认证主体:菏泽喜乐网络课件有限公司
IP属地:未知
统一社会信用代码/组织机构代码
91371726MA7HJ4DL48
下载本文档
绪论一、印花的定义二、印花与染色的异同点三、印花方法一、印花定义织物印花将各种颜色的染料或颜料制成色浆,施敷在纺织品上,印制出有花纹图案的加工过程。印花工艺为完成织物印花所采用的加工手段称印花工艺。一、印花定义印花工艺图案设计印花工艺选择花版制作仿色打样色浆调制印制花纹织物印前、印后的处理加工印花生产工艺流程后处理(蒸化、水洗、固色等)图案设计分色描样工艺打样制网雕刻调制色浆印花烘干已经前处理、染色的半制品或成衣坯布印花纺织品二、印花与染色的异同点共同点1、应用染料的染着、固色原理相似。2、所用化学助剂的物理与化学属性相似。
3、同一品种纤维,若用同一染料染色和印花可具有相同的染色牢度。不同点染色印花糊料不加或少量加助溶剂不加加固着化学作用成膜后汽蒸、焙烘时间长短染料用染料不尽相同颜料、染料前处理要求低要求高毛效好瞬时毛效好白度低高纬斜高特别严格织物疵点要求高要求低三、印花方法按设备分辊筒印花转移印花其他筛网印花平网圆网静电植绒印花多色淋染印花喷墨印花型版印花定义将纸版(浸过油的型纸)、金属版或化学版雕刻出镂空的花纹,覆于织物上,用刷帚蘸取色浆在型版上涂刷,即可在织物上获得花纹应用被单、毛巾行业尚有应用运动衣上刷字各种包装箱的刷唛型版印花特点优点雕花方便,应用灵活,适用于小批量生产花纹大小、套色不受限制,可印出色泽浓艳的产品缺点花纹轮廓不够清晰,线条欠精细印不出直条套版的花纹,采取措施后才能印镂空的圆环形的花纹套色对花比较困难劳动生产率低1、筛网印花平网花纹图案雕刻在网上将筛网绷在金属或木质矩形框架上色浆通过网印将花纹转移到纺织品上有手工和机械之分圆网采用镍质圆形金属网花纹图案雕刻在网上色浆通过网印将花纹转移到纺织品上连续化机械运行(一)平网印花框动式印花装置行进印花装置下降刮印印花装置上升布动式导带行进导带停止运行筛网下降刮印筛网提升平网印花机框动式特点优点单元花样大小限制小套色不受限制花色浓艳度及鲜艳度为其它印花方法所不及织物粘贴于台板上,适合易变形的织物适宜于小批量、多品种的高档织物印花缺点设备占地大直条花样的接版印较难解决花形精细度,特别是线条精细度不如铜辊印花劳动生产率低布动式特点缺点花样大小限制小套色虽有限制,尚可印十余套色适于小批量、多品种的高档织物印花织物粘贴于台板上,适合易变形的织物花色浓艳度及鲜艳度优于铜辊印花劳动强度低,占地面积小优点直条花样的接版印较难解决花形精细度,特别是线条精细度不如铜辊印花花色浓艳度及鲜艳度不如框动式产量低2、圆网印花机圆网印花特点花形受到一定限制,花样层次不如铜辊印花。镍网成本较高优点圆网轻巧,装卸、对花、加浆等操作方便,劳动强度低,设备运转率高产量高可印制多套色花样,套色数限制小花色浓艳度不如平网,优于铜辊织物粘贴于橡胶导带上,适合易变形的织物印直条花样无接头印,优于平网缺点2、辊筒印花主要装置:刻有花纹的辊筒,即花筒色浆通过刻有花纹图案的铜辊凹纹压印转移到纺织品上根据设备可以装几只花筒而称为几色印花机,如八色印花机铜辊印花机辊筒印花特点优点花纹清晰,适宜线条、云纹及雪花点劳动生产率高,适用于大批量生产生产成本较低缺点印花套色数受限制单元花样大小和织物幅宽所受的制约较大会有传色,色泽不丰满,影响花色鲜艳度3、转移印花先将染料印到纸上,而后在一定条件下使转印纸上的染料转移到织物上去的印花方法。