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→烧毛→退浆→精练→漂白(深色布可免,漂布须复漂)→开轧烘→丝光→烘干→染色(印花)
(涤/棉):准备→烧毛→退浆→精练(亚漂可免)→热定形(兼漂布涤加白)→丝光→氧漂(兼漂布棉加白)→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,
§2原布准备(grayclothpreparation)
原布:坯布(graycloth),未经印染加工的布
1.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、筘路条)、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左右要打上印子,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湿性,影响加工质量,造成疵布。⑥烧毛能赋予涤/棉织物一定身骨,↑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(or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(常用)
定义:将原布平幅迅速地通过可燃性气体火焰以烧去布面绒毛,也称非接触式烧毛。
特点:烧毛净(烧除经纬间的绒毛,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。
1.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只刷毛辊,除纱头杂物,使绒毛坚立,1~2对砂皮辊及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/棉织物烧毛火口: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
(1)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<2%
(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
定义:将平幅织物在炽热和固定的弧形紫铜板、合金板或弧形陶瓷版面上迅速擦过,以烧去绒毛。
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—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<1%(布重)
二、常用浆料:淀粉和变性淀粉,羧甲基纤维素、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯。
1.淀粉:
特性:①直链—微溶于热水,支链—难溶于水;
②耐base优,稀碱液中发生溶胀;
③不耐baei酸,使甙键水解→可溶性淀粉、糊精→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.聚乙烯醇PVA
(1)亲水性高分子物,低粘度溶于水,高粘度不溶于水(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.聚丙烯酸酯PA
(1)溶于水(2)不耐酸、碱
4.羧甲基纤维素(CMC)
(1)溶解度随醚化程度不同而异:低醚化度溶于碱,中醚化度溶于水,高醚化度溶于有机溶剂;
(2)不耐acid,pH<2.5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
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,用热水可洗除
(2)C.M.C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℃)→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)→汽蒸(or保温)30~90min→热水洗(85℃,2格)→冷洗(4格)→落布PH7~8
(二)酸退浆
仅用于棉布退浆,且少单独用
1.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→浸轧酸液→堆1—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;
②H2SO4与棉fibre生成纤维素硫酸酯,织物表面光亮度↑,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,是由动植物or微生物(细菌、霉菌)所分泌的一种蛋白质,对某些物质的分解有特定的催化作用。
优点:作用快速,工艺简单、操作方便、对淀粉浆退浆率高(80—90%),对纤维损伤小。
缺点:对天然杂质和浆料中的油剂等不能去除,对化学浆料没有作用
§5、煮练
目的:去除大部分的天然杂质和残留的浆料,精练提纯纤维素,从而改进织物的外观,提高织物的吸湿性,以利于印染后加工。
煮练原理:在煮练剂烧碱及煮练助剂的作用下,杂质通过溶解、降解、乳化等作用,部分直接溶解在煮练液中,部分由于溶胀和纤维的结合力变小通过水洗从织物上脱落下来,部分通过表面活性剂的乳化作用从织物上剥离下来
1.烧碱(NaOH)
作用:高温下去除果胶质、含氮物质、蜡质中的脂肪酸、棉籽壳中的某些成分及部分无机盐等。
a)果胶→果胶酸→果胶酸钠盐b)脂肪酸→脂肪酸钠盐c)含氮物质(蛋白质)→分解d)棉籽壳→溶胀→脱落e)灰分(无机盐)→钠盐而溶解
2.表面活性剂(S.A.A)如肥皂、红油等
作用:a)起润湿作用,有利于煮练剂等迅速进入纤维内部
b)通过乳化作用去除油蜡
3.硅酸钠(NaSiO3)
a)吸附煮练液中的铁质,防止织物上产生锈渍和锈斑;
b)吸附煮练液中已分解的杂质,防止再次污染;
4.亚硫酸氢钠(NaHSO3)
a)有利于棉籽壳的去除;木质素→木质素磺酸→木质素磺酸钠
b)还原剂,防止棉织物在高温带碱情况下被空气氧化而脆损;
4、阐述棉布精练中烧碱和助练剂所起的作用。
答:烧碱能使蜡状物质中的脂肪酸脂皂化,脂肪酸生成钠盐,转化成乳化剂,生成的乳化剂能使不易皂化的蜡质乳化而去除。另外,烧碱能使果胶物质和含氮物质水解成可溶性的物质而去除。助炼剂能降低煮练液的表面张力,起润湿、净洗和乳化的作用,煮练液润湿织物,并渗透到织物内部,有助于杂质去除,提高煮练效果。
