染整助剂ppt

染整助剂靳贺玲第一章总论日常生活中常用的肥皂、洗衣粉均可清洗污垢，食盐可以作为固色剂。这些物质都属于助剂，其中大部分是表面活性剂，本书我们主要讨论印染工业中常用的表面活性剂及其应用。第一节助剂及其在纺织染整工业中的应用1、定义：纺织工业从纺丝、纺纱、织布、印染到成品的各道加工工序中，都要用到各种辅助化学品，它赋予纺织品各种优异的应用性能，这种辅助化学品通称为纺织染整助剂2、作用：提高纺织品的质量，改善加工效果，提高生产效率，简化生产过程，降低生产成本。二、纺织染整助剂分类1、根据生产工艺分：（1）纺织助剂（2）印染助剂2.印染助剂（1）无机物食盐：固色,纤维素纤维用直接染料、活性染料染色时起促染作用。盐酸：中和作用保险粉（Na2S2O4）：连二亚硫酸钠：还原能力强，一般用于染料还原,剥色及还原清洗中。在酸性及温度作用下容易分解，印花时不能使用（2）有机物：草酸、酒精,用于染料的助剂，印花调浆的有机溶剂。甘油（丙三醇）3.印染助剂在染整工业中的应用润湿、渗透：织物一般在溶液中处理，即要考虑溶液对织物的润湿渗透。乳化、分散，泡沫、增溶、消泡：泡沫法是目前最具潜力的，可降低织物的带液率，达到节能的效果。洗涤：干洗适用于高档织物。柔软：手感柔软、滑爽且耐洗。还有固色、防水、防霉、抗静电等作用。4.发展概论我国印染助剂的潜力是巨大的（1）新型助剂的研究开发和使用（2）复配型助剂的开发和使用复习：印染助剂在染整工业中的主要用途导入：印染助剂中用量最多的表面活性剂的基本知识一、表面现象自然界中物质与物质相接触的界面称为相界面。若为气－液的相界面称为表面，发生在表面的现象称为表面现象。在表面现象中最突出的是表面张力。1.2表面活性剂的分类二、表面活性剂1.定义：对于纯净的液体而言，表面张力大小与物质本身湿度、压强有关。当溶剂中（一般为水）加入很少量某种物质时，就能增加表面活性，大大降低溶剂的表面张力或液－液界面张力，改变体系的界面状态，从而产生润湿或反润湿、乳化或破乳、起泡或消泡，以及增溶、净洗等一系列作用，这种物质就称为表面活性剂。如图1－1二表面活性剂的结构特点和表示方法1、基本结构表面活性剂是一种两亲分子，既亲水又亲油；一端是亲水基（极性的）；另一端是亲油基（非极性的），形成不对称结构。2、图1－2一部分溶于水，另一部分易从水中逃离，具有双重性。三表面活性剂的分类1、由于表面活性剂特殊的结构，既有亲水基又有亲油基，其种类又很多，由它们组成的表面活性剂更多，目前按ISO分类法将表面活性剂分成四大类：离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂、结构混合型、特殊类型；p3表1-1实际中以离子型、工业用途分类最普遍。2、离子类型在水中，凡能电离生成离子的称为离子型表面活性剂。类型定义用途阴离子表面活性剂电离产生具有活性作用的阴离子基团者洗涤剂、渗透剂、润湿剂、乳化剂、分散剂等阳离子表面活性剂电离产生具有活性作用的阳离子基团者柔软剂、匀染剂、防水剂、固色剂、抗静电剂等两性表面活性剂在水溶液中能产生电离，而具有表面活性作用的基团同时带有阴、阳离子柔软剂、匀染剂、抗静电剂非离子表面活性剂不电离的，具有表面活性作用的基团不带电荷但能发生水化作用匀染剂、乳化剂、分散剂等3按用途分类净洗剂、精练剂、润湿剂、渗透剂、分散剂、乳化剂、起泡剂、消泡剂、匀染剂、缓染剂、固色剂、剥色剂、柔软剂、防水剂、阻燃剂、抗静电剂等。四表面活性剂结构1、阴离子表面活性剂（价廉，与碱合用能增强去污力，织物洗后手感较好）(1)羧酸盐类RCOOM肥皂：在软水中具有丰富的泡沫和良好的洗涤能力，用于棉织物效果尤佳，但在硬水中容易形成沉淀，降低去污力。雷米邦A：具有中等去污力，在硬水中稳定性高，蛋白质纤维洗后光泽，弹性及手感均有改善。（2）磺酸盐类RSO3M601洗涤剂、ABS：常作为棉布煮练剂和净洗剂拉开粉BX：常用作渗透剂胰加漂T：是一种有名的染整助剂，溶液呈中性，去污、乳化、渗透能力很强，匀染性好，抗硬水，洗后织物的光泽、手感均好。