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文檔簡介

1、染整工藝流程緒言第一章染整用水及表面活性劑第二章棉及棉型織物的退漿和精練第三章蠶絲和真絲綢的精練第四章漂白 (Bleaching)第五章絲光第六章熱定形 (Heat Setting)第七章毛織物的濕整理第八章一般整理 (Finshing)第九章防縮整理 Finishing)第十章防皺整理 (Resin Finishing)第十一章特種整理過紡織加工以后的加工工藝。它是織物在一定的工藝條件下,通過染料、藥劑和助劑在專用設備上進行的化學和物理加工過程。1特點( 1)屬加工工業(yè) (在紡織工業(yè)中擔任承上啟下的重要角色);( 2)一種化妝術;( 3)綜合的工藝技術,涉及面廣;( 4)能耗大(水、熱、電)

2、 ,有污染(廢水、氣、渣)需重視節(jié)能和環(huán)保。2目的改善織物的服用性能(舒適、保暖、抗皺等),賦予功能性(防霉、防蛀、拒水、阻燃、抗菌等),提高身價。( 1)去除雜質(zhì);( 2)提高白度;( 3)染著顏色;( 4)改善風格。二、染整加工的主要內(nèi)容漂、染、印、整。三、本課程的任務和要求1掌握紡織品的練漂、整理加工的基本原理和方法。2能根據(jù)紡織品的特性和練漂、整理加工要求,合理制訂加工工藝過程及條件;初步具備解決練漂及整理工藝問題的能力。3了解練漂、整理加工的質(zhì)量檢驗方法。4了解練漂及整理加工技術進展和發(fā)展前沿。5查閱染整專業(yè)的有關文獻。第一章染整用水及表面活性劑第一章染整用水及表面活性劑§

3、1 染整用水及其處理一、水和水質(zhì)1 自然界中的水源地面水: 流入江、 河、湖泊中貯存的雨水,含較多可溶性有機物和少量無機物地下水:深地下水 (深井水,不含有機物,有較多礦物質(zhì))淺地下水(深度<15m 的淺泉水、井水,有可溶性有機物和較多的二氧化碳)天然水自來水:加工后的天然水,質(zhì)量較高。2水中的雜質(zhì)懸浮物(泥沙)、膠體物(較少、硅、鋁等化合物), 過濾可除??扇苄噪s質(zhì): Ca、 Mg 、Fe、Mn 鹽 ,難處理。3水的硬度及表示方法硬水:含較多鈣鎂鹽的水。軟水:含較少鈣鎂鹽的水。硬度:用度數(shù)表示鈣鎂鹽含量的方法(即水中含雜的多少)。暫時硬度:水中含Ca、Mg 重碳酸鹽的量。永久硬度:水中

4、含Ca、Mg 的氯化物、硝酸鹽和硫酸鹽的量。表示硬度的方法:a) ppm: 1 升水中所含Ca、Mg 鹽類相當于1mgCaCO3 稱 1ppm。b)德國度:1 升水中所含鈣鎂鹽類相當于10mgCaO 稱 1 德度。二、染整用水的要求1 要求(1)無色、透明、無臭;(2)pH=6.57.4 ;(3)鐵、錳離子含量<0.1ppm;(4)硬度 <60ppm。2硬水對染整加工的影響( 1)練漂加工中消耗肥皂,織物上的鈣、鎂皂影響手感、色澤;( 2)漂白時影響白度、光澤;( 3)染色時與陰離子染料生成沉淀,消耗染料,造成色斑,降低摩擦牢度,改變色光;( 4)對鍋爐的影響:水垢消耗燃料,造成爆

5、炸,惡化水蒸氣,引起鍋爐腐蝕。三、硬水的軟化1沉淀法:用石灰、純堿處理,使水中Ca2+、Mg2+ 生成沉淀析出,過濾后即得軟水,其中的錳、鐵等離子也可除去。2軟水劑( 1)Na3PO4: 3CaSO4+2Na3PO4Ca3(PO)4+3Na2SO4( 2)六偏磷酸鈉:Na4Na2(P03)6+Ca2+Na4Ca(P03)6+2Na+( 3)胺的醋酸衍生物( EDTA ):與 Ca2+、Fe2+、 Cu2+等離子生成螯合物3.離子交換法:( 1)原理:用無機 or 有機物組成一混合凝膠,形成交換劑核,四周包圍兩層不同電荷的雙電層,水通過后可發(fā)生離子交換。陽離子交換劑:含 H+ 、 Na+固體與

6、Ca+、Mg2+ 離子交換陰離子交換劑:含堿性基因,能與水中陰離子交換( 2)常用交換劑:a. 泡沸石:水化硅酸鈉鋁Na2O· Z+Ca(HCO3) CaO· Z+2NaHCO3Na2O· Z+CaSO4 CaO· Z+Na2SO4b. 磺化煤:2Na(K)+C aSO4 Ca(K)2+NaSO42H(K)+CaSO4 Ca(K)2+NaSO4c.離子交換樹脂4電滲析法:用直流電源作動力,使水中的離子選擇性地透過樹脂交換膜而獲得軟水。5磁化法:使水流過一個磁場,鈣、鎂鹽類分子間引力減小,不易產(chǎn)生堅硬水垢。§2 表面活性劑一、表面張力和表面吸附現(xiàn)