气相转移印花法熔融转移印花法脱膜转移印花法泳移转移印花法热转移法湿转移法(利用热量)(利用一定温度、压力和溶剂)气相转移印花法又称升华转移或热转移法。将转印纸与被印织物在转移印花机上通过热压使分散染料升华而转移到被印织物上特别适用于涤纶针织物熔融转移印花法转移纸与织物在高压下热轧,使转印纸上的印刷油墨熔融而转移到接触的织物上,再汽蒸固着。脱膜转移印花法印膜层在热压时,从转印纸上剥离粘附到织物上。转印纸由底纸、释放膜和印墨三层组成。泳移转印印花法又称半湿法转移印花。在湿态下染料通过热压泳移,通过织物上的毛细管效应迁移到织物上。用于水溶性染料。转移印花的特点优点转移纸可长期存放,适应性强不用后处理,无污染,能耗低对织物的前处理要求低图案丰富多彩、层次多,花样设计的表现能力强,能印制艺术性强的花样培训操作工人容易缺点纸张消耗量大,成本有所提高所用分散染料升华牢度较低,不适于褶裥形的后定形服装适用的纤维不多,主要用于涤纶5、其它印花法喷墨印花三、印花方式按工艺分直接印花拔染印花防染印花防印印花1、直接印花将含有染料的色浆直接印在白布或浅色布上,印花处染料上染,获得各种花纹图案,未印处地色保持不变,印花色浆中的化学药品与地色不发生化学作用,印上去的染料对浅地色具有一定的遮色、拼色作用,这种印花方法称为直接印花。白地花布满地花布地色罩印花布三类产品花色较少,白地多花色多,白地少在染色布上印花,没有白花,地色比花色浅,地色与花色属于同类色,应用较多2、拔染印花拔染印花是在已经染色的纺织物上印花,使地色染料局部破坏、消色而获得花纹图案的印花工艺。拔染剂:在印花浆中含有能够破坏地色染料的化学药品拔白:将地色破坏,经水洗得到白花。色白:在印花浆中加入能耐拔染剂的染料,则在破坏地色的同时又染上了另一种颜色,得到各种色彩花纹。3、防染印花防染印花是在未经染色或已经浸轧染液而未显色的织物上印花,局部地防止染料上染或显色而在地色上或得花纹的印花工艺。防染剂:在印花浆中含有能够防止地色染料上染的化学药品。防白:印花处的地色染料不上染、不显色、不固色,经水洗除去,得白花称之为防白。色防:在防染印花色浆中加入不受防染剂的阻碍而能上染纤维的染料,从而得到色彩花纹。4、防印印花只在印花机上来完成防染或拔染及其“染地”的整个加工。湿法防印干法防印将防印浆和地色浆在印花机上一次完成的印花工艺。不适合印制精细花纹。第一次在印花机上先印防印浆,烘干后第二次罩印地色浆。作业1、印花方法2、染色与印花的区别3、印花的定义蚕丝织物的前处理和整理第一节引言
丝织物:
蚕丝织物蚕丝和化纤的交织物纯化纤丝织物绸坯所含杂质:非丝素部分:如丝胶、脂蜡、色素、无机盐等织造加工:油剂、浆料、着色染料贮运途中:油污等杂质的影响:
有损丝绸柔软、光亮、洁白等优良品质,会使坯绸难以被水及染化料溶液润湿而妨碍染色、印花和整理等后加工。由于蚕丝中的杂质主要是吸附在丝胶上,只要将丝胶去除这些杂质也会随之脱去;因此,蚕丝织物的精练主要是去除丝胶,故通常将其称为脱胶。第二节蚕丝中杂质的组成及
化学性质一、天然杂质1、丝胶的化学组成与分子结构丝胶是一种易变性的蛋白质,由18种α-氨基酸组成,具有两性性质,且分子中极性氨基酸的含量比丝素高的多。由于这些极性氨基酸的侧链中都含有亲水性基团如-OH、-COOH、-NH2等,增加了丝胶的吸湿性和水溶性,易于从丝素上脱落下来。2、丝胶的溶解性能不溶于乙醇、乙醚、丙酮以及苯等有机溶剂;能在水中溶解,其溶解度与T、t、pH、电解质含量等有关;当溶液的pH处于等电点时,溶解速率最低;当偏离等电点越远,溶解速率越高;同时肽键的降解也随之增加。
