染整工艺学教材.pdf

VV染整工艺学绪论第一章纺织常用纤维与结构第二章染整用水和表面活性剂第三章纺织品的前处理第一节棉织物的前处理第二节煮炼漂白第三节丝光第四节毛织物前处理第五节蚕丝织物前处理第六节合成纤维织物前处理第四章纺织品的染色第一节概述第二节直接染料染色第三节活性染料染色第四节还原染料染色第五节酸性染料染色第六节分散染料染色第七节阳离子染料染色第八节混纺和交织织物染色第五章织物印花第一节概述第二节 纤维素类织物印花第三节 蛋白质类纤维及合成纤维织物印花第四节颜料印花第五节涤棉织物直接印花第六章纺织品常规整理第一节棉织物整理第二节毛织物整理第三节蚕丝织物及合成纤维织物整理第七章纺织品功能整理第一节特种功能整理第二节涂层整理绪论染整加工的内容及特点 1.染整加工的内容对织物进行染色、印花和整理加工，也包括纱线染色 织物生产流程纤维一长丝或短纤纱一织物 印染加工流程 坯布一前处理染色（印花）一后处理1.1 练漂去除坯布上的杂质（包括织造过程中所上的浆料），使染整后加工得以顺利进行，同时织物具有良好的润湿性、柔软的手感和洁白的色泽。不同纤维的织物，前处理工艺不相同天然纤维：包含许多天然杂质，前处理工艺复杂化学纤维：去除沾上的污迹，油剂及浆料1.2 染色*印花是在织物上局部染色，从而使织物获得彩色的花纹1.4整理通过物理或化学的方法，采用一定的机械设备，改善织物手感和外观，提高织物服 用性能，或赋予某种特殊功能的加工过程。2.染整加工特点品种多、工艺复杂对于同一坯布，可能进行染色（不同色泽）、印花等处理*设备繁多，自动控制要求高单机台联合机：大批量加工状态：绳状（加工效率高）平幅（折皱少）用水量大，用汽量大，用热量大练漂用水最大水质要求高废水处理负担重第1章常用纺织纤维的结构和性能 纺织纤维属于高分子化合物（高聚物）*由分子量很大的大分子组成*由比较简单的原子团（基本链节或单基），以主价键的形式相互重复联结而成。*有一定的结晶度和取向度纺织纤维分类天然轩ftM许奸堆，梅花麻动安好雄，羊毛.聋检凡它动物毛等纤他素奸睢：帖乾好堆里奥察尔奸罐访织杆推出生轩雄化学奸推，合成奸维|1奸攫二RR好堆,三纤维 堂白质奸堆；府与出白舒睢.动物黏配纤情 甲光质肝雄，充*奸缗甲壳泰奸鼻一餐”帽位胱府好缰杂货奸堆 累事嚏杆堆真忘8口舞友甲第断堇核 餐腰一/的.颦井“理等为惊叶缰乙“R蝠廉轩康 霍乙歼推位“烧轩摊含Ml纤缰第1节纤维素纤维的结构和性能：天然纤维素纤维：棉、彩棉、麻、竹纤维：再生纤维素纤维：粘胶、Lyocell纤维、Modal纤维1.1 天然纤维素纤维：1.1.1棉纤维的形态和结构上端尖而封闭，下端粗而敞口，有天然转曲，截面呈腰圆形一般可分为三层，初生胞壁、次生胞壁、胞腔a i-i 好的主要成分*“咐，52淤.3M.I121.0Q.95K物小0 M0 60 C1 2_ _ _1诵门处ir)|4|0t.l(1)初生胞壁*厚度0.10.2|J m,纤维素含量低 果胶、蜡状物质的含量较高 初生胞壁决定棉纤维的表面性质，具有拒水性阻碍化学品向纤维内部扩散，织物渗 透性差 可分为三层：外层是由果胶物质和蜡状物质组成的皮层，二、三层纤维素成 网状结构，对纤维溶胀起束缚作用。(2)次生胞壁 为棉纤维主体，质量约占整个纤维的90%以上：纤维素淀积形成日轮，呈螺旋式排列(3)胞腔含有蛋白质及色素，决定棉纤维颜色为纤维最大空隙，是化学品的主要通道1.1.2纤维素的化学结构化学结构由B-D-葡萄糖剩基彼此以1,4普键联结而成 分子式为（C6H10O5%OHlx H*H H 4 1/H1-0r(1U7H相邻葡萄糖剩基扭转180。,每隔两环有周期性重复两环为一基本链节，链节数为（n-2）/2 n为聚合度，棉和麻为1000015000,粘胶纤维为250500纤维大分子的结构特点两个末端葡萄糖剩基，一端为四个自由羟基，另一端有三个自由羟基和一个半缩醛羟基（称为潜在醛基），可显示醛基性质因此具有还原性，可利用醛基含量变化测定平均聚合度变化每个葡萄糖剩基有三个自由羟基，具有一般醇羟基的性质，能起酯化、醴化等反应羟基可以在分子间和分子内形成氢键，使大分子链挺直而有刚性，排列紧密，纤维 素强度高大分子链中的背键对碱的稳定性较高，酸中易水解，大分子链聚合度降低，纤维强 度降低1.1.3 棉纤维的超分子结构超分子结构指的是棉纤维次生胞壁中纤维素大分子的聚集态结构 