7、象1 表面張力在數(shù)值上等于,將液一氣界面擴展單位面積所做的功,or 擴展單位長度所需的拉力。表面張力的影響:液體的表面張力越大,纖維越難被滲透。2表面吸附現(xiàn)象二、表面活性劑結(jié)構(gòu)特征及其溶液的性質(zhì)1 表面活性劑以濃低度存在于水中,能顯著降低溶液表面張力的物質(zhì)。2結(jié)構(gòu)特征(雙親結(jié)構(gòu))不對稱的極性分子,由較大的疏水基與較小親水基組成。3分類:按在溶液中所帶電荷情況分離子型陰離子: R-COO-Na+ 陽離子: R-N+H3Cl 兩性型:非離子型:聚氧乙烯醚R-O-(CH2CH2O)nH4 表面活性劑濃度與表面張力的關系表面活性劑在溶液中的排列情況與濃度有關,只有當濃度達一定值時,才能在溶液表面聚集足

8、夠的數(shù)量,而形成單分子膜,此時繼續(xù)增加濃度,無助于表面張力的降低,但有利于表面活性劑相互聚集,形成膠束。CMC :指使溶液表面張力達最低值所需表面活性劑的最小濃度,也是表面活性劑在溶液中剛剛形成膠束的濃度。表面活性劑的濃度一般稍大于CMC 時,才能充分發(fā)揮作用。三、表面活性劑的主要作用1潤濕和滲透2 乳化一種液體以極小的微粒均勻地分散在另一種不相溶的液體中的現(xiàn)象。水分散在油中 油包水(水 /油)油分散在水中 水包油(油 /水)3分散一種不溶性固體以極小的微粒均勻的分散在液體中的作用。4增溶屬乳化、分散的極限階段,即非水溶性的油溶于表面活性劑的膠束內(nèi),形成類似透明的溶液。5去污四、表面活性劑的化

9、學結(jié)構(gòu)與性能的關系1親疏平衡值與性能之間的關系H·L·B 值:表示表面活性劑的親水疏水性能( Hydrophile-Lipophile Balance )表面活性劑要呈現(xiàn)特有的界面活性,必須使疏水基和親水基之間有一定的平衡。石蠟HLB值 =0(無親水基)聚乙二醇HLB值 =20(完全親水)對陰離子表面活性劑,可通過乳化標準油來確定HLB值。HLB值1518131588793.561.53用途增溶劑洗滌劑油/水型乳化劑潤濕劑水/油乳化劑消泡劑HLB 值可作為選用表面活性劑的參考依據(jù)。3 疏水基種類與性能疏水基按應用分四種( 1)脂肪烴:( 2)芳烴:( 3)混合烴:( 4)帶

10、有弱親水性基( 5)其他:全氟烴基疏水性大小:(5) >( 1) >(3)>(2) >( 4)3親水基的位置與性能末端:凈洗作用強,潤濕性差;中間:相反。4分子量與性能HLB 值、親水基、疏水基相同,分子量小,潤濕作用好,去污力差;分子量大,潤濕作用差,去污力好。5濁點對非離子表面活性劑來說,親水性取決于醚鍵的多少,醚與水分子的結(jié)合是放熱反應。當溫度 ,水分子逐漸脫離醚建,而出現(xiàn)混濁現(xiàn)象,剛剛出現(xiàn)混濁時的溫度稱濁點。此時表面活性劑失去作用。濁點越高,使用的溫度范圍廣。五、常用的表面活性劑(一)陰離子型1肥皂優(yōu):潤濕,去污力強;洗后手感柔軟,光澤好。缺:不耐硬水和酸。2滲

11、透劑BX (拉開粉)異丁醇、萘縮合磺化產(chǎn)品, 淡黃色固體優(yōu):水溶性好,耐acid、 base、硬水,良好的潤濕劑缺:吸濕后結(jié)塊3紅油(太古油)潤濕劑,耐硬水,不受pH 影響,水溶性好。4凈洗劑AS耐 acid、硬水,價廉,潤濕、去污力遜于肥皂,手感粗。5工業(yè)洗衣粉(烴基苯磺酸鈉ABS )凈洗劑,耐acid、硬水,價貴(二)非離子型1潤濕劑JFC耐 acid、base、硬水2平平加O3 TX-10第二章棉及棉型織物的退漿和精練一、練漂的目的1.去除雜質(zhì),使染整加工順利進行。雜質(zhì):天然雜質(zhì):棉上的蠟狀物,含氮物,果膠等加工時沾上的二次雜質(zhì):整經(jīng)用漿,合纖紡紗上油,塵埃,銹跡等2.改善品質(zhì),提高服用

12、性能,如絲光,熱定形,多在染前進行,也歸為練漂。二、主要工序因品種而異(棉 ):原布準備 燒毛 退漿 精練 漂白 (深色布可免,漂布須復漂) 開軋烘 絲光 烘干 染色 (印花 )(滌 /棉 ):準備 燒毛 退漿 精練 (亞漂可免 ) 熱定形 (兼漂布滌加白 ) 絲光 氧漂 (兼漂布棉加白 ) 烘干三、加工形式燒毛、絲光、熱定形、烘干以平幅進行。棉輕薄品種除工序外可進行繩狀加工,厚重棉、滌/棉應采用平幅加工。滌/ 棉織物印染加工工藝原則,T/C 應保留純棉織物的全部染前處理,但傳統(tǒng)的純棉工藝不適用T/C,須重新制訂。兩種纖維都需要的且可使用同一條件的合并進行;只有一方需要,則采取對一方有用而對另