根据丝胶的溶解性质,在pH=9.5-10的碱性溶液中,温度为95-100℃时,能较快地达到脱胶的目的。因此蚕丝的精练一般在此条件下进行。3.脂蜡、色素、碳水化合物、无机盐等脂肪:主要存在于丝胶中,来自于蛹体。主要成分为脂肪酸的甘油酯;蜡质:大部分集中在靠近丝素的丝胶中。主要成分为蜂蜡酸、高级脂肪酸与蜡醇等高级醇的酯类;色素:大部分存在于丝胶中,一般脱胶精练时即可去除;无机盐:主要存在于丝胶中,少量存在于丝素中;主要是钙、镁、铁、铝等的氯化物以及硅酸盐、硫酸盐等;碳水化合物:主要成分为葡萄糖及其衍生物。其中大部分与丝胶蛋白结合成复合蛋白质;另一部分具有纤维素结构,呈微细的纤维状,主要存在于丝胶中。二、人为杂质
1.浸渍助剂经丝揩蜡有蜡浸渍剂无蜡浸渍剂高速浸渍助剂
2.着色剂是一些易于脱色的弱酸性染料或食用染料第三节蚕丝织物的精练原理及影响精练的因素一、精练原理(脱胶原理)丝胶是典型的两性高分子物质,在酸或碱的作用下都会发生膨化、溶解和水解,具体反应如下:
碱的作用碱能促使丝胶剧烈膨化,提高丝胶的溶解性;
碱能与丝胶结合生成蛋白质盐,即使(Ⅱ)转化成(Ⅲ),减弱甚至破坏肽链间的盐式键;碱也可使-OH变为-O-,以及肽键由酮式转变为烯醇式,破坏肽键之间形成的氢键,降低肽键间的结合力,促使丝胶进一步膨化而溶解;碱还可催化丝胶的肽链水解,加速丝胶脱离丝素。
酸的作用与碱的作用类似,酸也能促使丝胶蛋白的膨化和溶解,以及催化丝胶蛋白的水解。如丝胶在酸性介质中能与H+结合生成蛋白质盐,既从(Ⅱ)转化成(Ⅰ),提高其溶解度。
酶的作用酶是一类由生物体产生并可脱离生物体而独立存在的具有特殊催化作用的蛋白质,又称生物催化剂。酶不但催化效率高,而且专一性强。其专一性是指酶对被作用物具有严格的选择性,即一种酶只能催化一种或一类物质。蛋白水解酶不能直接使丝胶溶胀、溶解,而是高速率地催化丝胶蛋白分子的肽键水解,成为易溶于水的产物,以达到脱胶的目的。蚕丝织物的精练步骤:丝胶吸湿膨化;酸、碱或酶等助剂加速丝胶的溶解和催化其水解;丝胶在表面活性剂的帮助下脱离纤维并稳定地分散在练液中。练减率(脱胶率):二、影响练减率的因素1.练液的pH值2.精练温度3.精练剂及其浓度精练剂的性质往往会直接影响到蚕丝织物的精练效果,既脱胶的程度和精练成品的性质。4.精练时间精练时间不仅取决于练液pH值、精练温度、精练剂和精练设备等精练条件,而且还与坯绸的厚薄和组织的松紧有关。5.浴比应视精练设备、精练工艺和织物品种来选择适当的浴比。6.中性盐精练液中的中性盐也会影响丝胶的溶解度。第四节蚕丝织物的精练工艺一、碱精练碱精练法一般控制在温度95-98℃,pH值9-10.5左右,在生产中常用碳酸钠、碳酸氢钠、硅酸钠、磷酸三钠和焦磷酸钠等强碱弱酸盐精练,它们在溶液中水解可得到一定的碱度。二、皂碱精练皂碱法常以肥皂为主练剂,碳酸钠、磷酸三钠、硅酸钠和保险粉为助练剂,并采取预处理、初练、复练和练后处理等工序对蚕丝织物进行精练。三、酸精练用酸脱胶时,精练液的pH值一般为1.8-2.5,常采用硫酸或盐酸作为精练剂,酸的浓度为0.015-0.02mol/L,精练温度95-97℃,处理时间为10-50min。但是酸精练不能除去油脂和杂质,成本也较高,且生产中有挥发性刺激气味,易损伤皮肤、衣服和设备,因此在生产中极少使用。