包括纤维素大分子的排列状态、排列方向、聚集紧密程度等结晶度和取向度棉纤维约为70%,麻纤维约为90%,丝光棉纤维约为50%,粘胶纤维约为40%棉纤维的超分子结构模型 纤维中的晶体在自然生长中成一定的取向性 棉纤维次生胞壁外层螺旋角3035 ,麻纤维平均为6 左右 樱状原纤模型大分子一微原纤一原纤E状汉奸侵暨(成格f处为睛M部分)结晶度对纤维强度的影响 纤维素分子的羟基在结晶部位以氢键结合，形成立体规整排列，分子间力强 晶区使分子链之间交联，防止分子链滑移 结晶度愈高，纤维强度越高取向度对强度的影响 分子链顺应排列，次价力增高影响纤维内的受力状况，大分子能均匀承受外力取向度高，强度高如丝光棉、粘胶丝拉伸结晶度对染色的影响 染色时，染液只能渗透到纤维的无定形区和晶区边缘。结晶度高，无定形区少，染料不易进入，平衡吸附量少，得色浅 棉纤维丝光前后，同样染色条件，得色深浅不一样1.1.4 化学性质(1)碱的作用背键对碱的作用比较稳定*浓碱下发生不可逆的各向异性溶胀，施加张力，就是丝光 可以生成碱纤维素，水洗后可恢复，但使纤维微结构发生不可逆变化，用于丝光此/讷化 I r I，|肝忏 OH-WJH WJH酸性越强，水解速率越快强酸催化作用强，弱酸较弱，有机酸更缓和浓度越大，水解速率越高温度越高，水解速率愈快 温度升高10,速率增加23倍 麻、棉、丝光棉、粘胶水解速率依次递增 棉织物用酸处理生产蝉翼纱、涤/棉织物的烂花 中和织物上的残余碱含氯漂白后处理，加强漂白作用注意：酸的浓度很稀，温度低于50,彻底洗净，避免带酸干燥(3)与氧化剂的作用生成氧化纤维素，使纤维变性、受损 在碱存在条件下，空气中的氧会产生氧化作用氧化剂漂白时，应注意工艺条件可生成还原型氧化纤维素(含大量醛基或短基)或酸型氧化纤维素(竣基)伯羟基一醛基一竣基仲羟基一酮基一醛基或竣基半缩醛羟基一段基1.1.5纤维共生物主要有果胶物质、含氮物质、蜡状物质、天然色素等，还有棉籽壳。影响纤维的吸水、染色、白度等性能(1)果胶物质主要成分为果胶酸钙、果胶酸镁、果胶酸甲脂和多糖类在碱性条件下，使酯水解成竣基，并转变成钠盐(2)含氮物质 蛋白质和简单的含氮无机盐，存在于纤维的胞腔中(3)蜡状物质不溶于水，但能被有机溶剂萃取的物质 存在于初生胞壁 脂肪族高级一元醇、游离脂肪酸、脂肪酸的钠盐、高级一元醇的酯和固体、液体的 碳氢化合物借助皂化作用(脂肪酸或酯)和乳化作用(高级醇和碳氢化合物)去除(4)灰分由硅酸、碳酸、盐酸、硫酸和磷酸的钾钠、钙、镁、镒盐以及氧化铁和氧化铝组成 能溶于酸，可通过酸洗去除(5)天然色素(6)棉籽壳 纤维初加工时带入可在织物煮炼时去除1.2天然有色棉白棉使通过对原始棉花长期驯化得来的主要有棕色、绿色和褐色三种可纺性差、色素不稳定、产量低1.2.1 化学组成I 1天嬉色申主要共建含第 1 0 I&1 门、.I-MI：力09 I 5.11 f i,，母.fK2C 1 I 1.9)*)1.2.2彩棉物理性能：形态结构 1*3 色”自,主，物理性能 1 川1 1I it-nr M?IIE|_ 卫A.15T74.U1.3麻纤维主要成分为纤维素，并含有较多的半纤维素、果胶和木质素 l-4 N”受舒的化掌*9Ml%J I4T0.B7SOST。12-ISt5*J14-IJA:5I9BMI 17 jt/j M：阅utita JTQ j薪IT J3“|,麻纤维染色性能结晶度高、取向度高，含有一定量的木质素和半纤维素等杂质，染色性能差，染料 扩散困难，上染率低，得色量低，不易染深色。改善方法：染前处理丝光，降低纤维结晶度改性处理如阳离子化处理1.2再生纤维素纤维 存在皮层和芯层 化学结构与棉纤维相似 聚合度低，普通粘胶300400,高强粘胶500600暴露的端羟基和醛基比棉多，吸湿性高，标准回潮率12%暴露的端羟基和醛基比棉多，吸湿性高，标准回潮率12%结晶度低，30%40%,聚合度也较低普通粘胶纤维性能 强度 低张力或松式加工 无定形区多，结构松散，对化学试剂的吸附能力大粘胶纤维丝光棉棉 对酸和氧化剂更敏感，对碱的稳定性较差，避免浓碱处理皮芯结构对染色有影响对染料吸附量大于棉，但皮层结构紧密，妨碍染料的吸附和扩散低温、短时间染色，浅，染色不匀高湿模量粘胶 富强纤维有原纤化倾向耐碱性能较好Modal 纤维第二代富强粘胶Lyocell 纤维采用N-甲基吗琳（NMMO）溶解纤维素：干喷湿纺法纺丝商品名“Tencel”易产生原纤化Lyocell纤维结构*化学结构与棉、麻相同，相对分子质量分布比粘胶纤维集中干、湿强度大，具有较高的湿模量*有一定程度的皮芯结构，皮层为无定形结构，芯层由高度结晶的巨原纤和之间所谓 无定形区组成膨润各向异性明显，横向40%,纵向0.03%,织物结构紧密僵硬Lyocell原纤构造对染整影响由微纤维构成的、取向度非常高的纤维素分子集合体，微纤维集合体由巨原纤构成,由明显的原纤结构，各级原纤基本上都是沿纤维轴向排列。