纺织品常规整理课件 第一章 水和表面活性剂

染整工艺原理

纺织品常规整理

纺纱→

纤维→织造→裁剪缝制服装设计→→成衣→前处理染色后整理3纺织工业要览4染整工程

PREPARATION前处理

DYEING

染色

PRINTING

印花

FINISHING后整理5前处理(PREPARATION)坯布准备：检验、翻布、打印、缝头烧毛(Singeing)退浆(Desizing)、精练(Scouring)、漂白(Bleaching)丝光(Mercerization)热定型(Heatsetting)目的：去除杂质：天然杂质、人工杂质提高性能：光洁度、润湿性、白度、尺寸稳定性。6常规后整理（Finishing)漂白、染色和印花织物一般整理(Pre-shrinking,Softening,Calendering,etc.)防皱整理(CreaseResistantFinishing)目的：改善质量，提高性能，赋予功能性7织物(Textiles)简介主要分类：机织物（梭织物）（WovenFabric)针织物（KnittingFabric)本课程的研究对象：机织物棉织物（CottonFabric)棉/涤纶混纺织物(Cotton/PolyesterBlendingFabric)第一章水和表面活性剂内容：水的硬度(waterhardness)水质对染整加工的影响水的软化方法（intenerate)

第一节染整加工用水及水的软化处理背景：用水量大水质要求高

一、水的硬度（waterhardness)表示水中钙、镁离子的含量一般将每升水中钙、镁盐含量换算成碳酸钙的毫克数表示，单位mg/L，我国常用ppm表示。水的硬度=暂时硬度+永久硬度暂时硬度（temporaryhardness)由于钙、镁重碳酸盐的存在而形成水的硬度称之,经加热煮沸，可沉淀去除。Ca(HCO3)2CaCO3+CO2+H2OMg(HCO3)2MgCO3+CO2+H2OMgCO3+H2OMg(OH)2+CO2

永久硬度（permanenthardness)由溶于水的钙、镁等氧化物、氯化物、硝酸盐或硫酸盐的存在而形成的水硬度称之，非加热煮沸可消除。二、水质对染整加工的影响

对前处理、染色、印花、后整理的品质均可能产生影响。如：

Fe++

织物泛黄，产生锈斑，影响白度；双氧水漂白，促进双氧水分解，易使棉纤维脆损；CL-：影响漂白织物白度Ca++

、Mg++

能与阴离子表面活性剂如肥皂形成沉淀，造成疵点；能与染料形成沉淀，导致鲜艳度变差，牢度降低。

如：

硬水对锅炉的安全形成隐患，严重时会引发爆炸；形成的锅垢对燃料的节约影响很大；二、水质对染整加工的影响印染厂对水质的要求无色、无臭、透明pH6.3~7.2铁含量≤0.05mg/L氯含量≤10mg/L总含固量≤100mg/L水的硬度0~60mg/L

三、水的软化方法

石灰—纯碱法离子交换法软水剂添加法石灰—纯碱法

Ca(HCO3)2+Ca(OH)2+2H2O2CaCO3+2H2OMg(HCO3)2+Ca(OH)22CaCO3+

MgCO3

MgCO3

+Ca(OH)2Mg(OH)2+CaCO3

MgSO4

+Ca(OH)2Mg(OH)2+CaSO4

CaSO4+

Na2CO3

CaCO3

+Na2SO4

离子交换法

普遍采用如：强酸性聚乙烯类阳离子交换树脂类型：H型（最高使用温度100℃）Na型（最高使用温度120℃）离子交换法

普遍采用R：交换树脂主体特点：

树脂能够交换水中钙、镁等水溶性的离子；活性可再生软水剂添加法加入能与钙、镁等金属离子配合或螯合的化学试剂，如六偏磷酸钠、氨三乙酸钠和乙二胺四乙酸钠。Na4[Na2(PO3)6]

+Ca2+

Na4[Ca(PO3)6]+2Na+

Na4[Na2(PO3)6]+Mg2+

Na4[Mg(PO3)6]+2Na+

一、基本定义

染整加工中使用的辅助化学品或专用化学品。第二节染整助剂二、作用提高纺织品的质量改善加工效果提高生产效益简化工艺过程降低生产成本提高服用性能便于三废处理…………

第二节染整助剂三、染整助剂的分类练漂助剂：退浆剂、煮练剂、漂白剂、渗透剂……印染助剂：匀染剂、促染剂、分散剂……整理助剂：防皱剂、柔软剂、阻燃剂……

四、染整助剂的类型特点50%以上都是表面活性剂以表面活性剂作为主要成分

第三节表面活性剂（S.A.A)一、表面张力和表面自由能

1、表面张力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。图1液体分子受力作用示意图图2液体的表面张力图1液体分子受力作用示意图图2液体的表面张力二、表面活性剂及其水溶液的特性1、SurfaceActiveAgent定义

指在液体中，添加少量或极稀浓度、便能显著降低液体表面张力的物质。图2S.A.A浓度与γ的关系

通常意义上的表面活性剂是指具有亲油基和亲水基的两亲分子2、分类

3、表面活性剂的表面吸附功能

图3S.A.A在溶液中状态

表面吸附功能：疏水基容易与非极性物质吸附，亲水基则易与极性物质吸附，该功能被称为“表面吸附”。引起溶液的表面张力降低图4表面活性剂溶液的胶束化过程胶束—两亲分子的表面活性剂溶解在水中达到一定浓度时，其非极性部分自相结合，形成聚集体，使憎水基向里、亲水基向外，该聚集体称之。4、胶束(Micelle)与临界胶束浓度单层定位吸附胶束或胶团形状—

