負離子整理綜述

1、工程設計負離子整理年 級：輕化工程 10(01)學院：紡織與材料學院學生姓名： 高俊學 號： 41001030130目錄1、負離子概述 21.1 負離子的定義 21.2 負離子的作用 21.2.1 衛(wèi)生保健作用 . 21.2.2 環(huán)境保護作用 . 31.2.3 優(yōu)良的抗菌和殺菌功能 32、負離子整理機理 32.2 后整理技術 53、負離子后整理工藝 53.1 儀器及設備 63.2 棉織物的退煮漂一浴法 . 63.3 棉織物的染色 73.3.1 工藝條件 73.3.2 注意事項 83.4 負離子整理 93.4.2 生產(chǎn)條件及注意事項 . 94、負離子后整理影響因素 104.1 溫度和時間 104

2、.2 整理劑濃度 104.3 粘合劑用量 104.4 浴比 115、負離子整理織物的性能測試 115.1 負離子的釋放性能 . 115.2 負氧離子織物透氣性 . 125.3 負離子織物強伸性 . 125.4 折皺回復性能測試與分析 . 125.5 耐磨測試 136、展望 13參考文獻： 14任務設計：負離子整理；內容：整理原理，工藝及條件、設備。負離子整理隨著社會進步、生活水平提高，人們對紡織品的要求也越來越高， 不只是滿足于當今紡織品的基本功能，更加注重追求紡織品的內涵， 希望當前紡織品具有“健康、舒適、安全、環(huán)?！钡男阅?。當空氣負 離子的作用機理日益被認清后， 一種具有負離子功能的紡織品

3、吸引了 國內外學者對其進行研究與開發(fā)。 在當今的社會中， 隨著工業(yè)化發(fā)展 速度的不斷加快， 其對生態(tài)環(huán)境的污染越來越嚴重， 空氣中負氧離子 數(shù)越來越少，而高頻率的工作要求以及工作生活環(huán)境空氣質量的變 差，使得不少人患上城市綜合癥。正是在這個大前提之下，負離子紡 織品才應運而生。1、負離子概述1.1 負離子的定義在機械、光、靜電作用下大氣中的分子和原子會發(fā)生空氣電離， 產(chǎn)生正離子和負離子。 正離子是分子失去電子后形成， 負離子是空氣 中的中性分子與脫離出來的電子相結合后產(chǎn)生。 雖然空氣中有很多氣 體分子， 但是被電離的自由電子大部分被氧氣所獲得， 所以人們常常 把空氣負離子統(tǒng)稱為“負氧離子 。1

4、.2 負離子的作用1.2.1 衛(wèi)生保健作用(1) 對神經(jīng)系統(tǒng)的影響。可使大腦皮層功能及腦力活動加強，精 神振奮，工作效益提高，能使睡眠質量得到改善。負離子還可使腦組 織的氧化過程力度加強，使腦組織獲得更多的氧。(2) 對心血管系統(tǒng)的影響。負離子有明顯擴張血管的作用，可解 除動脈血管痙攣， 達到降低血壓的目的， 負離子對于改善心臟功能和 改善心肌營養(yǎng)也大有好處， 有利于高血壓和心腦血管疾患病人的病情 恢復。(3) 對血液系統(tǒng)的影響。負離子有使血液變慢、延長凝血時間的 作用，能使血中含氧量增加，有利于血氧輸送、吸收和利用。負離子 對呼吸系統(tǒng)的影響最明顯。這是因為負離子是通過呼吸道進入人體 的。它可

5、以提高人的肺活量。1.2.2 環(huán)境保護作用負離子紡織品中的負離子在空氣中的移動是呈 z 字形的，而且輸 送負電荷給細菌，灰塵，煙霧微粒以及水滴等，電荷能中和空氣中的 灰塵，細菌，病毒等物質，與這些微粒相結合聚集成球然后落到地面， 使污濁空氣轉化成新鮮清靜的空氣，從而凈化空氣。1.2.3 優(yōu)良的抗菌和殺菌功能負離子能滅菌除塵， 產(chǎn)生的負氧離子具有較高的活性， 有很強的 氧化還原作用， 能破壞細菌的細胞膜或細胞原生質活性酶的活性， 且 負離子與細菌結合后，再使細菌病毒產(chǎn)生結構性的改變或能量的轉 換，導致細菌病毒的死亡， 不再形成新的菌種。從而達到抗菌殺菌的 目的。2、負離子整理機理一般而言，負離子