第二章漂白(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or荧光增白等利用增白剂使产生光学性的泛白作用。
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
三、对漂白产品质量要求
1、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:
§2NaClO
一、漂白NaClO溶液的性质
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Cl2逸出,污染环境
②中性条件,fibre损伤最严重,此时氧化纤维素羧基多,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t可达到目的。
3、浓度
在pH、T和t一定时,C↑,白度↑,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
漂白工艺
1、工艺过程
(1)纯棉:绳状轧漂—在绳状漂白联合机上进行
水洗→浸轧漂液(轧余率100~120%)→堆置水洗→酸洗→中和(Na2CO3)→水洗→脱氯→水洗。
(2)涤/棉织物采用平幅加工,深色织物有效氯2~4g/L。
2、对NaClO漂白工艺评价
优点:NaClO价格低,工艺设备简单,广泛用于棉布的漂白。
缺点:漂白废液中含有效氯逸出,对环境造成污染。
适用范围:棉织物和涤\棉织物以及麻类织物的漂白
§3、H2O2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,高浓度为浅蓝色粘稠液体,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,>70℃,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、H2O2遇强氧化剂KMnO4则显还原性,可利用该性质对H2O2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
H2O2→H++HO2-(1)K1=1.55×10-12HO2-→H+O22-(2)K2=1.0×19-2
在碱性条件下的漂白原理:
化学方程式:H2O2→H++HO2-当pH〉=11.5时,过氧化氢的分子大部分以HO2-存在,HO2-可能与色素中的双键发生加成反应,使色素中原有的共轭系统被中断,π电子的移动范围小,天然色素的发色体系遭到破坏而消色,达到漂白的目的。
三、H2O2漂白工艺条件分析(以棉为例)
1.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10.5~11。
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↓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。
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(95~100℃存放时,1h内H2O2分解率应≤40%,加入织物时经1h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
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。
常见的氧漂稳定剂:硅酸钠,非硅稳定剂
硅酸钠:
特点:耐碱、热、氧化;对重金属离子的催化具有很好的稳定作用;
优点:使加工产品白度高,价廉;
缺点:易在设备上产生硅垢,较难洗除。
非硅稳定剂
特点:耐高温,种类较多,对双氧水有良好的稳定作用;
优点:避免硅酸钠引起的硅垢问题,白度较好;
缺点:需考虑其生物可降解性和毒性以及是否会造成水体富营养化问题,不适宜大浴比练漂工艺。
H2O2漂白工艺分析
优点:纤维素的损伤比NaCeO少,与使用H2O2的浓度有关,也与稳定剂有关;白度较高,不泛黄,手感较好,无公害,劳动条件较好,对煮练要求高:污染小,易被生物降解;不结垢,不在fibre上沉积不溶物;
缺点:成本较高,不对纤维有损伤,对色素有破坏作用。
适用范围:纯棉织物以及各种纤维的漂白
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,是目前应用最广的一种,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→浸轧漂液汽蒸(95~100℃,45~60min)→水洗
100%
2、T/C:
①常压汽蒸
退浆,轻精练后→浸轧漂液(H2O2:4~6g/L,pH10.5~11)→汽蒸(95℃,45′)→水洗
②高温高压
A、退浆→浸轧漂液(H2O2:5~7g/L;NaOH:3~5)→汽蒸(196.1~294.2,130~142℃,1~2min)
B、烧毛→浸轧漂液(H2O2:7~14,NaOH:10~15渗透剂)→汽蒸(142℃,1min)→水洗
③浸漂(卷染机平幅):厚重织物
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→漂白8~10道(95~98℃)→热洗4道(70~80℃)→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(高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→打卷→堆置130℃,14~24h)→充分水洗
漂液组成:H2O2:10~12g/L,Na2SiO325~30g/L,NaOH:5g/L
H2S2O8:7~10g/L(强退浆剂,有漂白作用)
3、蛋白质纤维(浸漂)
①羊毛
②蚕丝:单漂(桑蚕)H2O2(35%)1.5g+Na4P2O3,1~2g+EDTA1g,pH8.5~9,71℃,2~4h;
双漂(柞蚕丝)氧漂(0.6g/LH2O2,70℃,6h)→水洗→还原漂(2g/LNa2SO4)
§4NaClO2漂白
NaClO2是一种温和的氧化剂,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NaClO2固体是白色,因含ClO2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NaClO2浓度在10~25%,比固体安全。
1、液体NaClO2液液呈弱碱性,可水解.