（3）硫酸酯盐类ROSO3M(4)磷酸酯盐类ROPO3M2、阳离子表面活性剂（应用较少）季铵盐类具有很好杀菌力和抗静电作用。3两性型表面活性剂：R-N+（CH3)3CH2COOH4非离子型表面活性剂:醚类聚乙二醇类（—OCH2CH2—）n平平加O：C18H37（—OCH2CH2—）nOH，是染整工业中常用的其洗涤、乳化、渗透能力很强。5特殊类型实际中常用的是阴离子和非离子型表面活性剂，还选用两者的配伍使用称“协同效应”，近年来在阴离子中，引入聚乙二醇结构（－OCH2CH2—）n，可改善其使用性能，扩大其用途。作业：1、表面活性剂的定义、结构特点是什么？2、画出水中加入表面活性剂后，表面张力与溶液浓度的关系曲线？3、按ISO分类法分类表面活性剂，并写出常见的阴离子表面活性剂的通式？1.3表面活性剂的一般性质表面活性剂的一般性质包括：溶解度和化学稳定性一、溶解度表面活性剂在水中溶解度的一般规律是：在一定温度下，溶解度随亲油基相对增大而降低。？？？？解释：表面活性剂是两亲分子，亲油基相对增大，亲水基相对减小，亲水性降低。若温度变化，溶解度随类型而异。1、离子型表面活性剂一般情况下，温度升高，离子型表面活性剂溶解度增大，但至一定温度后，溶解度增加很快。（1）溶解度随温度变化有一明显的突变点，此时的温度称为克拉夫特点。（2）同系物中，碳原子数增加，溶解度的转折点相应的温度上升。2.非离子型表面活性剂一般情况下，非离子型表面活性剂在低温时易溶，温度升至一定程度后，溶解度下降，表面活性剂溶液混浊，表面活性剂析出、分层。解释：温度升高，分子热运动加剧，分子间作用力下降（氢键被破坏），亲水性下降。浊点：表面活性剂析出、分层且溶液发生混浊时的温度称为浊点。结论：克拉夫特点和浊点分别是离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂的特征反映。二化学稳定性1、酸、碱稳定性（1）一般阴离子表面活性剂在强酸中不稳定：羧酸盐易析出游离酸；硫酸酯盐易水解；磺酸盐稳定。而在碱液中均稳定。如：RCOO-+H===RCOOH（2）阳离子表面活性剂中酸液中稳定而在碱液中不稳定，但季铵盐耐酸、耐碱性均好。（3）非离子型表面活性剂在酸、碱液中均较稳定，但环氧乙烷加成物例外。（4）两性型表面活性剂一般受pH值变化而改变性质。在等电点?时，形成内盐而沉淀析出。注意：分子中含有酯键的表面活性剂，在强的酸或碱中均容易发生水解。等电点：在某一pH的溶液中，氨基酸解离成阳离子和阴离子的趋势及程度相等，所带净电荷为零，呈电中性，此时溶液的pH称为该氨基酸的等电点。2、无机盐稳定性多价金属离子对羧酸类表面活性剂影响很大，容易产生盐析。3、氧化稳定性分子结构：C—S、C—F、—O—等键牢固，不易被破坏，所以离子型表面活性剂中磺酸盐类和非离子型中聚氧乙烯醚型抗氧性好，结构稳定。4、生物活性包括：毒性、杀菌力，且两者相对应。如：阳离子表面活性剂中季铵盐类毒性大，但杀菌力好。5、生物降解性定义：表面活性剂在自然界的微生物作用下，有机碳化合物被逐渐分解，转化成CO2和H2O等对环境无公害的物质。会不会影响环境污染和生态平衡直接决定其是否能投入市场。如:卵磷脂类是两性型表面活性剂，是蛋白质的一种成分，有减肥的效果，也是一种天然产物，不仅无毒性还是一种营养物质，而且生物降解性很高。作业：1、离子型、非离子型表面活性剂的溶解度随温度变化的规律分别是什么？2、什么是克拉夫特点和浊点？3、什么是生物降解性？4、表面活性剂有哪些一般性质？第四节印染助剂对环保的影响一、全球性环境问题书上常说：人口、资源、环境已是当今世界环境科学所关注的三大问题。地球上人口较少时，资源足够为人们提供充足的必需品，几乎很少提及环境问题，但随着人口增长，生产力发展，人类盲目利用自然资源，生产和生活排放的污染物超过了自然界的容许量，环境污染越来越严重。二、印染工业对生态平衡的影响（尤其对水的影响）自然情况下，水体中各种生物数种、数量是相对平衡。