染整工艺原理纺织基础知识

染整工艺原理-纺织基础知识 绪言第一章 染整用水与表面活性剂 第二章棉与棉型织物的退浆和精 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(Heat Setting) 第七章 毛织物的湿整理 第八章一般整理(Finshing) 第九章防缩整理Finishing) 第十章防皱整理(Resin Finishing) 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，涉与面广；（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与条件；初步具备解决练漂与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了解练漂与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。第二章棉与棉型织物的退浆和精练 一、练漂的目的 1.去除杂质，使染整加工顺利进行。 杂质：天然杂质：棉上的蜡状物，含氮物，果胶等 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 烧毛、丝光、热定形、烘干以平幅进行。 棉轻薄品种除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T/C，须重新制订。 两种纤维都需要的且可使用同一条件的合并进行； 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； 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(gray cloth preparation)原布：坯布(gray cloth)，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、须把一样规格，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1020cm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30120m). 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。 茸毛影响光洁，沾染尘污； 影响色泽均匀度、鲜艳度； 难印精细花纹 涤/棉织物易起毛起球； 妨碍后工序加工液的润湿性，影响加工质量，造成疵布。 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 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.组成与作用：进布装置、刷毛箱，烧毛部分，灭火装置。 (1)刷毛箱：48只刷毛辊，除纱头杂物，使绒毛坚立，12对砂皮辊与12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，构造大体一样，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、火口角度与其他工艺参数，落布温度应50。 (3)质量要求：34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 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(34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：700750，车速：5080m/min，薄80120m/min，二正一负，or三正。织物与铜板接触长度：厚57cm，薄45cm 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：消耗染化料；沾污工作液；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 1.淀粉： 特性：直链微溶于热水，支链难溶于水； 耐base优，稀碱液中发生溶胀； 不耐baei酸，使甙键水解可溶性淀粉、糊精葡萄糖； 能被氧化剂氧化； 被淀粉酶分解； 遇碘形成颜色：支链，紫红；直链，蓝色；2PVA (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.聚两烯酸酯 (1)溶于水 (2)不耐酸、碱 4.羧甲基纤维素(Carboxymchye Cellulose) (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,pH2.5时，混浊、沉淀； (3)氧化剂使其降解； 三、常用退浆工艺与其条件分析 (一)碱退浆 PVA为主的混合浆(含淀粉)与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：NaoH24g/L，6090）绳状轧碱（NaOH 410g/L，5070）堆612h水洗（绳洗机） 涤/棉（平幅）：干布轧稀碱液（NaOH510g/ L）汽蒸(or保温)3090min热水洗（85，2格）冷洗（4格）落布PH78 3.特点： 成本低，可利用前处理中的废碱液； 有助于棉籽壳的去除与部分纤维共生物去除，减轻精练负担，白度、渗透性好； 对各类浆料都有作用； 退浆率不高(5070%)，堆置时间长，有碍生产连续化； 涤纶耐碱性差，涤/棉织物退浆时要控制好碱液T、t。 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，粘附在织物与导辊上，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 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12h充分水洗 (冷洗) 3.特点： 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； H2SO4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； 对棉有一定损伤，处理时，T、C不可剧烈； 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。 