2、酸性条件下不稳定,产生ClO2,且pH↓,分解速率↑。
3、金属离子能促进NaClO2分解,但比H2O2弱
4、氧化能力较NaClO弱,,不会造成大分子断键,故对纤维损伤小,且能溶解果胶和木质素。
5、酸性条件下,使KI生成I2,可用Na2S2O3滴定NaClO2的含量。
。
二、NaClO2漂白工艺条件分析
1、pH值:它对NaClO2的稳定性和漂白效果有很大关系。
PH=3.5~4,NaClO2的分解和ClO2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。
2、温度:90~100℃
对漂液稳定性和白度有关,T↓,稳定,T↑,白度↑,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↑,浪费↑,污染环境。
根据经验,一般NaClO2用量为织物重量的1%左右,浸轧液浓度15~25g/L。
t↑,分解速率,但t和活化剂有关,决定t的是NaClO2的分解速率,连续汽蒸漂白时,60~90min,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NaClO2溶液调节成弱酸性,or在漂白过程中将NaClO2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3.5~4.
(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↓pH值,T↑,pH↓,对劳动保护有利,但成本高。
(3)铵(胺)型
水合肼及各种肼盐
有无机铵和有机胺,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NaClO2分解速度、ClO2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↓,有些则使NaClO2分解终止(分解较快),故用量过多,白度↓;
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3.5~5.5。
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
主要用于涤棉织物,多采用轧蒸法,也有用冷堆法(无适当设备时)。
五、NaClO2漂白特点
1、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,涤纶不致损伤;
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、漂白两种效果;
4、由于在酸性状态下漂白,能放出ClO2,毒性大,且不易散失,ClO2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,ClO2是强腐蚀剂,因为对设备的要求高,须用含钛成分很高的合金钢。
5、NaClO2漂白时消耗量大,价格贵
6、适用于高档棉织物的漂白加工。
因此,NaClO2漂白不是一种理想的生产工艺
工艺类型DS-B
一步法:退—煮—漂—浴
主要用剂:从理论上分析,短流程工艺是把常规三步工艺中各自的去除对象和作用原理合并在一至二步完成,因此化学药剂的选用应考虑以下几个方面参与反应物质的多样性及反应类型的复杂性。
1、NaOH在退浆,精练和氧漂中均需要
2、H2O2具有退浆,漂白功效
但必须增加二者用量,伴随而来的问题是H2O2分解快,纤维损伤大,所以必须选用合适的稳定剂。
3、助剂,(1)稳定剂:满足NaOH10~50g/l,90℃条件下,H2O2半衰期80min以上,≥1700,白度>80%
(2)高效复配型表面活性剂,有利于润湿,乳化,净洗作用(耐强碱)
(3)过硫酸盐,有助于浆料的去除
短流程工艺既有高温处理也有室温加工(既冷轧堆前处理工艺)冷轧堆工艺特点:
(2)设备简单,能耗小,生产定员↓,综合成本↓
(3)反应温和,对纤维损伤小
(4)适合于细薄(不易卷边、纬斜),厚重(不起皱),宽幅织物(设备)、绒布(保留蜡质,有利于起绒,及保持良好手感)
工艺要点:
①良好均匀的给液;②高轧余率(90%);③温度控制;④高效助剂;⑤良好的堆置条件;⑥充分的洗涤
三、工艺举例:
进布→热洗(二格)→浸轧(H2O250~70ml/L+15~30g/LNaOH)→打卷→室温堆放16~20h→高温水洗
2、涤/棉碱氧一浴
处方(g/L):NaOH7~8,H2O2(100%)10~15,稳定剂XF-01.7高效精练剂FB-12
进布—热洗(2格)—浸轧碱氧液—汽蒸(100℃,45′)—热洗(1格)—酸洗(2g/LH2SO4)—冷洗—热洗(3格)
3、一步法:
第三章丝光
棉纤维经丝光整理后发生了哪些变化?试解释之。