在某些洗涤剂中,往往加入一定量的助洗剂三聚磷酸钠和助溶剂尿素。而三聚磷酸钠本身无毒,对人体无害,生物降解性也较好,但三聚磷酸钠中的磷和尿素中的氮却能引起江河水体富营养化,使水中藻类和浮游生物急剧生长与繁殖,水体溶解氧的能力下降,水质恶化,造成鱼类及其他水生物大量死亡,因此印染厂应尽量控制尿素用量,助洗剂三聚磷酸钠也应停用或少用,尽可能使用无磷洗涤剂。同样在双氧水漂白中使用的含磷类稳定剂,亦会影响生物降解性,使排放废水增加负荷,应引起足够的重视。水体富营养化：一种生物营养物质过多积蓄而引起水质的污染现象。在天然水体中的自养型生物主要是藻类，它们是通过光合作用合成本身的原生质，但水体富营养化后，藻类大量繁殖，占据大量水域空间，使鱼类生活空间减小，不过富营养化只适宜某些藻类生存，其他则死亡，如：以硅藻、绿藻为主转为以蓝藻为主，而蓝藻的分解产物具有毒性，使水体处于严重缺氧，也会影响鱼类生存。三、对人体健康的影响毒性包括急性毒性LＤ50、鱼毒性ＬＣ50和细菌、藻类的毒性ＥＣＯ50等。表面活性剂的毒性大小顺序为：阳离子表面活性剂＞阴离子表面活性剂＞非离子表面活性剂。各种表面活性剂的最高允许排放浓度为：阴离子表面活性剂8.5～43.7ｍｇ/Ｌ,阳离子表面活性剂6.5～8.5ｍｇ/Ｌ,非离子表面活性剂＜100ｍｇ/Ｌ。甲醛是过敏症的主要诱发物，浓度高于300mg/kg时，它会造成人体粘膜的强烈搔痒，引起呼吸道发炎及皮肤炎，导致结膜炎、鼻炎、肝炎、手指及脚趾疼痛等，甲醛还被怀疑会诱发癌症。各国政府对织物都限制了甲醛的容许含量。我国ＴＪ36-79标准中规定,甲醛最高允许浓度在居民区为0.05ｍｇ/ｍ３,印染车间为3ｍｇ/ｍ３。Ｅｃｏ-Ｔｅｘ规定儿童服装含游离甲醛不超过20×10-６,接触皮肤的服装为75×10-６,其他服装为300×10-６。常有报纸报道，搬进新家后人会产生呼吸不畅，胸闷等反应，主要是装潢用纺织品、涂料、家具、木工板中含有甲醛。免烫整理服装如果使用高甲醛含量的整理剂，不仅价格低廉，且平挺度效果颇佳，但这样处理的服装，在加工、穿着或使用过程中，面料释放的甲醛会对人体产生不良作用。第二章表面张力和表面吸附提问：为什么荷叶上的水珠呈球形？为什么肥皂泡要用力吹才能变大？自来水龙头滴下的水滴变成球形？？？？？回答：（表面积最小，体系最稳定的原则）关键因素就是表面张力的存在“任何物质表面都有一种人肉眼看不见但实际存在的作用力”1.1表面张力1、定义界面：物质与物质相接触的面称界面。液、气、固相互之间表面：物质与气相组成的界面表面张力：增加单位面积时，液体表面自由能的增值，即表面过剩自由能。通常以mN/m为单位。表面张力或表面过剩自由能是液体重要基本性质之一第一节表面张力内层：受力对称，合外力为零，所以内部分子可以作无规则运动而不消耗功。外层：受力不对称，向下的力大于向上的力，产生了表面分子受到指向液体内部并且垂直于表面的引力。因而，表面分子比内部分子不稳定，总是具有向液体内部移动的趋势，力图缩小表面积，也就是说液体表面总有自动收缩的趋势，液体表面就如同一层绷紧了的富于弹性的橡皮膜。2、分析解释：以液—气两相界面（表面）为例这就解释了为什么荷叶上的水珠总是呈球形（不受外力影响），肥皂泡要用力吹才能变大的原因，因为球形的表面积最小，如要扩大表面就需要对系统做功。3、表面张力产生的原因由于物质不同，分子间的作用力不同，在同一物质内部，分子受力是平衡的，在界面处是不平衡的。气体：由于分子距离大，则分子间的作用力（吸引力）是很小的。液体：分子距离小，作用力（吸引力）较大。界面分子：受力不平衡，液体分子向内收缩（表面张力）二表面张力实验及分析实验：将一根金属丝制成一个框架，其右边可自由移动，将框架上蘸上一层肥皂膜。若不加外力f和施加外力f有何差异？（1）若不加外力，肥皂膜因表面张力作用而缩小。（2）施加外力，肥皂膜受力平衡f=2γL式中：2表示肥皂膜有两个表面，所以边缘总长度应为单一的两倍。γ表示表面张力。γ与f的方向：都沿表面切线方向垂