6、紡織品的加工方法主要可分為 2 類：一類是應 用具有產(chǎn)生負離子性能的纖維來生產(chǎn)， 另一類是通過織物的后整理來 使紡織品具有產(chǎn)生負離子的性能。 目前負離子紡織品的生產(chǎn)方法有 3 種：（1）將負離子材料超微化，制成納米亞納米超微粉體，如納米 負離子遠紅外粉， 然后加入到化學纖維紡絲液中， 制成負離子化學纖 維。該方法的缺點是不適用于天然纖維。（2）將負離子材料超微粉體加工成負離子漿，如負離子遠紅外 漿，然后通過成膜物質粘附在織物上。 該方法的優(yōu)點是適用于所有纖 維，缺點是影響織物的手感和透氣性。（3）利用帶有活性反應基團的新型負離子材料，如負離子遠紅 外整理劑，纖維上的羥基、胺基形成共價鍵，獲得耐

7、久、透氣、柔軟 的負離子織物。該方法解決了制造負離子天然纖維織物的關鍵技術問 題，在負離子織物的研究中具有劃時代意義。2.1 負離子纖維的制造方法（1）表面涂層改性法：它是在纖維的后加工過程中，利用表面處 理技術和樹酯整理技術將含有電氣石等能激發(fā)空氣負離子的無機物 微粒的處理液固著在纖維表面。（2）共混紡絲法：它也是生產(chǎn)改性和多功能合纖的一種主要的方 法，就是在聚合或紡絲前， 將能激發(fā)空氣負離子的礦物質做成負離子 母粒加入到聚合物熔體或紡絲液中紡絲制得負離子纖維。 與表面涂覆 改性法相比，這種纖維產(chǎn)生負離子的耐久性更好。 即用化學和物理 方法將負離子發(fā)生體 （電氣石、微量放射性的稀土類礦石、

8、陶瓷） 制成 與高聚物材料具有良好相溶性的納米級粉體， 經(jīng)表面處理后， 與高聚 物載體按一定比例混合，熔融擠出制得負離子母粒，再進行干燥，按 一定配比與高聚物切片混合， 采用共混紡絲法進行紡絲制備負離子纖 維。（3）共聚法：它屬于化學反應。是把負離子添加劑在聚合過程中 加入，制成負離子切片后紡絲。 一般共聚法所得切片添加劑分布均勻， 紡絲成形性好。2.2 后整理技術 后整理法指通過浸軋烘燥將含有無機物微粒的處理液固著在織 物表面，從而使織物具有負離子性能的方法。（1）使用浸軋烘燥培固法，循環(huán)澆淋法，噴霧法或上膠涂布法 將含有無機物微粒和有機載體的水溶液作用在織物上。（2）用液狀硅涂覆或含漬固化

9、在面料上，使其產(chǎn)生負離子。（ 3）將面料浸漬在含有無機物微粒和粘合樹脂的溶液中。用擠 壓的方式使面料中的無機物微粒達到規(guī)定的附著量， 如具有負離子發(fā) 生能力的布帛。（4）采用浸漬法，層壓法或印花法將處理液作用到紡織品上。（5）將離子交換物質及紅外線放射物質加工成微米級粉末。混 入油墨中，將這種油墨被刷在覆蓋物等床上用品的布料表面產(chǎn)生負離 子。3、負離子后整理工藝本文以棉織物為例 , 采用的負離子整理劑是北京北京潔爾爽高科 技有限公司開發(fā)的負離子整理劑 JLSUN一 888A、 B。3.1 儀器及設備LM072型退煮漂聯(lián)合機、 LMH323 180型連續(xù)軋染機、 均勻軋車、 SLMA6305 W

10、型平幅水洗烘燥機工藝流程：織物漂染 浸漬整理液 浸漬 放殘液冷水 沖上硅油柔軟劑 成品3.2 棉織物的退煮漂一浴法工藝條件及其參數(shù)：雙氧水（ 100%）4%（owf）Na2CO36%（owf）NaOH3%（ owf）精煉劑1%（owf）滲透劑0.3g/L浴比1：15溫度100時間60 90min漂白后坯布質量要求及檢測方法：（1）白度測定漂白后白度是否一致。與中樣對比（2）棉籽殼必須除凈，漂白后目測。（3）坯布 pH 值必須達到中性，不含堿，酸，氧化劑，還原劑檢測方法：殘留堿的測定應定期取樣， 將試樣置于蒸餾水中煮沸，其萃取液 （冷卻至 200）的 pH值應在 5.6 6.5 之間，如果 pH