横向结合力较弱，纵向较强，形成层状结构径向膨润程度远远大于轴向，约有1.4倍，并有较大的湿刚性（硬度）织物中纤维 之间接触面积变大，表面摩擦阻力增加，结构紧密、僵硬，易产生折痕和擦伤疵病 织物中纤维之间接触面积变大，表面摩擦阻力增加，结构紧密、僵硬，易产生折痕 和擦伤疵病C 6 X9.JMVMl MB|NMIMl.m MrM t.aAUS.ABJH4UV金J ft-*，V J?il0.M-LI：!一。一X M*dMl*Bli.-m*rwI nin un 口1*19一Wctl-19!itFt,I 9-9 111JR Au.HI1工，UT9 litVHPMk/i 1，Ma1，*!，LI1，射竹纤维竹子主要由纤维素、木质素、果胶和多戊糖组成 纤维素 40%50%,木质素20%30%多戊糖 16%21%,灰 分 1%3%第二节蛋白质纤维的结构和性能一、蛋白质分子组成及分子结构概况 1.元素组成有机含氮高分子化合物碳、氢、氧、氮，有的含有硫、磷2.氨基酸组成 a-氨基酸，主要有20种左右H?CHOOOH3.分子结构由。-氨基酸彼此通过氨基与竣基之间的脱水缩合，以酰胺键联结而成酰胺键称为肽键由肽键联结的缩氨酸叫作肽多缩氨酸链(多肽链)是蛋白质分子的骨架，也叫主链二、蛋白质的两性性质蛋白质分子的侧基上含有酸性基团和碱性基团是典型的两性高分子电解质_喝N-P-COOH 修、P(TXJH V GO蛋白质分子上所带的正负电荷数量相等时的溶液pH值，称为蛋白质的等电点1.羊毛的组成杂质：羊脂、羊汗、砂土、植物性杂质 角蛋白碳 50.2 52.5%氢 氧 氮 硫6.4 7.3%20.725%16.2 17.7%0.75%2.羊毛的形态结构。(1)鳞片层耐碱、氧化剂、还原剂和蛋白酶的作用HEABB*黄 体图1-6羊毛片隈的靖树：(2)皮质层：(3)髓质层：(4)细胞间质鳞片细胞之间、鳞片细胞和皮质细胞之间、皮质细胞之间通过细胞间质粘合起来构成羊毛整体细胞间质，呈网状结构，是羊毛内唯一连续物质四、羊毛角蛋白的分子结构由C、H、0、N、S元素构成的多种氨基酸缩合而成的链状大分子 二氨基氨基酸(精 氨酸、赖氨酸)、二竣基氨基酸(天门冬酸、谷氨酸)和胱氨酸的含量高 盐式键、二硫键和氢键 网状结构多缩氨酸主链的空间构型为。-螺旋结构五、羊毛的性质 1.羊毛的可塑性在湿热条件下，内应力迅速衰减，并按外力作用改变现有形态，经冷却或烘干使形 态保持下来多肽链构象变化，及附键的拆散和重建有关2.热的作用耐热性较差，干热不超过703.水和蒸汽的作用较强的吸湿性沸水或蒸汽中，可发生水解，纤维损伤4.酸的作用耐酸性较好肽键水解0 5.碱的作用拆散盐式键主链水解部分氨基酸水解 6.还原剂的作用与二硫键起反应破坏胱氨酸键碱性介质，破坏更强烈 7.氧化剂的作用漂白和防缩去除鳞片六、蚕丝的结构和性能（一）蚕丝的形态结构（二）丝素的结构和性质分子链由两部分嵌段连接而成一部分分子链整齐排列，形成氢键，组成结晶区一部分受侧链的阻碍作用，形成无定形区多肽链含有许多一CONH一键结构，肽链在结晶区几乎是完全伸直，为B 型构象 0多肽链整齐排列部位形成结晶性原纤无定形区影响丝素主要性质H（三）丝素的性质1.溶解性丝素仅能在水中溶胀，不能溶解 在盐类溶液可发生无限溶胀而溶解 2.酸的作用较耐酸，比棉强，比羊毛差有机酸增加丝重、光泽，赋予丝鸣 无机酸，可发生酸缩，皱纹丝织品 酸浴加盐会造成伤害3.碱的作用比羊毛好弱碱性物质无损伤，溶解丝胶，生丝精练4.氧化剂会造成损伤 5.还原剂无明显损伤七、大豆蛋白纤维大豆蛋白质 23%55%聚乙烯醇 77%45%61第二章水和表面活性剂第1节染整用水 水中的杂质类型 水对染整加工的影响 软化剂软化法沉淀法 离子交换软化法一、水中的杂质类型（一）水中的杂质类型 水的一般来源为雨水、地表水、浅地下水和深地下水。雨水为地表水的主要来源。地表水有较多的悬浊物 浅地下水主要有浅泉水和深度为15m以内的井水组成。一般不含悬浮状质，但往往含有有机类杂质。