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纺织工业染整工艺流程模板.doc

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染整工艺步骤 绪言     第一章 染整用水及表面活性剂   第二章  棉及棉型织物退浆和精练   第三章   蚕丝和真丝绸精练   第四章  漂白(Bleaching)   第五章  丝光   第六章  热定形(Heat Setting)   第七章 毛织物湿整理   第八章  通常整理(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 过纺织加工以后加工工艺。它是织物在一定工艺条件下,经过染料、药剂和助剂在专用设备上进行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关键角色); (2)一个化妆术; (3)综合工艺技术,包含面广; (4)能耗大(水、热、电),有污染(废水、气、渣)需重视节能和环境保护。 2.目标 改善织物服用性能(舒适、保暖、抗皱等),给予功效性(防霉、防蛀、拒水、阻燃、抗菌等),提升身价。 (1)去除杂质; (2)提升白度; (3)染着颜色; (4)改善风格。 二、染整加工关键内容 漂、染、印、整。 三、本课程任务和要求 1.掌握纺织品练漂、整理加工基础原理和方法。 2.能依据纺织品特征和练漂、整理加工要求,合理制订加工工艺过程及条件;初步含有处理练漂及整理工艺问题能力。 3.了解练漂、整理加工质量检验方法。 4.了解练漂及整理加工技术进展和发展前沿。 5.查阅染整专业相关文件。 第一章 染整用水及表面活性剂 第一章  染整用水及表面活性剂 §1  染整用水及其处理 一、水和水质 1. 自然界中水源 地面水:流入江、河、湖泊中贮存雨水,含较多可溶性有机物和少许无机物 地下水:深地下水(深井水,不含有机物,有较多矿物质) 浅地下水(深度<15m浅泉水、井水,有可溶性有机物和较多二氧化碳) 天然水 自来水:加工后天然水,质量较高。 2.水中杂质 悬浮物(泥沙)、胶体物(较少、硅、铝等化合物),  过滤可除。 可溶性杂质:Ca、Mg、Fe、Mn盐 ,   难处理。 3.水硬度及表示方法 ①硬水:含较多钙镁盐水。 软水:含较少钙镁盐水。 ②硬度:用度数表示钙镁盐含量方法(即水中含杂多少)。 临时硬度:水中含Ca、Mg重碳酸盐量。 永久硬度:水中含Ca、Mg氯化物、硝酸盐和硫酸盐量。 ③表示硬度方法: a) ppm:1升水中所含Ca、Mg盐类相当于1mgCaCO3称1ppm。 b)德国度:1升水中所含钙镁盐类相当于10mgCaO称1德度。    二、染整用水要求 1.  要求 (1)无色、透明、无臭; (2)pH=6.5~7.4; (3)铁、锰离子含量<0.1ppm; (4)硬度<60ppm。 2.硬水对染整加工影响 (1)练漂加工中消耗肥皂,织物上钙、镁皂影响手感、色泽; (2)漂白时影响白度、光泽; (3)染色时和阴离子染料生成沉淀,消耗染料,造成色斑,降低摩擦牢度,改变色光; (4)对锅炉影响:水垢消耗燃料,造成爆炸,恶化水蒸气,引发锅炉腐蚀。 三、硬水软化 1.沉淀法:用石灰、纯碱处理,使水中Ca2+、Mg2+生成沉淀析出,过滤后即得软水,其中锰、铁等离子也可除去。 2.软水剂 (1)Na3PO4:    3CaSO4+2Na3PO4→Ca3(PO)4↓+3Na2SO4 (2)六偏磷酸钠:    Na4[Na2(P03)6]+Ca2+→Na4[Ca(P03)6]+2Na+ (3)胺醋酸衍生物(EDTA):和Ca2+、Fe2+、Cu2+等离子生成螯合物 3.离子交换法: (1)原理:用无机or有机物组成一混合凝胶,形成交换剂核,四面包围两层不一样 电荷双电层,水经过后可发生离子交换。 阳离子交换剂:含H+、Na+固体和Ca+、、、、、、、、Mg2+离子交换 阴离子交换剂:含碱性基因,能和水中阴离子交换 (2)常见交换剂: a. 泡沸石:水化硅酸钠铝 Na2O·Z+Ca(HCO3)→CaO·Z+2NaHCO3 Na2O·Z+CaSO4→CaO·Z+Na2SO4 b. 磺化煤: 2Na(K)+CaSO4→Ca(K)2+NaSO4 2H(K)+CaSO4→Ca(K)2+NaSO4 c.离子交换树脂 4.电渗析法: 用直流电源作动力,使水中离子选择性地透过树脂交换膜而取得软水。 5.磁化法: 使水流过一个磁场,钙、镁盐类分子间引力减小,不易产生坚硬水垢。    §2表面活性剂 一、表面张力和表面吸附现象 1.  表面张力 在数值上等于,将液一气界面扩展单位面积所做功,or扩展单位长度所需拉力。 表面张力影响:液体表面张力越大,纤维越难被渗透。 2.表面吸附现象 二、表面活性剂结构特征及其溶液性质 1.  表面活性剂 以浓低度存在于水中,能显著降低溶液表面张力物质。 2.结构特征(双亲结构) 不对称极性分子,由较大疏水基和较小亲水基组成。 3.分类:按在溶液中所带电荷情况分 离子型 阴离子:R-COO-Na+阳离子:R-N+H3Cl— 两性型:                      非离子型:聚氧乙烯醚  R-O-(CH2CH2O)nH 4表面活性剂浓度和表面张力关系 表面活性剂在溶液中排列情况和浓度相关,只有当浓度达一定值时,才能在溶液表面聚集足够数量,而形成单分子膜,此时继续增加浓度,无助于表面张力降低,但有利于表面活性剂相互聚集,形成胶束。 CMC:指使溶液表面张力达最低值所需表面活性剂最小浓度,也是表面活性剂在溶液中刚刚形成胶束浓度。 表面活性剂浓度通常稍大于CMC时,才能充足发挥作用。 三、表面活性剂关键作用 1.润湿和渗透 2.  乳化 一个液体以极小微粒均匀地分散在另一个不相溶液体中现象。 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 一个不溶性固体以极小微粒均匀分散在液体中作用。 4.增溶 属乳化、分散极限阶段,即非水溶性油溶于表面活性剂胶束内,形成类似透明溶液。 5.去污 四、表面活性剂化学结构和性能关系 1.亲疏平衡值和性能之间关系 H·L·B值:表示表面活性剂亲水疏水性能 (Hydrophile-Lipophile Balance) 表面活性剂要展现特有界面活性,必需使疏水基和亲水基之间有一定平衡。 石蜡HLB值=0(无亲水基)   聚乙二醇HLB值=20(完全亲水) 对阴离子表面活性剂,可经过乳化标准油来确定HLB值。 HLB值   15~18   13~15   8~8            7~9      3.5~6        1.5~3 用途     增溶剂  洗涤剂  油/水型乳化剂  润湿剂   水/油乳化剂   消泡剂 HLB值可作为选择表面活性剂参考依据。 3.  疏水基种类和性能 疏水基按应用分四种 (1)       脂肪烃: (2)       芳烃: (3)       混合烃: (4)       带有弱亲水性基 (5)       其它:全氟烃基 疏水性大小:(5)>(1)>(3)>(2)>(4) 3.亲水基位置和性能 末端:净洗作用强,润湿性差;中间:相反。 4.分子量和性能 HLB值、亲水基、疏水基相同,分子量小,润湿作用好,去污力差; 分子量大,润湿作用差,去污力好。 5.浊点 对非离子表面活性剂来说,亲水性取决于醚键多少,醚和水分子结合是放热反应。 当温度↑,水分子逐步脱离醚建,而出现混浊现象,刚刚出现混浊时温度称浊点。此时表面活性剂失去作用。浊点越高,使用温度范围广。 五、常见表面活性剂 (一)阴离子型   1.肥皂 优:润湿,去污力强;洗后手感柔软,光泽好。 缺:不耐硬水和酸。 2.渗透剂BX(拉开粉) 异丁醇、萘缩合磺化产品 , 淡黄色固体 优:水溶性好,耐acid、base、硬水,良好润湿剂 缺:吸湿后结块 3.红油(太古油) 润湿剂,耐硬水,不受pH影响,水溶性好。 4.净洗剂AS 耐acid、硬水,价廉,润湿、去污力逊于肥皂,手感粗。 5.工业洗衣粉(烃基苯磺酸钠ABS) 净洗剂,耐acid、硬水,价贵 (二)非离子型 1.润湿剂JFC 耐acid、base、硬水 2.平平加O 3.TX-10 第二章  棉及棉型织物退浆和精练 一、练漂目标 1.去除杂质,使染整加工顺利进行。 杂质:①天然杂质:棉上蜡状物,含氮物,果胶等       ②加工时沾上二次杂质:整经用浆,合纤纺纱上油,尘埃,锈迹等 2.改善品质,提升服用性能,如丝光,热定形,多在染前进行,也归为练漂。 二、关键工序 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/棉应采取平幅加工。 涤/棉织物印染加工工艺标准, T/C应保留纯棉织物全部染前处理,但传统纯棉工艺不适用T/C,须重新制订。 ①两种纤维全部需要且可使用同一条件合并进行; ②只有一方需要,则采取对一方有用而对另一方损伤小工艺条件; ③全部需要又不能用同一条件则分步进行。 现行工艺只能做到对一方大致无害,部分有严重损伤,或是兼顾一方,又难以满足另一方,尚需深入研究。 §2  原布准备(gray cloth preparation) 原布:坯布(gray cloth),未经印染加工布 1.检验(inspecting):确保产品质量,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,公布日期,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:箱和箱之间缝接,布头重合,易生横档,但坚牢不易漏缝。 §3  烧毛(singeing) 一、目标 烧去织物表面茸毛,使光洁,并改善风格,降低起球等。 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妨碍后工序加工液润湿性,影响加工质量,造成疵布。 ⑥烧毛能给予涤/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以后进行烧毛。 二、烧毛原理 织物平幅快速经过火焰(or擦过炽热金属表面),利用布面和绒毛温差,达成既烧去绒毛,又不损伤织物目标。 三、烧毛设备 (一)气体烧毛机 特点:烧毛净(烧除经纬间绒毛,对化纤提花织物有特效),结构简单,热能利用充足,但需对应燃气热源。 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:关键部件,结构大致相同,要求燃气和空气混匀,能充足燃烧。 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 关键特点是(a)气体经数次混合,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)开机前全方面检验设备、清洁加油,依据工艺要求穿布(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、火口角度及其它工艺参数,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 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(变换织物和铜板接触面积) (2)工艺 铜板T:700~750℃,车速:50~80m/min,薄80—120m/min,二正一负,or三正。织物和铜板接触长度:厚5—7cm,薄4—5cm    §4 退浆(Desizing) 一、退浆目标 去除浆料兼除部分天然杂质 浆料存在对印染加工十分不利:①消耗染化料;②沾污工作液;③阻碍染化料和fibre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、常见浆料 1.淀粉: 特征: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.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性能发生改变, 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一样而异: 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、常见退浆工艺及其条件分析 (一)碱退浆 PVA为主混合浆(含淀粉)及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,和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(NaOH 4~10g/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 3.特点: ①成本低,可利用前处理中废碱液; ②有利于棉籽壳去除及部分纤维共生物去除,减轻精练负担,白度、渗透性好; ③对各类浆料全部有作用; ④退浆率不高(50—70%),堆置时间长,有碍生产连续化; ⑤涤纶耐碱性差,涤/棉织物退浆时要控制好碱液T、t。 ⑥水先应充足(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,粘附在织物及导辊上,造成染斑并造成织物运行不正,引发皱条,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:酸在合适条件下使淀粉逐步发生水解,转化为水溶性较高产物,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→充足水洗 (冷洗) 3.