丝织物的精练工艺

1§1丝织物的精练茧丝的形态结构丝纤维的聚集态结构丝织物的种类基本知识2§1丝织物的精练茧丝的形态结构基本知识3§1丝织物的精练丝纤维的形态结构基本知识4§1丝织物的精练丝纤维的聚集态结构基本知识丝朊1根茧丝4层丝胶原纤束原纤微原纤束晶体结构5二、丝织物（生坯）的杂质组成及性能§1丝织物的精练§1-1概况浆料＜2%着色染料＜1%色素0.2%灰份0.7-1.7%蜡质0.4-0.8%丝胶20-30%生坯丝胶：球状蛋白质,极性AA多,结构具复合性,几乎无结晶,水溶性好手感硬,光泽差,但含少量丝胶,有润滑/柔软的手感蜡质：石蜡(C25-C31烷烃),蜡(C26-C32伯醇),少量是伯醇与C26-C32一元醇形成的酯拒水性,渗透性,润湿性下降6二、丝织物（生坯）的杂质组成及性能§1丝织物的精练§1-1概况浆料＜2%着色染料＜1%色素0.2%灰份0.7-1.7%蜡质0.4-0.8%丝胶20-30%生坯灰份：矿物质,以Ca,Na,K,Al,Mg等的氧化物或盐发毛,起毛,但有硬挺性色素：叶黄素,胡萝卜素泛黄,白度差染料：牢度差的酸性/直接染料识别捻向,易去除浆料：蜡质+油脂类+表面活性剂,柔软/渗透/乳化剂增加丝条强力/耐磨性,减少断头/起毛,蜡渍7三、丝织物精练工序和设备§1丝织物的精练§1-1概况1、间歇式挂练生坯检验→圈码/S码→钉攀→预处理→初练→复练→水洗→（醋酸）→离心脱水/平幅轧水8三、丝织物精练工序和设备§1丝织物的精练§1-1概况1、间歇式挂练生坯检验→圈码/S码→钉攀→挂绸→预处理→初练→复练→水洗→（醋酸）→离心脱水/平幅轧水缺点：脱胶不匀，头灰严重，头子开剪多，吊攀印，尤其重镑纺/斜类织物9三、丝织物精练工序和设备§1丝织物的精练§1-1概况2、星形架挂练生坯检验→手工上钩→液下升降精练（预处理→初练→复练）→水洗→机械脱钩→连续平幅轧水缺点：头灰少，喇叭口/破边（收缩率大）10三、丝织物精练工序和设备§1丝织物的精练§1-1概况3、高温高压挂练生坯检验→圈码→预处理→液下升降高温精练（初练）→（复练）→水洗→离心脱水12292苏波绉经：4/20/22D纬：[（1/20/22D+3/20/22D23T/S）8T/S+8/20/22D12T/S]4T/S特点：强捻织物，强/弱捻织物，但效率低11三、丝织物精练工序和设备§1丝织物的精练§1-1概况4、连续式平幅精练生坯检验→缝头→平幅进布→预浸槽（预处理）→VBM精练槽→平洗槽→[VBM精练槽→平洗槽]→轧水→平幅出布特点：轻薄织物，染色印花产品，白度/手感差，水洗不充分12三、丝织物精练工序和设备§1丝织物的精练§1-1概况5、筒子染色机精练生丝→络/并/捻→筒子纱精练→水洗→（染色）13一、脱胶原理§1丝织物的精练§1-2脱胶方法及原理利用丝素/丝胶的结构/性能差异，二者对水、酸、碱、酶等的作用明显不同。AA酸的差异：极性AA：Thr,Ser,Tyr,Asp,Glu,Lys,His,Arg结构简单AA的差异：Gly,Ala,Ser结晶结构的差异：14二、脱胶方法§1丝织物的精练§1-2脱胶方法及原理脱胶过程：丝胶溶失的过程（1）膨化、溶胀，减弱丝胶与丝素的结合力（2）丝胶在碱/酸/酶中溶解或水解（3）丝胶胶体在表面活性剂中脱离丝素丝胶去除速度：（1）逐步法，预（1-2%）→初（9-10%）→复（9-10%）（2）快速法，预（1-2%）→精（16-18%）→复（1-2%）15二、脱胶方法§1丝织物的精练§1-2脱胶方法及原理1、碱法脱胶（1）丝胶在OH-中吸碱而加剧膨化/溶胀，生成蛋白质盐H2N-S-COOH→H2N-S-COONa（2）水化钠离子层，减弱丝胶与丝素的结合力（3）碱使丝胶水解--C—N--→--C=N--→--COONa+--NH2‖∣∣OHOH酮式烯醇式16二、脱胶方法§1丝织物的精练§1-2脱胶方法