深地下水疗,不含有机杂质，但往往含有可溶性无机杂质O 水的硬度 暂时硬度 主要是钙、镁的酸式碳酸盐可加热除去 永久硬度 钙、镁的硫酸盐、硝酸盐、氯化物 永久硬度又叫做非碳酸盐浓度必须用化学方法除去 总硬度上述之和 2.碱度碳酸钠等碱性物质不会同时存在永久硬度 3.硬度表示1L水中所含的钙、镁盐换算成碳酸钙的毫克数，以mg/L表示*2-1 水如歌水区分衰木 Kacuxs 1以9闺体ArllH eL W未15_ _-一 1*15-501 tin_Z_IHMi 30HM)L 7：一一 一_-_100-200|ion W（二）染整用水要求112-2 中用水对水的米本网“色阳做.*1.一A Mt位mu*i（三）水匚10上杂质对染210悠工艺的影7-B 响0410,110色慎刚本 9-l|140-IWr*体 棉 煮炼：钙、镁，沉淀、浪费烧碱、织物钙斑 氯漂：铜、铁等重金属离子加速次氯酸钠的分解，织物脆损 双氧水：铜、锦、铁等离子 催化 氧化脆损 2.真丝 精练 硬度偏高 出水不清、白雾、手感差 3.锦纶 精练金属离子吸附而泛黄 漂洗色度、纯净度差的漂后织物发黄 4 月巴皂 不溶性钙、镁皂，浪费肥皂，斑渍沾污 5.染色 钙、镁 染料和助剂沉淀，染色不匀、鲜艳度下降、影响色深，沾污织物、产生色斑 活性染料 铁、铜等金属离子，色变和溶解度降低 6.柔软剂 含硬脂酸的钙、镁的不溶性沉积物二、水的软化 软化剂软化法 纯碱、磷酸三钠或六偏磷酸钠、乙二胺四乙酸等化学药品 钙、镁等离子沉淀 钙、镁等离子鳌合，可溶性络合物 沉淀法 石灰一纯碱水软化法 钙、镁离子碳酸盐 处理后，水中至少含有30mg/L的碳酸钙和10mg/L的氢氧化镁，软化程度不高 也可以去除铁离子和镒离子。磷酸三钠钙、镁离子磷酸盐软化效果好 2.络合法 多聚磷酸钠 水溶性络合物，小于70C有软化作用 胺的醋酸衍生物 钙、镁离子及铜、铁离子生成水溶性络合物，稳定性非常好，成本较高（二）离子交换树脂法 苯乙烯和对苯二乙烯基苯合成的体型网状高聚物 分子结构含酸性基和碱性基等化学活性基团 活性集团上的离子与水溶液的同性离子发生交换作用 阳离子交换树脂 含有活泼的酸性基，与水溶液中的阳离子交换 常用的有磺酸型强酸性阳离子交换树脂和竣酸型弱酸性阳离子交换树脂 2.阴离子交换树脂 含有活泼的碱性基，与水溶液中的阴离子交换 常用的有季镂型强碱性阴离子交换树脂和伯镂型弱碱性阴离子交换树脂 3.软化 钙、镁、钾、钠、氯化物、硫酸根、先阳离子交换塔,4.树脂再生 阴离子交换树脂 阳离子交换树脂第2节表面活性剂 一、表面张力铁、铜、铝、镒等阳离子碳酸根等阴离子再阴离子交换塔4%的烧碱溶液4%的盐酸溶液 任何自然状态下的液体都有自发地减少其自身表面积的趋势,表面积减少是降低其自身 状态能量的有效途径。产生原因 液体分子之间存在着相互吸引力，液体内部所有分子所受到的合力为零。液体表面分子，由于表面以外气相中的分子密度相对很小，分子受到来自气相的吸引力 远比来自液体内部分子的吸引力小。表面分子受到垂直于液体表面且指向液体内部的合力。2.定义 液体表面分子受到的垂直于表面且指向液体内部的合力使表面分子有沿此力向内收缩 的自然趋势，由此产生的与液面相切的收缩液面的力，就是液体的表面张力。F=2y 1 式中人是液体的表面张力系数，简称表面张力，常用单位为mN/m 表面张力实际上是液体与其所接触的气体之间的界面张力。任何两种不同物质向接触的界面都存在着界面张力 不同的液体物质具有不同的表面张力二、表面活性剂1.表面活性 在溶液中溶解另外的物质即形成溶液,溶质的介入往往可以明显改变液体原有的表面张 力。溶质使溶剂表面张力降低,并改变体系的表面或界面状态的性质,叫做溶质的表面活性。具有表面活性的物质称为表面活性剂A火种外第微附我心力(1)较低浓度，表面张力随浓度增加急剧下降(2)浓度增加，逐渐下降(3)浓度增加，稍有上升 2.表面活性剂结构 共同特征：分子由极性不同的两部分结构组成，即两亲化合物 极性弱而非极性强的部分呈现疏水性，称为疏水基或憎水基 极性强而非极性弱的部分呈现亲水性，称为亲水基总住到分子椅泵 疏水基一般由羟基组成 亲水基则由各种极性集团组成，种类较多 表面活性剂的亲水性基团分为：阴离子型、阳离子型、两极型和非离子型 其分类一般按亲水基团的电荷性质进行C=Oo=00=_ o,住分子乐 3.