棒状、层状或球状等4、胶束(Micelle)与临界胶束浓度胶束或胶团形状—

棒状、层状或球状等4、胶束(Micelle)与临界胶束浓度临界胶束浓度（CriticalMicelleConcentration)

表面活性剂在水溶液中形成胶束时需要的最低浓度，也是溶液的表面张力降低到最低的浓度称之，简称CMC。

4、胶束(Micelle)与临界胶束浓度图5S.A.A浓度与γ的关系CMC时，性质发生突变，如表面张力、渗透压和洗涤作用。

表面活性剂在水溶液中浓度稍

大于CMC时，才能充分发挥作用。

润湿是固体表面上一种流体被另一种流体所取代的过程。三、表面活性剂的润湿和渗透作用

染整加工中，多为纤维（固体）表面上的气体（一种流体）被水（另一种流体）所取代的过程。

接触角与杨氏方程接触角θ：在气、液、固三相交界处，γsl与γl之间的夹角。平衡时，γs=γsl+cosγlcosθ

。接触角与杨氏方程加入润湿剂：接触角θ润湿性润湿剂：能使液体迅速而均匀地润湿某种固体表面的SAA。渗透剂：能使液体迅速而均匀地渗透某种固体内部的SAA。注：实际上润湿和渗透作用同事发生，因此润湿剂又称渗透剂，一般SAA都有润湿作用。1、乳化作用：将两种不相溶的液体（如油和水）放在一起，使一种液体以极微小的液滴均匀地分散在另一种液体中，该体系称为乳状液或乳液，该作用称为乳化作用。四、表面活性剂的乳化、分散和增溶作用2、分散作用：将一种固体物质以极微小的颗粒均匀地分散在另一种液体中所形成的体系称为分散液或悬浮液，该作用称为分散作用。本质相同：乳化—液体对液体的混合分散—固体在液体中的混合差异：两个不相溶的相在SAA作用下以一定的形式相互混合与包含。3、乳液：四、表面活性剂的乳化、分散和增溶作用——水是连续相（外相）——油是不连续相（内相）水包油型或油/水型(O/W型）油包水型或水/油型(W/O型）——油是连续相（外相）——水是不连续相（内相）染整加工中常用的乳化剂、分散剂多为油/水型居多，如平平加0系列、扩散剂NNO、分散剂CNF等四、表面活性剂的乳化、分散和增溶作用涤纶用分散染料不溶于水，易形成沉淀。加入扩散剂后，充分搅拌超细染料粒子后能“溶解”于水，形成稳定的悬浮液。（精炼剂在煮练中既有渗透作用，还有对杂质的乳化、分散作用。）四、表面活性剂的乳化、分散和增溶作用增溶条件4、增溶作用当水中SAA浓度超过CMC后，不溶或微溶于水的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”与胶团有关，即在CMC以上，与表面张力无关。四、表面活性剂的乳化、分散和增溶作用非极性增溶：极性增溶：吸附增溶：增溶机理油性物质溶入胶束内部亲油基之间所引起。醇等分别与SAA的亲水基和亲油基相邻，形成混合胶束增溶物如苯酚被吸附在胶束亲水基和水的界面。四、表面活性剂的乳化、分散和增溶作用增溶与乳化、分散的区别增溶乳化、分散前提：存在胶团——类似透明的真溶液乳化液-乳白色；分散液-悬浊状热力学稳定均相体系热力学不稳定多相分散体系增溶与乳化、分散的联系增溶作用可视为乳化作用或分散作用的极限阶段、理想状态，他们之间可相互转化。五、表面活性剂的去污作用润湿、乳化、分散、增溶等共同作用的结果。纤维·杂质+表面活性剂=纺织纤维·表面活性剂+杂质·表面活性剂去污作用A.水的表面张力大，对油污润湿性能差，不容易去除油污。B.SAA向纤维和污垢做定向界面吸附，并向纤维与污垢之间润湿、渗透。C.在SAA分割、取代作用下，污垢与纤维间结合力减弱、在机械或水流作用下脱离纤维。D.污垢与SAA被水溶液冲洗除去，吸附于织物表面的残余SAA一同被冲洗除去。基体和杂质的分离过程可逆，逆过程为污垢再沉积。A.降低污垢与织物表面的结合力，具有使污垢脱离织物表面的能力。B.具有防止污垢再沉积的能力。六、表面活性剂及其在染整加工中的应用高级脂肪酸盐类1、阴离子表面活性剂典型代表：肥皂油脂烧碱肥皂甘油磺酸盐类1、阴离子表面活性剂烷基苯磺酸盐类良好的洗涤去污和发泡性能，用于精炼剂、洗涤剂和染色助剂用。烷基萘磺酸盐类如拉开粉BX，润湿、乳化和分散性能良好。烷基磺酸盐类可用于前处理作为渗透剂烷基硫酸酯盐类1、阴离子表面活性剂烷基磷酸酯盐类铵盐2、阳离子表面活性剂季铵盐常用于柔软剂常用于柔软剂、抗静电、抗菌剂、染色助剂等兼具阴离子和阳离子3、两性表面活性剂等电点以上水溶液——表现为阴离子SAA等电点以下水溶液——表现为阳离子SAA

等电点——类似非离子表面活性剂十二烷基氨基丙酸甲酯水溶液中不发生电离4、非离子性表面活性剂亲水基团主要由一定数量含氧的醚基和羟基组成。1、SAA的亲水和疏水性能七表面活性剂化学结构与性能的关系亲疏平衡值HLB值（Hyd