13、一方損傷小的工藝條件;都需要又不能用同一條件的則分步進行。現(xiàn)行工藝只能做到對一方大體無害,個別有嚴重損傷,或是兼顧一方,又難以滿足另一方,尚需進一步研究。§2 原布準備 (gray cloth preparation)原布:坯布 (gray cloth) ,未經(jīng)印染加工的布1.檢驗 (inspecting) :保證產(chǎn)品質(zhì)量,避免損失規(guī)格:長、門幅、重量,經(jīng)緯紗支數(shù)、密度、強力品質(zhì):紡疵 (缺經(jīng)、斷緯、稀緯、筘路條) 、油污紗、斑漬和破損2.翻布 (Turing) :分批、分箱為了避免混亂,便于管理、運輸、須把相同規(guī)格,同一加工工藝的坯布劃為一類加以分批分箱。3.打印 (marking

14、)為便于識別管理,每箱布兩頭約1020cm 左右要打上印子,標明品種,加工工藝、批號、箱號,發(fā)布日期,翻布人代號等。4.縫頭 (sewing):為適應批量連續(xù)加工,把一箱布的布頭子縫接起來 (下機布長為 30120m). 環(huán)縫式:接縫處不厚、平整、堅牢,但費線、易卷邊、切口大,稀疏織物不宜。平縫式:箱與箱之間的縫接,布頭重疊,易生橫檔,但堅牢不易漏縫。§3 燒毛 (singeing)一、目的燒去織物表面茸毛,使光潔,并改善風格,減少起球等。茸毛影響光潔,沾染塵污;影響色澤均勻度、鮮艷度;難印精細花紋滌 /棉織物易起毛起球;妨礙后工序加工液的潤濕性,影響加工質(zhì)量,造成疵布。燒毛能賦予滌

15、/棉織物一定身骨,剛性、彈性。棉布燒毛多在退漿前進行。 滌/棉因燒毛時絨毛尖端熔融成珠球,易產(chǎn)生深色色點,故深色布多放在染色之后進行燒毛。二、燒毛原理織物平幅迅速通過火焰 (or 擦過熾熱金屬表面 ),利用布面和絨毛溫差,達到既燒去絨毛,又不損傷織物的目的。三、燒毛設備(一 )氣體燒毛機特點:燒毛凈 ( 燒除經(jīng)緯間的絨毛,對化纖提花織物有特效) ,結(jié)構(gòu)簡單,熱能利用充分,但需相應的燃氣熱源。1.組成及作用:進布裝置、刷毛箱,燒毛部分,滅火裝置。(1)刷毛箱: 4 8 只刷毛輥,除紗頭雜物,使絨毛堅立, 1 2 對砂皮輥及 1 2 把刮刀可刷去部分棉籽殼,箱底有排風管送至集塵器,加工仿毛織物,還

16、須進行燒后刷毛。(2)火口:主要部件,構(gòu)造大體相同,要求燃氣與空氣混勻,能充分燃燒。適合滌 / 棉織物燒毛火口:火焰輻射熱混合式、旋風預混噴射式主要特點是( a)氣體經(jīng)多次混合,燃燒更完全,溫度更均勻,消耗燃氣省(b)火口位置可調(diào)(3)滅火裝置:撲滅殘留火星滅火槽:熱水、退漿液滅火滅火箱:蒸汽滅火or 冷水噴霧2.燒毛工藝(1)開機前全面檢查設備、清潔加油,根據(jù)工藝要求穿布(以張力適中為準)織物應平整、干燥、無油污斑漬。(2)注意控制火焰溫度、火口角度及其他工藝參數(shù),落布溫度應50 。(3)質(zhì)量要求: 34 級 , 滌/ 棉門幅收縮 2%(4)熱源:煤氣、石油氣、汽油氣(5)安全生產(chǎn):防火、防

17、塵、防毒、防爆(二 )銅板燒毛機特點:結(jié)構(gòu)復雜、占地大、勞動強度大、費時,品種適應性差,稀薄易擦傷,但燒毛后光潔度高,適合低極棉(1)裝置: (燒毛部分 )銅板 (34 塊),爐灶 (加熱銅板、可用煤、油、氣體加熱),搖擺裝置 ( 變換織物與銅板接觸面積)(2)工藝銅板 T:700 750,車速: 50 80m/min,薄 80 120m/min ,二正一負, or 三正??椢锱c銅板接觸長度:厚 5 7cm,薄 4 5cm§4 退漿 (Desizing)一、退漿目的去除漿料兼除部分天然雜質(zhì)漿料的存在對印染加工十分不利:消耗染化料;沾污工作液;阻礙染化料與產(chǎn)生拒染現(xiàn)象,形成“白云花 ”

18、。退漿率:色、花布應80%,殘漿應 1%(布重 )fibre 的接觸,染深色時二、常用漿料1.淀粉:特性:直鏈 微溶于熱水,支鏈 難溶于水;耐 base優(yōu),稀堿液中發(fā)生溶脹;不耐 baei 酸,使甙鍵水解可溶性淀粉、糊精 葡萄糖;能被氧化劑氧化;被淀粉酶分解;遇碘形成顏色:支鏈,紫紅;直鏈,藍色;2 PVA(1)親水性高分子物,低粘度溶于水,高粘度不溶于水(2)耐 acid,base(在熱堿中膨化,部分溶解)(3)被氧化劑氧化而降解(4)水解度 (醇解度 )影響(5)高溫下物理狀態(tài)or 性能發(fā)生變化,3.聚兩烯酸酯(1)溶于水(2)不耐酸、堿4.羧甲基纖維素 (Carboxymchye Cel