四、酶精练酶精练是将蛋白质分解酶应用于蚕丝织物精练的方法,又称为微生物精练法。与碱精练相比,酶精练使废水中的COD和BOD值明显降低。五、复合精练剂精练按主要成分来分,可分为以肥皂为主和以合成洗涤剂为主的复合精练剂;按适用的精练设备来分,可分为普通复合精练剂和适用于平幅精练机的快速精炼剂。
六、高温高压水精练国外对真丝绸高温高压精练的研究表明:在125℃左右的高温高压条件下,仅用水就可以使丝胶溶解,再添加碱可使丝胶溶解的时间更短。第五节蚕丝织物的精练设备一、挂练槽挂练槽是最常用的蚕丝织物精练设备。它是用不锈钢板制成的长方形槽,底部装有蒸汽管和多孔不锈钢板。用挂练槽精练时,先要将坯绸分批、退卷、折码、钉线、扣攀和打印。折码有S型折码和圆形折码两种方式,如图:二、星形架精练设备适用于斜纹、纺、绉、缎类真丝织物的精练加工,尤其适用于较厚重的真丝织物。三、平幅连续精练机四、高温高压精练机特点:精练时间短,成本较低,精练品蓬松、洁白、弹性好,且练减率均一、弹力较高和染色性能好。五、其它设备如绳状染色机、常温常压溢流染色机等第六节蚕丝织物的漂白和增白一、漂白
蚕丝织物经精练后虽然去除了丝胶等天然杂质和人为杂质,但白度仍不能满足要求,因此实际生产中往往将蚕丝织物的精练和漂白同时进行。
适用于蚕丝的漂白剂有氧化性漂白剂和还原性漂白剂两大类。二、增白蚕丝织物一般较少进行增白,只有对那些白度有特殊要求的练白绸,在精练后才进行增白处理。1.上蓝增白采用少量的上蓝剂(蓝紫色染料或涂料)处理漂白织物,以吸收可见光中的黄橙光,减弱织物上的黄褐色泽。2.荧光增白采用少量的荧光增白剂处理漂白织物,以吸收紫外光二放出可见的蓝紫光,这些蓝紫光与织物上偏重的黄橙光混合成白光,同时提高了织物对可见光的总反射率,从而使织物的白度和亮度都增加。第七节蚕丝织物的增重
随着蚕丝织物从内衣化向外衣化发展,要求其具有厚实挺括的风格。蚕丝织物经精练后,质量减少约25%,纤维直径变细,丝之间的空隙增大,致使织物变薄、变软、缺乏挺括感。通过增重处理既可弥补蚕丝织物精练损失的质量,又可以赋予蚕丝织物一定的厚实性、防皱性、悬垂性和挺括性。对于近年来大量开发的真丝针织绸,更适合应用增重整理。蚕丝织物的增重整理主要有锡增重、单宁增重、丝素溶液增重和接枝聚合增重等方法。一、锡增重锡增重是一项传统又常用的整理工艺,即通过锡来增加蚕丝纤维的质量,同时使织物的手感丰满厚实,其光泽、身骨和弹性等均有改善。经过合适的锡增重整理,蚕丝的强力和延伸度也有所提高,而吸湿性和光泽等几乎无变化。提高真丝的增重率虽会降低对酸性染料的亲和力,却能增加对直接染料的亲和力。但增重率太高会降低真丝对各类染料的吸附能力,并导致蚕丝纤维脆化、变色,所以要谨慎控制增重程度。目前锡增重主要用于领带、饰带、刺绣品和要求厚重风格的高级女礼服等。如意大利、法国和瑞士制的高级领带几乎都经过锡增重,增重率一般达35~40%。
1、锡增重处理工艺(四道工序构成)
①氯化锡处理:用18~30°Bé氯化锡(SnCl4·5H2O)溶液(浴比1∶30~50),在10~15℃处理60min后,轧液、水洗、脱水,使SnCl4被蚕丝纤维吸附。
②磷酸盐处理:用5~7%磷酸氢二钠(Na2HPO4·12H2O)溶液(浴比1∶30~50),在60~70℃处理60min后,脱液、水洗、脱水,使SnCl4被蚕丝纤维固着。
③硅酸盐处理:用3~5%硅酸钠(Na2SiO3)溶液(浴比1∶30~50),在50~65℃处理30min,脱液、水洗、脱水,使锡增重定化。
