纺织工业染整工艺流程.doc

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染整工艺流程
绪言  
  第一章 染整用水及表面活性剂
  第二章  棉及棉型织物的退浆和精练
  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, 经过染料、 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, 涉及面广;
( 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
改进织物的服用性能( 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) 改进风格。
二、 染整加工的主要内容
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及条件; 初步具备解决练漂及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．了解练漂及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． 自然界中的水源
地面水: 流入江、 河、 湖泊中贮存的雨水, 含较多可溶性有机物和少量无机物 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的浅泉水、 井水, 有可溶性有机物和较多的二氧化碳)
天然水
自来水: 加工后的天然水, 质量较高。
2．水中的杂质
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．水的硬度及表示方法
①硬水: 含较多钙镁盐的水。
软水: 含较少钙镁盐的水。
②硬度: 用度数表示钙镁盐含量的方法( 即水中含杂的多少) 。
暂时硬度: 水中含Ca、 Mg重碳酸盐的量。
永久硬度: 水中含Ca、 Mg的氯化物、 硝酸盐和硫酸盐的量。
③表示硬度的方法:
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、 染整用水的要求
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．硬水对染整加工的影响
( 1) 练漂加工中消耗肥皂, 织物上的钙、 镁皂影响手感、 色泽;
( 2) 漂白时影响白度、 光泽;
( 3) 染色时与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) 对锅炉的影响: 水垢消耗燃料, 造成爆炸, 恶化水蒸气, 引起锅炉腐蚀。
三、 硬水的软化
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, 其中的锰、 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) 胺的醋酸衍生物( EDTA) : 与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, 四周包围两层不同
电荷的双电层, 水经过后可发生离子交换。
阳离子交换剂: 含H+、 Na+固体与Ca+、 、 、 、 、 、 、 、 Mg2+离子交换
阴离子交换剂: 含碱性基因, 能与水中阴离子交换
( 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, 使水中的离子选择性地透过树脂交换膜而获得软水。
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的功, or扩展单位长度所需的拉力。
表面张力的影响: 液体的表面张力越大, 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的性质
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的物质。
2．结构特征( 双亲结构)
不对称的极性分子, 由较大的疏水基与较小亲水基组成。
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表面活性剂浓度与表面张力的关系
表面活性剂在溶液中的排列情况与浓度有关, 只有当浓度达一定值时, 才能在溶液表面聚集足够的数量, 而形成单分子膜, 此时继续增加浓度, 无助于表面张力的降低, 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的最小浓度, 也是表面活性剂在溶液中刚刚形成胶束的浓度。
表面活性剂的浓度一般稍大于CMC时, 才能充分发挥作用。
三、 表面活性剂的主要作用
1．润湿和渗透
2．  乳化
一种液体以极小的微粒均匀地分散在另一种不相溶的液体中的现象。
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
一种不溶性固体以极小的微粒均匀的分散在液体中的作用。
4．增溶
属乳化、 分散的极限阶段, 即非水溶性的油溶于表面活性剂的胶束内, 形成类似透明的溶液。
5．去污

四、 表面活性剂的化学结构与性能的关系
1．亲疏平衡值与性能之间的关系
H·L·B值: 表示表面活性剂的亲水疏水性能
( Hydrophile-Lipophile Balance)
表面活性剂要呈现特有的界面活性, 必须使疏水基和亲水基之间有一定的平衡。
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值可作为选用表面活性剂的参考依据。
3．  疏水基种类与性能
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．亲水基的位置与性能
末端: 净洗作用强, 润湿性差; 中间: 相反。
4．分子量与性能
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, 亲水性取决于醚键的多少, 醚与水分子的结合是放热反应。
当温度↑, 水分子逐渐脱离醚建, 而出现混浊现象, 刚刚出现混浊时的温度称浊点。此时表面活性剂失去作用。浊点越高, 使用的温度范围广。
五、 常见的表面活性剂
( 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, 良好的润湿剂