19、lulose)(1)溶解度隨醚化程度不同而異:低醚化度溶于堿,中醚化度溶于水,高醚化度溶于有機溶劑;(2)不耐 acid,pH 2.5 時,混濁、沉淀;(3)氧化劑使其降解;三、常用退漿工藝及其條件分析(一 )堿退漿PVA 為主的混合漿 ( 含淀粉 )及 PA 類漿料用此法。歷史悠久,可利用前處理稀base。1.作用原理:(1)各類漿料在熱堿液中均會溶脹,與fibre 粘著變松, PVA 能部分溶解,用熱水可洗除和 PA 在熱堿液中可溶解,經(jīng)水洗可除2.退漿工藝棉(繩狀加工):平幅軋堿(滅火槽中:NaoH24g/L ,6090) 繩狀軋堿( NaOH 410g/L , 5070)堆612h水洗

20、(繩洗機)滌/ 棉(平幅):干布軋稀堿液(NaOH510g/L ) 汽蒸 (or 保溫 )3090min 熱水洗(85, 2 格) 冷洗(4 格) 落布PH783.特點:成本低,可利用前處理中的廢堿液;有助于棉籽殼的去除及部分纖維共生物去除,減輕精練負擔,白度、滲透性好;對各類漿料都有作用;退漿率不高 (5070%) ,堆置時間長,有礙生產(chǎn)連續(xù)化;滌綸耐堿性差,滌/棉織物退漿時要控制好堿液T、 t。水先應充分 (base對 PVA 等無降解作用,水洗液粘度大),以免漿料重新沾污織物。存在的問題:浸漬堿液時,部分PVA 溶落在槽中,積聚后產(chǎn)生凝凍,粘附在織物及導輥上,造成染斑并造成織物運行不正,

21、引起皺條,且洗除困難。(二 )酸退漿僅用于棉布退漿,且少單獨用1.作用原理:酸在適當條件下使淀粉逐步發(fā)生水解,轉(zhuǎn)化為水溶性較高的產(chǎn)物,最終被水洗去。2.工藝:堿 (or 酶) 退漿 水洗 軋水 浸軋酸液 堆 1 2h充分水洗(冷洗 )3.特點:適于含雜多的棉布,可大量去除礦物鹽、重金屬離子,提高白度;H2SO4 與棉 fibre 生成纖維素硫酸酯,織物表面光亮度,退漿后亮度接近絲綢;對棉有一定損傷,處理時,T、 C 不可劇烈;淀粉水解不充分,退漿率不高。僅作為精練前的一種前處理(三 )酶退漿 ( 屬生化法退漿,歷史悠久,最早采用天然發(fā)酵法,現(xiàn)采用淀粉酶制劑反應此法采用淀粉水解酶,凡織物上漿料以

22、淀粉占多數(shù)者就可使用。 )1.酶:即生物催化劑,是由動植物or 微生物 (細菌、霉菌 )所分泌的一種蛋白質(zhì),對某些物質(zhì)的分解有特定的催化作用。其特性是:催化效率高;催化范圍狹小,某種酶只能催化某種反應;溫和性: ( 在常溫、常壓,近中性條件下發(fā)揮作用)對淀粉分解有催化作用的酶稱淀粉酶,包括:淀粉酶: 對直鏈淀粉能在任何位置加以切斷,分成若干短鏈糊精;對支鏈淀粉僅能將它的長鏈分成若干短鏈,不能分裂 1,6 結(jié)合,與酸的水解作用相似淀粉酶:對直鏈淀粉只能從末端逐步水解麥芽糖,對支鏈淀粉分支處的1, 6甙鍵無水解作用。所以 淀粉酶更適宜于織物的退漿,目前使用的主要有:BF-7658 酶:由枯草桿菌產(chǎn)

23、生的耐熱淀粉水解酶胰酶:由動物胰腺中所取得BF-7658 酶:由枯草桿菌產(chǎn)生的耐熱淀粉水解酶胰酶:由動物胰腺中所取得第三章蠶絲和真絲綢的精練§1 概述無論何種真絲綢均需經(jīng)過精練工序。蠶絲的精練因纖維狀態(tài)而異。對使用生絲的織物要完全精練,對精練絲與生絲交織物既要防止精練絲的過度精練,又要保證生絲的充分精練。絹紡絲是在絹絲制造過程中進行精練,但仍殘留少量絲膠,而且燒毛后為褐色,所以也要精練。一、精練目的繭絲除了絲素外,還有絲膠、蠟質(zhì)、色素和灰分,在泡絲、制織和捻絲過程中又會沾上第二次雜質(zhì)。這些雜質(zhì)不僅成為染色障礙,而且使纖維原有特性不能充分發(fā)揮,有損成品質(zhì)量,必須在染色前除去。去除色素以

24、外的雜質(zhì)的工藝過程叫精練;去除色素的工藝過程,叫漂白。二、絲膠的溶解性蠶絲的精練就是絲膠的溶解和去除。絲膠的溶解性是極重要的問題。絲膠雖含蛋白質(zhì),但在水中的性能與明膠相似,故得名。在熱、酸、堿,重金屬離子的作用下其性狀發(fā)生變化(稱蛋白質(zhì)變性) 。絲膠遇熱水特別含堿劑的熱水容易溶解,而絲素卻難溶解,利用這種溶解性的差異進行蠶絲的精練。(1)剛吐出的絲中所含絲膠,系非晶性分子構(gòu)造,幾乎能100%溶于水,但在在吐絲中的環(huán)境和貯繭狀or 制絲工程的影響下,發(fā)生變性,其溶解性顯著改變。(2)在制成生絲時,絲膠結(jié)晶化,幾乎不溶解于 20的水中,當 T 60,絲膠即膨潤, T 繼續(xù) ,則溶解,但即使 T 達

