李霓纺织加工化学课程设计方案

纺织加工化学课程设计说明书一、任务书（一）课程设计目的⑴通过课程设计及实验是学生巩固和加深纺织加工化学的理论知识，加强学生独立分析问题和解决问题得能力、综合设计能力及创新能力。⑵培养学生实事求是、严肃认真的科学作风和良好的设计、实验习惯，为今后工作奠定良好的基础。⑶通过该课程设计周培养学生查阅资料，综合运用所学的纺织加工化学等专业课程知识和进行设计、试验、撰写设计说明书等的能力。（二）课程设计简介及基本要求纺织加工化学是纺织工程专业的主干课程之一，需要通过一定的课程设计在纺织化学加工中综合应用基本的化学实验技能。通过课程设计及实验使学生巩固和加深纺织加工化学的理论知识，加强学生独立分析问题和解决问题的能力、综合设计能力及创新能力。培养学生实事求是、严肃认真的科学作风和良好的设计、实验习惯。为培养学生查阅资料能力、独立设计、计算和安排实验以及动手操作的能力，要求在老师的指导下由学生独立完成。1.课程设计要求：1.做好设计前预习，巩固和加深纺织加工化学基本理论知识，能综合运用所学知识解决纺织加工化学问题。2.能通过查阅资料，对比分析，根据设计要求进行实验方案设计，并具有创新性。3.能通过查阅仪器使用说明书和有关资料，正确的使用仪器设备并了解设备的使用、测试原理。4.复习和巩固化学实验的知识，能独立正确的完成试剂的配置、用具的洗涤、具体操作等等。5.实验过程中认真观察每一个现象并记录，实验结果记录具有科学性、准确性，及时修改自己的设计方案。6.撰写设计说明书要真实的记载设计、实验结果，并加以分析讨论，得出纺织加工化学课程设计说明书有说服力的结论。2、课程设计的基本内容麻纤维的化学脱胶设计:包括化学处理工艺、物理化学处理工艺及其碱处理工艺设计。（三）时间安排一周分为四个阶段：第一阶段：（时间为半天）由指导老师布置任务、讲解课程设计要求和任务。第二阶段：（时间为1天半）学生查阅相关资料，初步确定课程设计的题目、课程设计多种方案及设计方案。交给指导老师检查、审核。第三阶段：（时间为2天）在实验室做实验并修正自己的方案（2人一组）。第四阶段：（时间为1天）撰写设计说明书并修改和完善。（四）设计说明书的打印要求：1、中文题目（黑体、加粗、3号字）；中文摘要、关键词、正文；2、一级标题（黑体、小3号字）；二级标题（黑体、4号字）；三级标题（黑体、小4号字）；目录（小4号字）；图题表题（黑体、5号字）；图表文字（5号宋体）；注释、参考文献（宋体、5号字）。3、页眉：5号宋体内容为课程设计说明书题目，居中；页码：右下角；4、行距：1.5倍；5、打印用纸规格为A4。（五）课程设计说明书的要求：学生一人撰写一篇设计说明书，设计说明书应包括封面、目录、设计任务书、中文题目、摘要、关键词、正文、参考文献、附件、封底。字数要求在8000字以上，参考文献应不少于10篇（不包括辞典、手册）。要求手写。纺织加工化学课程设计说明书二、前言麻类纺织是21世纪最具发展潜质的功能性纺织“绿色产品”之一。它以其天然的本质和独特的功能，在“返镤归真、舒适健康”的潮流中一直备受青睐。我国是世界上麻类资源最丰富的国家，北有亚麻、南有剑麻、东有大麻、西有罗布麻、中有苎麻、世界上一些主要的麻类作物我国都有种植。其中苎麻、大麻和罗布麻无论在品种还是在质量和数量上，都占有明显的优势。苎麻是我国国宝，我国的苎麻产量约占全世界苎麻产量的90%以上，在国际上称为“中国草”。应用现代生物工程技术进行苎麻生物脱胶是可持续发展的必然趋势，既能减轻环境污染，降低生产成本，又能改善精干麻品质，提高纤维适纺性能。而苎麻脱胶是苎麻纺织品生产加工过程中的关键环节。目前脱胶方法有酶脱胶和化学脱胶，酶脱胶工艺对比传统的苎麻化学脱胶来说，有许多优点，如不需要大量的化工原料，耗能少，成本低，安全，无公害等。麻类作物韧皮中除含有纤维素外，还含有一些胶杂质，包括果胶物质、半纤维素和木质素等成分。韧皮组织中的纤维处于胶质的包围之中，胶质将各单纤维粘结成片状。