染整工艺与原理(上)重点整理

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1第一章水和表面活性剂染整厂对水质的要求:外观:无色、无臭、透明;pH值:6.5-7.4;总硬度(ppm):0-25;铁(ppm):0.02-0.1;锰(ppm):0.02;总碱度(ppm):35-64;总含固量(ppm):65-150暂时硬度:由Ca2+、Mg2+所形成的重碳酸盐而造成的硬度,这些物质加热煮沸能被除去。永久硬度:由Ca2+、Mg2+所形成的氧化物、氯化物、硫酸盐等而造成的硬度,这些物质经加热煮沸时,不会发生沉淀而被去除。总硬度:暂时硬度和永久硬度之和。ppm:每一百万份水中钙镁盐含量换算成CaCO3的份数,即每升水中所含CaCO3的毫克数硬水和软水以57ppm为界,小于57为软水。总碱度(对甲基橙指示剂):水中碳酸盐以及氢氧化物等碱性物质含量而言的。总含固量:水中可溶性固体和悬浮固体的总和。(硬水对染整加工有何影响?)1)Fe2+其一:会使织物泛黄,而产生锈斑,影响织物的白度;其二:双氧水漂白时,Fe++能催化双氧水分解,易使棉纤维脆损;2)CL-影响漂白织物的白度;3)Ca2+、Mg2+其一:能与阴离子表面活性剂如肥皂等形成沉淀,不仅使其失去原有作用,而且还会造成加工疵点;其二:能与染料形成沉淀,而使鲜艳度变差,牢度降低;4)硬水其一:对锅炉的安全形成隐患,严重时会引发爆炸;其二:形成的锅垢对燃料的节约影响很大;其三:会引起锅炉的腐蚀,水中的氧及二氧化碳和铁作用形成碳酸亚铁,然后进一步水解成氢氧化亚铁(说明一般情况下雨水、地表水、浅地下水和深地下水中杂质的组成及来源)阳离子交换树脂(常用)化学软化法:通过化学反应使水中的钙、镁盐转变成钙盐、镁盐的沉淀或者形成金属离子络合物的方法。1、磷酸三钠:通过化学反应使水中的钙、镁盐转变成磷酸的钙盐或镁盐而沉淀。2、纯碱:作为软水剂主要去除水中的钙、镁离子3、六偏磷酸钠:能与钙、镁离子形成比较稳定的络合物,而不再具有硬水的性质。软化效果:纯碱、磷酸三钠<六偏磷酸钠<EDTA表面活性剂(S.A.A):在液体中,添加少量或极稀浓度的便能显著地降低液体的表面张力和界面张力的物质。结构特征:由亲水基和疏水基两部分组成溶液性质:当浓度达到一定大小后,表面活性剂在溶液表面形成单分子膜,将水和空气隔开;此时,如果继续提高表面活性剂的浓度,则有利于表面活性剂分子在溶液内部相互聚集在一起,形成疏水基在内,亲水基向外的胶束。浊点:非离子型表面活性剂在水溶液中的浓度随温度上升而降低在升至一定温度值时出现浑浊,经放置或离心可得到两个液相,这个温度被称之为该表面活性剂的浊点。临界胶束浓度(CMC):S.A.A在溶液中形成胶束所需的最低浓度肥皂(高级脂肪酸盐)作为净洗剂使用时最适合的pH范围(pH=9),而浓度应稍大于(临界胶束浓度)洗衣粉(十二烷基苯磺酸钠)填充剂:无水硫酸钠(元明粉):防止结块;使洗衣粉成本降低(另:土耳其红油、平平加O、JFC)2第二章退浆和精练纺织纤维经过纺纱、织造等加工后被制成原色坯布,简称原布或坯布,原布中由于含有大量杂质,不仅手感粗糙、色泽泛黄,而且吸水性也很差。若要将原布加工成色泽鲜艳、绚丽多彩的服装面料,都必须进行练漂加工,去除杂质、提高织物白度和吸水性能等,以满足后续加工的需要。因此处理加工也称为VIP工序。原布准备:原布检验→翻布→打印→缝头检验:物理指标:幅宽、重量、纱支、密度、强力等;外观疵点:如缺经、断纬、跳纱、棉结等;普通棉织物:抽查10%左右;毛织物:全部检验;烧毛的目的:利用烧毛机火口火焰的温度,烧除织物表面的绒毛,使织物表面变得光洁以及防止后续加工中产生疵病。气体烧毛机(常用)烧毛等级分为五级,五级质量最好,一般织物要求在四级以上碱退浆1、原理:1)在热碱液作用下浆料会发生溶胀,从凝胶状态变成溶胶状态而与纤维的粘着变松,容易洗落下来。2)CMC、PA类的浆料在热碱液中的溶解性能较好,再经水洗可具有良好的退浆效率。