染整工艺原理讲义课件.pdf

染整工艺原理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 S etting）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（R esin 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、染整加工的主要内容漂、染、Eh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硬水：含较多钙镁盐的水。软水：含较少钙镁盐的水。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。表示硬度的方法：a)ppm：1升水中所含Ca、Mg盐类相当于ImgCaCCh称Ippm。b)德国度：1升水中所含钙镁盐类相当于lOmgCaO称1德度。二、染整用水的要求1.要求(1)无色、透明、无臭；(2)pH=6.57.4；(3)铁、镒离子含量0.Ippm；(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C/+、Mg?*生成沉淀析出，过滤后即得软水，其中的 镒、铁等离子也可除去。2.软水剂(1)Na3P0 3CaS 04+2Na3P04Ca3(PO)4!+3Na2s。4(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C/、Fe2 CtT等离子生成螯合物3.离子交换法：(1)原理：用无机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，水通过后可发生离子交换。阳离子交换剂：含当、Na.固体与Ca.、Mg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)常用交换剂:a.泡沸石：水化硅酸钠铝Na20 Z+Ca(HCO3)CaO Z+2NaHC0sNazO,Z+CaS C)4-CaO Z+NazS Chb.磺化煤：2Na(K)+CaS 0LCa(K)2+NaS 042H(K)+CaS 04-*Ca(K)2+NaS 04 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，。r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+h3ci 两性型非离子型：聚氧乙烯醴R-O-（CH2CH2O）nH4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HLB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值二20(完全亲水)对阴离子表面活性剂，可通过乳化标准油来确定HLB值。HLB 值 1518 1315 88 79 3.56 1.53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)脂肪燃：(2)芳煌：(3)混合烧：(4)带有弱亲水性基(5)其他：全氟嫌基疏水性大小：(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，亲水性取决于醴键的多少，醴与水分子的结合是放热反应。当温度3水分子逐渐脱离醴建，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、常用的表面活性剂（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、蔡缩合磺化产品，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（烧基苯磺酸钠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03.TX-10第二章棉及棉型织物的退浆和精练1一、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）：原布准备一烧毛一退浆一精练一漂白（深色布可免，漂布须复漂）一开轧烘一丝光一烘 干一染色（印花）（涤/棉）：准备一烧毛一退浆一精练（亚漂可免）一热定形（兼漂布涤加白）一 丝光一氧漂（兼 漂布棉加白）一烘干三、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、箱路条)、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，t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（。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。”、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：48只刷毛辐，除纱头杂物，使绒毛坚立，12对砂皮根及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。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。r冷水喷雾2.烧毛工艺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。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 o（3）质量要求：34级，涤/棉门幅收缩2%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）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：直链一微溶于热水，支链一难溶于水；耐base优，稀碱液中发生溶胀；不耐baei酸，使或键水解一可溶性淀粉、糊精一葡萄糖；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；2.PVA亲水性高分子物，低粘度溶于水，高粘度不溶于水耐acid,base（在热碱中膨化，部分溶解）被氧化剂氧化而降解 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）溶于水不耐酸、碱4.竣甲基纤维素（Carboxymchye Cellulose）溶解度随醴化程度不同而异：低醴化度溶于碱，中醴化度溶于水，高醴化度溶于有机溶剂；（2）不耐acid,pH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 部分常用的：S 02、NaHS 03 Na2S 204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:浸漂：(2)淋漂：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C12通入 NaOH溶液中自制。1、无色。r淡黄色带有C12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 HC1 放出 C12：NaC10+HCl-HC10+NaClHC10+HC1-C12 f+H204、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CIO-、HC10和C12,且溶液 由碱性转变为酸性时，依下列次序变化：NaClO-HC10-C12根据实验的结果，随pH J,漂白速率t,当pHV4时，漂白速率t T。