水和表面活性剂课件

染整工艺原理（一）

（练漂整）学时数：40第一章

水和表面活性剂

在染整加工过程中是以水为介质的，水质的好坏直接影响染化药剂的稳定性以及加工产品的质量，因此，必须熟悉和掌握：●水的性质●水的处理方法●衡量水质的基本指标§2染整用水一、水和水质1、水据印染厂调查统计，平均每生产103M织物，约耗水20吨左右，其中练漂用水量占一半以上。水源：

地面水：江、河、湖水等。水质受流量、季节及周围环境的影响，并含有较多的悬浮物。

地下水：井水、泉水等。水质稳定，但受地质的影响，并含有较多的矿物质。2、水质天然水并不纯净，通常含有以下杂质：（1）有机悬浮物、泥沙；（2）矿物质如钙、镁、铁、铝、锰、氯、硫酸根等离子化合物；如果水中含有上述杂质通常称为硬水。

4）硬水

其一：对锅炉的安全形成隐患，严重时会引发爆炸；其二：形成的锅垢对燃料的节约影响很大；

其三：会引起锅炉的腐蚀，水中的氧及二氧化碳和铁作用形成碳酸亚铁，然后进一步水解成氢氧化亚铁即二、染整厂对水质的要求外观：无色、无臭、透明pH值：6.5－7.4总硬度（ｐｐｍ）：0－25铁（ｐｐｍ）：0.02－0.1锰（ｐｐｍ）：0.02总碱度（ｐｐｍ）：35－64总含固量（ｐｐｍ）：65－150三、

衡量水质的重要指标1、硬度

暂时硬度：由Ca＋＋、Mg＋＋所形成的重碳酸盐而造成的硬度称为暂时硬度；这些物质加热煮沸能被除去。Ca（HCO3）2→CaCO3↓+CO2↑+H2OMg（HCO3）2→MgCO3↓+CO2↑+H2O永久硬度：由Ca＋＋、Mg＋＋所形成的氧化物、氯化物、硫酸盐等而造成的硬度称为永久硬度。这些物质经加热煮沸时，不会发生沉淀而被去除。总硬度：暂时硬度和永久硬度之和。

水中杂质量越多，总硬度也就越高，水质就越差。四、水质的分析方法1、

总硬度的测定（EDTA法）1）测定原理在ｐH＝10的条件下，指示剂铬黑T（EBT）能和水中的Ca＋＋、Mg＋＋形成红色的络合物，滴定时加入乙二氨四羧酸二钠盐（EDTA）后，转变成EDTA与Ca＋＋、Mg＋＋的络合物而放出铬黑T指示剂本身的纯兰色，这时即为终点。2）操作方法(1)取水样100ml，置于250ml的锥形瓶中；(2)加入5mlNH4OH－NH4CL缓冲液，控制ｐH＝10；(3)加入5滴0.5%EBT指示剂；(4)用0.05N的EDTA标准溶液进行滴定，瓶中的颜色变化过程为：红色→紫色→蓝色（终点），记录消耗的EDTA的毫升数即：VEDTA（ml）；3）计算总硬度（以CaCO3、ppm计）

＝＝25VEDTA（ml）4）硬水和软水的区别水质ppm以CaCO3计软水0－57略硬水57－100硬水100－286极硬水＞2863）计算

总碱度（以CaCO3、ppm计）＝＝50VH2SO4（ml）3、总含固量

指水中可溶性固体和悬浮固体的总和。测定时，取一定量（100ml）水样，置于预先已称量的蒸发皿中，移于烘箱内，于1050C烘至恒重，冷却至室温后，迅速称取其重量。

总含固量（以CaCO3、ppm计）

＝

式中：W－蒸发皿与总固体总量之和；W1－蒸发皿重量；§3水的软化一、石灰-纯碱沉淀法1、石灰的作用去除造成暂时硬度的重碳酸盐Ca(HCO3)2＋Ca(OH)2→2CaCO3＋2H2OＭg(HCO3)2＋Ca(OH)2→ＭgCO3＋CaCO3＋2H2O

2、纯碱的作用去除造成永久硬度的硫酸盐

使用该法软化水，可使水的硬度降到10ppm以下。2、磺化煤法

将褐煤用浓硫酸在150－1800C下处理后得到的产物为H型产品；若再用烧碱处理得到的为Nａ型产品。可分别用H（K）、Nａ（K）表示。其软化作用如下所示。3、离子交换树脂1）阳离子交换树脂

如国产732离子交换树脂，是具有磺酸基的强酸性阳离子交换树脂，能交换水中的钙、镁等阳离子。2）阴离子交换树脂如国产的717离子交换树脂，，是具有季铵盐结构的强碱性阴离子交换树脂，具有与水中阴离子交换的能力。

