用淀粉酶制剂反应此
法采用淀粉水解酶,凡织物上浆料以淀粉占多数者就可使用。)
1.酶:即生物催化剂,是日动植物。r微生物(细菌、霉菌)所分泌的•种蛋白质,对某些物质
的分解有特定的催化作用,
其特性是:
①催化效率高;
②催化范围狭小,某种酶只能催化某种反应;
③温和性:(在常温、常压,近中性条件下发挥作用)
对淀粉分解有催化作用的酶称淀粉酶,包括:
①a一淀粉酶:对直链淀粉能在任何位置加以切断,分成若干短链糊精;对支链淀粉仅能将
它的长链分成若干短链,不能分裂1,6结合,与酸的水解作用相似
②B一淀粉酶:对直链淀粉只能从末端逐步水解麦芽糖,对支链淀粉分支处的1,6—贰键
无水解作用。
所以Q—淀粉酶更适宜于织物的退浆,目前使用的主要有:
BF-7658酶:由枯草杆菌产生的耐热淀粉水解酶胰酶:由动物胰腺中所取得
BF-7658酶:由枯草杆菌产生的耐热淀粉水解酶胰酶:由动物胰腺中所取得第三章蚕丝
和真丝绸的精练
§1概述
无论何种真丝绸均需经过精练工序。蚕丝的精练因纤维状态而异。对使用生丝的织物要完全
精练,对精练丝与生丝交织物既要防止精练丝的过度精练,又要保证生丝的充分精练。绢纺
丝是在绢丝制造过程中进行精练,但仍残留少量丝胶,而且烧毛后为褐色,所以也要精练。
一、精练目的
茧丝除了丝素外,还有丝胶、蜡质、色素和灰分,在泡丝、制织和捻丝过程中又会沾上第二
次杂质。这些杂质不仅成为染色障碍,而且使纤维原有特性不能充分发挥,有损成品质量,
必须在染色前除去。去除色素以外的杂质的工艺过程叫精练;去除色素的工艺过程,叫漂白。
二、丝胶的溶解性
蚕丝的精练就是丝胶的溶解和去除。,丝胶的溶解性是极重要的问题。丝胶虽含蛋白质,但
在水中的性能与明胶相似,故得名。在热、酸、碱,重金属离•子的作用下其性状发生变化(称
蛋白质变性)。丝胶遇热水特别含碱剂的热水容易溶解,而丝素却难溶解,利用这种溶解性
的差异进行蚕丝的精练。
(1)刚吐出的丝中所含丝胶,系非晶性分子构造,几乎能100%溶于水,但在在吐丝中的环境
和贮茧状or制丝工程的影响下,发生变性,其溶解性显著改变。
(2)在制成生丝时,丝胶结晶化,几乎不溶解于20℃的水中,当T>60℃,丝胶即膨涧,T
继续t,则溶解,但即使T达I00C,也不能完全溶解,若加入碱剂,即使仅为%的低碱浓
度,也能促进生丝胶的溶解。
(3)用茧层破坏剂(NaHSO3+结晶硫酸钠)由精练废液中分离,回收的丝胶不溶于水且在稀碱
液中也不溶解。
丝胶按其溶解性,外观性状,分子构造。r吸湿性,相对密度可明显分为四层,茧丝表面的
丝胶最容易溶解于水,越是内部的丝胶,越难溶于水。
三、练减率
经精练处理,生丝重量减少,叫生丝练减,其减少比率称作生丝练碱率,可按下式计算。
对真丝织物进行精练,则织物重量减少的比率叫织物练减率,与丝素分了•连接部分的丝胶
IV最难溶解,若完全去除,遇强base会损伤丝素,造成“过练”。,要求全脱胶的蚕丝,
应保留一部分(1%〜3%)的丝胶IV,如果脱胶,因丝胶与丝素染色性不同,精练斑发展为染
色斑,,精练应既具有适宜的练减率而且无精练斑。
四、影响脱胶的因素
1、pH值丝胶的溶解性在很大程度上取决于精练浴的pH值。从生丝在不同pH值溶液中沸
水处理30'的脱胶情况看,过低or过高的pH值对溶解丝胶有利,但对丝素有害,在酸性
介质中脱胶会使fibre溶化和产生染斑,,目前精练仍以碱性介质为主,pH值为〜之间,丝
胶溶解迅速而丝素不受损伤。
2、温度:因精练方法、设备及织物厚薄而定,碱法精练(90〜95C),碱性酶精练(55〜
60℃)
3、浴比:视设备及织物品种而定,机织绸挂练:40〜50:1
4、时间:因设备品种,精练条件而异,常规皂碱法98℃,pH10,60分
5、精练后的水洗:水洗不充分or不匀,蚕丝纤维中残留肥皂和丝胶会骈生疵痛,肥皂残
留斑会直接引起染斑,肥皂被空气氧化。r水解生成拒水的脂肪酸:影响dye透入fibre内部
并产生污色,残留的丝胶可吸附更我的dye,使该部分染很深。
6、精练川水:要求用软水(蚕丝织物容易吸附钙、镁等不溶性盐)
•••Fe等离子被蚕丝吸附会着色,泛黄,Ca2+,Mg2+离子消耗肥皂,并生成皂斑