水中存在状态“亲者相近、疏者相斥”的原理 界面表面活性剂亲水基团与水接触，疏水基团则垂直于水面且指向水面的外侧0金临界胶束浓度(CMC)与水表面张力达到最低值所对应的表面活性剂浓度 CMC为一狭窄的浓度范围在超过CMC后，溶液性能和性质会发生突变京*力埠JR怪丸 十二水第一聋家“，美小 住津厦，曹化(2)胶束或胶团 在浓度超过CMC后，过量的活性剂分子形成聚集体 在界面上发生定向吸附和在溶液中形成胶束是表面活性剂的最重要的特性 胶束的形状类型很多 原因：减少疏水性基团与水的接触面积 形状与浓度及分子外观构型有关 小于临界胶束浓度10倍一般为球形器”9W 检三、表面活性剂的润湿和渗透作用 液体对固体的润湿过程实际上是液体取代固体表面气体的过程 或界面取代过程-以液/固和液/气界面取代气/固界面 可分为三类：沾湿、浸湿和铺展 沾湿：与固体接触的气体被液体取代 浸湿：气/固界面完全被液/固界面取代 铺展：液体与固体表面接触后液体自动在固体表面展开并排挤掉原有气体 润湿程度体力体第一”(1)接触角 在液相、固相和气相三相交点处液滴切线与固体平面之间的夹角，它为液体与固体表面 的接触角，反映润湿程度高低接触用。界面东力之间的关系(2)接触角滞后现象 由于固体表面的不均匀性和不平整性，液/固界面与气/固界面所形成的接触角不同 前进角：液/固界面取代气/固界面所形成的接触角 后退角：气/固界面取代液/固界面所形成的接触角 一般情况下前进角大于后退角(3)对纺织品的应用 表面活性剂的加入可以降低水溶液与纤维之间的截面张力和水溶液自身的表面张力，促 进水溶液在纤维表面的铺展，对提高纤维润湿性能起积极作用。对纺织品内部纤维表面的润湿实际上是一个渗透过程，二者无本质的区别，润湿作用在 物体表面，渗透作用在物体内部。纱线和织物内部有许多纤维形成的毛细孔道,加工溶液必须穿过这些孔道才能对内部纤 维表面进行润湿 纺织品有相当大的比表面积，实际润湿过程很难达到平衡 实践中要考虑润湿速度,这要求润湿剂有足够的扩散速度和单分子浓度，及较高的CMC 值四、表面活性剂的乳化、分散和增溶作用 乳化作用 一种液体以微小的液滴均匀分散在另一种与其不相溶的液体中所形成的分散体系叫做 乳状液，这种作用叫乳化作用。表面活性剂在互不相溶的两种液体之间发生了定向吸附，降低了两种物质之间的表面张 力3金于我*水包油型（油/水型、0/W型）：油相以非连续的油滴分散在连续的水相中，油相叫分散相或内相，水相叫分散介质或外 相 油包水型（水/油型、W/0型）：水相以非连续的水滴分散在连续的油相中，水相叫分散相或内相，油相叫叫分散介质或 外相 泡沫印花 1-15 即昆色 2.分散作用 固体以微小的颗粒均匀分散在液体所形成的分散体系叫分散液或悬浮液,这种作用叫分 散作用 内相（分散相）为固体，外相（连续相）液体 作用机理与乳化相似 3增溶作用 当水中的表面活性剂浓度超过其临界胶束浓度以后，不溶或微溶于水有机物质在水中的 表观溶解度明显提高，胶束的这种作用叫做“增溶”或“加溶”。增溶以分子聚集体加入，溶解是溶质分散成分子或离子不等方式五、表面活性剂的去污作用（1）污垢及其性能 污垢是指吸附于基质表面，可改变清洁外观及质感特性的、不受人们欢迎的物质。可分为油性污垢、固体污垢和特殊污垢1.污垢与纤维的结合力 化学结合 极性污垢纤维上的极性集团氢键或离子键 非极性污垢 范德华力 化学处理 如：染料、羊脂、棉蜡、丝胶(2)静电力结合 静电引力如炭黑、铁锈(正电)纤维素(负电)多价阳离子桥 污垢(负电)多价金属离子(正电)纤维(负电)去除较困难(3)机械结合 固体尘土在纤维上的粘附 比静电引力和化学结合弱 纤维表面粗糙度越大，结合力越大 污垢粒子越小，结合力越大B9-I 体状的附”&2.污垢种类 油性污垢 动、植物油和矿物油，脂肪、蜡质 如皮脂(2)固体污垢 硅质：尘土、泥等 碳质：烟尘、炭黑及铁锈等 油性污垢和固体污垢同时存在(3)特殊污垢蛋白质、淀粉、血迹、生活调味品等(二)洗涤的基本过程 纤维污垢+表面活性剂一一纤维表面活性剂+污垢表面活性剂 洗涤过程：洗涤剂与污垢、污垢与固体表面之间发生一系列物理化学作用，借助机械作 用，使污垢从织物表面脱离下来，分散、悬浮在水溶液中，经漂洗除去 是一个可逆过程(1)活性剂界面吸附(2)污垢润湿和渗透，活性剂渗透到污垢与纤维之间(3)污垢与纤维结合力降低，污垢脱落(4)污垢乳化分散成为稳定体系，并进入洗涤剂的胶束中*“a t”？