25、 100,也不能完全溶解, 若加入堿劑, 即使僅為 0.001%的低堿濃度, 也能促進生絲膠的溶解。(3)用繭層破壞劑 (NaHSO3+ 結(jié)晶硫酸鈉 )由精練廢液中分離,回收的絲膠不溶于水且在稀堿液中也不溶解。絲膠按其溶解性,外觀性狀,分子構(gòu)造 or 吸濕性,相對密度可明顯分為四層,繭絲表面的絲膠最容易溶解于水,越是內(nèi)部的絲膠,越難溶于水。三、練減率經(jīng)精練處理,生絲重量減少,叫生絲練減,其減少比率稱作生絲練堿率,可按下式計算。對真絲織物進行精練, 則織物重量減少的比率叫織物練減率,與絲素分子連接部分的絲膠IV 最難溶解, 若完全去除,遇強 base會損傷絲素,造成 “過練 ”。要求全脫膠的蠶絲

26、,應保留一部分(1%3%) 的絲膠 IV ,如果脫膠, 因絲膠與絲素染色性不同,精練斑發(fā)展為染色斑,精練應既具有適宜的練減率而且無精練斑。四、影響脫膠的因素1、pH 值 絲膠的溶解性在很大程度上取決于精練浴的pH 值。從生絲在不同 pH 值溶液中沸水處理 30的脫膠情況看,過低 or 過高的 pH 值對溶解絲膠有利,但對絲素有害,在酸性介質(zhì)中脫膠會使fibre 溶化和產(chǎn)生染斑,目前精練仍以堿性介質(zhì)為主,pH 值為 8.8 10.5 之間,絲膠溶解迅速而絲素不受損傷。2、溫度:因精練方法、設備及織物厚薄而定,堿法精練(9095),堿性酶精練(5560)3、浴比:視設備及織物品種而定,機織綢掛練:

27、40 50: 14、時間:因設備品種,精練條件而異,常規(guī)皂堿法98, pH10, 60 分5、精練后的水洗 :水洗不充分 or 不勻,蠶絲纖維中殘留肥皂和絲膠會駢生疵痛,肥皂殘留斑會直接引起染斑,肥皂被空氣氧化 or 水解生成拒水的脂肪酸;影響dye 透入 fibre 內(nèi)部并產(chǎn)生污色,殘留的絲膠可吸附更我的 dye,使該部分染很深。6、精練用水:要求用軟水 (蠶絲織物容易吸附鈣、鎂等不溶性鹽)Fe 等離子被蠶絲吸附會著色,泛黃,Ca2+,Mg2+ 離子消耗肥皂,并生成皂斑§2 常用精練方法1、水萃取法繅絲時,繭絲在 5060的熱水浴中約有 1 3%的絲膠溶于水中。 將此生絲放進熱水中

28、, 絲膠會斷續(xù)溶出,要完全去除絲膠,必須用 120 的熱水進行 4 次 2h 萃取,這種不用精練劑而采用高溫高壓精練的優(yōu)點是:可由精練廢液中回收蠶絲絲膠,回收容易( 回收的絲膠可用作食品添加劑及化妝品添加物)。經(jīng)短時間的高溫高壓精練再進行酶精練,絲綢手感柔軟不易泛黃。2、肥皂精練精練作用肥皂在浴中水解:RCOONa+H2ORCOOH+NaOH(1)脂肪酸與肥皂再結(jié)合,形成脂肪酸皂膠體(酸性肥皂) :RCOOH+RCOONaRCOONa· RCOOH(2)(1)中生成的堿與絲膠化學結(jié)合,生成絲膠鈉鹽,稱“膨化 ”,膨化的絲膠與(2)生成的酸性肥皂和未分解的肥皂作用與蠶絲脫離,稱 “解膠

29、 ”脫離到浴中的絲膠,借肥皂的乳化作用在水中分散,不再吸附到蠶絲上,一部分絲膠在浴中的 base作用下分解。脫膠用皂應易溶于水,無色,其1%溶液室溫下不會膠凝,馬賽皂( 橄欖油皂 )及油酸皂效果較佳,精練的絲綢質(zhì)量上乘光澤,手感俱佳,此外,國內(nèi)精選多種植物油,脫色精練后制成的練絲皂也不錯,肥皂的作用溫和,滲透性高,不易選成精練過度及練斑,且膨松性懸垂性,白度,光澤良好,并防止折皺及擦傷的產(chǎn)生。缺點是,對蠶絲吸附強,難以洗凈,殘皂會帶來染斑、泛黃、脆化等,肥皂不耐硬水,成本較高,可以在皂液中加入base(Na2SiO3、 Na2SiO3、 NaHCO3 、Na3PO4),既 脫膠速率,又 皂用量

30、。3、堿精練機理: base 進攻肽鍵,使絲膠蛋白水解,其反應是非專一性的,主要作用的氨基酸是半胱氨酸,絲氨酸蘇氨酸,精氨酸。脫膠時,精練浴的pH 值為 8.8 10.5,以緩沖液為好,K2CO3/NaHCO3優(yōu)點:脫膠速率高于肥皂、耐硬水、練后殘留物易洗除。缺點:柔軟性、白度、光澤差、缺乏膨松感,身骨欠佳。4、酸精練經(jīng)研究, pH1.5 2 較為安全 (蠶絲的強度超過皂法脫膠 )。酸對絲膠蛋白的水解作用是打斷了天門冬氨基酸和谷氨酸的肽鍵。(1) 用酸類精練劑易控制脫膠率, 去除程度可以進行部分脫膠, 以迎合市場上的某些特殊需要 (所謂三分練、五分練、七分練等 )(2)在高壓下在有機酸 ( 蘋