不能直接用来纺纱。此外，在植物生长过程中，由于风灾和病虫害的侵袭而形成的风斑、虫斑等疵点，以及由于收获、剥制等操作不良而使一些麻壳、皮屑留在原麻中，同样不利于纺织加工。所以梳纺工程前必须进行脱胶工程处理，脱去原麻中的胶质，制取出其中的苎麻纤维。麻纤维的脱胶过程严格说就是精致纤维素的过程。脱胶过程的组织和工艺参数的选择必须注意掌握两点原则，脱去原麻中的胶质，使制取出的纤维满足纺纱工程和产品质量的要求，为其一，其二是对纤维的损伤要尽量少。因此，麻纤维的化学脱胶工艺过程不能采用以无机酸为主的工艺，也不能采用以氧化剂为主的工艺，只能采用以碱液煮炼为中心的工艺过程。麻纤维的化学脱胶过程基于此理组织的。概括地说，就是利用原麻中的纤维素和胶杂质成分对碱、无机酸和氧化剂作用的稳定性的不同，在不损伤纤维原有机械性质的原则下，去除其中的胶质成分，而保留或制取纤维素的化学加工过程为了弥补化学药剂作用的不足，在脱胶工艺中还必须辅以一定的机械物理的、化学的和物理化学的作用。为提高碱液的煮炼效果，提高脱胶麻的质量，在碱液煮炼前后分别加以预处理和后处理两大工艺过程。因此，麻纤维的化学脱胶工艺从大的方面来说包纺织加工化学课程设计说明书括三个主要工艺过程，即预处理工艺、碱液煮炼工艺和后处理工艺。麻纤维是韧皮纤维、叶纤维和果壳纤维的总称。我们国家纺织工业中所加工的麻纤维主要是韧皮纤维。即取自于韧皮植物韧皮部的纤维，如苎麻、亚麻、大麻、黄麻等。根据韧皮植物茎的结构特点（如图），要制取纤维首先必须分离出韧皮部。各种麻植物茎各部分的生长情况不同，制取韧皮部的方法也不同。如苎麻，麻茎较粗且木质部和保护组织都很发达，因此必须要经过剥皮（麻皮与木质部的分离过程）与刮青（青皮与韧皮部的分离过程）才能制取韧皮部。其它麻也必须根据其茎的结构特点进行初步加工。⑴麻类作物韧皮中除含有纤维素外，还含有一些胶杂质，包括果胶物质、半纤维素和木质素等成分。麻纤维的脱胶过程严格说就是精制纤维素的过程。脱胶过程的组织和工艺参数的选择必须注意掌握两点原则：其一，脱去原麻中的胶质，使制取出的纤维满足纺纱工程和产品质量的要求；其二，对纤维的损伤要尽量少。⑵麻纤维的化学脱胶工艺包括三个主要工艺过程，即预处理工艺、碱液煮练工艺和后处理工艺，主要包含三种处理工艺：①化学处理工艺，主要是碱液煮练，预处理工艺中的浸酸，后处理中的酸洗、漂白和精练等工艺；②物理化学处理工艺，主要是给油工序，其目的就是使脱胶麻纤维松散、柔软，改善纤维的表面状态及机械物理性能；③碱处理工艺。纺织加工化学课程设计说明书三、设计方案方案一：超声波在麻类脱胶工艺的研究摘要：介绍了超声波技术。探讨了超声波在大麻脱胶预处理中的应用，结果表明：采用超声波进行预处理，其时间短，对纤维损伤和环境污染极小。关键词：超声波；大麻；脱胶预处理；残胶率一定频率的超声波在一定温度的水中将产生特有的“空化效应”。因为当水溶液中有超声波传播时，水溶液要做压缩与稀疏的周期振动。当超声波在稀疏阶段通过液体时，拉伸力的作用会将大量液体撕裂，并形成大量极其微小的气泡，即空化泡。这些空化泡在破裂瞬间，对浸在温水中的大麻表面形成强大的冲击和破坏，可以去除大麻纤维表面上的各种胶杂质，且去除效率非常高。超声波脱胶是一种“爆炸型”的剥离过程。它首先使外包胶质层产生大量的裂缝，然后在空化泡进一步连续作用下，形成胶质小团，并使之成团剥落而进人水中，然后借助超声波空化泡膨胀及破裂时产生的巨大压力和拉伸力来粉碎和冲击剥落的胶质团，使之被超声波粉碎成极小的胶质粒，甚至将其分解。1实验材料、仪器和主要工艺1．1材料(1)苎麻：湖南沅江原苎麻(2)药品：NaOH，Na2SiO3，H2SO4等1．2仪器除用于麻的化学脱胶的常规实验设备与仪器外，还配用超声波发生器，超声波频率选为25kHz--30kHz。超声波功率为200W。1．