特点: ①适于含杂多棉布,可大量去除矿物盐、重金属离子,提升白度; ②H2SO4和棉fibre生成纤维素硫酸酯,织物表面光亮度↑,退浆后亮度靠近丝绸; ③对棉有一定损伤,处理时,T、C不可猛烈; ④淀粉水解不充足,退浆率不高。 仅作为精练前一个前处理 (三)酶退浆 ( 属生化法退浆,历史悠久,最早采取天然发酵法,现采取淀粉酶制剂反应此法采取淀粉水解酶,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)所分泌一个蛋白质,对一些物质分解有特定催化作用。 其特征是: ①催化效率高; ②催化范围狭小,某种酶只能催化某种反应; ③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酶称淀粉酶,包含: ①α—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长链分成若干短链,不能分裂1,6结合,和酸水解作用相同 ②β—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1,6—甙键无水解作用。 所以 α—淀粉酶更适宜于织物退浆,现在使用关键有: BF-7658酶:由枯草杆菌产生耐热淀粉水解酶 胰酶:由动物胰腺中所取得 BF-7658酶:由枯草杆菌产生耐热淀粉水解酶 胰酶:由动物胰腺中所取得第三章   蚕丝和真丝绸精练 §1 概述 不管何种真丝绸均需经过精练工序。蚕丝精练因纤维状态而异。对使用生丝织物要完全精练,对精练丝和生丝交织物既要预防精练丝过分精练,又要确保生丝充足精练。绢纺丝是在绢丝制造过程中进行精练,但仍残留少许丝胶,而且烧毛后为褐色,所以也要精练。 一、精练目标 茧丝除了丝素外,还有丝胶、蜡质、色素和灰分,在泡丝、制织和捻丝过程中又会沾上第二次杂质。这些杂质不仅成为染色障碍,而且使纤维原有特征不能充足发挥,有损成品质量,必需在染色前除去。去除色素以外杂质工艺过程叫精练;去除色素工艺过程,叫漂白。 二、丝胶溶解性 蚕丝精练就是丝胶溶解和去除。∴丝胶溶解性是极关键问题。丝胶虽含蛋白质,但在水中性能和明胶相同,故得名。在热、酸、碱,重金属离子作用下其性状发生改变(称蛋白质变性)。丝胶遇热水尤其含碱剂热水轻易溶解,而丝素却难溶解,利用这种溶解性差异进行蚕丝精练。 (1)刚吐出丝中所含丝胶,系非晶性分子结构,几乎能100%溶于水,但在在吐丝中环境和贮茧状or制丝工程影响下,发生变性,其溶解性显著改变。 (2)在制成生丝时,丝胶结晶化,几乎不溶解于20℃水中,当T>60℃,丝胶即膨润,T继续↑,则溶解,但即使T达100℃,也不能完全溶解,若加入碱剂,即使仅为0.001%低碱浓度,也能促进生丝胶溶解。 (3)用茧层破坏剂(NaHSO3+结晶硫酸钠)由精练废液中分离,回收丝胶不溶于水且在稀碱液中也不溶解。 丝胶按其溶解性,外观性状,分子结构or吸湿性,相对密度可显著分为四层,茧丝表面丝胶最轻易溶解于水,越是内部丝胶,越难溶于水。 三、练减率 经精练处理,生丝重量降低,叫生丝练减,其降低比率称作生丝练碱率,可按下式计算。 对真丝织物进行精练,则织物重量降低比率叫织物练减率,和丝素分子连接部分丝胶IV最难溶解,若完全去除,遇强base会损伤丝素,造成“过练”。∴要求全脱胶蚕丝,应保留一部分(1%~3%)丝胶IV,假如脱胶,因丝胶和丝素染色性不一样,精练斑发展为染色斑,∴精练应既含有适宜练减率而且无精练斑。 四、影响脱胶原因 1、pH值  丝胶溶解性在很大程度上取决于精练浴pH值。从生丝在不一样pH值溶液中沸水处理30′脱胶情况看,过低or过高pH值对溶解丝胶有利,但对丝素有害,在酸性介质中脱胶会使fibre溶化和产生染斑,∴现在精练仍以碱性介质为主,pH值为8.8~10.5之间,丝胶溶解快速而丝素不受损伤。 2、温度:  因精练方法、设备及织物厚薄而定,碱法精练 (90~95℃),碱性酶精练(55~60℃) 3、浴比:  视设备及织物品种而定,机织绸挂练:40~50:1 4、时间:  因设备品种,精练条件而异,常规皂碱法98℃,pH10,60分 5、精练后水洗 :水洗不充足or不匀,蚕丝纤维中残留肥皂和丝胶会骈生疵痛,肥皂残留斑会直接引发染斑,肥皂被空气氧化or水解生成拒水脂肪酸;影响dye透入fibre内部并产生污色,残留丝胶可吸附更我dye,使该部分染很深。 