④皂洗:用0.3~0.5%皂洗液,在70~90℃处理30~60min后,水洗、脱水、烘燥,以去除未反应的锡处理液。
一般每进行一次锡盐与磷酸盐处理后可获10~15%的增重率,因此可将第1和第2道工序反复进行,直至达到所要求的增重率,再进行硅酸盐处理和皂洗。2.锡增重原理对于锡增重各道工序的化学原理,至今尚未得到统一解释。一般认为,在进行锡增重处理时,由于纤维的膨化,SnCl4分子在水溶液中通过扩散渗入纤维内部,并发生如下水解反应:
其中不溶性的Sn(OH)4沉积于纤维空隙内,HCl被水洗除去。继续用Na2HPO4处理,则发生如下反应:
增重蚕丝再用硅酸钠处理,则碱式磷酸锡与硅酸钠作用生成最终产物,沉积在蚕丝纤维中:
蚕丝织物的锡增重整理不会产生Oeko-TexStandard100标准中严格限制的、可萃取的重金属和三丁基锡(TBT)、二丁基锡(DBT)等有机锡化物,符合生态纺织品的要求。
二、单宁增重
由于蚕丝对单宁酸有较强的吸附性能,经单宁增重处理可赋予织物柔软而蓬松的手感,并改善其抗皱性和耐紫外线性能。国内有人将60%(o.m.f.)的工业单宁酸用于精练真丝绸的增重。其结果是:经单宁酸增重的真丝绸增重率达20%,手感柔软,蓬松性、抗皱性和耐紫外线性能得以改善,且耐洗涤性和强力均有提高。与未增重绸的染色性能相比:单宁酸增重绸的阴离子染料上染率明显下降,且染深性差;而阳离子染料上染率则显著提高,且色泽浓艳。近年来,则倾向于用MAA(甲基丙烯酰胺)和HEMA(甲基丙烯酸羟基乙酯)进行接枝聚合来进行增重加工。
三、丝素溶液增重蚕丝的主体是丝素,丝素溶液又对蚕丝制品具有强烈的吸附作用,因此用丝素溶液增重是蚕丝织物实现自我完善的最佳途径。丝素溶液的制备一般采用与丝素结构相同的丝蛋白原料,如制丝、纺丝、精练和染色各工序产生的废丝和废绸等,用氯化钙法、酸法和碱法等制成丝素溶液。整理方法也随丝素溶液的制备方法而有所不同。①用50%氯化钙溶液沸煮精练蚕丝2h以上,可以得到丝素溶解液,整理时容易进入蚕丝纤维内部的微隙,以达到增重的目的。该法的缺点是引入的大量钙离子不易除去。
②酸—碱溶解法即先用浓盐酸将其完全溶解后,用氢氧化钠调节pH值至12左右,制成溶胶状丝素溶液。然后将丝素溶液稀释至5%,再加入2%的铝溶胶和0.5%的硅溶胶制成整理液。蚕丝织物浸渍丝素溶液后,需进行固着处理,一般采用戊二醛法和酒精氯化锡法等。经丝素溶液增重后的蚕丝织物,其缩水率大大下降。
四、接枝聚合
蚕丝的接枝聚合增重是指在蚕丝丝素分子上接上具有双键结构的单体,在适当的条件下进行聚合反应,生成接枝状聚合体(也有部分在纤维内部形成三维网状结构),以增加蚕丝的质量和体积,从而改善蚕丝的品质。1、接枝聚合主要单体乙烯类:醋酸乙烯、丙烯腈和苯乙烯等;甲基丙烯酸酯类:甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸羟基乙酯(HEMA)和甲基丙烯酸乙氧基乙酯(ETMA)等;丙烯酰胺类:丙烯酰胺(AM)、甲基丙烯酰胺(MAA)、羟甲基丙烯酰胺(M-AM)、羟甲基甲基丙烯酰胺(M-MAA)、甲氧基甲基丙烯酰胺、乙氧基甲基丙烯酰胺等。2、接枝聚合加工方法蚕丝的接枝聚合需要采用引发剂来使不活泼的单体产生连锁反应,以生成聚合物。引发剂:①射线(如γ射线、紫外线);
②热(焙烘、汽蒸);