3主要工艺工艺路线为：原麻试样准备---超声波预处理---水洗---煮练---水洗---酸洗--水洗---脱水---抖麻---烘干---精干麻方案二：苎麻碱氧一浴法脱胶工艺优化研究摘要：用氢氧化钠浸泡苎麻代替传统的酸处理工序，采用二次旋转回归设计方纺织加工化学课程设计说明书法对碱量、助剂量和双氧水量与残胶率、纤维白度和断裂强度之间的关系进行探讨，经实验得到最优工艺参数：碱液浓度，助剂浓度，双氧水浓度的值。关键词：脱胶；断裂强度；白度；苎麻脱胶是苎麻纺织行业中最基础而又关键的环节，它的好坏直接影响到纺纱工艺能否顺利进行及纺织品的质地与品质。作者使用氢氧化钠浸泡苎麻代替酸处理，采用碱氧一浴法代替目前工厂常用的两次烧碱煮练和氧漂三道工序，通过实验研究不同的碱量、助剂量和双氧水量与残胶率、纤维白度和断裂强度之间的关系，并对此工艺参数进行最优化处理，探讨苎麻脱胶短流程工艺的可能性。1实验材料、仪器和主要工艺1．1材料(1)苎麻：湖南沅江原苎麻(2)药品：氢氧化钠、双氧水、助剂(自配)1．2仪器水浴锅；功率可调电炉；XD一1型纤维细度仪；XQ一1型纤维强伸度仪；Dataco|or电脑测配色仪．1．3主要工艺(1)用氢氧化钠浸泡苎麻：浴比1：3O，温度8O℃，时间30min，氢氧化钠用量2g／L。(2)碱脱胶和漂白：浴比1：3O，时间70min，温度100℃，助剂量、氢氧化钠量、过氧化氢量根据实验设计方案确定。2实验设计为研究精干麻残胶率、白度和断裂强度随碱煮练工艺参数改变而变化的规律，采用了二次通用旋转实验设计。因为氢氧化钠量、助剂量和双氧水量对残胶率和白度影响较大，因此选取以上3个参数作为实验因子，采用三因子二次旋转组合设计进行实验安排，其因子编码水平见表1．纺织加工化学课程设计说明书3数据处理实验时，按照三因子二次旋转通用组合设计的结构矩阵方案安排实验，每次实验重复5次，获得原始实验数据。采用Matlab7．0编程处理原始数据。方案三：苎麻氧化脱胶的研究摘要：讨论了双氧水浓度、烧碱浓度、煮练温度和煮练时间等工艺参数对苎庥脱胶效果的影响，通过正交试验确定最佳工艺条件：双氧水8％、烧碱3．5％、温度85℃、时间135min。试验结果表明，氧化脱胶法的精干麻强度比传统工艺稍低，并丝率和传统工艺相近，细度、制成率、白度均明显高于传统工艺，更重要的是，煮液的污染程度明显低于传统工艺。关键词:苎麻；氧化脱胶法；漂白；断裂强度苎麻氧化脱胶法，是利用氧化的方法把苎麻纤维中半纤维素，果胶，木质素的大分子切断，降解成小分子。双氧水在酸性介质中很稳定，分解速率非常低，而在碱性介质中可以被活化，因此需要加入适量的氢氧化钠，为双氧水提供一个碱性环境。苎麻氧化脱胶的优点是精干麻制成率提高，脱胶的同时完成漂白工艺，流程简单，时间缩短，能耗大大减少，而且药品的用量比脱胶、漂白二步法要少，相应的排污量也减少，有利于环境保护。实验中采用最优餐食，即双氧水(分析纯，有效浓度3O％)用量为8％，NaOH(分析纯)用量为3.5％，煮练温度为85℃，煮练时间为135min。1试验材料、药品原料：湖南沅江苎麻（由实验室提供）。化学药品：30％双氧水，烧碱，硅酸钠，亚硫酸钠，三聚磷酸钠，渗透剂JFC，纺织加工化学课程设计说明书菜油。1．2仪器及测试方法仪器：AL204电子天平，HH-4数显电热恒温水浴锅，用DWD一20万能材料试验机，XQ-1纤维强伸度仪，YG747通风式快速八篮恒温烘箱，CV-2纤维细度仪，烧杯，玻璃棒。工艺流程：苎麻→氧化煮练→水洗→给油→脱油、脱水→烘干。方案四：苎麻生物酶脱胶摘要：根据苎麻成份、结构和纤维材料性能要求，筛选特定的酶制荆，对苎麻胶质的生物酶催化作用机理、脱胶流程相关影响因素等进行系统研究；本文从理论上阐明了胶质结构在物理、生物和化学能量场联合作用下的溶胀、解构、解体和改性变化过程厦作用机制，并优化了脱胶工艺参数，为产业化生产应用提供技术依据。关键词：苎麻；酶；作用机理；能量场；脱胶；生产技术苎麻韧皮结构中含有果胶、半纤维素、木质素等胶质成份，与纤维索一起共同构成植物细胞壁，苎麻脱胶就是通过物理、化学、生物和机械等不同