东华大纺织品染整学课件

纺织工程专业课程纺织品染整学End1纺织品染整学主目录第一章纺织工业常用纤维的结构和主要化学性能第二章染整用水和表面活性剂第三章纺织品的前处理第四章纺织品的染色第五章纺织品印花第六章纺织品整理第七章纺织品功能整理第八章成衣染整End序言2第一章

纺织工业常用纤维的结构和主要化学性能第一节纤维素纤维的结构和主要化学性能纤维素纤维形态结构纤维素纤维超分子结构纤维素纤维化学结构第二节蛋白质纤维的结构和主要化学性能蛋白质羊毛纤维蚕丝第三节合成纤维的结构和主要化学性能涤纶锦纶腈纶氨纶End3第二章

染整用水和表面活性剂第一节染整用水水质水的软化第二节表面活性剂表面活性剂基础表面活性剂的作用表面活性剂分类常用表面活性剂的性能End4第三章

纺织品的前处理第一节棉织物的前处理原布准备、烧毛、退浆煮练、漂白开幅、轧水和烘燥丝光发展——短流程处理第二节苎麻纤维脱胶和织物练漂苎麻织物练漂苎麻纤维脱胶第三节羊毛初加工选毛、洗毛炭化第四节丝织物前处理脱胶、漂白第五节化学纤维及其混纺织物前处理粘胶织物合成纤维织物混纺和交织织物第六节其他织物前处理绒类织物色织物针织物End5第四章

纺织品的染色第一节概述染料概述光、色、拼色和电子计算机配色染色基本理论染色方法和染色设备第二节直接染料染色第三节活性染料染色第四节还原染料和可溶性还原染料染色第五节不溶性偶氮染料染色第六节硫化染料染色第七节酸性染料染色第八节酸性媒介染料染色第九节酸性含媒染料染色第十节分散染料染色第十一节阳离子染料染色第十二节混纺和交织织物染色概述涤棉混纺织物染色毛混纺织物染色丝绸类交织物的染色其它混纺织物染色第十三节针织物染色针织沙线的染色针织物的染色End6第五章

纺织品印花第一节印花概述印花概念印花设备印花原糊花筒的雕刻和筛网制作电脑分色制板第二节涂料印花涂料印花色浆的组成印花工艺第三节纤维素纤维织物印花直接印花防染印花拔染印花第四节蚕丝织物印花蚕丝织物的直接印花蚕丝织物的拔染印花和防印印花第五节毛织物印花第六节合成纤维织物印花涤沦织物印花腈纶织物印花锦纶织物印花第七节混纺织物印花涤纶混纺织物印花腈纶混纺织物印花锦纶混纺织物印花第八节新颖印花概论印花泡泡纱烂花印花发泡印花金银粉印花End7第六章

纺织品整理第一节整理概述整理目的整理分类和方法第二节棉织物整理定形、光泽、轧纹整理绒面、增白整理手感、树脂整理第三节毛织物整理毛织物湿整理毛织物干整理毛织物特种整理第四节丝织物整理丝织物机械整理丝织物化学整理第五节合成纤维织物热定形热定形机理热定形设备与工艺第六节混纺和交织织物整理涤/棉、涤/粘、涤/腈织物整理第七节棉针织物防缩整理End8第七章

