纺织品染整工艺学前处理-丝光

7、丝光7.1丝光的含义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。碱缩：棉制品在松驰的状态下用浓的烧碱液处理，使纤维任意收缩，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。7.2丝光原理丝光过程包含一系列的化学和物理化学变化，因此棉织物的丝光是一个复杂的过程。（一）浓烧碱对纤维素的作用不可逆的化学改性过程浓烧碱：可渗透到无定形区，还可以渗透到晶区，使晶格发生改变，将部分晶区转变为无定形区只有到一定浓度时才会产生丝光作用浓碱液处理能消除纤维中一些弱的结合点，使纤维受力均匀，减少由于应力集中而造成的纤维断裂，提高了纤维强度（二）张力纤维得到拉伸而不发生收缩，纤维表面的皱纹消失，变成光洁的圆柱体，对光线产生规则反射，显现出光泽无定形区分子伸展得较为平直，或排列得趋向于整齐纤维分子间形成新的结合力和氢键，纤维取向度提高水合理论烧碱与天然纤维素（纤维素I）作用，生成碱纤维素。碱纤维素极不稳定，经水洗易水解成水合纤维素，再经脱水烘干即成为丝光纤维素（纤维素II）。纤维素IOHHaNa-纤维素OH2H2O·纤维素OH2纤维素II（天然纤维素）（碱纤维素）（水合纤维素）丝光纤维素碱纤维素类型：加成化合物Cell-OH·NaOH；醇化合物Cell-ONa；Donnen膜平衡理论该理论认为棉纤维在浓烧碱溶液中发生溶胀是渗透压作用的结果。假设：1）把纤维素内部视为膜内系统，外部碱溶液视为膜外系统；2）丝光过程中膜内外可移动离子能按唐能膜平衡原理在膜内外进行分布，达到平衡时保持电性中和；3）在平衡过程中膜内外体积相等，而且不变；4）纤维素是一种弱酸，在烧碱溶液中可以形成钠盐，纤维素钠盐电离生成不可移动的纤维素阴离子Cell-O-，溶液中留有可移动的Na+和OH-等离子，如果有食盐存在，则还有Cl-存在。设：C1－为平衡后Cell－O－的浓度；C2、C3－为反应前NaOH和NaCl的浓度；X、Y－为平衡后膜内Na+、OH－的浓度根据上述假定，平衡时膜内（I）膜外（O）离子浓度可分别表示如下：膜内可移动离子总浓度：CI=[Na+]I+[OH-]I+[Cl-]=2X-C1膜外可移动离子总浓度：CO=2(C2+C3-X)=2X′，CICO，因而产生了渗透压P，引起纤维溶胀。P=RT（CI-CO）=RT(2X-C1-2X′)（1）当C2不是很大时，C2↑，C1↑，P↑，溶胀↑（2）若有盐存在，膜外[Na+]↑,即X′↑，P↓，溶胀↓（3）若C2↑↑，C1相对C2很小，而膜外[Na+]↑↑，X′很大，P→O由于膜内外离子分布的不匀（膜内可移动离子的总浓度大于膜外），结果产生了渗透压，从而使水向纤维内部渗透，使纤维发生溶胀。膜内、外离子浓度相差越大，渗透压就越大，纤维溶胀也就越剧烈。如果突然增加膜外Na+的浓度，会使渗透压减小，不利于纤维的溶胀。溶液中加入食盐以及碱液浓度过高，都会使纤维溶胀减小。所以要求丝光碱纯度高些，浓度适当，并要求不含有泡沫、绒毛、纤维等杂质，以保证丝光碱液的清洁。这是保证丝光质量的因素之一。