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: 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.改进品质, 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,
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。
①两种纤维都需要的且可使用同一条件的合并进行;
②只有一方需要, 则采取对一方有用而对另一方损伤小的工艺条件;
③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致无害, 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, 并改进风格, 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
织物平幅迅速经过火焰(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, 构造大致相同, 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、 常见浆料
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．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,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为主的混合浆(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, 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( 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, 可利用前处理中的废碱液;
②有助于棉籽壳的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对各类浆料都有作用;
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, 粘附在织物及导辊上, 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。
其特性是:
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的酶称淀粉酶, 包括:
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
②β—淀粉酶: 对直链淀粉只能从末端逐步水解麦芽糖, 对支链淀粉分支处的1, 6—甙键无水解作用。
因此 α—淀粉酶更适宜于织物的退浆, 当前使用的主要有:
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三章   蚕丝和真丝绸的精练
§1 概述
无论何种真丝绸均需经过精练工序。蚕丝的精练因纤维状态而异。对使用生丝的织物要完全精练, 对精练丝与生丝交织物既要防止精练丝的过度精练, 又要保证生丝的充分精练。绢纺丝是在绢丝制造过程中进行精练, 但仍残留少量丝胶, 而且烧毛后为褐色, 因此也要精练。
一、 精练目的
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。这些杂质不但成为染色障碍, 而且使纤维原有特性不能充分发挥, 有损成品质量, 必须在染色前除去。去除色素以外的杂质的工艺过程叫精练; 去除色素的工艺过程, 叫漂白。
二、 丝胶的溶解性
蚕丝的精练就是丝胶的溶解和去除。∴丝胶的溶解性是极重要的问题。丝胶虽含蛋白质, 但在水中的性能与明胶相似, 故得名。在热、 酸、 碱, 重金属离子的作用下其性状发生变化(称蛋白质变性)。丝胶遇热水特别含碱剂的热水容易溶解, 而丝素却难溶解, 利用这种溶解性的差异进行蚕丝的精练。
(1)刚吐出的丝中所含丝胶, 系非晶性分子构造, 几乎能100%溶于水, 但在在吐丝中的环境和贮茧状or制丝工程的影响下, 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℃的水中, 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%的低碱浓度, 也能促进生丝胶的溶解。
(3)用茧层破坏剂(NaHSO3+结晶硫酸钠)由精练废液中分离, 回收的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, 分子构造or吸湿性, 相对密度可明显分为四层, 茧丝表面的丝胶最容易溶解于水, 越是内部的丝胶, 越难溶于水。
三、 练减率
经精练处理, 生丝重量减少, 叫生丝练减, 其减少比率称作生丝练碱率, 可按下式计算。
对真丝织物进行精练, 则织物重量减少的比率叫织物练减率, 与丝素分子连接部分的丝胶IV最难溶解, 若完全去除, 遇强base会损伤丝素, 造成”过练”。∴要求全脱胶的蚕丝, 应保留一部分(1%～3%)的丝胶IV, 如果脱胶, 因丝胶与丝素染色性不同, 精练斑发展为染色斑, ∴精练应既具有适宜的练减率而且无精练斑。
四、 影响脱胶的因素
1、 pH值  丝胶的溶解性在很大程度上取决于精练浴的pH值。从生丝在不同pH值溶液中沸水处理30′的脱胶情况看, 过低or过高的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, ∴当前精练仍以碱性介质为主, pH值为8.8～10.5之间, 丝胶溶解迅速而丝素不受损伤。
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、 精练后的水洗 : 水洗不充分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起染斑, 肥皂被空气氧化or水解生成拒水的脂肪酸; 影响dye透入fibre内部并产生污色, 残留的丝胶可吸附更我的dye, 使该部分染很深。
6、 精练用水 : 要求用软水(蚕丝织物容易吸附钙、 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℃的热水浴中约有1～3%的丝胶溶于水中。将此生丝放进热水中, 丝胶会断续溶出, 要完全去除丝胶, 必须用120℃的热水进行4次2h萃取, 这种不用精练剂而采用高温高压精练的优点是: 可由精练废液中回收蚕丝丝胶, 回收容易(回收的丝胶可用作食品添加剂及化妆品添加物)。经短时间的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)