纺织品功能整理第一节拒水拒油整理第二节阻燃整理第三节抗静电整理第四节卫生整理第五节防污和易去污整理第六节生物整理第七节涤纶仿真丝整理第八节涂层整理End9第八章

成衣染整第一节成衣染色第二节成衣印花第三节整烫End10序言纺织品染整学目的：

使机织或针织坯布外观和使用性能改善，赋予纺织品特殊功能，提高纺织品附加价值。用于服装、装饰、工农业、国防等各种用途。

纺织品染整前预处理纺织品染整学内容：染色/印花后整理——一般整理、功能整理

染整原理——化学或化学物理方法纺织品染整学要素：染整工艺——操作步骤、参数，如：温度、压力、试剂浓度、时间等染整设备——处理织物、实施工艺所用的机器装备

末页11第一章要点纤维形态结构、超分子结构、分子结构层次纤维结构与纤维化学性能之间关系纤维结构与纤维物理性能关系12

第一章纺织工业常用纤维的结构和主要化学性能常用纤维纤维结构三层次：

化学结构——分子结构，纤维最小结构元素（纳米、埃）决定纤维物化性能超分子结构——分子聚集体结构（超微观）影响纤维物化性能形态结构——分子聚集体的聚集结构（微观）

第一节纤维素纤维的结构和主要化学性能

以纤维素分子为基本化学结构的纤维。以β-D-葡萄糖剩基为结构单元的高分子化合物。

天然纤维：棉、麻、丝、毛

纤维素纤维蛋白质纤维化学纤维：粘胶、涤纶、锦纶、睛纶

人造纤维合成纤维

染整所用方法决定因素末页第一章13一、纤维素纤维的形态结构棉纤维的形态结构图麻纤维的形态结构粘胶纤维的形态结构图end14棉纤维形态结构和性能单细胞：纤维素94%wt.,蜡状物0.6%wt.,灰分1.2%wt.,果胶物0.9%,含氮物等。长度：23~45mm；细度：0.15~0.2tex；扭曲数：60~120个/cm.

结构与性质：*初生胞壁---层厚0.1~0.2µm，决定棉纤维表面性质。拒水性，影响染整，前处理的去除对象。外层由果胶物质和蜡状物组成（角皮层），内二层是纤维素网状结构，横缠竖绕。

*次生胞壁---层厚约4µm，占90%wt.，共生杂质少，决定棉纤维性质。层中很多同心日轮，同心轮按走向S、Z、S分三层，纤维走向与轴向夹角20~30度，走向变化，内层直。

*胞腔---中空，占横截面1/10，含蛋白质和色素，决定棉纤维颜色。染料和化学处理剂通道。end15麻纤维形态结构和性能特点：竖纹和横节。端头多样：锤头、分支形（苎麻），细尖（亚麻）、钝角（大麻）。苎麻、亚麻、大麻等韧皮纤维：厚壁、端闭、狭腔单细胞。长短、外形、成分各异。纤维素含量不高。长径：苎麻---127~152mm(长),20~75µm(径)；亚麻---11~38mm(长),11~20(径)；大麻、黄麻：长度很短。组成：纤维素蜡状物木质素果胶物半纤维素其它苎麻61.021.022.0015.81亚麻732.392.882.0412~1516粘胶纤维形态结构和性能★特点：*人造纤维，形态与纺丝成形方法有关。*纤维较纯净，在丝生产中已除杂。*皮芯结构，皮层紧密取向，阻碍染料进入，芯层结构松，强度低。★附注：通过制浆、纺丝、拉伸方法改变，可得人造纤维素其他纤维：富强纤维、Tencil纤维、modal纤维，这些新型纤维目前正开发应用。17二、纤维素纤维的超分子结构超分子结构：在分子结构基础上、由许多个分子集聚时所形成的分子聚集态结构。其地位介于纤维形态结构和分子结构之间。描述纤维中长链分子（高分子）排列状态、排列方向、聚集松紧程度。无定形区超分子结构结晶度---结晶区所占重量%结晶区取向度---链或微晶向与纤维向夹角棉、麻、丝光棉、粘胶结晶度：70、90、50、40%图—缨状原纤图取向度值：：1；：0；：角度

1：取向最高。18超分子结构与性能超分子结构：对纤维的化学、物理或力学性能影响很大。结晶度与物理性能：结晶度高，分子间紧密、作用力大，纤维强度大；纤维断裂在于超分子结构缺陷处。结晶度低，分子间松散，纤维强度也较低，断裂延伸度可能较大。取向度与物理性能：取向度高（丝光棉），纤维强度高，断裂延伸度降低，因为分子链、微晶排列轴向平行，分子间作用力大，应力集中点（缺陷）少，分子链不易断裂和滑移。超分子结构与化学性能：结晶度高，结构紧密，空隙小又少，化学物质不能进入结晶区，例如染料分子不易进入，只在无定形区，得色深不易（麻）。19三、纤维素纤维的化学结构*纤维素纤维：有不同形态结构和超分子结构，但其化学分子的单元结构和链接方式都一样---由葡萄糖剩基单元通过苷键相连接。不同种纤维葡萄糖剩基单元数不同，即平均分子链长不同。*纤维素分子化学式：(C6H10O5)n式中n：聚合度；n：10000~15000(棉、麻)；n：250~500（粘胶）纤维素分子结构式结构特点：环上三个—OH，反应活性点环间—O—，酸分解之，碱稳链端：有一隐-CHO，M低还原性链刚性，H-键多，强度高结构与性能见下节。20纤维素分子结构式结构特点：1)环上三个—OH，反应活性点2)环间—O—，酸分解之，碱稳3)链端：有一隐-CHO，M低还原性4)链刚性，H-键多，强度高结构与性能见下节。21四、纤维素纤维的化学性质由纤维素分子化学结构所决定，受超分子结构、形态结构影响。与碱作用常温稀碱中稳定，浓碱溶胀，高温稀碱有氧气易氧化、断裂苷键，强力下降。浓碱溶胀：各向异性、不可逆。径向溶胀大，纵向小反应：酸性纤维素分子与碱拟醇钠反应