其特性是： 催化效率高； 催化围狭小，某种酶只能催化某种反应； 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： 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 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甙键无水解作用。 所以 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or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：化学漂白法氧化剂、还原剂日晒法：利用紫外线作用使水产生氧orH2O2起到氧化作用，增白法上蓝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，仅对丝与羊毛等使用一部分常用的：SO2、NaHSO3、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1、白度：87%以上2、损伤小(对NaClO漂白，要求“潜在作用”小)四、设备与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。2 NaClO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，印染厂用Cl2通入NaOH溶液中自制。1、无色or淡黄色带有Cl2臭味液体，商品溶液浓度为有效氯含量1015%2、强碱弱酸盐，易水解 3、遇过量HCl放出Cl2：NaClO+HClHClO+NaClHClO+HClCl2+H2O4、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125、重金属与其化合物对NaClO有催化分解作用，使fibre严重受损，以Fe、Co、Ni和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NaClO溶液组成的资料，产生漂白作用的有效成分可能是ClO-、HClO和Cl2，且溶液由碱性转变为酸性时，依下列次序变化：NaClOHClOCl2根据实验的结果，随pH，漂白速率，当pH4时，漂白速率。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HClO和Cl2，碱性围是HClO为主，PH 70，分解速率加快。5、遇有色金属离子与酶等剧烈分解，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、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=1.5510-12 HO2- H+O22- (2) K2=1.019-251、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pH时，(1)式中HO2-，而漂白速率也因pH而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)1pH值的影响pH值对H2O2分解率和漂白质量有影响。从强力看，pH310围强力变化不大，有较高水平，从聚合度看，只有pH在610围能达满意水平。综上所述，pH为910较理想，若加入稳定剂，pH可以提高至10.511。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=90100时，H2O2可分解90%，白度亦最好，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26g/L。漂白时间与T有关，95100条件下，4560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、要有高效的稳定作用，能控制其分解率达到需要的程度(95100存放时，1hH2O2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；、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，也与稳定剂有关，一般只允许漂后 下降15%左右；、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；、污染小，易被生物降解；、不结垢，不在fibre上沉积不溶物；、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，络合型与混合型。吸付型A、最典型的是Na2SiO3，其稳定作用为稳定作用，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or消除其催化分解作用，是当今抑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： 磷酸盐，受pH值影响大，又会造成水富营养化氨基羧酸盐(氨基上接羧甲基的盐类)螯合能力强，但分散力差，不耐浓碱，EDTA生物降解性差羟基羧酸盐洒石酸，葡萄糖酸钠，海藻酸钠，整合能力强，但分散力差，易为生物降解有机膦酸盐胺三甲*膦酸盐，乙二胺四*基膦酸盐等具有比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，易于生物降解混合型一种是将吸附型与螯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，有温和的螯合作用，耐碱性较好有机膦酸酯，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)；浸漂(卷染机平幅漂白，液下履带箱漂白)；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（95100，4560min ）水洗100%2、T/C： 常压汽蒸退浆，轻精练后浸轧漂液(H2O2:46g/L，pH10.511)汽蒸(95，45)水洗高温高压A、退浆浸轧漂液(H2O2：57g/L；NaOH:35)汽蒸(196.1294.2，130142，12min)B、烧毛浸轧漂液(H2O2：714，NaOH：1015渗透剂)汽蒸(142,1min)水洗浸漂(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810道(9598)热洗4道(7080)冷洗上卷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130，1424h)充分水洗漂液组成：H2O2：1012g/L，Na2SiO3 2530g/L, NaOH：5g/LH2S2O8：710g/L(强退浆剂，有漂白作用)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：退浆后液下浸渍(60，10min)汽蒸(100，2min)热洗酸洗水洗3、蛋白质纤维(浸漂)羊毛蚕丝：单漂(桑蚕) H2O2 (35%)1.5g+Na4P2O3, 12g+EDTA1g, pH8.59，71，24h；双漂(柞蚕丝) 氧漂(0.6g/L H2O2，70,6h)水洗还原漂(2g/L Na2SO4)五、对H2O2漂白的评价1、对纤维损伤小，不存在潜在损伤，适用围广，无污染2、白度好、稳定，去杂好，手感佳3、对设备有较高要求4 NaClO2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、合纤维与其混纺织物，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1025%，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、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+Cl-+2OH-(1) 3ClO2-2ClOs- + Cl- (2) ClO?Cl-+2(O) （3）1、有人认为(O)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NaClO2漂白主要是由于Cl2起作用，漂白速率随PH而，而ClO2随pH而。3、也有人认为，CO2在干态时无漂白作用，常规浴中只有HClO2产生漂白作用.4、阿斯特提出NaClO2漂白时，pH值，是由于棉吸附了NaOH，而决定漂白反应是HClO2HCl+2(O)综上所述，认为HClO2存在是漂白必要条件，ClO2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NaClO2的稳定性和漂白效果有很大关系。PH=3.54 , NaClO2的分解和ClO2生成率达到最高,白度亦最佳；pH5，分解缓慢；pH7，几乎无漂白作用。当pH=2.6时，ClO2生成速率消耗速率，造成环境污染；当pH=8.， NaClO2利用率较高，但漂白时间很长。从纤维受损情况看,pH88.5，损伤增大，而pH4.65.5时，损伤较小.实际生产中选择pH44.5。2、温度：90100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：1525g/L因织物含杂程度，加工要求，方式与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1525g/L。4、时间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， 6090min ，采用(HN4)S2O8和H2O2协同活化，1540min。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3.54.(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)型水合肼与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：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；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；虽然漂液加入活化剂不同，在漂前与漂白过程中pH值的变化互不一样，但最终pH值接近3.55.5。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值稳定在合适的围，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、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，第三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，价格贵因此，NaClO2漂白不是一种理想的生产工艺三种漂白剂的比较NaClOH2O2NaClO2适用围CT/C低档CT/C中高档蛋白质纤维高档CT/C白度一般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（平幅）轧漂（平幅）漂液pH值910（忌中性）10511轧槽68汽蒸44.5特殊助剂无稳定剂活化剂设备要求木（石），瓷，塑料 不锈钢 钛劳动保护Cl2释出，通风设备无毒毒气ClO2，排风设备要求高前处理短流程工艺一、发展背景传统的前处理工艺流程共分三步，优点是质量稳定，但存在工艺路线长、效率低，设备占地大，能耗大问题，20世纪70年代欧美发生能源危机，促使人们寻求新工艺来提高工效，降低能耗，同时，一些高效助剂、新型设备和自动化仪表的开发研制，从客观上提供了良好条件，使前处理短流程工艺应运而生。这是对前处理加工的一个重大改革，国的研究始于1984年，90年以后，工艺逐步成熟，产品质量逐步稳定。二、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与反应类型的复杂性。