，（三）油性污垢去除 油性污垢大体以一的厚度铺展在表面 通过润湿作用，表面活性剂分子在水/油和水/固界面发生定向吸附，增大了油滴的接 触角手体初 脱落过程实际上类似一个“卷缩”的过程用浅旅*1的作用二宏备于 在净化过程中，机械作用有助于杂质从固体表面脱落 油类杂质在表面活性剂和机械力的作用下，乳化分散在处理液中 乳化分散体系要保持稳定，防止在沾污 同时的增溶作用，加强了净化效果。（四）固体污垢去除 通过分子间作用力以一些点与表面接触、粘附 只要显著降低其在固体表面粘附力，就可以去除 水可以使粘附力大大降低，使纤维膨化，微粒与纤维表面的距离增大，附着力降低。活性剂加快润湿速度 有机固体污垢，活性剂促进渗入，使污垢发生溶胀、软化，机械作用脱落，乳化去除 阴离子：可以减弱污垢与纤维之间的静电结合力，不易再沾污 阳离子：不能减弱静电吸引力，使纤维更易吸附污垢 非离子：不能明显减弱静电结合力，防止再沾污，其胶束增溶作用明显。必须有机械作用协助六、起泡和消泡作用 气体分散在液体中的状态称为气泡 许多气泡相互结合在一起，彼此之间以很薄的液膜隔开，称为泡沫。绝对纯净的液体不会产生泡沫 表面活性剂水溶液为典型的易产生泡沫的体系 气泡表面定向吸附表面活性剂分子，到一定浓度，气泡壁变得坚固。表面活性剂使表面张力下降，增加气一液接触面，气泡不易合并 空气中的气泡具有双层活性剂分子n 2-10 像 消泡就是泡沫稳定化的过程 利用：去污 不利：染色和印花疵病 消泡：破泡 抑泡第3节 常见表面活性剂 染整加工主要应用阴离子、阳离子和非离子表面活性剂 可用作润湿剂、渗透剂、乳化剂、分散剂、匀染剂、柔软剂、洗涤剂、固色剂、整理剂 等 是染整加工助剂的主要成分一、表面活性剂分类 按离子类型分类 能电离生成活性作用的离子基团称为离子型表面活性剂 阴离子：洗涤剂、渗透剂、润湿剂、乳化剂、分散剂等 阳离子：柔软剂、匀染剂、防水剂、固色剂、抗静电剂等 双性：柔软剂、匀染剂、抗静电剂等 非离子：匀染剂、乳化剂、分散剂等 2.按用途分类 润湿剂、渗透剂、乳化剂、分散剂、匀染剂、柔软剂、洗涤剂、固色剂、整理剂等二、表面活性剂的一般性质 溶解度 一定温度下，溶解度随着疏水基的相对增大而降低 离子型的随温度升高而增大，至一定温度后，溶解度增加很快 非离子型的，一般在低温时易溶，慢慢加热表面活性剂水溶液，当溶液由透明变为浑浊 时的温度，称为该表面活性剂的浊点 2.酸、碱稳定性 阴离子型：在强酸液中不稳定，竣酸皂易析出游离酸，硫酸酯盐易水解；碱液中稳定 阳离子型：镂盐类碱液易析出游离氨，在酸性中稳定；季镂盐耐酸、碱性较好 非离子型：一般在酸、碱中稳定，但个别品种除外 两性型：易受pH值变化改变性质 3.亲水和疏水性能 表面活性剂分子中亲水基团和疏水基团各自的亲水和疏水性能决定着整体分子的亲水 和疏水性能。亲水性强，非极性弱，溶解性好，表面活性不好 亲水性弱，非极性强，溶解性差，表面活性不好 二者应该是一种平衡 美国ATLAS机构提出亲疏平衡值HLB值，反映之间的平衡关系 格里芬方法：试验方法确定 计算方法，不同的活性剂有不同的计算方法 3.无机盐稳定性 离子型的易产生盐析，非离子和两性类的不易产生盐析 4.氧化稳定性 分子结构中，C-S、C-F、-0-较稳定 5.生物活性 包括毒性及杀菌性，两者基本对应 阳离子型的阴离子型的非离子型的 两性型毒性小，杀菌力大。6.生物降解性 对环境无害性三、阴离子表面活性剂 在溶液中离解后，亲水基团带有负电荷 占表面活性剂总量的40%以上 竣酸盐类 亲水基为竣酸基(一COO-)(1)脂肪较酸盐 常称为皂，结构通式为R-COONa 具有丰富的泡沫和良好的洗涤能力，不耐硬水 只能在中性或碱性条件下使用，酸性生成脂肪酸(2)烷基磺酸盐 中间键为酰胺键，增加了分子中亲水基总数，抗硬水 酸中易分解 如雷米邦A(3)烷基醴竣酸盐 也可以归为非离子表面活性剂 酸性介质非离子特征 碱性或中性 阴离子竣酸盐特征 抗硬水能力强，是优良的乳化剂 2.磺酸盐类 品种最多，产量最大 在酸性介质中不会影响溶解度 烷基磺酸钠(净洗剂AS)R-SO3Na(2)烷基苯磺酸钠 常用十二烷基苯磺酸钠，主要用作洗涤剂 对酸、碱和硬水都很稳定 去污能力强，携污能力壁肥皂低四、阳离子表面活性剂 在溶液离解后，亲水基团带有正电荷。