§2常用精练方法
1、水萃取法
缠丝时,茧丝在50〜60℃的热水浴中约有1〜3%的丝胶溶于水中。将此生丝放进热水中,
丝胶会断续溶出,要完全去除丝胶,必须用120C的热水进行4次2h萃取,这种不用精练
剂而采用高温高压精练的优点是:可由精练废液中回收蚕丝丝胶,回收容易(回收的丝胶可
用作食品添加剂及化妆品添加物)。经短时间的高温高压精练再进行酶精练,丝绸手感柔软
不易泛黄。
2、肥皂精练
精练作用肥皂在浴中水解:RCOONa+H2O-*RCOOH+NaOH(1)
脂肪酸与肥皂再结合,形成脂肪酸皂胶体(酸性肥皂):
RCOOH+RCOONa-*RCOONa・RCOOH(2)
(1)中生成的碱与丝胶化学结合,生成丝胶钠盐,称“膨化”,膨化的丝胶与Q)生成的酸性肥
.皂和未分解的肥皂作用与蚕丝脱离,称“解胶”脱离到浴中的丝胶,借肥皂的乳化作用在水
中分散,不再吸附到蚕丝上,一部分丝胶在浴中的base作用下分解。
脱胶用皂应易溶于水,无色,其1%溶液室温下不会胶凝,马赛皂(橄榄油皂)及油酸皂效果
较佳,精练的丝绸质量上乘光泽,手感俱佳,此外,国内精选多种植物油,脱色精练后制成
的练丝皂也不错,肥皂的作用温和,渗透性高,不易选成精练过度及练斑,且膨松性悬垂性,
白度,光泽良好,并防止折皱及擦伤的产生。
缺点是,对蚕丝吸附强,难以洗净,残皂会带来染斑、泛黄、脆化等,肥皂不耐硬水,成本
较高,可以在皂液中加入base(Na2SiO3、Na2SiO3、NaHCO3>Na3PO4),既t脱胶速率,
又I皂用量。
3、碱精练
机理:base进攻肽键,使丝胶蛋白水解,其反应是非专一性的,主要作用的氨基酸是半胱氨
酸,丝氨酸苏氨酸,精氨酸。
脱胶时,精练浴的pH值为〜,以缓冲液为好,K2CO3/NaHCO3
优点:脱胶速率高于肥皂、耐硬水、练后残留物易洗除。
缺点:柔软性、白度、光泽差、缺乏膨松感,身骨欠佳。
4、酸精练
经研究,〜2较为安全(蚕丝的强度超过皂法脱胶)。酸充丝胶蛋白的水解作用是打断了天门
冬氨基酸和谷氨酸的肽健,
(1)用酸类精练剂易控制脱胶率,去除程度可以进行部分脱胶,以迎合市场上的某些特殊
需要(所谓三分练、五分练、七分练等)
(2)在高压下在有机酸(苹果酸、洒石酸、琥珀酸等)酸浴中同时精练和染色的方法。节能,染
色牢度高于常压染色法。
5、酶精练
利用蛋白水解酶精练,优点:膨松性好、不起毛、不伤丝素等,也可去除死茧造成的污垢。
主要酶:胰蛋白iW(pH7〜9),木瓜酶(pH5〜,70〜90℃活性最大),细菌酶℃),
2709酶,209碱性蛋白酶等
二、精练方法发展新趋向
1、过酸膨化预处理
蚕丝在酸中70C产生的膨化效果,在水中需90℃才可达到,,在一定T下,采用过酸预处
理,再快速精练,可IT,缩短t,避免灰伤。
2、精练前后膨化处理
(1)练前膨化,将坯绸(电力纺)用抽真空机减压处理两次,使织物充分吸水后,用膨化丸溶液
浸渍一定时间。
(2)练后处理,将练熟丝织物在50℃左右的水中处理后,脱水,放入减压渗透机用膨化剂溶
液渗透处理两次,堆置12h,水洗。
3、蚕丝精练剂高效化和多功能化
为满足平幅快速精练的需要,推出快速精练剂第四章漂白(Bleaching)
§1概述
一、漂白目的
去除天然色素,赋于织物必要和稳定的白度。
广义上还包括上蓝。r荧光增白等利用增白剂使产生光学性的泛白作用。
二、漂白法分类:化学漂白法一氧化剂、还原剂
日晒法:利用紫外线作用使水产生氧0rH202起到氧化作用,
增白法一上蓝or荧光增白
1、氧化剂漂白:fibre易受损、但很少变色
常用的NaClO、H2O2、NaClO2、过乙酸等。
漂白原理:破坏色素发生体分达到消色目的
2、还原剂漂白:fibre脆损少,但漂白后有因空气氧化变色倾向,仅对丝及羊毛等使用一部
分
常用的:SO2、NaHS03>Na2S2O4
漂白原理:通过还原色素产生漂白作用
三、对漂白产品质量要求
I、白度:87%以上
2、损伤小(对NaClO漂白,要求“潜在作用”小)
四、设备及加工方式
视品种和漂白剂而定,纯棉织物采用绳状连续漂机,厚重棉布和涤/棉织物则用平幅连续练
漂机。
漂白方式:
(1)浸漂:
(2)淋漂:
(3)轧漂:
不同品种,对漂白要求不同。
§2NaC10漂白
一、NaClO溶液的性质
NaClO是白色粉末,易溶于水,商品以液状出售(以电解食盐溶液制的,卬染厂用C12通入
NaOH溶液中自制。
I、无色。r淡黄色带有C12臭味液体,商品溶液浓度为有效氯含量10〜15%
2、强碱弱酸盐,易水解
3、遇过最HC1放出。2:NaClO+HCl->HClO+NaCl
HCI0+HC1-C12t+H20
4、NaClO溶液处于复杂和不稳定状态。溶液中各成分组合随pH值不同而变
NaClO在碱性条件下更稳定,商品溶液pH为12
5、重金属及其化合物对NaClO有催化分解作用,使fibre严重受损,以Fe、Co、Ni知Cu
的化合物较为强烈,,设备不宜用铁质。
二NaClO漂白原理
NaClO与色素的作用很复杂,只能对漂白原理作一般说明。
根据NaQO溶液组成的资料,产生漂白作用的有效成分可能是CIO-、HCIO和。2,且溶液
由碱性转变为酸性时,依下列次序变化:NaClO->HClO--C12
根据实验的结果,随pHI,漂白速率3当pHV4时,漂白速率t
・•・认为NaClO的漂白在不同条件下可能是不同成分在起作用。
笼统地说,漂白的主要成分是HCIO和C12,碱性范围是HC1O为主,PH<4是C12
观点一:漂白作用是依赖HC1O分解产生的新生氧将发色基团破坏而消色,该反应在弱酸性
条件下才迅速发生,纤维损伤亦很剧烈。
观点二:漂白作用主要是由于HC1O和CI2的分解产物对色素双键有加成作用
此外NaClO对其他杂质,也可发生氧化、氯化、加成等反应。
①果胶物质、多糖类及其水解物,其醛基易被氧化生成竣基。
②含氮物质和蜡状物可被氯化成相应的氯氨酸及脂肪酸的氯化衍生物。
③棉籽壳中的木质素可被氯化为氯化木质素。
NaClO对纤维素亦有氧化作用(非选择性氧化),氧化作川复杂。
三NaQO漂白工艺条件分析
1、漂液的pH值
主要表现在对漂白速率和对纤维损伤大小影响
①酸性条件下,但C12逸出,污染环境
②中性条件,fibre损伤最严重,此时氧化纤维素粉基多,对纤维的损伤程度较大。
所以选择pH9—10漂白,尽管漂白速度慢一些,但通过延长I可达到目的。
注意:漂白时,由于fibre吸收NaClO水解产生的NaOH,加之纤维素,果胶等有机物产生
酸的影响,还有空气中C02的作用,使漂液pH逐渐I,・••轧漂时要不断补充新鲜漂液,
淋漂和浸漂时需要加碱剂Na2CO3以维持pH值,防止fibre损伤。
2、温度和时间
Tt,漂白速率t,但棉fibre的氧化速率t,在一定pH下,T每t10℃,氧化速率t倍,TV35C,
TV35°C,急剧I,高温不宜,但低温需制冷设备,能耗大,时间长。
・•・选择室温20〜35C,时间以30〜45min为宜
3、浓度
在pH、T和t一定时,C1,白度t,但并非成正比,C达一定值白度提高不多,而损伤大,
实际生产时应根据含杂、织物厚薄,对白度要求确定
四NaClO漂白工艺
1、工艺过程
(1)纯棉:绳状轧漂一在绳状漂白联合机上进行
水洗一浸轧漂液(轧余率100-120%)一堆置水洗一酸洗一中和(Na2co3)一水洗一脱氯一水
洗。
(2)涤/棉织物采用平幅加工,深色织物有效氯2~4g/L。
2、应注意的两个问题
(1)前处理问题:必须有较好的退浆和精练效果,否则要加重漂白负担,影响棉fibre的强度,
对T/C来说,这一点较难满足,一旦精练不净,fibre上的含氮物质漂白时会与HC1O生成
氯胺类化合物,释出HCL使fibre泛黄、脆损。
•••NaQO漂白对T/C仅适用于深色品种,中、浅色须复;票一次
(2)脱氯问题:漂白后,残留氯经过一定时间会使纤维损伤,色泽发萎,泛黄,对不耐氯的
dye亦有破坏作用。
3、对NaCeO漂白工艺评价
(l)NaClO价格低,工艺设备简单,广泛用于棉布的漂白。
(2)该工艺要求有较好的退浆精练效果,否则会加重漂白复担影响棉fibre的强度。
(3)对T/C仅限于深色品种,不用于蛋白质fibre的漂白(引起损伤、泛黄)
(4)有C12逸出,有污染。
3H202漂白
H2O2氧化电位低于NaClO,对fibre损伤小,且无潜在损伤,适用范围较广。.最早出现于1938