及原理1、碱法脱胶（4）NaOH对丝素的损伤较浓酸严重稀NaOH中，加入电介质，λ→1，pH内接近pH外，加剧丝素水解（起毛）常用碱：Na2CO3，Na2SiO3，Na3PO417二、脱胶方法§1丝织物的精练§1-2脱胶方法及原理2、酸法脱胶少用，半脱胶，高温精练染色一浴法半脱胶：生丝在一定温度下浸泡稀硫酸，去除丝胶10-12%丝棉被的问题：丝胶长时间吸湿（汗、水汽），使丝胶溶解，溶解的丝胶具有粘性，导致丝棉被失去弹性解决方法：降低丝胶的水溶性如半脱胶→部分封闭极性基团18二、脱胶方法§1丝织物的精练§1-2脱胶方法及原理3、酶脱胶选择能水解丝胶的蛋白水解酶，如2709碱性蛋白酶、木瓜酶等19一、酶的基本性质§1丝织物的精练§1-3酶的性质及在纺织的应用1、酶的高效催化性和专一性酶是活体细胞产生的一类特殊蛋白质，M很大，大多数具有α-螺旋结构，水解产物是α-AA。酶的化学本质是蛋白质，极受外界条件而变性。酶具有很高的催化能力（比一般催化剂高106-1010倍）。酶的专一性：（1）绝对专一性，仅能催化某一化合物；如脲酶（2）化学键专一性，仅能作用于化学键相似的一类化合物；如脂肪酶（3）立体专一性，仅能作用于某一立体异构体，如乳酸脱氢酶20一、酶的基本性质§1丝织物的精练§1-3酶的性质及在纺织的应用2、酶的催化机理（1）中间产物学说ΔG底物S产物P过渡态自由能反应时间21一、酶的基本性质§1丝织物的精练§1-3酶的性质及在纺织的应用2、酶的催化机理（2）诱导契合学说22一、酶的基本性质§1丝织物的精练§1-3酶的性质及在纺织的应用3、酶的活性及影响因素（1）酶的活性（2）温度对酶活性的影响活力温度最适温度最适温度：在某一温度范围内，酶的反应速率最大如：2709碱性蛋白酶40-45℃木瓜蛋白酶60-80℃酶变性失活23一、酶的基本性质§1丝织物的精练§1-3酶的性质及在纺织的应用3、酶的活性及影响因素（3）pH对酶活性的影响活力pH最适pH最适pH：酶活性中心内必需基团的解离数最多时溶液的pH值，即可以使酶和底物最易结合的pH值如：2709碱性蛋白酶pH=9-11木瓜蛋白酶pH=3-10酶变性失活24一、酶的基本性质§1丝织物的精练§1-3酶的性质及在纺织的应用3、酶的活性及影响因素（4）酶浓度对酶活性的影响反应速率反应速率酶浓度底物浓度[S]＞＞[E][E]一定，[S]不同Vmax×[S]V=-----------------Km+[S]25一、酶的基本性质§1丝织物的精练§1-3酶的性质及在纺织的应用3、酶的活性及影响因素（4）酶浓度对酶活性的影响Vmax×[S]V=-----------------Km+[S]Km的物理意义：当反应等于最大反应速率一半时底物浓度的值，是酶的特性常数E+Sk2k1ESk0E+Pk2+k0k2[E][S]Km=----------≌-------=--------------k1k1[ES]Km越大，[ES]解离越大，[E]和[S]亲和力越小V=1/2×VmaxKm=[S]26一、酶的基本性质§1丝织物的精练§1-3酶的性质及在纺织的应用3、酶的活性及影响因素（4）盐对酶活性的影响激活剂：提高酶的活性如Na+Ca2+Ba2+Mg2+Cl-SO42-抑制剂：降低酶的活性如Cu2+Fe2+Fe3+Ag+阳离子表面活性剂27二、酶在纺织的应用§1丝织物的精练§1-3酶的性质及在纺织的应用1、酶的脱胶工艺流程：生坯→预处理→酶处理→复练→水洗预处理：使丝胶溶胀，有利于酶大分子的渗透，否则酶脱胶效果差。