11、值高 于 8，需在 500酸洗 O.2gL HAC 10min） ，或用 pH 試紙，測定 從織物中擠壓的溶液 pH值。4）殘留雙氧水的洗滌與檢測氧漂后的坯布若殘留有雙氧水，帶入染浴會使活性燃料活性基氧化分解， 造成色淺。 色斑及色相變化等染 疵。氧漂后的坯布水洗很難徹底洗除殘留氧。應在氧漂結束前 10min加入 O.5gL 保險粉，可以清除殘余雙氧水。3.3 棉織物的染色3.3.1 工藝條件活性染料一浴兩步法。 連續(xù)軋染法工藝流程：浸軋染液烘干浸軋固色堿劑汽蒸后處理工藝條件：染色：M型活性染料4%owf)食鹽10g/L平平加 O0.5 g/L浴比：20溫度60時間2040min純堿浴比固色：

12、7.5g/L：20溫度60時間2040min皂洗：凈洗劑0.5 g/L浴比1：15溫度70時間1520min3.3.2 注意事項注意事項有以下幾點：(1) 電解質應充分化開，沖淡后加入染缸內；(2) 燃料先用 5060的熱水溶解，充分化開后倒人染缸；(3) 在加完鹽后運行 5 10min，檢驗 pH值應在 6 7 之間；(4) 升溫以 1 1.5 min 為宜，達到 60后，保溫 10一 20 min；(5) 加固色劑時應將布樣取出，堿劑不應直接加到布樣上；(6) 染畢，排液要凈，再加水升至 70，水洗 10min，排液。因為冷 水洗會使油、蠟再吸附，從而引起染色不勻，由于蠟質熔點在60以上，

13、因而水洗溫度宜選用 70 90。水洗溫度不宜過高，高溫易 斷鍵。水洗溫度提高，水的表面張力和粘度降低，加速纖維上含污物 的膨化分離，降低染料，污物對纖維的親和力，加速邊界層的交換速 度，顯著增大擴散系數(shù)。(7) 為進一步提高色牢度必須進行皂煮，皂煮前必須先水洗使電解 質濃度降到 2gL 以下。皂煮一般用凈洗劑 LS 等。水洗后皂煮必須 用軟水，防止未固色染料凝聚。3.4 負離子整理3.4.1 工藝條件采用浸漬法負離子整理配方：JLSUN 888A：4 (O.W.f) ；JLSUN-888B：4 (O.W.f) ； 硅油柔軟劑： 3。浴比： 1:20 適量粘合劑 1% (owf)(1) 根據(jù)浴比

14、將織物浸漬在 JLSUN888A 溶液中，溫度 65，時間 40min；(2) 放掉殘液后浸漬 JLSUN888B溶液，溫度 50， 30min；(3) 放掉殘液后，用冷水沖洗一遍；(4) 上硅油柔軟劑，烘干后即為成品。3.4.2 生產(chǎn)條件及注意事項 (1)進行負離子加工整理的織物必須具有很好的吸濕性，以保證在 浸漬負離子整理工作液時能夠快速、均勻地附著于織物上。 (2)自來水或深井水容易和負離子整理劑中某些成分產(chǎn)生沉淀，所 以配制負離子整理浸軋工作液需使用蒸餾水或離子交換水。(3) 要將待進行負離子整理織物充分清洗干凈，以防止其它化學助 劑對負離子整理液的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。(4) 因負離子助劑

15、主要原料來源于天然礦石等，含量和色澤均有差 異，為了保證整理效果，應事先對其負離子產(chǎn)生量進行測試，色澤鮮 艷的織物最好選擇無色透明的負離子整理劑， 若采用的是有顏色的整 理劑，有必要對助劑顏色和助劑批次進行控制。（5）若經(jīng)整理后織物表面呈現(xiàn)拒水性，會降低其負離子的產(chǎn)生，需 引起重視，必要時需進行處方調整。（6）有的負離子整理劑在存放過程中會產(chǎn)生沉淀和分層，使用前需 充分攪勻。同時整理劑應避免和強酸、強堿、氧化劑、還原劑、陽離 子的物質相接觸。 助劑存放應避免陽光照射， 未用完品需密封后妥善 保管。4、負離子后整理影響因素4.1 溫度和時間溫度升高，擴散速率提高，引起水解速率加快。 同時，溫度升

16、高， 反應速率常數(shù)增大，纖維中大分子鏈的活動性增加，羥基碳與OH一有效碰撞概率也增加，使整理劑與纖維分子結合的幾率提高。4.2 整理劑濃度開始織物負離子濃度隨著整理劑濃度的增加而增加， 且前期濃度 速率增加較快， 而在后期增加的速度有所減小。 這是由于整理劑濃度 的增加， 使整理劑充分滲透到織物內部， 提高了整理劑與纖維間的結 合能力，加速了反應，當整理劑濃度增加到一定程度后，兩者間的結 合達到飽和， 反應速率的增加趨于平緩。 因而整理劑濃度對織物負離 子濃度的影響存在臨界點， 當整理劑濃度增加到一定程度后將不再增 加。4.3 粘合劑用量在負離子處理過程中， 加入合適的粘合劑可以提高負離子濃度