6、精练用水 :要求用软水(蚕丝织物轻易吸附钙、镁等不溶性盐) ∵Fe等离子被蚕丝吸附会着色,泛黄,Ca2+,Mg2+离子消耗肥皂,并生成皂斑 §2 常见精练方法 1、水萃取法 缫丝时,茧丝在50~60℃热水浴中约有1~3%丝胶溶于水中。将此生丝放进热水中,丝胶会断续溶出,要完全去除丝胶,必需用120℃热水进行4次2h萃取,这种不用精练剂而采取高温高压精练优点是:可由精练废液中回收蚕丝丝胶,回收轻易(回收丝胶可用作食品添加剂及化妆品添加物)。经短时间高温高压精练再进行酶精练,丝绸手感柔软不易泛黄。 2、肥皂精练 精练作用 肥皂在浴中水解:RCOONa+H2O→RCOOH+NaOH   (1) 脂肪酸和肥皂再结合,形成脂肪酸皂胶体(酸性肥皂): RCOOH+RCOONa→RCOONa·RCOOH    (2) (1)中生成碱和丝胶化学结合,生成丝胶钠盐,称“膨化”,膨化丝胶和(2)生成酸性肥皂和未分解肥皂作用和蚕丝脱离,称“解胶”脱离到浴中丝胶,借肥皂乳化作用在水中分散,不再吸附到蚕丝上,一部分丝胶在浴中base作用下分解。 脱胶用皂应易溶于水,无色,其1%溶液室温下不会胶凝,马赛皂(橄榄油皂)及油酸皂效果较佳,精练丝绸质量上乘光泽,手感俱佳,另外,中国精选多个植物油,脱色精练后制成练丝皂也不错,肥皂作用温和,渗透性高,不易选成精练过分及练斑,且膨松性悬垂性,白度,光泽良好,并预防折皱及擦伤产生。 缺点是,对蚕丝吸附强,难以洗净,残皂会带来染斑、泛黄、脆化等,肥皂不耐硬水,成本较高,能够在皂液中加入base(Na2SiO3、Na2SiO3、NaHCO3、Na3PO4),既↑脱胶速率,又↓皂用量。 3、碱精练 机理:base进攻肽键,使丝胶蛋白水解,其反应是非专一性,关键作用氨基酸是半胱氨酸,丝氨酸苏氨酸,精氨酸。 脱胶时,精练浴pH值为8.8~10.5,以缓冲液为好,K2CO3/NaHCO3 优点:脱胶速率高于肥皂、耐硬水、练后残留物易洗除。 缺点:柔软性、白度、光泽差、缺乏膨松感,身骨欠佳。 4、酸精练 经研究,pH1.5~2较为安全(蚕丝强度超出皂法脱胶)。酸对丝胶蛋白水解作用是打断了天门冬氨基酸和谷氨酸肽键。 (1)    用酸类精练剂易控制脱胶率,去除程度能够进行部分脱胶,以迎合市场上一些特殊需要(所谓三分练、五分练、七分练等) (2)在高压下在有机酸(苹果酸、洒石酸、琥珀酸等)酸浴中同时精练和染色方法。节能,染色牢度高于常压染色法。 5、酶精练 利用蛋白水解酶精练,优点:膨松性好、不起毛、不伤丝素等,也可去除死茧造成污垢。 关键酶:胰蛋白酶(pH7~9),木瓜酶(pH5~7.5,70~90℃活性最大),细菌酶(pH9.60℃), 2709酶,209碱性蛋白酶等 二、精练方法发展新趋向 1、过酸膨化预处理 蚕丝在酸中70℃产生膨化效果,在水中需90℃才可达成,∴在一定T下,采取过酸预处理,再快速精练,可↓T,缩短t,避免灰伤。 2、精练前后膨化处理 (1)练前膨化,将坯绸(电力纺)用抽真空机减压处理两次,使织物充足吸水后,用膨化剂溶液浸渍一定时间。 (2)练后处理,将练熟丝织物在50℃左右水中处理后,脱水,放入减压渗透机用膨化剂溶液渗透处理两次,堆置12h,水洗。 3、蚕丝精练剂高效化和多功效化 为满足平幅快速精练需要,推出快速精练剂第四章  漂白(Bleaching) §1 概述 一、漂白目标 去除天然色素,赋于织物必需和稳定白度。 广义上还包含上蓝or荧光增白等利用增白剂使产生光学性泛白作用。 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、但极少变色 常见NaClO、H2O2、NaClO2、过乙酸等。 漂白原理:破坏色素发生体分达成消色目标 2、还原剂漂白:fibre脆损少,但漂白后有因空气氧化变色倾向,仅对丝及羊毛等使用一部分 常见:SO2、NaHSO3、Na2S2O4 漂白原理:经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、设备及加工方法 视品种和漂白剂而定,纯棉织物采取绳状连续漂机,厚重棉布和涤/棉织物则用平幅连续练漂机。 漂白方法: (1) 浸漂: (2) 淋漂: (3)轧漂: 不一样品种,对漂白要求不一样。 §2 NaClO漂白 一、NaClO溶液性质 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,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10~15% 2、强碱弱酸盐,易水解 3、遇过量HCl放出Cl2:NaClO+HCl→HClO+NaCl HClO+HCl→Cl2↑+H2O 4、NaClO溶液处于复杂和不稳定状态。