如洗涤剂/泡化碱；碳酸钠/表面活性剂酶处理：丝脱水解的酶最适温度最适pH最适温度最适pH2709碱性蛋白酶40-459-11木瓜蛋白酶60-803-10289蛋白酶40-459-9.5胃蛋白酶401.8-2.2ZS742蛋白酶40-457-8.5胰蛋白酶408-9.9S114蛋白酶50-557-8.5酶处理工艺：2709碱性蛋白酶1g/L，碳酸钠1.5g/L28二、酶在纺织的应用§1丝织物的精练§1-3酶的性质及在纺织的应用2、酶的退浆（1）淀粉浆：BF7658淀粉酶（2）彩色棉：BF7658淀粉酶+果胶酶（3）真丝印花绸：BF7658淀粉酶3、纤维素纤维生物酶抛光纤维素酶，去除织物表面的绒毛，提高光洁度5、羊毛剥鳞丝光蛋白酶4、牛仔服装的生物酶洗纤维素酶+浮石6、其它（漂白、去双氧水）29一、基本概念§1丝织物的精练§1-4丝纤维脱胶工艺1、练碱率/脱胶率：丝胶去除的程度脱胶前后织物的质量差练碱率（%）=-------------------------------------×100脱胶前织物的质量2、毛效：水润湿和透渗的程度织物（30cm×5cm）30min内水上升的高度如电力纺9cm，斜纹绸13cm，双绉10cm，榨绸9cm3、白度：去除色素等有色物质的程度占标准白板（MgOBaSO4）的百分数如电力纺/斜纹绸85%，双绉80%，榨绸75%但白度仪不能测出色光对白度的影响，如白中带绿/红/黄光30二、脱胶工艺参数§1丝织物的精练§1-4丝纤维脱胶工艺1、pH值练减率%pH练减率%不同碱浓度纯碱碳酸氢钠硅酸钠磷酸钠丝光皂24681031二、脱胶工艺参数§1丝织物的精练§1-4丝纤维脱胶工艺2、温度练减率%温度708090100110pH=12pH=1pH=10pH=732二、脱胶工艺参数§1丝织物的精练§1-4丝纤维脱胶工艺3、浴比（质量与体积换算的物理量）浴比=织物质量：溶液体积浴比大，织物相互摩擦阻力小，pH值稳定，不易产生生块/擦伤，但能耗高，产量低如厚/密织物（双绉）1：30-35中厚织物（电力纺）1：40-45轻薄织物（洋纺/纱类）1：50-6033二、脱胶工艺参数§1丝织物的精练§1-4丝纤维脱胶工艺4、时间、电介质时间：与pH值、浴比、设备、工艺流程、织物规格等有关电介质：有利于脱胶，但丝素易受损伤C1λ=1+-------------C2+C3-C1pH纤维内=pH溶液11103洋纺11210电力纺14158真丝缎12103双绉脱胶10min16.6%10.4%13.0%8.3%34二、脱胶工艺参数§1丝织物的精练§1-4丝纤维脱胶工艺5、水质要求：[Ca2+/Mg2+]25ppm[Cl-]4-8ppm[Fe3+]0.1ppmpH=6.5-7.5无色/无臭/无悬浮物质量影响：白雾（皂斑渍）：硬度高的水白度：铁离子/氯离子起毛：中性盐35三、脱胶工艺流程§1丝织物的精练§1-4丝纤维脱胶工艺1、皂碱法：生坯→预处理→初练→复练→水洗→（酸洗）→脱水/轧水→烘干整理丝光皂/橄榄油皂纯碱泡化碱保险粉C17H33COONa→C17H33COO-+Na+CH3-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7-COONaNa2SiO3→SiO32-+Na+SiO32-+→H2SiO3胶体S2O42-+4OH-→2SO32-+2H2O+2e36AR-617：油酸皂+碱剂+添加剂，pH=10-10.5SR-851MiltopanSE：碱+弱碱弱酸盐缓冲剂+保护剂，pH=10-12三、脱胶工艺流程§1丝织物的精练§1-4丝纤维脱胶工艺2、精练剂碱法：生坯→预处理→初练→复练→水洗→（酸洗）→脱水/轧水→烘干整理精练剂（丝用）纯碱泡化碱保险粉3、酶-合成洗涤剂法：生坯→预处理→酶处理→复练→水洗→（酸洗）→脱水/轧水→烘干整理2709碱性蛋白酶纯碱37§1丝织物的精练§1-5蚕丝应用进展丝纤维增重技术1、锡增重技术（30-40年代，×）2、单宁增重技术（已用于酸性固色剂）3、乙烯基单体化学引发增重技术（目前的生产技术）4、乙烯基单体辐射引发增重技术（研究中）5、其它增重技术（丝胶固着技术、生丝接枝技术）