31、果酸、灑石酸、琥珀酸等 )酸浴中同時精練和染色的方法。節(jié)能,染色牢度高于常壓染色法。5、酶精練利用蛋白水解酶精練,優(yōu)點:膨松性好、不起毛、不傷絲素等,也可去除死繭造成的污垢。主要酶:胰蛋白酶(pH7 9),木瓜酶 (pH5 7.5, 70 90活性最大 ),細菌酶 (pH9.60 ),2709 酶, 209 堿性蛋白酶等二、精練方法發(fā)展新趨向1、過酸膨化預處理蠶絲在酸中70產(chǎn)生的膨化效果,在水中需90才可達到, 在一定 T 下,采用過酸預處理, 再快速精練,可T,縮短 t,避免灰傷。2、精練前后膨化處理(1)練前膨化,將坯綢( 電力紡 )用抽真空機減壓處理兩次,使織物充分吸水后,用膨化劑溶液浸

32、漬一定時間。(2)練后處理, 將練熟絲織物在 50左右的水中處理后, 脫水,放入減壓滲透機用膨化劑溶液滲透處理兩次,堆置 12h,水洗。3、蠶絲精練劑高效化和多功能化為滿足平幅快速精練的需要,推出快速精練劑第四章漂白 (Bleaching)§1 概述一、漂白目的去除天然色素,賦于織物必要和穩(wěn)定的白度。廣義上還包括上藍or 熒光增白等利用增白劑使產(chǎn)生光學性的泛白作用。二、漂白法分類:化學漂白法 氧化劑、還原劑日曬法:利用紫外線作用使水產(chǎn)生氧orH2O2 起到氧化作用,增白法 上藍 or 熒光增白1、氧化劑漂白:fibre 易受損、但很少變色常用的 NaClO 、H2O2 、 NaClO

33、2 、過乙酸等。漂白原理:破壞色素發(fā)生體分達到消色目的2、還原劑漂白:fibre 脆損少,但漂白后有因空氣氧化變色傾向,僅對絲及羊毛等使用一部分常用的: SO2、NaHSO3 、Na2S2O4漂白原理:通過還原色素產(chǎn)生漂白作用三、對漂白產(chǎn)品質(zhì)量要求1、白度: 87%以上2、損傷小 (對 NaClO 漂白,要求 “潛在作用 ”小)四、設備及加工方式視品種和漂白劑而定,純棉織物采用繩狀連續(xù)漂機,厚重棉布和滌/棉織物則用平幅連續(xù)練漂機。漂白方式:(1) 浸漂:(2) 淋漂:(3)軋漂:不同品種,對漂白要求不同。§2 NaClO 漂白一、 NaClO 溶液的性質(zhì)NaClO 是白色粉末,易溶于

34、水,商品以液狀出售(以電解食鹽溶液制的,印染廠用Cl2 通入 NaOH 溶液中自制。1、無色 or 淡黃色帶有 Cl2 臭味液體,商品溶液濃度為有效氯含量1015%2、強堿弱酸鹽,易水解3、遇過量 HCl 放出 Cl2 :NaClO+HCl HClO+NaClHClO+HCl Cl2 +H2O4、 NaClO 溶液處于復雜和不穩(wěn)定狀態(tài)。溶液中各成分組合隨pH 值不同而變NaClO 在堿性條件下更穩(wěn)定,商品溶液pH 為 125、重金屬及其化合物對NaClO 有催化分解作用,使 fibre 嚴重受損,以 Fe、Co、Ni 和 Cu 的化合物較為強烈,設備不宜用鐵質(zhì)。二 NaClO 漂白原理NaCl

35、O 與色素的作用很復雜,只能對漂白原理作一般說明。根據(jù) NaClO 溶液組成的資料,產(chǎn)生漂白作用的有效成分可能是ClO- 、HClO 和 Cl2 ,且溶液由堿性轉(zhuǎn)變?yōu)樗嵝詴r,依下列次序變化: NaClOHClOCl2根據(jù)實驗的結(jié)果,隨 pH ,漂白速率 ,當 pH 4 時,漂白速率 。認為 NaClO 的漂白在不同條件下可能是不同成分在起作用?;\統(tǒng)地說,漂白的主要成分是HClO 和 Cl2 ,堿性范圍是 HClO 為主, PH<4 是 Cl2觀點一:漂白作用是依賴HClO 分解產(chǎn)生的新生氧將發(fā)色基團破壞而消色,該反應在弱酸性條件下才迅速發(fā)生,纖維損傷亦很劇烈。觀點二:漂白作用主要是由于H

36、ClO 和 Cl2 的分解產(chǎn)物對色素雙鍵有加成作用此外 NaClO 對其他雜質(zhì),也可發(fā)生氧化、氯化、加成等反應。果膠物質(zhì)、多糖類及其水解物,其醛基易被氧化生成羧基。含氮物質(zhì)和蠟狀物可被氯化成相應的氯氨酸及脂肪酸的氯化衍生物。棉籽殼中的木質(zhì)素可被氯化為氯化木質(zhì)素。NaClO 對纖維素亦有氧化作用( 非選擇性氧化 ),氧化作用復雜。三 NaClO 漂白工藝條件分析1、漂液的pH 值主要表現(xiàn)在對漂白速率和對纖維損傷大小影響酸性條件下,但Cl2 逸出,污染環(huán)境中性條件, fibre 損傷最嚴重 ,此時氧化纖維素羧基多,對纖維的損傷程度較大。所以選擇 pH9 10 漂白,盡管漂白速度慢一些,但通過延長t