7.3丝光棉的性质形态结构微结构分子结构的变化继续形态结构的变化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，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棉纤维丝光前后横截面比较棉纤维丝光前后纵截面比较继续微结构的变化结晶度↓(70%→50%)，无定形区域↑，使原来在水中不可及的羟基变为可及，因此纤维对染料的吸附性能和化学反应性能都有所提高；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；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。继续分子结构的变化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，这时的纤维处于较低的能量状态，因此尺寸稳定。继续光泽变好；尺寸稳定性增强；强度增加，尺寸延伸度减小；化学反应性能增强，对染料的吸附能力增强；7.4丝光工艺条件分析碱液浓度---影响效果的主要因素只有当碱液浓度达到某一临界值以后才能引起棉纤维剧烈的膨化。张力棉织物只有在适当的张力情况下，才能获得较好的光泽。光泽、强力随张力的增加而提高，但断裂延伸度随张力的增大而降低。棉纱线的断裂延伸度则随着张力的增大而降低；张力过大，对产品的光泽增加不多，却使断裂延伸度下降松弛处理对织物光泽和强度的提高较小，却可以提高织物的弹性，使断裂延伸度有了较大增加碱液温度：烧碱与纤维素纤维的作用是放热反应，所以提高碱液温度会使纤维溶胀减弱，造成丝光效果降低，收缩率和钡值下降。在碱液浓度相同的条件下，温度越高，产品的收缩率和钡值越小，有降低丝光效果的作用。温度低，需要较强的冷却能力；碱液浓度显著增大，使碱液难以透入纱线的内部，造成丝光不透，造成表面丝光时间：丝光作用时间为20s左右，目前生产上丝光的浸碱时间为35～50s，厚重织物丝光时浸碱时间要适当延长。去碱：在保持张力情况下，充分去碱，降至5%以下，使氢键重建，提高定形效果。7.5丝光工序坯布丝光：润湿性差，碱液会受坯布所含杂质沾污而难以回收。漂前丝光：织物白度及手感较好，但丝光效果不如先漂白后丝光，织物易受损。漂后丝光：丝光效果较好，织物白度稍差。染后丝光：色泽匀净，但不能发挥丝光节省染料的优越性。7.6丝光设备布铗丝光机特点：可对织物进行扩幅，经向张力和扩幅范围可调处理后织物的光泽好，织物缩水率小宽幅织物扩幅时，会造成布边密、中间松流程：轧碱槽→绷布辊（延长带碱时间）→后轧碱槽→布铗伸幅装置（4～5套淋洗和真空吸水）→去碱箱→平洗机直辊丝光机依靠摩擦力，阻止收缩，无扩幅作用流程：进布→弯辊扩幅→直辊渗透区（碱液浸轧槽）→轧车→直辊稳定区（冲洗去碱槽）→去碱蒸箱→平洗烘燥7.7热丝光平衡溶胀——棉纤维的最大溶胀在低温（5℃）时，平衡溶胀值最高随着温度的提高，平衡溶胀明显下降达到60℃时，平衡溶胀几乎不随温度上升而下降溶胀速度工业实践中，丝光浸碱溶胀时间一般限定在30～60s，故纤维的溶胀不可能达到最大溶胀，必须考虑纤维的溶胀速度。溶胀的均匀性冷丝光时，当浓碱首先吸附于纱线表层的纤维时，由于纤维剧烈溶胀，纱线表面层密度增高，从而阻碍了浓碱从纱线表面层向芯层渗透，导致芯层丝光化程度降低。冷的NaOH粘度很高，也增加了向芯层扩散的阻碍热丝光与冷丝光相比：光泽更好手感变柔软染色均匀性获得提高溶胀速度快7.8丝光效果的评定光泽---尚无统一的理想手段，故目前多用目测评定显微切片测定丝光织物的物态变化--利用显微镜测量纤维截面的轴长，椭圆度=短轴/长轴。当椭圆度趋于1时，丝光效果也最好。吸附性能钡值法：检验丝光效果的常用方法。碘吸收法：碘沾污和染色测试法：尺寸稳定性：尺寸稳定性表现在门幅的稳定和缩水率的降低。