年,国内主要用于T/C和棉针织物的漂白,白度高,不泛黄,手感好。
一、H2O2溶液的性质
1、俗称双氧水,商品有多种浓度,低浓度(3%〜35%)为无色无臭溶液,高浓度为浅篮色粘
稠液体,印染厂使用30〜36%左右商品。
2、系强氧化剂,30%H2O2对皮肤有刺激性和“灼伤”作用,浓度>65%的H2O2与易燃物
接触易燃、易爆
3、水溶液呈弱酸性,遇base低温亦极易分解。商品H2O2加稳定剂,并在酸性条件下出售
保存。
4、30℃以下的H2O2较稳定,>70eC,分解速率加快。
5、遇有色金属离子及酶等剧烈分解,其分解是一个剧烈的放热反应,可能引起爆炸。
6、对玻璃、和纯铝都不起作用、可用来制容器的设备,工厂用不绣钢材料,
7、II2O2遇强氧化剂KMnO4则显还原性,可利用该性质对II2O2进行分析。
二、H2O2漂白原理
H2O2是弱二元酸,在水溶液中按下式电离
H2O27H++HO2-(I)K1=X10-12
HO2--H+O22-(2)K2=X19-25
1、最早认为H2O2分解放出新生氧,而起漂白作用,
但H2O2分解极复杂,目前对H2O2破坏色素的化学反应的性质了解很少,,对新生氧起漂
白作用的说法缺乏有力的论证。
2、亦有人认为,H2O2漂白是由于羟基阴离子的作用,依据是,当pHf时,(1)式中[HO2-]
t,而漂白速率也因pHt而t
3、有人提出H2O2分解的游离基在起漂白作用。
在某些金属离子存在时,H2O2的分解会加速,有复杂的反应,对色素虽有破坏作用,但将
使纤维素受到损伤。
关于H2O2的漂白机理,通常认为HO2-是漂白的主要成份,能解除有机色素的电子流动性
能,而起脱色作用,也可能引发游基侵袭发色基团:
三、H2O2漂白工艺条件分析(以棉为例)
I.pH值的影响
pH值对H2O2分解率和漂白质量有影响。从强力看,pH3〜10范围强力变化不大,有较高
水平,从聚合度看,只有pH在6〜10范围内能达满意水平。
综上所述,pH为9〜10较理想,若加入稳定剂,pH可以提高至〜11。
2、温度、浓度和时间
H2O2的分解、织物的白度与温度成正比,当T=90〜100℃时,H2O2可分解90%,向度亦
最好,若T=60℃,分解率仅50%,在正确使用稳定剂的情况下,织物的白度和纤维受损程
度仅与H2O2分解率有关,,分解速率快慢影响并不大,,漂白条件应使大部分H2O2发生
分解•,白度,强力符合要求,根据前处理情况,H2O2浓度在2〜6g/L。漂白时间与T有关,
95〜100℃条件下,45〜60分钟,大部分H2O2已经分解。
3、稳定剂的作用
加工过程中,织物不可避免地会沾上重金属离子,它们对H2O2有加速分解作用从而脆损纤
维素,若局部不匀,会造成破洞。,织物在漂白前,必须充分洗净,尽可能I金属性杂质,
同时在漂液中加适量稳定剂,其不仅可防止金属离子催化分解,而且可调节碱度和起缓冲作
用。
(1)对氧漂稳定剂的要求
I、要有高效的稳定作用,能控制其分解率达到需要的程度(95〜100C存放时,lh内H2O2
分解率应W40%,加入织物时经lh漂白,H2O2含分解率宜控制在70%左右;
II、对fibre的损伤要减少到最低限度
H2O2漂白的优点是纤维素的损伤比NaCeO少,与使用H2O2的浓度有关,也与稳定剂有
美,一般只允许漂后下降15%左右;
IH、能耐不同浓度的碱(碱性能催化H2O2的分解,而H2O2漂白又需在pH时进行,这就要
求稳能抑制碱性催化反应;
IV、污染小,易被生物降解;
V、不结垢,不在fibre上沉积不溶物;
VI、白度要好。
(2)稳定剂的种类
按其化学组成是否含硅盐,分含硅和非硅两类
按其作用机理分为吸附型,络合型及混合型。
I吸付型
A、最典型的是Na2SiO3,其稳定作用为
①稳定作用,Na2SiO3在硬水中形成高度分散的MgSiO3(CaSiO3)胶体,能吸附H2O-和重金
属离子,使金属离子失去催化活性。
•・・若在去离子水中漂白,非但没有稳定作用,相反因pH值提高而加速HO2分解,但当Fe2+
含量超过Na2SiO3吸附能力时,就会减弱其稳定作用
②作为碱剂,可缓冲漂液的pH值。(引起H2O2活化)