C2H5OH+NaOHC2H5ONa+H2OCell-OH+NaOHCell-ONa+H2O;orCell-OH﹡NaOH

反应可逆，水洗除碱，恢复纤维素分子，但纤维素纤维高层次结构被变化、不可逆---是棉织物丝光、碱缩处理理论根据。222、与酸作用酸促使苷键水解:(反应式)23酸使纤维素纤维织物初始手感变硬,然后强度严重下降。酸的种类、作用时间、温度、纤维结构影响水解反应速率。生产上应用：含氯漂白剂漂白后，稀酸处理，起进一步漂白作用；中和过剩碱；烂花、蝉翼等新颖印花处理。用酸注意：稀酸、低温、洗净，避免带酸干燥。酸作用243、与氧化剂作用纤维素氧化后分子断裂，基团氧化变化，织物强度损伤。纤维素分子对不同氧化剂作用有不同的敏感程度。强氧化剂完全分解纤维素。中、低强度氧化剂在一定条件下氧化分解纤维素能力弱，可用来漂白织物。注意：空气中O2在强碱、高温条件易氧化、脆损纤维素织物，应避免。氧化反应：Cell-OH+[O]Cell-CHO,Cell-C=O,Cell-COOH

还原型—-CHO，=C=O，潜在损伤氧化纤维素：酸型—-COOH注：纤维素分子对还原剂稳定。25五、天然纤维素共生物★是纤维生长保护物或代谢物。影响织物吸水、染色、白度。果胶物质—果胶酸钙、镁、甲酯，多戊糖等。碱除。含氮物质—含N盐和蛋白质。碱除不尽、NaClO氯胺盐化蜡状物质—酯、酸、碳氢物。皂化、乳化除去。灰分—无机物。酸溶天然色素—结构复杂。漂白除。棉籽壳—含木质素等。碱软化、磺化、氯化除。半纤维素—多糖类。酸解、碱除。26第二节蛋白质纤维的结构和主要性能★蛋白质分子为最小组成单元。天然—羊毛、丝、蛋白质纤维：人造—大豆、牛奶一、蛋白质知识﹡蛋白质分子：由∝-氨基酸缩合反应而得的高分子。﹡组成元素：C、H、O、N，少量S、P、I、…﹡分子链：NH2CHC-NH-CH-C-NH-…-CH-C-NH-CH-COOHR1R2…RaRb-NH-CHR-CO-：氨基酸剩基，构成多肽主链。

-R：20多种，即20多种氨基酸。27﹡蛋白质分子副键：由分子主链、侧基的极性或非极性基团、离子基团相互作用而成。由于副键数量众多而能稳定蛋白质分子空间构象。副键种类如下图：ssoHocNHoccooCH2NH3疏水键二硫键离子键氢键蛋白质副键图28蛋白质性质﹡蛋白质两性性质：

H+3N-P-COOHH2N-P-COOHH2N-P-COO-

H+3N-P-COO-等电点：蛋白质分子上正、负电荷数量相等时溶液的pH值，不会向电极移动。羊毛的~:4.2-4.8,桑蚕丝的~：3.5-5.2。等电点时纤维溶胀、溶解度最低。低pH值时：高pH值时：酸碱浓度高、或盐多时，内外pH一致。H+OH-OH-H+pH内>pH外pH内<pH外-NH3+H+-COO-

OH-29二、羊毛纤维的结构和主要化学性能形态结构：鳞片层、皮质层、髓质层（粗）、多细胞图（SCAN）超分子结构：基原纤、微原纤、原纤分子结构：C、H、O、N、S---∝-螺旋结构30羊毛性质羊毛组成：羊毛角蛋白~50%-~70%，羊毛脂等杂质~50%-30%羊毛性质：1、可塑性低温、干态，羊毛分子结构、高层次结构调整较慢，加工产生的内应力难消除。湿热条件下，由于羊毛分子肽链构象∝、β变换，副键拆开、重建较易，因此，羊毛在外力下作用不同时间，然后在蒸汽中自由放置，出现过缩、暂定、永定三种现象。（1）过缩（很短时间）（2）暂定（更高温收缩）