8、天然彩棉的前处理工艺流程：烧毛退浆精练丝光天然彩棉纤维长度短，强力较差，织物表面易起毛。为保持原来的色泽，多用酶退浆工艺。精练去除杂质，使颜色加深，色泽丰满。工艺与普通白棉类似。烧碱浓度180~230g/L，使织物色泽、色光趋向一致，增加织物平整性、提高尺寸稳定性，降低缩水率，略提高强度。第二节苎麻纤维及苎麻织物的练漂苎麻纤维的练漂：脱胶苎麻织物的练漂：烧毛—退浆—煮练—漂白—半丝光毛羽多且刚性大。高温、快速、烧透苎麻对酸、碱、氧化剂抵抗力差，在常压下煮练纤维粗，渗透差。处理要求浓度小、长时间；平幅改善吸附性。半丝光150~180g/L第三节羊毛初加工羊毛初加工主要包括：选毛、洗毛、炭化第四节丝织物前处理蚕丝的主体是丝素天然杂质：丝胶、脂蜡、色素、无机物和碳水化合物人为杂质：着色剂（识别捻向）、油污影响丝绸柔软、光亮和洁白等品质，妨碍染色、印花和整理等后加工丝织物精练：去除生丝及其织物（坯绸）上所含的各类杂质，为后加工提供合格的半制品或直接得到练白产品的加工过程，称精练，也叫脱胶。精练原理：利用丝胶与丝素分子构型和形态结构的差异。工艺流程坯绸准备→预处理→初练→复练→热水洗→温水洗→冷水洗→半制品方法以皂碱法为主第五节化学纤维织物的前处理5.1粘胶纤维织物的前处理粘胶纤维特点：物理结构松散，化学稳定性差，湿强度差，易产生变形，不耐酸，耐碱性也比棉差。吸湿性好。练漂工艺流程：烧毛---退浆---煮练---漂白加工方式：无张力机械5.2合成纤维的前处理合成纤维织物的练漂目的：去除制造过程中施加的油剂、织造时粘附的油污、浆料5.3Lycell纤维织物的前处理Lycell纤维特点：湿模量大，易于原纤化，染整加工过程中易产生死折痕、擦伤等疵病。工艺流程：烧毛--碱氧一浴法退浆--原纤化--纤维素酶处理5.4Modal纤维织物的前处理Modal纤维特点：高湿模量、高强力，加工适应性强，无特殊工艺要求。流程：冷堆---烧毛---漂白---半丝光本身光泽好，半丝光提高尺寸稳定性和染色得色量。烧碱浓度110~120g/L。5.5竹纤维织物的前处理竹纤维特点：韧性和耐磨性好，但强力较差，尤其是湿强力低，在染整加工中特别注意减少强力损伤。纯竹纤维织物：烧毛---退浆---漂白以淀粉浆为主。竹纤维不耐碱，一般用淀粉酶冷轧堆工艺进行退浆。竹纤维表面含有微黄色素，染浅色及鲜艳色泽前，需漂白。5.6大豆蛋白纤维织物的前处理大豆蛋白纤维特点：单丝纤度细，相对密度小，强伸度高，手感柔软好羊绒，光泽柔和似丝绸，且具有棉织物的吸湿性及穿着舒适性和羊毛的保暖性。工艺：烧毛---退浆---漂白暂时硬度和永久硬度、软水和硬水、ppm1、漂白、染色和锅炉用水时，对水质有何要求？解释原因。2、水的软化方法有几种？各有何优缺点？3、棉织物前处理的目的是什么？写出棉织物前处理的工序。4、烧毛的目的和作用原理是什么？5、阐述碱退浆、酶退浆的退浆原理和优缺点。6、煮练的目的及意义是什么？怎样衡量煮练的质量。7、阐述棉布精练中烧碱和助练剂所起的作用。8、从生态、经济和高品质的角度出发，分析次氯酸钠、双氧水和亚氯酸钠这三种漂白工艺的优缺点；并指出这些工艺的适用范围。9、阐述次氯酸钠溶液的化学性质和漂白原理，并写出次氯酸钠漂白的工艺流程和处方。10、阐述双氧水的化学性质和漂白原理。11、在双氧水漂白中稳定剂的作用是什么？12、棉纤维经丝光整理后发生了哪些变化？试解释之。13、丝光和碱缩有何区别？它们的整理的目的是什么？14、影响丝光效果的因素有哪些？15、试分析丝光处理时，温度对棉织物的平衡溶胀、溶胀速度、溶胀均匀性的影响。