亲水基主要为氮原子，也有磷、硫等原子 会在织物表面形成亲水基向内，疏水基向外的排列 可用作抗静电剂、柔软剂五、非离子表面活性剂 不能电离，亲水基团不带电荷，利用极性基团形成氢键获得水溶性 在水溶液中以分子状态存在，稳定性高 不易受强电解质影响，耐酸、耐碱 与其他类型的表面活性剂相容性好 水及有机溶剂溶解性好 固体表面不发生强烈吸附 与阴、阳离子活性剂复配后提高性能 如渗透剂JFC、平平加0、匀染剂0六、两性表面活性剂 极性基团同时存在酸性基（竣基、磺酸基或磷酸基），碱性基（胺基或季胺基）可与其他表面活性剂混配 具有良好的配伍性和低毒性第三章纺织品前处理 去除各种天然杂质；（2）浆料和沾上的油污（3）提高织物的白度和吸水性，满足后续染整加工的要求（2）提高柔软性，改善织物品质第一节棉织物的前处理 前处理的好坏对成品质量起着关键性的作用 前处理加工常常被成作VIP工序一、原布准备 包括检验、翻布(分批、分箱、打印)和缝头等工作(1)原布检验 检验质量、发现问题，保证成品质量、避免损失 检验内容 原布规格：长度、幅宽、重量、经纬纱线密度和强力等指标 原布品质：缺经、断纬、跳纱、棉结、油污纱等(2)翻布 分批：以订单为批号进行分批 分箱：每批布又可分成若干箱，便于加工输送 根据设备加工容量确定，一般为6080匹 摆布：人工将布匹堆放在堆布板上，将两个布头拉出，布边整齐、正反一致 打印：在每箱布的两头上打上印记，标明原布品种、加工工艺、批号、箱号、发布日期、翻布人代号等(3)缝头 下机坯布 30120m 将翻好的布匹逐箱逐批用缝纫机连接起来 环缝 平缝二、烧毛 绒毛影响：成品光洁度变差、容易沾染尘污等 毛羽脱落，染色不匀，印花轮廓不清 烧毛：将平幅织物迅速通过火焰或擦过赤热的金属表面，去除绒毛。机理：布面上分散存在的绒毛很快升温并发生燃烧 布身比较厚实，升温较慢，当织物温度尚未升到着火点，已经离开火焰 既烧去绒毛又不损伤织物 烧毛设备 气体烧毛机、热板烧毛机和圆筒烧毛机 2-3，停根i一十 B s度 一 织物穿布路线 只烧正面 两面都烧 2-火口 三”俊示 灭火装置 灭火槽盛有热水或退浆液（稀烧碱或酶液）干落布：蒸气灭火箱 刷毛或除尘方法烧毛工艺 在使火焰具有足够高的温度，合理加快车速车速：稀薄织物120150m/min,厚密织 物为 80120m/min 纯棉织物：透烧法 涤/棉织物：切烧法，吹冷风和冷水辐 纺织涤纶受热性能发生变化，涤纶绒毛熔融成小球，染色形成疵烧毛质量评定 5级制标准，采用目测检查法对烧毛质量进行评级 1级未烧毛坯布 2级长毛较多 3级基本没有长毛 4级仅有较整齐短毛 5级 毛烧净三、退浆 经纱上浆主要用的浆料有三大类：淀粉(变性淀粉)聚乙烯醇(PVA)聚丙稀酸类 应用纯棉和粘胶纤维变性淀粉涤棉和涤粘等 聚乙烯醇和变性淀粉的混合浆、变性淀粉和聚丙烯酸酯混合浆，或加入竣甲基纤维素 涤纶或锦纶等合成纤维聚乙烯醇和丙烯酸类等浆料 上浆率一般为4%15%目的：尽可能多地去除坯布上的浆料,纺织坯布上的浆料玷污染整工作液和阻碍染化料向纤维 内部渗透(一)浆料特性 淀粉 大多数品种含1525%的直链淀粉和7585%的支链淀粉 直链淀粉。-1,4-普键 支链淀粉 存在少量的1,6-普键和1,4-普键 对碱稳定，在稀碱液里膨化 对酸较不稳定，水解 氧化剂氧化 2.变性淀粉 第一代：降解淀粉，化学方法(酸或氧化剂)或物理方法使淀粉大分子降解 降低粘度、增加流动性、提高使用浓度 酸解淀粉、氧化淀粉和糊精等 纯棉织物上浆主体浆料 在涤/棉上浆中，可取代1030%的PVA 中、高浓度上浆工艺 第二代变性淀粉一一淀粉衍生物 酯化、醴化或交联反应，在羟基上引入一个基团或引入一个低分子物 减弱相互之间作用力，提高热粘度稳定性和对合成纤维粘附性，改善浆膜柔韧性 可取代1050%左右的PVA 第三代变性淀粉接枝淀粉 引入有一定聚合度的高分子化合物的接枝侧链 兼有淀粉和合成淀粉的特性 良好的亲水性和对合成纤维良好的粘附性 涤棉混纺可取代50%70%(100%)的PVA 2.聚乙烯醇(PVA)主要用于合成纤维上浆 难以降解，部分国家禁止使用 3.聚丙烯酸类 对纤维粘着力强，对环境影响小 喷水织机化纤长丝上浆主体浆料棉、粘胶、芭麻和涤/棉的辅助浆料4.CMC纤维素的衍生物主要和淀粉等混用(二)退浆工艺碱退浆适用性强，可用于各种天然和合成浆料退浆常采用丝光的废碱液，成本较低退浆率较低，约为50%70%对棉纤维上的杂质有一定分解和去除作用退浆特点在热碱液中，淀粉和变性淀粉、竣甲基纤维素等天然浆料以及PVA和PA类等合成浆 料，发生溶胀，从凝胶状态转变为溶胶状态，与纤维的粘附作用变松，再经机械作用，从织物上脱落部分浆料可生成水溶性较高的钠盐，溶解度增大对天然杂质去除较多，尤其是棉籽壳PVA受热后，浆料去除困难，最好在烧毛和预热定形前退浆无化学降解作用，要及时水洗，避免重新粘附(2)退浆工艺流程轧碱一打卷堆置或汽蒸一水洗平幅轧碱一平幅蒸箱中汽蒸或打卷堆置2.