溶液中各成份组合随pH值不一样而变 NaClO在碱性条件下更稳定,商品溶液pH为12 5、重金属及其化合物对NaClO有催化分解作用,使fibre严重受损,以Fe、Co、Ni和Cu化合物较为强烈,∴设备不宜用铁质。 二NaClO漂白原理 NaClO和色素作用很复杂,只能对漂白原理作通常说明。 依据NaClO溶液组成资料,产生漂白作用有效成份可能是ClO-、HClO和Cl2,且溶液由碱性转变为酸性时,依下列次序改变:NaClO→HClO→Cl2 依据试验结果,随pH↓,漂白速率↑,当pH<4时,漂白速率↑↑。 ∴认为NaClO漂白在不一样条件下可能是不一样成份在起作用。 笼统地说,漂白关键成份是HClO和Cl2,碱性范围是HClO为主,PH<4是Cl2 见解一:漂白作用是依靠HClO分解产生新生氧将发色基团破坏而消色,该反应在弱酸性条件下才快速发生,纤维损伤亦很猛烈。 见解二:漂白作用关键是因为HClO和Cl2分解产物对色素双键有加成作用 另外NaClO对其它杂质,也可发生氧化、氯化、加成等反应。 ①果胶物质、多糖类及其水解物,其醛基易被氧化生成羧基。 ②含氮物质和蜡状物可被氯化成对应氯氨酸及脂肪酸氯化衍生物。 ③棉籽壳中木质素可被氯化为氯化木质素。 NaClO对纤维素亦有氧化作用(非选择性氧化),氧化作用复杂。 三NaClO漂白工艺条件分析 1、漂液pH值 关键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,对纤维损伤程度较大。 所以选择pH9—10漂白,尽管漂白速度慢部分,但经过延长t可达成目标。 注意:漂白时,因为fibre吸收NaClO水解产生NaOH,加之纤维素,果胶等有机物产生酸影响,还有空气中CO2作用,使漂液pH逐步↓,∴轧漂时要不停补充新鲜漂液,淋漂和浸漂时需要加碱剂Na2CO3以维持pH值,预防fibre损伤。 2、温度和时间 T↑,漂白速率↑,但棉fibre氧化速率↑,在一定pH下,T每↑10℃,氧化速率↑2.7倍,T<35℃, T<35℃, 急剧↓∴高温不宜,但低温需制冷设备,能耗大,时间长。 ∴选择室温20~35℃,时间以30~45min为宜 3、浓度 在pH、T和t一定时,C↑,白度↑,但并非成正比,C达一定值白度提升不多,而损伤大,实际生产时应依据含杂、织物厚薄,对白度要求确定 四NaClO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/棉织物采取平幅加工,深色织物有效氯2~4g/L。 2、应注意两个问题 (1)前处理问题:必需有很好退浆和精练效果,不然要加重漂白负担,影响棉fibre强度,对T/C来说,这一点较难满足,一旦精练不净,fibre上含氮物质漂白时会和HClO生成氯胺类化合物,释出HCl,使fibre泛黄、脆损。 ∴NaClO漂白对T/C仅适适用于深色品种,中、浅色须复漂一次 (2)脱氯问题:漂白后,残留氯经过一定时间会使纤维损伤,色泽发萎,泛黄,对不耐氯dye亦有破坏作用。 3、对NaCeO漂白工艺评价 (1)NaClO价格低,工艺设备简单,广泛用于棉布漂白。 (2)该工艺要求有很好退浆精练效果,不然会加重漂白复担影响棉fibre强度。 (3)对T/C仅限于深色品种,不用于蛋白质fibre漂白(引发损伤、泛黄) (4)有Cl2逸出,有污染。 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,中国关键用于T/C和棉针织物漂白,白度高,不泛黄,手感好。 一、H2O2溶液性质 1、俗称双氧水,商品有多个浓度,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%H2O2和易燃物接触易燃、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留。 4、30℃以下H2O2较稳定,> 70℃,分解速率加紧。 5、遇有色金属离子及酶等猛烈分解,其分解是一个猛烈放热反应,可能引发爆炸。 6、对玻璃、和纯铝全部不起作用、可用来制容器设备,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=1.55×10-12 HO2- →H+O22- (2) K2=1.0×19-25 1、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,现在对H2O2破坏色素化学反应性质了解极少,∴对新生氧起漂白作用说法缺乏有力论证。 