优:稳定效果好,白度,价格便宜
缺:易结硅垢,影响手感,清除困难,不耐强碱浴
B、脂肪酸镁
稳定机理:在碱性漂液中形成胶体,能吸附Fe2+正电荷胶体,而起到稳定作用
C、高分子胶体,如聚丙烯酰胺(PPA)部分水解物
II络合型稳定剂
稳定机理:能与重金属离子形成络合物,从而降低。「消除其催化分解作用,是当今抵制催
化分解最佳的稳定剂(远远大于吸附型)。
络合物分两类:一类是与金属离子间只有配位键(称络合物);另一类是与金属离子间既有配
价键又有共价键(螯合物)
品种有:
①磷酸盐,受pH值影响大,又会造成水富营养化
②氨基段酸盐(氨基上接猴甲基的盐类)
整合能力强,但分散力差,不耐浓碱,EDTA生物降解性差
③羟基竣酸盐
洒石酸,葡萄糖酸钠,海藻酸钠,整合能力强,但分散力差,易为生物降解
④有机瞬酸盐
胺三甲又瞬酸盐,乙二胺四又基瞬酸盐等具有比EDTA还要强的螯合能力,络合容量高,
络合稳定常数大,耐一定量的碱,易于生物降解
IV混合型
一种是将吸附型与整合型稳定剂进行物理性拼混;
另一种是稳定剂本身既是吸附型又是螯合型,如聚丙稀酸,聚马来酸聚羟茎丙稀酸,具有良
好的胶体特性和分散作用,有温和的赘合作用,耐碱性较好有机瞬酸酯,能耐50g/L的烧碱,
可用于高碱量的煮漂一浴法
四、生产工艺
氧漂工艺适应性广泛,漂白方式有①轧漂(汽蒸漂白,是H前应川最广的一种,工艺连续化,
效率高,以平幅汽蒸为多);②浸漂(卷染机平幅漂白,液下履带箱漂白):③冷堆法等,温度
可分室温,常压高温,高压高温等,另外可与其它漂白剂联合进行。
1、棉布
以汽蒸漂白为主
退、煮后织物一浸轧漂液汽蒸(95〜100℃,45〜60min)一水洗
100%
2、T/C:
①常压汽蒸
退浆,轻精练后一浸轧漂液(H2O2:4〜6g/L,〜11)一汽蒸(95C,45')一水洗
②高温高压
A、退浆》浸扎漂液(H2O2:5-7g/L;NaOII:3~5)»汽蒸130-142℃,1-2min)
B、烧毛一浸轧漂液(H2O2:7-14,NaOH:10〜15渗透剂)一汽蒸(142℃/min)-水洗
③浸漂(卷染机平幅):厚宜织物
对小批量织物,可选择不锈钢or木质卷染机
工艺流程:冷洗一道f漂白8〜1()道(95〜98℃)->热洗4道(70〜80℃)f冷洗上卷
④冷堆法
在完全没有氧漂汽蒸设备的条件下,可采用冷堆法,尤其适合不宜高温处理的合纤与棉混纺
品种,产品手感好,损伤小,能耗低,但渗透性较差,要注意漂白的水洗(岛效洗涤在冷漂
中的重要性超过其他任何工艺)。此法,采用轧卷堆置,用塑料薄膜包覆好,不使风干,再
在特定设备上低速远转,防止工作液积聚在布卷下层,造成漂白不匀。
工艺流程:室温浸轧漂液f打卷一堆置130C,14〜24h)一充分水洗
漂液组成:H2O2:10〜12g/L,Na2SiO325-30g/L,NaOH:5g/L
H2S2O8:7〜lOg/L(强退浆剂,有漂白作用)
⑤液下履带箱漂白
织物浸轧漂液后,在液下履带上堆置浸渍一定时间后再汽蒸。浴比大,织物处于松弛状态,
较平整,加工匀、透,手感丰满柔软,时间短,能耗低。
工艺:退浆后一液下浸渍[60℃,lOmin)一汽蒸(I00C,2min)一热洗一酸洗一水洗
3、蛋白质纤维(浸漂)
①羊毛
②蚕丝:单漂(桑蚕)H2O2(35%)+Na4P203,1〜2g+EDTAlg,〜9,71℃,2〜4h:
双漂(柞蚕丝)氧漂LH2O2,70c6h)f水洗还原漂Qg/LNa2so4)
五、对H2O2漂白的评价
1、对纤维损伤小,不存在潜在损伤,适用范围广,无污染
2、白度好、稳定,去杂好,手感佳
3、对设备有较高要求
§4NaClO2漂白
NaCO2是一种温和的氧亿剂,1939年便作为纺织纤维漂白剂;合纤出现后,得以广泛的应
用。主要用于棉、合纤维及其混纺织物,不适用于蛋白质纤维
一、NaClO2溶液性质:
商品有固体和液体两种,纯粹的NaQ02固体是白色,因含QO2而呈黄绿色砂状结晶,含
量约8%左右,吸湿性强,高温分解.遇有机物还原剂易燃、易爆(受冲击时)液体NaC102
浓度在10-25%,比固体安全。
1、液体NaC102液液呈弱碱性,可水解.