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NaOH1050g/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：(1)采用高浓度化学药剂，低温下长时间处理(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，与保持良好手感)工艺要点：良好均匀的给液；高轧余率(90%)；温度控制；高效助剂；良好的堆置条件；充分的洗涤三、工艺举例：进布热洗（二格）浸轧（H2O25070ml/L+1530g/LNaOH）打卷室温堆放1620h高温水洗2、涤/棉碱氧一浴处方(g/L)：NaOH78，H2O2(100%)1015，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：四、使用情况：1、涤/棉织物、纯棉薄型织物采用二步法、质量较稳定2、纯棉中厚织物二步法质量有波动3、一浴法质量不过关4、冷轧堆工艺存在毛效低问题5、设备以Rbox效果较好6、该工艺是一个发展方向，但没有固定模式、应在达到高效、低耗、高质量的前提下，根据不同品种采用不同工艺。第五章丝光 1 引言一、丝光的含义1、丝光：棉制品(纱线、织物)在有力的条件下，用浓的烧碱溶液处理，然后在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高，但可使纱线变得紧密，弹性提高，手感丰满，此外，强力与对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与染色牢度，以与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，且成本较高，因此只有烧碱才具实用价值，某些酸和盐类溶液(H2SO4,HNO3,)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与碱丝光，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，但尚无统一的理想的测试手段，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)钡值法：是检验丝光效果的常用方法，钡值大，丝光效果好本光棉布钡值=100，钡值150表示充分丝光，一般为135150。(2)碘吸收法：(3)碘沾污和染色测试法：将不同钡值(100160)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，定量评定丝光钡值。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1、形态结构纤维直径增大变圆，纵向天然扭曲率改变(80%14.5%)，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。织物纤维形态的变化是产生光泽的主要原因，力是增进光泽的主要因素。2、微结构结晶度(70%50%)，无定形区域，使原来在水中不可与的羟基变为可与，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胀后，大分子链间的氢键被拆散，舒解了织物中贮存的应力，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、丝光原理丝光是一个复杂的过程，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1、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：醇化合物：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)整个过程纤维素的变化表示如下：纤维素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：钠离子体积小，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浓度与中性盐的影响，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?，溶液有可移动的Na+和OH-，如果有NaCl存在，还有Cl?，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，膜外必须分别达到电性中和。 膜可移动离子总浓度： 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，CICO，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，PO3、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，力和去碱。一、碱液浓度是影响丝光效果的主要因素 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，长度缩短至最大棉纱在不同浓度NaOH溶液中的收缩和染着力棉布丝光对浓度要求(C与收缩与钡值关系)C=177g/L时，钡值为150，C=245g/l，钡值最高。C=240280g/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260280g/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、力1、力对织物光泽的影响棉织物用浓碱处理时，只有加上适当的力，才能显示出良好的光泽，从力对棉纱丝光后性能的影响可以看出：力大，光泽好。2、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、力对织物缩水率的影响丝光时，经纬向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，表现在收缩率和钡值下降，所以丝光碱液以低温较好，但实际生产中考虑到经济效益，以与温度过低碱液粘度增大，使减液难以渗透到纱线和织物部，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织物部和纤维发生作用，因此必须保证一定的时间。