2、亦有些人认为,H2O2漂白是因为羟基阴离子作用,依据是,当pH↑时,(1)式中[HO2-]↑,而漂白速率也因pH↑而↑ 3、有些人提出H2O2分解游离基在起漂白作用。 在一些金属离子存在时,H2O2分解会加速,有复杂反应,对色素虽有破坏作用,但将使纤维素受到损伤。 相关H2O2漂白机理,通常认为HO2-是漂白关键成份,能解除有机色素电子流动性能,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) 1.pH值影响 pH值对H2O2分解率和漂白质量有影响。从强力看,pH3~10范围强力改变不大,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。 总而言之,pH为9~10较理想,若加入稳定剂,pH能够提升至10.5~11。 2、温度、浓度和时间 H2O2分解、织物白度和温度成正比,当T=90~100℃时,H2O2可分解90%,白度亦最好,若T=60℃,分解率仅50%,在正确使用稳定剂情况下,织物白度和纤维受损程度仅和H2O2分解率相关,,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,依据前处理情况,H2O2浓度在2~6g/L。漂白时间和T相关,95~100℃条件下,45~60分钟,大部分H2O2已经分解。 3、稳定剂作用 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,必需充足洗净,尽可能↓金属性杂质,同时在漂液中加适量稳定剂,其不仅可预防金属离子催化分解,而且可调整碱度和起缓冲作用。 (1)对氧漂稳定剂要求 Ⅰ、要有高效稳定作用,能控制其分解率达成需要程度(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损伤要降低到最低程度 H2O2漂白优点是纤维素损伤比NaCeO少,和使用H2O2浓度相关,也和稳定剂相关,通常只许可漂后 下降15%左右; Ⅲ、能耐不一样浓度碱(碱性能催化H2O2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; Ⅳ、污染小,易被生物降解; Ⅴ、不结垢,不在fibre上沉积不溶物; Ⅵ、白度要好。 (2)稳定剂种类 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。 Ⅰ吸付型 A、最经典是Na2SiO3,其稳定作用为 ①稳定作用,Na2SiO3在硬水中形成高度分散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值提升而加速HO2分解,但当Fe2+含量超出Na2SiO3吸附能力时,就会减弱其稳定作用 ②作为碱剂,可缓冲漂液pH值。(引发H2O2活化) 优:稳定效果好,白度,价格廉价 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 Ⅱ络合型稳定剂 稳定机理:能和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好稳定剂(远远大于吸附型)。 络合物分两类:一类是和金属离子间只有配位键(称络合物);另一类是和金属离子间现有配价键又有共价键(螯合物) 品种有: ①磷酸盐,受pH值影响大,又会造成水富营养化 ②氨基羧酸盐(氨基上接羧甲基盐类) 螯合能力强,但分散力差,不耐浓碱,EDTA生物降解性差 ③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 ④有机膦酸盐 胺三甲叉膦酸盐,乙二胺四叉基膦酸盐等含有比EDTA还要强螯合能力,络合容量高,络合稳定常数大,耐一定量碱,易于生物降解 Ⅳ混合型 一个是将吸附型和螯合型稳定剂进行物理性拼混; 另一个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,含有良好胶体特征和分散作用,有温和螯合作用,耐碱性很好有机膦酸酯,能耐50g/L烧碱 ,可用于高碱量煮漂一浴法 四、生产工艺 氧漂工艺适应性广泛,漂白方法有①轧漂(汽蒸漂白,是现在应用最广一个,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,另外可和其它漂白剂联合进行。
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