2、酸性条件下不稳定,产生C1O2,且pHI,分解速率t。
3,金属离子能促进NaCIO2分解,但比H2O2弱
4、氧化能力较NaClO弱,,不会造成大分子断链,故电纤维损伤小,且能溶解果胶和木质
素。
5、酸性条件下,使KI生成12,可用Na2s203滴定NaQO2的含量。
二、漂白原理
NaClO2的漂白机理,目前尚不很清楚,有以下几种观点。
5CO2-+2H+-*-*4CO2+CI-+2OH-(1)3C1O2--*2C1OS-+Cl-(2)C1O?->C1-+2(O)(3)
1、有人认为(0)起漂白.主导作用,当无漂物存在时,生成的(O)形成分子氧释放出来,当有
漂物存在时,O放出少,可能(O)对漂物进行作用。
2、有人认为,加速NaC102漂白主要是由于C12起作用,漂白速率随PHI而t,而C1O2
随pHI而f。
3、也有人认为,CO2在干态时无漂白作用,常规浴中只有HQ02产生漂白作用.
4、阿葛斯特提出NaCI02漂白时,pH值t,是由于棉吸附了NaOH,而决定漂白反应是
HC102fHe1+2(0)
综上所述,认为HQ02存在是漂白必要条件,C102可能是漂白的有效成分。
三、NaClO2漂白工艺条件分析
1、pH值:它对NaC102的稳定性和漂白效果有很大关系。
PH=~4,NaClO2的分解和002生成率达到最高,白度亦最佳;pH>5,分解缓慢:pH>7,
几乎无漂白作用。
当pH二时,C102生成速率〉消耗速率,造成环境污染;当pH=8.,NaC102利用率较高,
但漂白时间很长。从纤维受损情况看,pH8〜,损伤增大,而〜时,损伤较小.实际生产中选
择pH4〜。
2、温度:90〜100℃
对漂液稳定性和白度有关,TI,稳定,Tt,白度t,但T与催化剂有关(有机酸80℃,有
机酸95℃以上),考虑漂白连续生产,T较高为宜。
3、浓度:15〜25g/L
因织物含杂程度,加工要求,方式及活化剂性质有所不同,浓度过高,白度不会t,浪费t,
污染环境。
根据经验,一般NaC102用量为织物重量的1%左右,浸轧液浓度15〜25g/L。
4、时间
tt,分解速率,但t和活化剂有关,决定t的是NaC102的分解速率,连续汽蒸漂白时Z60-
90min,采用(HN4)S2O8和H2O2协同活化,15~40min。
5、活化剂与缓冲剂
活化剂的作用:
将呈碱性的商品NaC102溶液调节成弱酸性,01•在漂白过程中将NaC102变成弱酸性,使发
挥漂白作用。
(1)酸型活化剂:HAC、乳酸、蚁酸等,直接将pH调至〜4.
(2)酯型:乳酸乙酯,醋酸乙酯,乙二酸甘油酯等,利用水解放出acid来IpH值,Tt.pHI,
对劳动保护有利,但成本高。
(3)钱(胺)型
水合腓及各种助盐
有无机钱和有机胺,借反应中产生酸使活化,反应液较稳定,生成的氨,有利于劳动保护和
减少对设备腐蚀。
活化剂选用时注意几点:
①用量与NaCIO2分解速境、C1O2生成率成正比,因此酸性活化剂不合适,应选具有潜在
酸性的活化剂;
②有些活化剂用量超过一定值,变化I,有些则使NaC102分解终止(分解较快),故用量过
多,白度I;
③虽然漂液加入活化剂不同,在漂前与漂白过程中pH值的变化互不相同,但最终pH值接
近〜。
漂液中除使用活化剂外,有时还需加入缓冲。,其作用:使漂液pH值稳定在合适的范围内,
既保证良好的漂白效果,又稳定了漂白浴。一般用磷酸盐or胺盐。
四、漂白工艺
主要用于涂棉织物,多采用轧蒸法,也有用冷堆法(无适当设备时)。
五、NaC102漂白特点
I、对棉纤维损伤小,可保持较高的物理强度,漂白在酸性条件下进行,涤论不致损伤;
2、能够得到良好的白度,所谓“晶莹透亮”,其它方法无法相比,尤其是生产漂白品种,非
此莫属;
3、对棉纤维共生物有选择的去留,即保留多量的脂蜡(手感柔软),去除果胶、色素、含氮
物等较彻底,兼有精练、凛白两种效果:
4、由于在酸性状态下漂白,能放出C102,毒性大,且不易散失,Q02浓度增至一定程度,
有爆炸危险,其次,易污染水源,与其他工业废水中的有机物作用生成毒性更大的有毒气体,
第三C1O2是强腐蚀剂,因为对设备的要求高,须用含钮成分很高的合金钢。
5、NaCI02漂白时消耗量大,价格贵
因此,NaQO2漂白不是一种理想的生产工艺
三种漂白剂的比较