酸退浆多用于棉布退浆，成本低廉很少单独使用，常与碱退浆或酶退浆联合使用注意避免纤维素的损伤退浆率不高可大量去除矿物盐和提高织物白度使浆料发生一定程度水解，提高水洗效果对PVA和PA无降解作用3.酶退浆高效、高度专一的生物催化剂退浆率高，不会损伤纤维素纤维常用的淀粉酶只对淀粉类浆料有效，对其他浆料无退浆作用主要使用。-淀粉酶，但其中会含有B-淀粉酶、支链淀粉酶和异淀粉酶酶退浆工艺(1)预水洗加快浆膜溶胀，洗除有害的防腐剂或酸性物质(2)浸轧或浸渍不同的酶制剂，浸渍的温度和pH值不同(3)保温堆置使酶对淀粉充分水解，使浆料易于洗除(4)水洗后处理用洗涤剂在高温水中洗涤，对厚重织物可加入烧碱充分洗涤影响因素(1)pH 值兼顾活性和稳定性(2)温度速度和变性(3)活化剂和阻化剂(4)氧化剂退浆可用于任何天然或合成浆料退浆 退浆率高，一般到90%98%常用有过氧化氢、过硫酸盐和亚浪酸钠四、煮练 G浆工序主要去除大部分浆料及部分天然杂质 煮炼工序去除大部分天然杂质（蜡状物质、果胶物质、含氮物质、棉籽壳），部分油剂 及残余浆料第二节煮炼漂白前处理一煮炼煮炼棉及棉型织物经过退浆后，大部分的浆料、油剂以及小部分的天然杂质可被去除，但是 大部分天然杂质的存在和浆料、油剂的残留，使织物色泽发黄、吸水性很差，同时棉籽 壳的存在也影响了织物的外观和手感。*煮炼（精练）的目的：（1）主要去除天然杂质；（2）除去未退浆的浆料和油剂；（3）获 得良好的吸水性和较洁净的外观。精练液组成：稀烧碱（丝光后的淡碱），乳化剂、分散剂、络合剂、还原剂等。绝大部分天然杂质可与烧碱反应生成可溶性产物除去。精练后首先要用80度以上热水 洗涤，低于此温度，已溶解的杂质会重新玷污到织物上去。在热水洗涤过程中还要用酸 中和。碱精练消耗大量的水和能源，碱性废水使化学需氧量/生化需氧量（COD/BOD值）相当 高。可以采用酶退浆和酶精练一步完成，或开发少碱或无碱的精练。也可以将精练、漂 白合并为一个工序。（一）煮炼用剂及其作用1.烧碱*果胶*主要存在于初生胞壁中，成熟棉纤维含量约为0.9%1.2%,不成熟可达6%主要为果胶酸的衍生物，果胶酸的化学组成是。-D半乳糖醛酸彼此以1,4-普键相联的 线性大分子，部分以甲脂或Ca、Mg盐的形式存在 亲水性比纤维素低，影响纤维的润湿性，对纤维的色泽和染色牢度有不良影响。去除：使酯键水解，成为可溶性的竣酸钠盐 果胶大分子断裂，水中溶解度提高（2）含氮物质 主要以蛋白质形式存在于胞腔中，含氮量大约在0.2%0.6%之间。蛋白质在织物服用过程中，与有效氯接触，容易形成氯胺，引起织物泛黄。分为两类：无机盐类（如硝酸盐和亚硝酸盐），约占15%20%,能与水在60度共热 lh除去；蛋白质，在烧碱溶液中长时间煮沸，酰胺键发生水解断裂，形成氨基酸钠盐除 去。（3）蜡状物质 主要存在于初生胞壁中，含量约为0.5%1.3%。为混合物，主要含有脂肪族高级一元醇、脂肪酸、高级一元醇的酯和碳氢化合物。*脂肪酸类物质在热稀烧碱溶液中发生皂化而溶解，水洗去除；*其余的高级醇和碳氢化合物经乳化去除，助练剂肥皂、平平加等净洗剂起乳化作用。经过精练后蜡状物质含量一般比原来减少2/3左右，棉布的吸水性并不完全与蜡状物质 的含量成比例。蜡状物质主要存在于棉纤维的表面层，如果破坏其连续覆盖的状态，纤 维吸水性都会得到改善。因此，吸水性的提高不仅是蜡状物质含量降低的缘故，还与精 练处理中纤维表面受到机械力的揉搓，使蜡状物质的覆盖状态受到破坏有关。蜡状物质的存在使织物具有柔软的手感，利于起毛加工。（4）无机盐含量约为1%2%,影响吸水性、白度和手感，部分盐类和氧化铁对漂白剂的分解有催 化作用，从而引起纤维的降解。水溶性好的可以溶解去除，其他只能经过酸洗和水洗去除。（5）棉籽壳 质地硬且颜色深，严重影响织物外观。主要组成是：木质素、单宁、纤维素和半纤维素以及其他的多糖类，还有少量的蛋白质、油脂和矿物质，但以木质素为主。油蜡、蛋白质、单宁和一些多糖与烧碱作用后，溶解度提高而被去除。*木质素发生结构上的分解，相对分子质量降低，溶解度提高而去除。棉籽壳在高温烧碱长时间的作用下，发生溶胀，变软，经水洗和机械揉搓去除。2.表面活性剂 润湿作用：乳化、净洗作用：蜡状物质，各种杂质乳化、分散，防止