变化:光泽变好;尺寸稳定性增强;强度增加,尺寸延伸度减小;化学反应性能增强,对染料的吸附能力增强;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。结晶度↓(70%→50%),无定形区域↑,使原来在水中不可及的羟基变为可及,因此纤维对染料的吸附性能和化学反应性能都有所提高;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;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。棉纤维在浓碱液中发生溶胀后,大分子链间的氢键被拆散,舒解了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,这时的纤维处于较低的能量状态,因此尺寸稳定。
膜内可移动离子总浓度:CI=[Na+]I+[OH-]I+[Cl-]I=2X-C1膜外可移动离子总浓度:CO=2(C2+C3-X)=2X,CI>CO,因而产生了渗透压(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,C2↑,C1↑,P↑,溶胀↑(2)若有盐存在,膜外[Na+]↑,即X1↑,P↓,溶胀↓(3)若C2↑↑,C1相对C2很小,而膜外[Na+]↑↑,X‘很大,P→O
第四章热定形(HeatSetting)
三、张力由经向的超喂和纬向伸幅来控制,对尺寸热稳定性,强力,断裂延伸度均有影响。
影响:经向尺寸稳定性随着定形时经向超喂的增大而提高,而纬向尺寸热稳定性则随门幅拉伸程度的增大而降低,定形后织物的平均单纱强力比未定形的略有提高;断裂延伸度:经向随超喂的增大而变大,纬向随着伸幅程度的增大而降低。热稳定性随张力增大而下降。实际生产中,根据织物品种、风格要求,施加张力大小不同。
对涤纶染色性能的影响:在一定温度范围内,随张力增大,染料吸收率降低,涤纶的染色性能随热定形张力的提高而下降。四、溶胀剂(水or蒸汽)能增进锦纶的定形效果,对涤论影响较小(热定形时织物上有无溶胀剂存在与定形的效果有一定关系,水分或其他溶剂的存在会使纤维中整个晶区的熔点曲线下降。)
§4热定形工艺概述一、加工方式1、湿热定形:织物以润湿状态进行,多用以亲水性强的合纤如锦纶腈纶。定形后手感柔软、丰满,分为水浴和汽蒸定形两种2、干热定形:织物以干燥状态进行,适用于涤论及其混纺织物,包括热风定形,红外辐射定形,接触式(热金属辊筒)热定形。二、热风定形设备和工艺1、设备:(1)针铗链式热定形机(2)两用式针板布铗式针铗与布铗两用,既可定形,也可拉幅2、织物热定形工艺进布(超喂2~4%)→针铗拉幅(超成品幅宽2~3cm)→进加热区(180~210℃)→冷却→落布(T<50℃)三、湿热定形1、水浴定形(1)沸水处理0.5~2h,定形效果不佳(2)高压釜中进行,T可达125~135℃,20~30′效果较好2、汽蒸定形:(1)饱和蒸汽:类似水浴130~140℃,20~30′(2)过热蒸汽:接近于干热定形
热收缩率:将试样以松驰状态在一定条件下处理,然后测量其长,宽尺寸变化,以收缩百分率表示,(可按经、纬长度分别表示,也可按面积表示)第五章蚕丝织物的前处理
一、目的和原理
1、目的:去除丝胶及其他杂质,为后加工提供合格的半制品或直接得到练白产品
2、原理:利用丝素与丝胶结构上的差异以及对化学药剂稳定性的不同,在化学助剂及适当条件的作用下除去丝胶及其他杂质
二、分别阐述酸、碱和酶对蚕丝织物脱胶的原理。
1、碱脱胶:丝胶在碱性溶液中吸碱加剧膨化,溶解性能增加,并且分子链发生水解断裂,从而使丝胶从丝素上脱落下来。(减弱或破坏了肽链间形成的盐式键;拆散了键之间的氢键,使肽键间结合力降低;烯醇式互变折散了原来肽键间所形成的氢键结合;)常用脱胶碱剂:纯碱、碳酸氢钠、硅酸钠、磷酸钠等;
2、酸脱胶:丝胶具有两性性质,能与酸结合生成蛋白质盐,使其溶解度增大;同时肽键也能发生酸性水解,生成溶于水的多缩氨基酸。实际生产中很少单独采用酸脱胶。
3、蛋白水解酶脱胶:酶是一类由生物体产生并可脱离生物体而独立存在的具有特殊催化作用的蛋白质,又称生物催化剂。具有专一性、选择性、高效性。蛋白水解酶不能直接使丝胶溶胀、溶解,而是高速率地催化丝胶蛋白分子的肽键水解,成为易溶于水的产物,以达到脱胶的目的。
三、利用丝素和丝胶哪些主要性能的差异,可以达到除去丝胶而保留丝素的目的
答:丝素和丝胶都是蛋白质,基本单位均为α-氨基酸,但它们的氨基酸的种类和含量,分子排列,超分子结构以及所处位置都存在很大的差异。丝胶蛋白属球形蛋白,其中的极性氨基酸含量远比丝素蛋白的多,且分子排列紊乱,结晶度较低,而丝素蛋白分子呈直线形,结构简单且紧密,取向度和结晶度均较高,由于丝素和丝胶的组成和结构的差异,导致它们在溶解性、水解性和化学稳定性等若干性质上的不同,在水中,丝素不溶解,丝胶则能膨化和溶解;在酸、碱或酶的作用下,丝胶更容易被分解,丝素则显示出相当的稳定性,利用这些性能上的差异可去除丝胶而保留丝素。
四、影响蚕丝织物精练的工艺因素有哪些?它们是如何影响的?