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HC10和C12,碱性范围是HC10为主，PH4是C12 观点一：漂白作用是依赖HC10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HC10和C12的分解产物对色素双键有加成作用此外NaClO对其他杂质，也可发生氧化、氯化、加成等反应。果胶物质、多糖类及其水解物，其醛基易被氧化生成竣基。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。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酸性条件下，但C12逸出，污染环境中性条件，fibre损伤最严重，此时氧化纤维素竣基多，对纤维的损伤程度较大。所以选择PH910漂白，尽管漂白速度慢一些，但通过延长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C02的作用，使漂液pH逐渐J,轧漂时要不断补充新鲜漂液，淋 漂和浸漂时需要加碱剂Na2c03以维持pH值，防止fibre损伤。2、温度和时间T T,漂白速率但棉fibre的氧化速率t,在一定pH下，T每t 10,氧化速率t 2.7倍,T35,T5,分解缓慢；pH7,几乎无漂白作用。当pH=2.6时，C102生成速率消耗速率，造成环境污染；当pH=8.,NaC102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：90-100对漂液稳定性和白度有关，TI,稳定，Tf,白度t,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：325g/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T,浪费t,污染环境。根据经验，一般NaC102用量为织物重量的1%左右，浸轧液浓度1525g/L。4、时间t t,分解速率，但t和活化剂有关，决定t的是NaC102的分解速率，连续汽蒸漂白时，60 90min,采用（HN4）S 208 和 H202 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NaC102溶液调节成弱酸性，or在漂白过程中将NaC102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.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 t,pH对劳动保护有利，但成本高。镂（胺）型 水合胧及各种胧盐有无机钱和有机胺，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NaC102分解速度、C102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NaC102分解终止（分解较快），故用量过 多，白度匕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3.55.5o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、NaC102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C102,毒性大，且不易散失,C102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C102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、NaC102漂白时消耗量大，价格贵因此，NaC102漂白不是一种理想的生产工艺三种漂白剂的比较NaClOH202NaC102适用范围C.T/C低档C.T/C中高档蛋白质纤维高档C.T/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）io.5n轧槽68汽蒸44.5特殊助剂无稳定剂活化剂设备要求木（石），陶瓷，塑料不锈钢钛劳动保护C12释出，通风设备无毒毒气C102,排风设备要求高 5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，国内的研究始于 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：退一煮一漂一浴主要用剂：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、H202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H202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NaOHlO50g/L 90条件下，H202半衰期80min以上，31700,白度80%高效复配型表面活性剂，有利于润湿，乳化，净洗作用（耐强碱）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：采用高浓度化学药剂，低温下长时间处理设备简单，能耗小，生产定员综合成本J反应温和，对纤维损伤小适合于细薄（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：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：进布一热洗（二格）一浸轧（H2025070ml/L+1530g/LNa0H）一打卷一室温堆放1620h-高温水洗2、涤/棉碱氧一浴 处方(g/L)：NaOH78,H202(100%)10-15,稳定剂 X F-01.7 高效精练剂 FB-12 进布一热洗（2格）一浸轧碱氧液一汽蒸（100,45,）一热洗（1格）一酸洗（2g/LH2so4）一冷 洗一热洗（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）在有张力的条件下，用浓的烧碱溶液处理，然后在张力下洗 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 无张力丝光，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，止匕外，强力及对 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。r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 表面效果及染色牢度，以及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（H2s04,HN03,）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及碱丝光，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、吸附性能银值法：是检验丝光效果的常用方法，银值大，丝光效果好棉布钢值二100,银值150表示充分丝光，一般为135150。碘吸收法：碘沾污和染色测试法：将不同银值（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，定量评定丝光银值。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，若施加适当张力，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。