37、 可達到目的。注意:漂白時,由于fibre 吸收 NaClO 水解產(chǎn)生的NaOH,加之纖維素,果膠等有機物產(chǎn)生酸的影響,還有空氣中 CO2 的作用,使漂液pH 逐漸 ,軋漂時要不斷補充新鮮漂液,淋漂和浸漂時需要加堿劑Na2CO3以維持 pH 值,防止fibre 損傷。2、溫度和時間T,漂白速率 ,但棉 fibre 的氧化速率 ,在一定 pH 下, T 每 10,氧化速率 2.7倍, T 35,T35, 急劇 高溫不宜,但低溫需制冷設備,能耗大,時間長。選擇室溫2035,時間以3045min 為宜3、濃度在 pH、 T 和 t 一定時, C,白度 ,但并非成正比, C 達一定值白度提高不多,而損

38、傷大,實際生產(chǎn)時應根據(jù)含雜、織物厚薄,對白度要求確定四 NaClO 漂白工藝1、工藝過程(1)純棉:繩狀軋漂在繩狀漂白聯(lián)合機上進行水洗 浸軋漂液 ( 軋余率 100120%) 堆置水洗 酸洗 中和 (Na2CO3) 水洗 脫氯 水洗。(2)滌 / 棉織物采用平幅加工,深色織物有效氯24g/L 。2、應注意的兩個問題(1)前處理問題:必須有較好的退漿和精練效果,否則要加重漂白負擔,影響棉fibre的強度,對T/C 來說,這一點較難滿足,一旦精練不凈,fibre上的含氮物質(zhì)漂白時會與HClO生成氯胺類化合物,釋出HCl ,使fibre 泛黃、脆損。NaClO 漂白對 T/C 僅適用于深色品種,中、

39、淺色須復漂一次(2)脫氯問題:漂白后,殘留氯經(jīng)過一定時間會使纖維損傷,色澤發(fā)萎,泛黃,對不耐氯的dye 亦有破壞作用。3、對NaCeO 漂白工藝評價(1)NaClO價格低,工藝設備簡單,廣泛用于棉布的漂白。(2)該工藝要求有較好的退漿精練效果,否則會加重漂白復擔影響棉fibre的強度。(3)對T/C 僅限于深色品種,不用于蛋白質(zhì)fibre的漂白 ( 引起損傷、泛黃)(4)有Cl2 逸出,有污染。3 H2O2漂白H2O2要用于氧化電位低于NaClO, 對 fibre 損傷小,且無潛在損傷,適用范圍較廣。T/C 和棉針織物的漂白,白度高,不泛黃,手感好。.最早出現(xiàn)于1938 年,國內(nèi)主一、 H2O

40、2 溶液的性質(zhì)1、俗稱雙氧水,商品有多種濃度,低濃度 (3% 35%)為無色無臭溶液,高濃度為淺藍色粘稠液體,印染廠使用 3036%左右商品。2、系強氧化劑,30%H2O2 對皮膚有刺激性和“灼傷 ”作用,濃度 65%的 H2O2 與易燃物接觸易燃、易爆3、水溶液呈弱酸性,遇base低溫亦極易分解。商品H2O2 加穩(wěn)定劑,并在酸性條件下出售保存。4、 30以下的 H2O2 較穩(wěn)定, > 70,分解速率加快。5、遇有色金屬離子及酶等劇烈分解,其分解是一個劇烈的放熱反應,可能引起爆炸。6、對玻璃、和純鋁都不起作用、可用來制容器的設備,工廠用不繡鋼材料,7、 H2O2 遇強氧化劑KMnO4 則

41、顯還原性,可利用該性質(zhì)對H2O2 進行分析。二、 H2O2 漂白原理H2O2 是弱二元酸,在水溶液中按下式電離H2O2?H+HO2- (1) K1=1.55×10-12HO2- H+O22 - (2) K2=1.019×-251、最早認為H2O2 分解放出新生氧,而起漂白作用,但 H2O2 分解極復雜,目前對 H2O2 破壞色素的化學反應的性質(zhì)了解很少,對新生氧起漂白作用的說法缺乏有力的論證。2、亦有人認為,H2O2漂白是由于羥基陰離子的作用,依據(jù)是,當pH時, (1)式中 HO2- ,而漂白速率也因 pH而 3、有人提出H2O2 分解的游離基在起漂白作用。在某些金屬離子存

42、在時,H2O2 的分解會加速,有復雜的反應,對色素雖有破壞作用,但將使纖維素受到損傷。關于 H2O2 的漂白機理,通常認為HO2- 是漂白的主要成份,能解除有機色素的電子流動性能,而起脫色作用,也可能引發(fā)游基侵襲發(fā)色基團:三、 H2O2 漂白工藝條件分析(以棉為例)1 pH 值的影響pH值對H2O2 分解率和漂白質(zhì)量有影響。從強力看,pH3 10 范圍強力變化不大,有較高水平,從聚合度看,只有 pH 在 610 范圍內(nèi)能達滿意水平。綜上所述, pH 為 910 較理想,若加入穩(wěn)定劑,pH 可以提高至10.511。2、溫度、濃度和時間H2O2 的分解、織物的白度與溫度成正比,當 T=90 100