2、退浆工艺及其条件工艺流程:轧碱—打卷堆置或汽蒸—热水洗—水洗工艺条件:堆置法烧碱:10-15g/L;润湿剂:1-2g/L;温度:轧碱:60-70℃;热水80℃以上;堆置时间:0.5-1h汽蒸法烧碱:6-10g/L;润湿剂:1-2g/L;温度:轧碱:80-85℃;汽蒸100-102℃;堆置时间:1-1.5h酶退浆(以酸性酶为主)(专一性、选择性、高效性)1、原理:酶是一类具有特殊催化能力的蛋白质,对某些物质的分解;有特定的催化作用。淀粉酶能催化淀粉大分子链发生水解而生成分子量较小、粘度较低、溶解度较高的一些低分子化合物,再经水洗而去除。2、退浆工艺及其条件(保温堆置法)工艺流程:浸轧温水—浸轧酶液—堆置—水洗工艺条件:淀粉酶1-2g/L;食盐(提高活性):5g/L;温度:温水65-70℃;轧酶55-60℃;堆置:45-50℃堆置时间:2-4h;pH:6-7.退浆效果的评定:退浆率=(胚布含浆率-退浆后织物含浆率)/胚布含浆率*100%棉织物碱退浆率一般达到80%以上回潮率:纤维材料所含有的水分与其干燥质量之比轧余率:织物浸轧后所带有的溶液的质量占干布质量的百分率浴比:浸染时被染织物和染液体积之比煮练中杂质的去除原理: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。煮练液的组成及各组分的主要作用:1)烧碱--煮练剂: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(如肥皂、红油等)--煮练助剂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:a)吸附煮练液中的铁质,防止织物上产生锈斑;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: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;5)磷酸三钠--软水剂煮布锅煮练1、工艺流程:轧碱→进锅→煮练→水洗2、工艺条件1)轧碱工艺条件:烧碱:8-10g/L;轧碱温度:50-60℃;轧余率:110-130%;2)煮布工艺条件:烧碱(100%,对织物重):2.5-3;渗透剂(对织物重):0.5-1;亚硫酸氢钠(对织物重):0-0.5;硅酸钠(比重1.4,对织物重):0.5-0.8;磷酸三钠0-1g/L;浴比:1:2.5-3.5;煮布压强:1.8-2.1kg/cm2;温度:130-134℃;时间:3-5小时。煮练效果的评定毛效:煮练效果的评定一般用毛效指标来判定。即30分钟内水沿织物向上爬升的高度(CM)。棉机织物要求毛效在8CM以上;棉针织物要求毛效在12CM以上;3第三章漂白漂白的目的:去除天然色素,赋予棉布以必要的白度,同时棉布上残留的其它杂质也可以进一步被去除,使棉布的润湿性能有所提高。有效氯:是指100克含氯氧化物经酸处理后放出氯气的克数。有效氯的测定通常采用碘量法。(为什么不直接用次氯酸钠的含量来表示?)NaOCl漂白原理:分解产物能使色素中的部分双键饱和,达到消色漂白的目的工艺流程:水洗→浸轧漂液→堆置→水洗→酸洗→堆置→水洗→脱氯→水洗。工艺条件:pH值:9.5-10.5;温度:20-350C,通常采用室温工艺;有效氯浓度:2-5克/升;时间30-60分钟潜在损伤:漂白后的织物经1克/升烧碱溶液沸煮1小时后、织物强力大幅度下降的现象被称为潜在损伤。主要是由于葡萄糖环开环所致。检测方法:测定氧化前后纤维素铜氨溶液黏度变化。过氧化氢漂白:H2O2漂白的特点:1、是一种较温和的氧化性漂白剂,且漂白产品白度稳定;2、是一种对环境友好的漂白剂,对人体及环境无污染;3、可用于棉、蛋白质纤维、合成纤维等的漂白,其适用面宽;漂白原理:HO2-是漂白的主要成分,破坏了色素的共轭双键,达到消色漂白的目的。