17、和 穩(wěn)定質量， 粘合劑的種類對發(fā)生負離子的影響很大， 甚至會失去負電 荷。加入黏合劑后，織物的負離子釋放性能得到了很大提升，但隨著 黏合劑濃度的增加， 負離子的釋放性能并沒有較多變化。 這說明黏合 劑濃度對織物負離子釋放性能的影響并不是十分顯著， 但與不使用黏 合劑相比， 織物負離子釋放性能還是有較大的提升。 考慮到功能性整 理后織物的耐水洗性能，我們選取黏合劑的用量一般為 1%（owf）。4.4 浴比在其它條件相同時，改變浴比，負離子濃度有所變化，但影響相 對較小。 由于整理劑在水溶液中和纖維的濃度比， 不論在什么樣的條 件下，其比值恒定不變，接近常數(shù)。顯然，在整理劑用量不變，其他 條件相同

18、的情況下，浴比小有利于整理劑與纖維的粘附。因此，應盡 量減小浴比， 這一方面提高了整理劑與纖維結合的概率， 同時也減少 了整理劑在水浴中的水解，在本文中選用 1：20 的浴比。5、負離子整理織物的性能測試5.1 負離子的釋放性能測試過程采用 DLY-2 型負離子測量儀完成。措施采用以下標準：試樣大?。?30cm 30cm；摩擦時間： 20 秒：手動摩擦速率： 2 次秒?？椢锏脑嚇幼?5 次試驗，每次試驗的結果均為開始測試 20 秒內 八個讀數(shù)的平均值，最后再對 5 次試驗的結果取平均值。5.2 負氧離子織物透氣性 氣體通過織物的性能稱為織物的透氣性， 用透氣量表示。 透氣量 越大表示織物的透氣

19、性越好。(1) 儀器及原理 在規(guī)定的壓差下， 用 YG461織物中壓透氣兩測試儀測定單位時間 內垂直通過試樣空氣流量，來推算織物透氣性。(2) 試樣準備實驗面積為 20cm2。試樣截取面積應大于 20cm2 ，也可用 大塊試樣測試。同一樣品不同部位至少測試 10 次。5.3 負離子織物強伸性 織物拉伸斷裂實驗目前主要采用單向 ( 受力) 拉伸，即測試織物試 樣的經(jīng)向強力，緯向強力，或與經(jīng)緯向呈某一角度的強力。(1) 實驗儀器 南通宏大 HD026N電子織物強力儀。(2) 實驗原理將 515 的試樣，按等速拉伸方式拉伸至斷裂， 測其承受的最大 力一一斷裂強力及產(chǎn)生對應的長度增量一一斷裂伸長。5.

20、4 折皺回復性能測試與分析 試驗原理：將裁好的試樣織物對折起來并在規(guī)定負荷作用下保持 一定時間。去除負荷后，經(jīng)過一定的回復時間，測量織物的回復角用 于表示織物的折皺回復能力。試驗儀器、用具： YG541型織物折皺彈性測試儀、凸形印章、不銹鋼直尺、剪刀、布樣鐵夾試驗步驟：參 ,照 GBT 38191997紡織品織物折痕回復性的測定回復角法5.5 耐磨測試實驗原理：采用平磨法。 安裝在馬丁代爾耐磨試驗儀試樣夾具內的圓 形試樣，在規(guī)定的負荷下，以軌跡為李莎茹圖形的平面運動與磨料 ( 即 標準織物 )進行摩擦，裝有磨料的與水平面垂直的軸自由轉動。根據(jù) 試樣外觀的變化確定織物的耐磨性能。銷軸的質量為 (198+2)g 的負 荷下進行試驗。實驗儀器： YG(B)401E型馬丁代爾磨損儀實驗步驟：參考 GB T21 1964-2007( 紡織品馬丁代爾法織物 耐磨性的測定第四部分：外觀變化的評定 。試驗條件為標準大氣條 件下，評價標準： 以協(xié)議的摩擦次數(shù)進行摩擦實驗，與同一織物的未 測試試樣進行比較，評定所發(fā)生的表面變化程度。5.6 耐洗性能測試方法：將試樣剪成 30 cm x 30 cm