2、微结构结晶度J（70%50%）,无定形区域3 使原来在水中不可及的羟基变为可及，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，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（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II）整个过程纤维素的变化表示如下：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内部并与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。这种溶胀受温度的影响：（4）溶胀也受NaOH浓度及中性盐的影响，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-0?,溶液中尚有可移动的Na+和0H-,如果有NaCl存在，还有C1?,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，膜内外必须分别达到电 性中和。膜内可移动离子总浓度：c Na+I+C1-I=2X-C1膜外可移动离子总浓度：C0=2(C2+C3-X)=2X,CDCO,因而产生了渗透压(P),引起纤维溶胀。P=R T(CI-CO)=R T(2X-C1-2X,)P=R T()(1)根据(1)式(1)当C2不是很大时，C2 t,Cl f,Pt,溶胀t(2)若有盐存在，膜外Na+t,即XI t,PI,溶胀I(3)若C2 t f,Cl相对C2很小，而膜外Na+t t,X 很大，P-0 3、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，张力和去碱。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与收缩及银值关系)C=177g/L时,钢值为150,C=245g/L领值最高。C=240 280g/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、张力1、张力对织物光泽的影响棉织物用浓碱处理时，只有加上适当的张力，才能显示出良好的光泽，从张力对棉纱丝光后 性能的影响可以看出：张力大，光泽好。2、张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，如果施加适当的张力，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、张力对织物缩水率的影响丝光时，经纬向张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，所以优先考虑经向张力；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，表现在收缩率和银值下降，所以丝光碱液以低温较好，但实际生产中考虑到经济 效益，以及温度过低碱液粘度增大，使减液难以渗透到纱线和织物内部，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织物内部和纤维发生作用，因此必须保证 一定的时间。将棉纱用280g/lNa0H在无张力下丝光，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。止匕外，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，若放松张力后，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；放松纬向张力后，进入去碱箱，用淡碱洗蒸 4丝光设备常用丝光机有布铁丝光，弯根丝光和直辐丝光机。以布铁丝光机效果最好，应用最广。一、布铁丝光机由前轧碱槽、绷布辐、后轧碱槽、布铁扩幅装置、去碱箱、平洗机等部分组成。优点：张力易控制，织物缩水率、去碱效果比具它丝光机理想。缺：布铁部分易产生机械性疵布，设备占地大。二、弯根丝光机与布铁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对弯根组成。扩幅作用是依靠织物绕经弯根套筒弧形斜面时所产生的纬向分力将其门幅展宽。弯辐丝光机加工时，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、结构简单的优点，但易产生经密不匀，纬纱成弯月状，染色易有阴阳面，应用 远不如布铁丝光机广。三、直辐丝光机与前两种不同的是，没有轧车和绷布辐筒，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。国内有的厂采用布铁与直辐并 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。常规布铁丝光机车连仅 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，增加绷布辐筒。增加冲吸次数（5冲5吸以上），增加去碱箱数，加强去碱效果。采用高效水洗（如高频振荡洗涤，横导辐，直导根等）。（4）由于车速快，布铁磨损大，应采用合金钢or耐磨塑料衬垫。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:布上含水率大小及均匀程度,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内部，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）一热拉伸一冷却一张力下去碱一去碱箱一平洗 槽主要优点丝光作用均匀，效果良好；光泽、强力、尺寸稳定性都较常规丝光优越；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，在直根丝光机的第一下辐筒上加装一个真空罩，与真空泵相连（抽 至lOkPa）,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，国内则因影响淡碱回收，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00.2%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)消除内应力(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张力下进行热处理，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)成纤过程中隐藏了内应力，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，加剧了遇热回缩及回缩不匀的倾向，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张力下供给织物热能，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I,大分子的内旋转作用t,柔顺性t,取向 度t,内应力!o(2)链段重整阶段：随大分子链热振动t,活性基相遇机会t,容易建立起新的分子间作用力，若施以张力，大分子依张力方向重排，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加热成柔性一在外力下分了链段运动而变形一外力下冷却，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Tt而t,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性各异的各种结晶，有着不同的熔点。当在Tl(vTm)下进行热定形时，部分尺寸小，完整性差的结晶发生熔化，比较均匀和大的结晶则增大or 更完整，使结晶度、晶粒大小及完整性分布达到一个新的状态。此时若再经受T1上松驰热处理，fibre能 熔化的结晶数量I,尺寸热稳定性，且染色性能、硬挺度，弹性等亦发生变化。月青纶的定形机理不同于涤纶热定形使月青纶非品区大分子