将棉纱用280g/lNaOH在无力下丝光，发现，20s时间就能使纱线收缩率和对dye吸收率达到最大值，延长时间对增进丝光效果并不显著。此外，时间与碱浓度和温度有关，浓度低时，应适当延长作用时间；一般采用5060s。五、去碱去碱对丝光的定型作用有很大影响，若放松力后，织物上还有5%以上的碱，则织物仍会收缩，从而影响光泽、纬向缩水率。去碱分两步进行：在扩幅情况下，使用冲吸装置将热稀碱淋洗织物；放松纬向力后，进入去碱箱，用淡碱洗蒸4 丝光设备常用丝光机有布铗丝光，弯辊丝光和直辊丝光机。以布铗丝光机效果最好，应用最广。一、布铗丝光机由前轧碱槽、绷布辊、后轧碱槽、布铗扩幅装置、去碱箱、平洗机等部分组成。优点：力易控制，织物缩水率、去碱效果比具它丝光机理想。缺：布铗部分易产生机械性疵布，设备占地大。二、弯辊丝光机与布铗丝光机的区别主要在于扩幅与初洗部分其扩幅部分是由一个浅平阶梯铁槽和1012对弯辊组成。扩幅作用是依*织物绕经弯辊套筒弧形斜面时所产生的纬向分力将其门幅展宽。弯辊丝光机加工时，常常两层织物叠在一起进行，产量较高，但洗碱效率低，扩幅效果差。虽有机身短、结构筒单的优点，但易产生经密不匀，纬纱成弯月状，染色易有阴阳面，应用远不如布铗丝光机广。三、直辊丝光机与前两种不同的是，没有轧车和绷布辊筒，也没有扩幅装置。特点：常以双层进行，产量较高，丝光均匀，不会产生破边；机身较短，传动简单，操作方便，但扩幅作用差(纬回缩水率难达国标)，这是其主要缺点。国有的厂采用布铗与直辊并用，较好的解决了这一问题。附丝光工艺和设备改进动向一、高速丝光由于练漂前处理速度快，产量高，因此要求丝光速度与之相适应。常规布铗丝光机车连仅5060m/min，而高速丝光机达100150m/min，这样可解决丝光“瓶颈”问题，但对丝光机的各部件要求就高了。可从以下几处着手：(1)放大轧碱槽，增加浸碱时间，增加绷布辊筒。(2)增加冲吸次数(5冲5吸以上)，增加去碱箱数，加强去碱效果。(3)采用高效水洗(如高频振荡洗涤，横导辊，直导辊等)。(4)由于车速快，布铗磨损大，应采用合金钢or耐磨塑料衬垫。(5)平洗时用酸中和，以保证出布pH值在78之间。二、湿布丝光湿布丝光主要优点：fibre膨化足，吸碱均匀，产品质量均匀；匀染性好；落布门幅宽；省去前烘燥设备；加速半制品周转。应注意问题：布上含水率大小与均匀程度，要求浸碱前经均匀轧车浸轧一次，轧液率60%；碱浓的稳定，将第一碱槽分为前后两格，300g/l的浓碱于后格，经溢流管倒流到第二碱槽，再倒流到第一槽前檐，这样，碱槽容量小，液体交换快，便于平衡。同时织物先接触淡碱，再接触浓碱，有利于碱液渗入纤维部，并充分均匀地膨化，使丝光效果得到保证。三、热碱丝光常规丝光工艺是室温丝光(1820)，碱液较粘稠，不易渗透，易造成“表面丝光”，厚重紧密织物要获得均匀透彻的效果，困难更大。热碱渗透性好，但膨化较差。因此采用先热碱，后冷碱的丝光工艺。热碱的先期渗入，有利于冷碱液的继续渗入，使织物带有较多的碱量，产生均匀而有效的膨化。程序如下：织物松驰浸轧浓碱(沸点,5S以上)热拉伸冷却力下去碱去碱箱平洗槽主要优点(1)丝光作用均匀，效果良好；(2)光泽、强力、尺寸稳定性都较常规丝光优越；(3)可与煮练工序合并，缩短工艺路线，降低成本，提高经济效益(在冷却前，使浸热碱的织物汽蒸10，常压)四、真空透芯丝光由德国克莱钠韦公司提出，在直辊丝光机的第一下辊筒上加装一个真空罩，与真空泵相连(抽至10kPa)，当织物经过时，残留的空气可以去除，使碱液能在纤维膨润前快速、均匀的渗入，从而缩短浸渍时间，提高效率，但设备复杂，高速运行时费用较大。五、丝光碱液中加入渗透剂此法国外用的较多，国则因影响淡碱回收，很少使用。六、泡沫丝光优点是可节约烧碱，并可单面丝光，关键是选择理想的发泡剂，获得稳定的泡沫丝光液，经浸轧后泡沫能快速破裂而渗入棉织物，获得均匀的浸碱效果。除发泡剂外，还需加入0.10.2%的渗透剂，该工艺尚处于研究中七、丝光阻垢剂的应用丝光皱条是丝光织物常见疵病之一，一旦形成，很难去除。坚硬的高低不平的垢层，更会使织物起皱。在丝光去碱和平洗时加入阻垢剂可解决or改善结垢现象。第六章热定形(Heat Setting) 1引言一、定形的意义1、定形：指通过某种物理or化学的处理消除纺织品中积存的应力、应变，使其在状态、尺寸or结构上获得某种需要的形式，并达到一定的稳定性。2、定形所要解决的问题(1)消除应力(2)提高形变的恢复能力，保持定形时的状态二、热定形指合纤织物在一定力下进行热处理，使其尺寸，形态稳定的加工工艺。其意义是尺寸定形：尺寸热稳定性提高，缩水率下降平整定形：消除皱痕，提高抗皱性改善服用性能：弹性、手感和起毛球现象得到改善染色性能改变2热定形机理一、fibre定形的概念定形：使纤维发生应力松驰现象，并达到某种稳定形式的过程。定形的过程分二步：(1) 部分大分子链段间作用力迅速遭破坏；(2)大分子在新的位置上迅速重建新的分子间力，且固定下来。二、热定形机理1、造成合纤织物热稳定性差的原因。(1)成纤过程中隐藏了应力，大分子的排列未达到最稳定的状态，遇热后分子热振动加剧，发生弯曲，使fibre回缩，尺寸变小。(2)纺织过程中不断受力，且受力不匀，加剧了遇热回缩与回缩不匀的倾向，使织物产生皱纹，且难以去掉。2、热定形的方法即在适当的拉伸力下供给织物热能，使大分重排，再迅速冷却，使fibre处于能量更低的稳定状态。该过程分为三个阶段：(1)大分子松驰阶段：当加热到Tg以上时，分子链间作用力，大分子的旋转作用，柔顺性，取向度，应力。(2)链段重整阶段：随大分子链热振动，活性基相遇机会，容易建立起新的分子间作用力，若施以力，大分子依力方向重排，建立新的平衡。（3） 定型阶段：在去除外力前降温，fibre在新的形态下固定下来。综上所述，热定形的过程可表示为： 即热塑性fibre加热成柔性在外力下分了链段运动而变形外力下冷却，新的形态固定3、热定形过程中纤维结构发生变化热定形的T在Tg和Tm(熔点指fibre中尺寸较大且完整的结晶熔化的T)之间。当处于Tg时，分子链中原子和基团在平衡位置上振动，开始有链段的位移运动，且随T而，直至达Tm后，开始发生整个大分子链的位移。纤维中含有大小和完整