>1h（3）永定（新形态固定住,不收缩）2、热耐干热性差3、水和蒸汽吸湿，回潮率14%。水中异向溶胀。沸水、蒸汽中长时间，分解（-S-S-)、失重。31羊毛反应4、与酸耐酸，pH2-4沸染，H2SO4炭化除草。高浓酸，损伤羊毛：水解、氨离子化、离子键拆开。5、与碱碱使羊毛严重损伤、变黄、溶解、含S降低：主链水解、氨基酸水解、离子键拆开、二硫键断开重接。

COCOCOCOCH-CH2-S-S-CH2-CH---CH-CH2-NH-(CH2)4-CHNHNHNHNH6、与还原剂羊毛二硫键、离子键被还原剂断开，羊毛损伤7、与氧化剂强氧化剂分解羊毛，中强氧化剂对羊毛有损伤作用，控制条件可漂白羊毛：NaClO,H2O2OH-32三、蚕丝结构和性能蚕丝形态结构、超分子结构、分子结构示意：（SCAN）

形态结构分子结构β-折叠链蚕丝组成：丝素70~80%，丝胶20~30%，其他杂质：少量。与羊毛区别：1、组成-C、H、O、N，硫很少。

2、β-折叠构象多，无∝-螺旋构象，结晶与非晶。33丝素性质丝素结构：分子线形、支形，聚合度400~500，晶区伸直链，不如羊毛弹性、延伸。无定形区亲水基集中，丝素性质：吸湿性10%，水中异向溶胀耐热性好，120℃也不变盐作用因丝交联少，溶胀、溶解。高价盐溶胀不明显，增重。酸作用不如羊毛。酸缩处理。丝鸣处理。碱作用差，比羊毛好。弱碱性精练。氧化还原氧化与羊毛相似，漂白不用NaClO。耐还原剂。34丝胶性质丝胶结构：无定形、球状蛋白，四个层次。组成：侧基含较多亲水基团（-COOH、-OH、-NH2）。丝胶性质：由于上述结构，丝胶吸湿性好，水易进入，具有水溶性。低温溶胀，在100℃沸水煮能溶解，脱胶：pH~10，95℃，30分钟。丝胶结构不稳定，在存放中会变性，无规结构变成折叠链晶状，疏水基分布到丝胶表面。变性后丝胶不易溶于水，对蚕丝脱胶不利。（SCAN）结构图35第三节合成纤维的结构和主要性能合成纤维形态结构（和超分子结构）与纺丝方法、喷丝口形状相关性大，比天然纤维的形态结构简单，层次少。一、涤纶的结构和主要性能形态结构：纵向光滑、均匀无条痕，横向圆形实体，或异形（熔纺法）。超分子结构：与纺丝工艺有关——热拉伸，40~60%结晶度。折叠缨状原纤模型：伸直链晶体+折叠链晶体+无定形区。模型36涤纶分子聚对苯二甲酸乙二醇酯。分子结构只有弱极性基团，吸湿性差、染色性差。-COO-酯基具有反应性，如水解；但苯基、亚乙基稳定，故涤纶稳定性好。-OCH2CH2O-具柔性，故可折叠。分子线性、规整，分子聚集时容易紧密堆积（结晶），使纤维形状、强度好。涤纶分子结构：H—O-CH2-CH2-O-C-CO-CH2-CH2-OHnOO37涤纶性能涤纶性能：1、热性能耐热——难分解；热稳定——形变小。

Tg：67、81、125℃（纤维），软化点：230℃，熔化点：255℃2、吸湿性0.4~0.5%吸湿率，易洗快干；静电、玷污、难染染色性结构紧密、孔隙小，缺极性基团，难染。用小、弱极性分散染料。

3、化学反应结构紧密、分子稳定。耐酸碱中易水解碱剥皮现象耐氧化剂、还原剂作用38二、锦纶的结构和性能锦纶形态结构：熔纺法制成，纵向光滑无条痕，截面一般为圆形。锦纶超分子结构：折叠链缨状原纤模型。与涤纶相比，模型类似，但容易结晶，在初生纤维没拉伸前就有结晶结构。结晶度可达50~70%。锦纶分子结构：锦纶6、锦纶66、SCAN39锦纶性能热性能耐热性差，100℃