1、工艺流程:浸轧漂液→汽蒸→水洗2、工艺条件:H2O2:2.5-3g/L;硅酸钠(比重1.4):4-6g/L;润湿剂:2-4g/L;烧碱适量;pH:10.5-11;浸轧温度:室温;轧余率:80-90%;汽蒸温度:95-100℃;汽蒸时间:45-90min。稳定剂的作用:H2O2漂白时,为了有效地控制H2O2的分解速率,漂液中必须要加入稳定剂。硅酸钠稳定原理:可能是漂液中的硅酸钠胶体,能吸附对H2O2分解具有催化作用的金属离子所致。缺陷:如硅垢形成沉积在设备上后难以洗除,会使织物手感发硬,同时还会造成染色等疵病。非硅稳定剂:无机磷酸盐、有机多元膦酸盐、其它有机化合物。(生物可降解性;毒性;水体富营养化)NaClO2漂白原理:NaClO2漂白时,HClO2的存在是必要条件,而ClO2可能是漂白的有效成分。1、工艺流程:浸轧漂液→汽蒸→水洗→去氯→水洗2、工艺条件:亚氯酸钠:12-25g/L;润湿剂:3-5g/L;活化剂;pH:4.5-5.5;轧漂温度:室温;汽蒸温度:100-102℃时间:60-90min;(活化剂在漂白过程中的作用及原理)冷轧堆前处理工艺:将织物保持浸渍温度卷在有盖的布轴上或放在堆布箱中堆置2-4h,浸渍温度低时需堆过夜,冷轧堆工艺是在室温下的加工过程。工艺流程:浸轧工作液→打卷→堆置→水洗特点:①节水、节能、节约染化料,生产成本低;②对环境污染小;优点:冷轧堆工艺适应性强,织物强度损失小,可用于退浆、精炼和漂白。一步法的短流程加工或退浆后织物的精炼和漂白,一步加工以及退浆和精炼后织物的漂白加工。冷轧堆的前处理工艺将气蒸堆置改为室温堆置,极大地节约了能源和设备的投资,而且适用于小批量和多品种的加工要求。缺点:室温堆置时,工作液中化学药剂的浓度比气蒸堆置的要高。4第四章丝光碱缩:棉织物以松驰状态经受浓碱处理,结果使织物变得紧密,并富有弹性的加工过程(棉针织物)。目的:使织物变得紧密富有弹性丝光:棉织物在经纬方向上都施加张力的情况下,用浓烧碱溶液进行处理,以保持所需要的尺寸,结果使织物获得丝一般的光泽的加工过程。(棉及其混纺织物)目的:获得丝一般的光泽和尺寸稳定性,提高染料的吸收能力、强力、延伸性等服用机械性能。丝光剂:烧碱(260-280克/升);液氨:(常压、-330C)处理棉织物可获得独特的效果。(下可附优点)丝光原理:1.水合理论:棉纤维在浓碱作用下生成的碱纤维素和水发生水合作用使纤维膨化,且为不可逆的化学改性过程。2.渗透压理论:棉织物在NaOH溶液中的溶胀是渗透压的结果。(试以膜平衡理论解释棉纤维在浓烧碱溶液中发生剧烈溶胀的原因,以及碱液浓度、中性电解质对纤维溶胀程度的影响?)1)若丝光过程中无盐存在时,C3=0,X’=C2-X,而仅与烧碱浓度有关,当C2增大时,X’增大,C1增大,而且P值也增大,有利于纤维的膨化;2)当烧碱浓度增大到一定程度后时,C1不再变化,渗透压P反而会减小,不利于纤维的溶胀;3)若有盐存在时,由于食盐不能提高C1,却增加了膜外Na+浓度,即X’增大,C1不变,渗透压P减小,不利于纤维的溶胀;丝光机及丝光工艺:略丝光工艺条件分析:碱液浓度:260-280克/升(浓度太大,黏度太大,无法进入纤维内部;钠离子无足够的水分使纤维溶胀)张力对棉纱光泽及物理机械性能的影响:丝光钡值的影响:染料吸附性能的影响:温度(烧碱与纤维素的反应为放热反应温度低有利于丝光):通常选择室温,在丝光机的轧碱槽的夹层内通入自来水循环冷却。(丝光最佳温度:0-5℃)丝光棉的性质1、光泽:物体对入射光规则的反射程度。反射越规则,光泽就越好;丝光后,纤维表面的小皱纹消失,平滑度提高,且纤维的截面由腰子形变为园柱形,其结果棉织物对光线产生规则反射,从而增强了织物的光泽。2、吸附性能与化学反应性能:棉布丝光后,发生了不可逆溶胀,纤维的无定形区增大,吸附染料的能力变大,化学反应性能增强。丝光钡值:丝光棉吸附氢氧化钡的百分数。钡值越大,表示纤维的吸附性能越好;一般要求丝光钡值>135。3、定形作用:由于丝光过程中,纤维发生了不可逆的剧烈溶胀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