三、化学软化法（软水剂）1、磷酸三钠通过化学反应使水中的钙、镁盐转变成磷酸的钙盐或镁盐而沉淀。2、纯碱作为软水剂主要去除水中的钙、镁离子

3、六偏磷酸钠能与钙、镁离子形成比较稳定的络合物，而不再具有硬水的性质。4、胺的醋酸衍生物

1）EDTA染整生产加工过程中，在配制染化料溶液时一般要加入软水，如果没有软水，就必须要加入上述软水剂。使用成本：纯碱、磷酸三钠＜六偏磷酸钠＜EDTA软化效果：纯碱、磷酸三钠＜六偏磷酸钠＜EDTA§4表面张力和表面吸附现象一、表面张力当一滴水或其它液体从滴管中掉下来时，有形成球形的倾向，并使液滴保持最小的表面积，而获得相对稳定的状态。这是因为水或其它液体表面有一种“力”，通常将其称为表面张力。图1－1液体分子受力作用示意图图1－2液体的表面张力二、结构特征

尽管表面活性剂种类很多，但它们都有一个共同的特征，都是由亲水基和疏水基两部分组成，其示意图如下：

图1－4S.A.A结构示意图表面活性剂分类：三、临界胶束浓度（CriticalMicelleConcentration）

当表面活性剂溶解在水中后，由于它的结构特征使其形成如下排列：表面活性剂在溶液中的排列情况又与浓度有关：

当浓度达到一定大小后，表面活性剂在溶液表面形成单分子膜，将水和空气隔开；此时，如果继续提高表面活性剂的浓度，则有利于表面活性剂分子在溶液内部相互聚集在一起，形成疏水基在内，亲水基向外的胶束。S.A.A在溶液中形成胶束所需的最低浓度，称为临界胶束浓度。CMC值的大小，主要与下列因素有关，1）疏水基的碳链越长，越饱和，CMC赿小；2）温度越高，CMC越大；3）加入电解质，CMC下降；S.A.A胶束的形状：§6常用的表面活性剂及应用分类一、应用分类根据应用性能，表面活性剂可作为润湿剂、乳化剂、分散剂、净洗剂等。1、前处理助剂主要有渗透剂、精练剂、退浆剂、氧漂稳定剂、渗透剂、洗涤剂等。2、染色、印花助剂主要有匀染剂、消泡剂、无醛固色剂、粘合剂、糊料、增稠剂、交联剂等。3、后整理助剂主要有柔软剂、抗静电剂等。二、常用的表面活性剂1、高级脂肪酸的钠盐或钾盐如肥皂（Soap）

2、磺酸盐类如十二烷基苯磺酸钠（Alkylbenzosulfonate简称ABS）3、烷基硫酸酯盐类如土耳其红油，是蓖麻油经硫酸作用而形成的硫酸酯盐。4、烷基磷酸酯盐类主要做前处理助剂的复配成分。5、阳离子S.A.A如1227表面活性剂：6、非离子S.A.A1）平平加O2）乳化剂EL(EmulsifyingagentEL)3）渗透剂JFC（DispersingagentJFC）7、两性表面活性剂如十二烷基甜菜碱（洗涤剂、柔软剂、抗静电剂）8、绿色表面活性剂

利用天然资源开发的表面活性剂。如烷基多糖苷又称APG（AlkylPolyglycoside）,是以淀粉或葡萄糖和天然脂肪醇为原料合成的一种新型表面活性剂，具有无毒、无刺激和生物降解而彻底的优点。

APG可以作为浆洗剂、精练剂、乳化剂、润湿剂、分散剂、消泡剂、增稠剂等使用。采用非离子S.A.A取代阴离子S.A.A也是一个重要的发展方向。习题和思考题1、什么叫硬度、碱度？并简述硬水对染整加工有何影响？2、什么叫ppm？根据其值的大小怎样来划分水的级别？3、什么叫化学软化法？说明常用的3类软化剂的软化原理及特点。4、

什么叫S.A.A？并简述其结构特征及溶液性质。5、说明一般情况下雨水、地表水、浅地下水和深地下水中杂质的组成及其来源。6、为什么通常见到的液滴都是类似球状的?粉状固体(如面粉)长期储存为什么会有结块现象?7、分别进行下列操作:①在肥皂稀水溶液的表面用刀片飞快地刮下一薄层溶液；

②在上述肥皂溶液中通入空气后形成泡沫。将上述薄层溶液收集,并将泡沫收集待其破裂后形成另一溶液。分别对上述两溶液进行浓度测试,所测得的浓度值与肥皂溶液本体浓度之间应当有什么不同?说明不同的原因。8、在实际测定液体在固体表面上的接触角时为什么要确保固体表面的洁净?9、采用一些特殊手段在纤