③催化剂过氧化物:如过氧化苯甲酰(BPO)、过硫酸铵(APS)、过硫酸钾(KPS);氧化还原体系:如二价铁盐和过氧化氢组成的氧化还原体系。若单体不溶或难溶于水时,可加适量阴离子或非离子表面活性剂作乳化剂。若用甲基丙烯酰胺接枝增重蚕丝织物,可用过硫酸铵作引发剂,在60~70℃、浴比大于10∶1时,采用吸尽法处理2h以上。第八节蚕丝织物的砂洗
蚕丝织物的砂洗整理是通过化学和物理机械作用,使蚕丝织物表面产生一层均匀纤细绒毛的加工工艺。经砂洗整理的蚕丝织物,手感丰满、软糯而富有弹性,抗皱性和悬垂性得到改善,并具有一定的“洗可穿”性和较好的服用性。一、砂洗原理蚕丝织物的表面起绒是由砂洗机中的砂洗和烘干机中烘干后并在冷风中磨打实现的。在砂洗过程中,由于蚕丝纤维含有大量羟基、羧基和氨基等亲水性基团,纤维在水和化学砂洗剂作用下剧烈溶胀,杨氏模量和强力下降;再经过反复的机械摩擦作用,蚕丝表面的部分丝胶被除去,丝素表层的巨原纤或原纤结构因分子链降解而部分断裂、帚化,在丝素纤维表面形成微绒。烘干后,继续用转笼式烘燥机在冷风中磨打织物,使织物不断经受摩擦和揉搓,显现出纤维的潜在损伤,最终使织物表面的绒毛完全挺起,从而获得柔软而丰满的手感。
二、砂洗设备砂洗设备主要包括砂洗机、脱水机和烘燥机。砂洗机可采用绳状水洗机、转鼓式水洗机、溢流喷射染色机以及专用砂洗机。脱水机一般使用离心式脱水机,内胆使用不锈钢材料。烘燥机宜采用可正逆交换转动的转笼式烘燥机。二、砂洗工艺1、砂洗助剂蚕丝织物的砂洗助剂主要是膨化剂(或称砂洗剂)和柔软剂。砂洗时为了使蚕丝纤维膨化均匀,并产生细而稠密的短绒毛,通常还需要加入一些起渗透作用、消泡作用的表面活性剂。
1)膨化剂膨化剂(砂洗剂)的作用是在一定的温度下使纤维膨化、结构变疏松,为纤维的水解断裂提供条件,从而使织物表面组织突出点处的巨原纤或原纤发生断裂、帚化而起绒。酸、碱及醋酸锌、氯化钙等中性盐都可促使蚕丝纤维膨化。为防止纤维损伤过度,一般使用弱碱或弱酸。
2)柔软剂砂洗用柔软剂大多为阳离子型柔软剂。
三、砂洗工艺条件
1、砂洗工艺流程为:预浸→砂洗→水洗→(中和水洗)→柔软→脱水→烘干→冷磨
2、主要工艺条件
1)膨化剂用量纯碱为膨化剂时,溶液pH值在10.5~11范围;
3)砂洗温度碱膨化:40-450C;酸膨化:50-550C;
4)浴比1∶20-505)柔软处理阳离子柔软剂,一般用量:3~10g/L,温度:20~45℃,时间:10~40min,浴比:15∶1~40∶1。四、砂洗技术的发展保色保强砂洗需要寻求开发对蛋白质纤维既能起膨化作用,又不易破坏蚕丝纤维中肽链的砂洗剂。酶砂洗真丝砂洗蛋白酶以碱性蛋白酶为主,且可与精练配合进行。第九节蚕丝织物的盐缩一、盐缩整理的原理蚕丝纤维在硝酸钙、氯化钙等中性盐类的热浓溶液中处理,会发生显著膨润、收缩的现象,称为“盐缩”。如蚕丝在相对密度为1.36的氯化钙溶液中最大收缩率可达90%。利用蚕丝的盐缩性能,加工具有皱缩效果的蚕丝织物,赋予蚕丝织物蓬松而富有弹性的风格,这种整理叫盐缩整理。二、盐缩整理的应用目前用于蚕丝织物盐缩整理的中性盐主要是硝酸钙,也可使用氯化钙和硫氰酸钠等。其加工方法有浸渍整理工艺,也有通过印花技术进行加工以获得局部收缩的立体图案等。第十节蚕丝织物的防泛黄整理一、蚕丝织物泛黄、老化的原因蚕丝织物在加工、服用和贮存过程中容易泛黄,同时纤维发脆、强力降低、服用性能和外观质量下降,即出现老化现象。原因:
①紫外线;②氧气;③水分;二、防泛黄整理技术防止真丝织物泛黄是长期被关注的研究课题,20世纪70年代研究主要集中在真丝的泛黄机理上,80年代中期逐步走向工业实用阶段。日本在这方面做了大量的工作,研究水平处于领先地位。
1、紫外线吸收剂整理由于引起真丝绸泛黄、老化的最主要因素是日光中的紫外线,故在真丝绸上施加紫外线吸收剂可以防止织物泛黄。具有实用价值的紫外线吸收剂应能有效地吸收波长为270~400nm的紫外线,并有良好的光稳定性,即使在长期曝晒下其吸收能力也不降低,且无毒、耐洗。紫外线吸收剂:主要有水杨酸酯类、二苯甲酮类、苯并三唑类、丙烯腈衍生物和三嗪类等。真丝绸防泛黄整理上应用较广泛的是二苯甲酮类紫外线吸收剂101—S(2-羟基-4-甲氧二苯酮-5-磺酸),它能吸收235~325nm的紫外线,吸收能力强,易溶于水,安全性高,并可应用于化妆品中。2、抗氧剂整理丝素在无氧状态下即使用紫外线照射也不会泛黄。丝素大分子的活性部位在紫外线作用下生成自由基,再与氧气作用发生光氧化反应,所以氧对真丝的泛黄、老化起着重要作用。抗氧剂可使丝素分子的光氧化反应受到抑制,从而获得防泛黄效果。用于真丝防泛黄整理比较典型的抗氧剂是烷基肼衍生物。硫脲也具有良好的防泛黄性能,可采用浸渍或浸轧法处理。由于硫脲容易互变成异硫脲,其分子结构中的NH及SH基能作为抗氧剂而终止游离基的自动光氧化作用,从而防止真丝织物的泛黄。3、树脂整理反应性树脂可以将丝素分子中的活性基团及酪氨酸、色氨酸等易产生泛黄基团的氨基酸残基封闭起来,同时也可隔断丝素分子与外界的联系,从而改善和缓解真丝织物的泛黄现象。因此,树脂整理可赋予真丝织物一定的防泛黄效果,同时使真丝织物获得耐久的抗皱性能。如:硫脲—甲醛树脂、乙烯脲树脂等4、接枝整理接枝整理除了能赋予蚕丝织物防缩抗皱性,还能赋予其一定的防泛黄性。在一定条件下,接枝单体可与丝素分子中的活性基团发生接枝反应,降低某些活性基团的活性,使丝素免受紫外线侵扰,达到抗泛黄的效果。如:甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸缩水甘油酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯和N-羟甲基丙烯酰胺等。
防染印花和防印印花本章要求掌握的内容1、概念:防染印花、防印印花2、硫酸铵防白印花工艺流程及色浆处方3、涂料色防的工艺流程及色浆处方4、防印印花与防染印花的区别第一节防染印花防染印花是在未经染色或已经浸轧染液而未显色(或固色)的织物上印花,印花色浆中含有能阻止染料上染(或显色、固色)的化学药品,印花后染色(或显色、固色)时,印有花纹处,地色不能上染(或显色、固色),从而得到白色或异于地色的有色花纹。前者称为防白,后者称为色防防染与拔染印花的区别防染印花在未经染色或已经浸轧染液而未显色(或固色)的织物上印花。工艺相对简单,成本低,易发现疵病花纹轮廓不够清晰防白效果不如拔白理想拔染印花在已染地色的织物上印花有些染料不能作拔染,只能防染防染与拔染印花与直接印花比较防染、拔染印花工艺复杂,生产成本高,占用设备多地色染料品种受限制轮廓清晰直接印花地色面积大的织物,印花均匀性、渗透性难以达到要求精致白花或浅花,易失真,产生叠印、第三色或留白边现象一、防染方法防染方法机械防染化学防染机械性防染剂在纤维和地色染料间形成一物理性的阻挡层。蜡、油脂、树脂、浆料化学性防染剂通过和地色染料或地色染料固色所必需的化学药剂发生化学反应,阻碍地色染料上染或固色。