1、练液pH值:pH值为4~7时(丝胶等电点附近,练减率最低当pH>9或pH<2.5时,丝胶溶解度显著增加;在练液pH值过高(11以上)或过低(2以下),会使蚕丝纤维的强力显著下可选用pH值为1.75~2.5酸性溶液或pH值为9~10.5的碱性溶液中精练由于酸浴精练不能除去脂蜡等杂质使成品手感粗糙发硬,且对设备腐蚀严重,故采用弱碱性溶液中精练
2、精练温度:在77℃以下,丝胶很少脱去在85℃以上,脱胶率急剧增加达到95℃时,丝胶基本脱尽;超过100℃,练液沸腾使织物相互摩擦而造成擦伤和起毛外,丝素会泛黄和损伤,故精练温度为95~98℃,“沸而不腾
3、精练剂及其浓度:以碱剂和表面活性剂为主要成分;碱剂:促使丝胶溶解和水解,过高,影响强力表面活性剂:润湿、分散和去污等作用,提高成品毛效和改善织物的手感l
5、浴比:浴比为练液容积与织物质量之比;浴比大:加快脱胶速率、增加脱胶均匀性和减少织物的擦伤,产量低且精练药剂和蒸气耗量大浴比小:脱胶不均匀,易造成织物擦伤l
6、中性盐:影响丝胶的溶解度,进入蚕丝无定形区带入大量水分,会加强酸或碱对丝素的损伤
l钙或镁离子危害最大,应尽量避免使用硬
第六章毛织物整理
§2炭化一、炭化目的和原理1、目的:除去羊毛中的植物性杂质2、原理:利用羊毛纤维耐酸而植物性杂质不耐酸,将含草散毛浸酸,再经烘干、烘培,草杂就变成易碎的杂质经碾碎除尘,与羊毛分离。
二、炭化工艺(一)散毛炭化:原毛洗净后进行炭化。用于制毡用毛or含草杂多的羊毛or精梳下脚毛,用于粗纺产品。1、炭化剂:H2SO42、工艺过程:浸水→浸酸→脱酸→焙烘→轧炭→中和水洗→烘干(10℃左右)。(二)毛条炭化:在羊毛梳条后炭化,用于精纺产品。基本与散毛炭化相似,注意采用低浓度酸处理及低温处理(∵毛条经梳理后较疏松,大的草杂已除,吸酸快,杂质分解易),焙烘后不经轧炭(在后道梳毛中除杂)。浸水→浸酸(30%,16s)→轧酸(含液率28%,含酸率5%)—烘干(75~80℃,1~2′)→焙烘(90℃,1~2′)→中和水洗→烘干(70℃,1′)。无专用设备,在毛条复洗机上进行(三)匹炭化织物炭化,用于粗纺织物,(精纺织物不炭化,∵伤细毛,留洞眼。采用人工择除)。在匹炭化联合机上进行,工艺与散毛炭化相似,轧炭在缩呢机or洗呢机上进行。(四)几种炭化方式比较1、散毛炭化对fibre损伤大,设备庞大,成本高,但去杂效果好。2、毛条炭化成本低,fibre损伤小,设备占地小,成本低,但纺纱强力低,成品手感差。3、匹炭化:纤维的物理机械性能好,但有局限性(含杂多,混纺,嵌线与字边,缩绒性高)
§3洗呢一、目的:净化织物并改善手感是整理的基础工程,关系到成品的质量1、洗去杂质,为染色创造良好条件2、便于储存,碱少发霉及虫蛀3、发挥羊毛特有的光泽,使织物恢复疲劳、形态稳定,手感丰厚,柔软生坯上杂质:①羊毛脂②和毛油③浆料④色素(标记)⑤烧毛灰⑥残留酸碱药剂⑦油污主要对象是合毛油二、原理利用表面活性剂润湿,乳化、分散、净洗作用。
四、洗呢设备1、绳状洗呢机:属间歇式加工,洗涤能力强,有经缩绒作用,适用于精纺中厚or粗纺织物,但易生折痕。
五、工序安排1、先煮后洗:后加工不产生折皱,弹性好,挺括,织纹清晰,表面光洁。缺:手感不活洛。2、先洗后煮:呢坯洁净,结构可调整,手感丰厚柔软,有弹性。缺:由于松弛or轻缩呢,呢面发毛,不平、手感软、幅宽不匀、拆痕3、染后煮呢:有利于去除染后折痕,手感活洛、光泽好。缺:易脱色,伤fibre,成本高,仅用于媒介料染色(易生折痕)
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