NaCIOH2O2NaC102
适用范围C.T/C低档C.T/C中高档蛋白质纤维高档C.T/C
白度一股较好很好
白度稳定性脱氯不净,易泛黄不易泛黄脱氯不净会泛黄
手感粗糙较好很好
去杂能力较差,但对有效有一定去杂能力去杂能力好,对煮要求低
对棉较大中等较小
常用漂的方式冷漂(绳状平幅)轧漂等(第五章丝光
§1引言
一、丝光的含义
1、丝光:棉制品(纱线、织物)在有张力的条件下,用浓的烧碱溶液处理,然后在张力下洗
去烧碱的处理过程。
2、碱缩:
棉制品在松驰的状态下用浓的烧碱液处理,使fibre任意收缩,然后洗去烧碱的过程,也称
无张力丝光,主要用于棉针织品的加工。
二、丝光与碱缩织物的特点
丝光后:织物发生以下变化
1、光泽提高
2、吸附能力,化学反应能力增强
3、缩水率,尺寸稳定性,织物平整度提高
4、强力、延伸性等服用机械性能有所改变
碱缩虽不能使织物光泽提身,但可使纱线变得紧密,弹性提高,手感丰满,此外,强力及对
dye吸附能力提高。
三、工序安排
1、先漂后丝:
丝光效果好,废碱较净,但白度差,易沾污,适合色布,尤其厚重织物。
2、先丝后漂:
白度好、但光泽差,漂白时fibre易受损伤,适用于漂布,印花布
3、染后丝光:
适合易擦伤or不易匀染的品种(丝光后,织物手感较硬,上染较快)染深色时为了提高织物表
面效果及染色牢发,以及某些对光泽要求高的品种,也可采用染后丝光。
4、原坯丝光:
个别深色品种(苯胺黑)可在烧毛后直接进行丝光,但废碱含杂多,给回收带来麻烦,很少用。
5、染前半丝光,染后常规丝光:
为了提高染料的吸附性和化学反应性。
棉布丝光分干布丝光和湿布丝光两种,由于湿布丝光含湿较难控制,因此以干布丝光较多。
其他碱金属的氢氧化物对纤维素纤维也有一定的膨化作用,但其膨化能力随原子量增大而
I,且成本较前因此只有烧碱才具实用价值,某些酸和盐类溶液(H2so4JHNO3,)也可使纤
维素纤维膨化,获得丝光效果,但实际生产有困难,缺少实际意义。
无水液氨因分子小,纯度高,也是一种优良的膨化剂,20世纪60年代未曾进行过丝光研究,
其产品的光泽和染色性能均不及碱丝光,但手感柔软、尺寸稳定性和抗皱性较高,故近年来
作为与后整理中机械预缩、树脂整理结合应用的新工艺,称为液氨整理。
四、丝光效果的评定
1、光泽
是衡量丝光织物外观效应的主要指标之一。
可用变角光度法、偏振光法等测,但尚无统•的理想的测试手段,目前多用目测评定。
2、显微切片观察纤维形态变化
3、吸附性能
(1)锹值法:是检验丝光效果的常用方法,钢值大,丝光效果好
本光棉布领值二100,钢值>150表示充分丝光,一般为135〜150。
(2)碘吸收法:
(3)碘沾污和染色测试法:
将不同钢值(100〜160)试样,用一定浓度碘液or直接蓝2B染液处理,制成色卡,再将未知
试样的碘沾污和染色深度与色卡对比,定量评定丝光钿值。
4、尺寸稳定性
(%)
采用机械缩水法或浸渍缩水法测量处理前后织物长度变化,通过公式计算缩水率,一般经向
缩水率常大于纬向,但有些经密较高的品种产生负缩水率(门幅增大)。
§2丝光原理
一、丝光纤维的性质
棉纤维浓碱作用后的变化
I、形态结构
纤维更径增大变圆,纵向天然扭曲率改变(80%-%),横截面由腰子形变为椭圆形,甚至圆
形,胞腔缩为一点,若施加适当张力,纤维圆度增大,表面原有皱纹消失,表面平滑度,光
学性能得到改善(对光线的反射由漫反射转变为较多的定向反射),增加了反射光的强度,织
物显示出丝一般的光泽。
织物内纤维形态的变化是产生光泽的主要原因,张力是增进光泽的主要因素。
2、微结构
结晶度1(70%-5()%),无定形区域t,使原来在水中不可及的羟基变为可及,因此纤维对
dye的吸附性能和化学反应性能都有所提高,另外,由于丝光后,纤维形态变化,表面和内
部的光散射减少,因此同浓度染料染色时,染色深度也增加。
纤维溶胀后,大分子间的氢键被拆散,在张力作用下,大分子的排列趋向于整齐,使取向度
提高,同时,纤维表面不均匀变形被消除,减少了薄弱环节。使纤维能均匀的分担外力,从
而减少了因应力集中而导致的断裂现象。加上膨化重排后的纤维相互紧贴,抱合力,也减少
了因大分子滑移而引起断裂的因素。
3、分子结构的变化
棉纤维在浓碱液中发生溶张后,大分子链间的氢键被拆散,舒解/织物中贮存的内应力,通