脂肪酸与肥皂再结合, 形成脂肪酸皂胶体(酸性肥皂):
RCOOH+RCOONa→RCOONa·RCOOH    (2)
(1)中生成的碱与丝胶化学结合, 生成丝胶钠盐, 称”膨化”, 膨化的丝胶与(2)生成的酸性肥皂和未分解的肥皂作用与蚕丝脱离, 称”解胶”脱离到浴中的丝胶, 借肥皂的乳化作用在水中分散, 不再吸附到蚕丝上, 一部分丝胶在浴中的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, 精练的丝绸质量上乘光泽, 手感俱佳, 另外, 国内精选多种植物油, 脱色精练后制成的练丝皂也不错, 肥皂的作用温和, 渗透性高, 不易选成精练过度及练斑, 且膨松性悬垂性, 白度, 光泽良好, 并防止折皱及擦伤的产生。
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, 其反应是非专一性的, 主要作用的氨基酸是半胱氨酸, 丝氨酸苏氨酸, 精氨酸。
脱胶时, 精练浴的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(蚕丝的强度超过皂法脱胶)。酸对丝胶蛋白的水解作用是打断了天门冬氨基酸和谷氨酸的肽键。
(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, 以迎合市场上的某些特殊需要(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的方法。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, 也可去除死茧造成的污垢。
主要酶: 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℃产生的膨化效果, 在水中需90℃才可达到, ∴在一定T下, 采用过酸预处理, 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, 使织物充分吸水后, 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℃左右的水中处理后, 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能化
为满足平幅快速精练的需要, 推出快速精练剂第四章  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
常见的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, 仅对丝及羊毛等使用一部分
常见的: 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: NaClO→HClO→Cl2
根据实验的结果, 随pH↓, 漂白速率↑, 当pH＜4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, 碱性范围是HClO为主, PH<4是Cl2
观点一: 漂白作用是依赖HClO分解产生的新生氧将发色基团破坏而消色, 该反应在弱酸性条件下才迅速发生, 纤维损伤亦很剧烈。
观点二: 漂白作用主要是由于HClO和Cl2的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相应的氯氨酸及脂肪酸的氯化衍生物。
③棉籽壳中的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。
因此选择pH9—10漂白, 尽管漂白速度慢一些, 但经过延长t可达到目的。
注意: 漂白时, 由于fibre吸收NaClO水解产生的NaOH, 加之纤维素, 果胶等有机物产生酸的影响, 还有空气中CO2的作用, 使漂液pH逐渐↓, ∴轧漂时要不断补充新鲜漂液, 淋漂和浸漂时需要加碱剂Na2CO3以维持pH值, 防止fibre损伤。
2、 温度和时间
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℃,
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
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/棉织物采用平幅加工, 深色织物有效氯2~4g/L。
2、 应注意的两个问题
(1)前处理问题: 必须有较好的退浆和精练效果, 否则要加重漂白负担, 影响棉fibre的强度, 对T/C来说, 这一点较难满足, 一旦精练不净, fibre上的含氮物质漂白时会与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, 对不耐氯的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, 广泛用于棉布的漂白。
(2)该工艺要求有较好的退浆精练效果, 否则会加重漂白复担影响棉fibre的强度。
(3)对T/C仅限于深色品种, 不用于蛋白质fibre的漂白(引起损伤、 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, 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、 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=1.55×10-12
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, 当前对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, 一般认为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)
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能够提高至10.5～11。
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=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2～6g/L。漂白时间与T有关, 95～100℃条件下, 45～60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