43、時,H2O2 可分解 90%,白度亦最好, 若 T=60,分解率僅 50%,在正確使用穩(wěn)定劑的情況下,織物的白度和纖維受損程度僅與H2O2 分解率有關,分解速率快慢影響并不大,漂白條件應使大部分H2O2 發(fā)生分解,白度,強力符合要求, 根據(jù)前處理情況, H2O2濃度在 2 6g/L 。漂白時間與T 有關, 95 100條件下, 45 60 分鐘,大部分H2O2 已經(jīng)分解。3、穩(wěn)定劑的作用加工過程中,織物不可避免地會沾上重金屬離子,它們對H2O2有加速分解作用從而脆損纖維素,若局部不勻,會造成破洞??椢镌谄浊?,必須充分洗凈,盡可能金屬性雜質(zhì),同時在漂液中加適量穩(wěn)定劑,其不僅可防止金屬離子催化分

44、解,而且可調(diào)節(jié)堿度和起緩沖作用。(1)對氧漂穩(wěn)定劑的要求、要有高效的穩(wěn)定作用,能控制其分解率達到需要的程度(95100存放時, 1h 內(nèi) H2O2 分解率應 40%,加入織物時經(jīng)1h 漂白, H2O2 含分解率宜控制在70%左右;、對 fibre 的損傷要減少到最低限度H2O2 漂白的優(yōu)點是纖維素的損傷比 NaCeO 少,與使用 H2O2 的濃度有關,也與穩(wěn)定劑有關,一般只允許漂后 下降 15%左右;、能耐不同濃度的堿(堿性能催化H2O2 的分解,而H2O2 漂白又需在pH 時進行,這就要求穩(wěn)能抑制堿性催化反應;、污染小,易被生物降解;、不結(jié)垢,不在fibre上沉積不溶物;、白度要好。(2)穩(wěn)

45、定劑的種類按其化學組成是否含硅鹽,分含硅和非硅兩類按其作用機理分為吸附型,絡合型及混合型。吸付型A 、最典型的是Na2SiO3 ,其穩(wěn)定作用為穩(wěn)定作用,Na2SiO3在硬水中形成高度分散的MgSiO3(CaSiO3) 膠體,能吸附H2O- 和重金屬離子,使金屬離子失去催化活性。若在去離子水中漂白,非但沒有穩(wěn)定作用,相反因pH值提高而加速HO2分解,但當Fe2+含量超過Na2SiO3 吸附能力時,就會減弱其穩(wěn)定作用作為堿劑,可緩沖漂液的pH 值。 (引起 H2O2 活化 )優(yōu):穩(wěn)定效果好,白度,價格便宜缺:易結(jié)硅垢,影響手感,清除困難,不耐強堿浴B 、脂肪酸鎂穩(wěn)定機理:在堿性漂液中形成膠體,能吸

46、附Fe2+正電荷膠體,而起到穩(wěn)定作用C、高分子膠體,如聚丙烯酰胺(PPA)部分水解物絡合型穩(wěn)定劑穩(wěn)定機理:能與重金屬離子形成絡合物,從而降低or 消除其催化分解作用,是當今抑制催化分解最佳的穩(wěn)定劑 (遠遠大于吸附型)。絡合物分兩類:一類是與金屬離子間只有配位鍵( 稱絡合物 ) ;另一類是與金屬離子間既有配價鍵又有共價鍵( 螯合物 )品種有:磷酸鹽,受pH 值影響大,又會造成水富營養(yǎng)化氨基羧酸鹽 (氨基上接羧甲基的鹽類)螯合能力強,但分散力差,不耐濃堿,EDTA 生物降解性差羥基羧酸鹽灑石酸,葡萄糖酸鈉,海藻酸鈉,整合能力強,但分散力差,易為生物降解有機膦酸鹽胺三甲叉膦酸鹽,乙二胺四叉基膦酸鹽等

47、具有比EDTA 還要強的螯合能力,絡合容量高, 絡合穩(wěn)定常數(shù)大,耐一定量的堿,易于生物降解混合型一種是將吸附型與螯合型穩(wěn)定劑進行物理性拼混;另一種是穩(wěn)定劑本身既是吸附型又是螯合型,如聚丙稀酸,聚馬來酸聚羥莖丙稀酸,具有良好的膠體特性和分散作用,有溫和的螯合作用,耐堿性較好有機膦酸酯,能耐50g/L 的燒堿,可用于高堿量的煮漂一浴法四、生產(chǎn)工藝氧漂工藝適應性廣泛,漂白方式有軋漂(汽蒸漂白,是目前應用最廣的一種,工藝連續(xù)化,效率高,以平幅汽蒸為多 ) ;浸漂 (卷染機平幅漂白,液下履帶箱漂白);冷堆法等,溫度可分室溫,常壓高溫,高壓高溫等,另外可與其它漂白劑聯(lián)合進行。1、棉布以汽蒸漂白為主退、煮后織物 浸軋漂液汽蒸( 95100, 4560min) 水洗100%2、 T/C: 常壓汽蒸退漿,輕精練后 浸軋漂液 (H2O2:4 6g/L ,pH10.5 11)汽蒸 (95, 45) 水洗高溫高壓A 、退漿 浸軋漂液 (H2O2 :5 7g/L ;NaOH:35) 汽蒸 (196.1 294.2, 130142, 12min)B 、燒毛 浸軋漂液 (H2O2 : 7 14,NaOH : 10 15 滲透劑 )

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