过拉伸,大分子进行取向排列,在新的位置上建立起新的分子键,且分子间力比溶胀前大。
最后在张力下去碱,已取向排列的纤维间的氢键被固定下来(是在更为自然,稳定的状态下
被固定下来的),这时的纤维处于较低的能量状态,因此尺寸稳定。
二、丝光原理
丝光是•个复杂的过程,关于棉纤维在浓碱液中发生剧烈溶胀的原因有两种理论作出解释
I、水合理论
(1)烧碱与天然纤维素(纤维素)作用,生成碱纤维素,主要有两种类型:
①醇化合物:
②分子化合物(加成化合物):
两种产物都不稳定,经水洗便水解成水合纤维素,再通过脱水烘干后即成为丝光纤维素(纤
维素H)整个过程纤维素的变化表示如下:
纤维素III
从而引起棉纤维物理和化学特性的相互的变化,呈现出优良的性能
(2)棉纤维经浓NaOH处理发生剧烈的不可逆溶胀原因是:钠离了•体积小,它可以进入到fibre
的晶区;同时Na+是一种水化能力很强的离子,环绕在一个Na+周围的水分子多达66个之
多,以至形成一个水化层,当Na+进入fibre内部并与fibre结合时,大量的水分也被带入,
因而引起了剧烈溶胀,由于能进入晶区,因此,溶胀是不可逆的。
(3)这种溶胀受温度的影响:
(4)溶胀也受NaOH浓度及中性盐的影响,
2、Donnen膜平衡理论
溶胀是渗透压作用的结果,
假设纤维素是一种弱碱,在烧碱溶液中可形成钠盐,纤维素钠盐电离生成不可移动的纤维素
阴离子Cell-O?,溶液中尚有可移动的Na+和OH・,如果有NaCl存在,还有C1?,将纤维表
面看作有类似半透膜性质,这些离子按一定条件分布,达到平衡时,膜内外必须分别达到电
性中和。
膜内可移动离子总浓度:CI=[Na+]I+[0H-]I+[Cl-]I=2X-C1
膜外可移动离子总浓度:CO=2(C2+C3-X)=2X,
CI>CO,因而产生了渗透玉(P),引起纤维溶胀。
P=RT(CI-CO)=RT(2X-C1-2X/)
P=RT()(1)
根据(1)式
(1)当C2不是很大时,C2t,Clt,Pt,溶胀t
(2)若有盐存在,膜外[Na+]f,即XIf,Pl,溶胀I
(3)若C2tt,Cl相对C2很小,而膜外[Na+]tt,X'很大,P-O
§3、丝光工艺条件分析
丝光工艺的基本条件是NaOH溶液的浓度,温度,作用时间,张力和去碱.
一、碱液浓度
是影响丝光效果的主要因素
①棉纤维用不同浓度烧碱溶液处理后,长度和直径的变化情况:
浓度>8%,直径增加,长度缩短至最大
②棉纱在不同浓度NaOI【溶液中的收缩和染着力
③棉布丝光对浓度要求(C与收缩及钢值关系)
C=177g/L时,领值为150,C=245g/L钢值最高。
C=24()~280g/l,收缩趋于稳定。
因此丝光最适宜的烧碱浓度是245g/l左右,考虑到织物本身吸碱、空气中酸性气体的耗碱
等因素,棉布丝光碱浓度为260〜280g/l,实际生产中,可根据半制品的品质和成品的质量
要求选择。
二、张力
I、张力对织物光泽的影响
棉织物用浓碱处理时,只有加上适当的张力,才能显示由良好的光泽,从张力对棉纱丝光后
性能的影响可以看出:张力大,光泽好。
2、张力对织物机械性能和吸附性能的影响
即在无力条件下,棉纱线的强力已获得提高,如果施加适当的张力,其强力还可以进一步提
高,但光泽增加的并不多,且断裂延伸度和吸附性能却有所下降。
3、张力对织物缩水率的影响
丝光时,经纬向张力对织物缩水率有极为重要作用。
实际生产中,各种规格的织物经纬向缩水率是不平衡的。卡其、府调等经密较高的织物,经
向缩水率大大超过纬向缩水率,所以优先考虑经向张力;而平布等一类薄织物则正好相反。
三、温度
烧碱与纤维素纤维的作用是放热反应,所以提高碱液温度有减弱纤维溶胀的作用,从而降低
丝光效果,表现在收缩率和根值下降,所以丝光碱液以低温较好,但实际生产中考虑到经济
效益,以及温度过低碱液咕度增大,使减液难以渗透到纱线和织物内部,再有扩幅较难,所
以通常采用轧槽夹层通入冷流水使碱液冷却即可。
四、时间
丝光作用是使烧碱迅速均匀而充分地渗入棉纱or织物内部和纤维发生作用,因此必须保证
一定的时间。
将棉纱用280g/INaOH在无张力下丝光,发现,20s
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