酸、碱、还原剂、氧化剂一、防染方法防染体系所选用防染剂的性质和机理要与染色体系的相反染色体系防染体系酸性碱性碱性酸性中性强酸或强碱二、活性染料地色防染印花防染方法酸性防染亚硫酸钠防染机械性半防印花硫酸铵法防白柠檬酸法防白涂料色防(一)酸性防染印花思考:活性染料在什么条件下染色?活性染料染色处方的组成染料、促染剂(食盐)、碱剂(一)酸性防染印花防染原理利用活性染料在酸性条件下不固色的性质,达到防染目的。适用的酸剂不挥发的有机酸,如:酒石酸、柠檬酸适用的释酸剂有机酸或无机酸的铵盐,如:硫酸铵、硝酸强酸弱碱盐:如,硫酸铝,氯化锌1、硫酸铵法防白印花工艺流程白布→印花→轧染活性染料地色、烘干→汽蒸→水洗、皂洗、水洗、烘干
硫酸铵法防白色浆处方
中浅色中深色涂料白龙胶糊30~40淀粉印染胶糊20~30x涂料白20~4020~40东风牌粘合剂4050%DMEU5加白剂VBU0.5硫酸铵5~64~54~5合成100%100%100%地色轧染处方海藻酸钠/g50~100活性染料/gx尿素/g10~15水/gy小苏打/g15~20防染盐S/g7~10热水/gz合成/L1冷却后加地色轧染工艺工艺一浸一轧或二浸一轧,液温25~30℃,轧余率70%~80%轧后红外线预烘,再烘筒汽蒸(102~104℃,5~7min)水洗、皂洗、烘干2、柠檬酸法防白印花工艺流程常法:先印后染,同硫酸铵法白布→印花→轧染活性染料地色、烘干→汽蒸→水洗、皂洗、水洗、烘干先染后印:白布→轧染活性染料地色(半染)烘干→印花→固色→水洗、皂洗、水洗、烘干2、柠檬酸法防白印花防白处方HES糊30~40柠檬酸10水x合成100%2、柠檬酸法防白印花地色轧染处方常法先染后印法NaAlg糊50~100gHES糊50g乙烯砜型活性染料xx小苏打15~20g防染盐S7g5g50%乳酸2g合成1L1L2、柠檬酸法防白印花固色常法蒸化机一般采用轧碱快速短蒸两相固色法先染后印法悬挂式烘干机给色量较高3、涂料色防工艺流程与酸性防白印花的工艺流程相一致白布→印花→烘干→汽蒸→轧染活性染料地色、烘干→汽蒸→水洗、皂洗、水洗、烘干印花色浆涂料w东风牌粘合剂40乳化糊A或Nx龙胶糊y硫酸铵3~7水z50%DMEU
5合成100%(二)亚硫酸钠防染印花防染原理KN型活性染料的乙烯砜基与亚硫酸钠发生加成反应,使染料失去活性,达到防染印花。防染剂Na2SO31、工艺流程白布→印花→面轧活性染料地色、烘干→汽蒸(4~6min)→水洗、皂洗、烘干2、防白处方龙胶糊40~5040~50亚硫酸钠0.75~20.75~2涂料白10~20合成100%100%3、色防处方(K型)海藻酸钠40~50K型活性染料x尿素5防染盐S1小苏打1.5亚硫酸钠1.0~1.2合成100%活性防活性印花4、地色染液处方(KN型)海藻酸钠/g100KN型活性染料/gx热水/gy尿素/g50防染盐S/g10小苏打/g12~15合成1L(三)半防印花不完全的防染印花或半色调印花活性染料地色、还原或可溶性还原染料地色利用不完全破坏地色的防染剂,使花纹处地色不能充分上染,造成花纹处色浅或叠色1、半防印花方法先印原糊,再印地色色浆中加入机械类防染剂(钛白粉,涂料白)醇类防染(甘油,硫代双乙醇)2、半防印花色浆
(1)(2)(3)海藻酸钠503040钛白粉1010乳化糊A10三乙醇铵3~5合成100%100%100%(1)半防效果较差(2)若加入洗性染料色浆,可获得叠加效果(3)半防效果较大第二节防印印花一、防印与防染的异同点相同点工艺原理相同不同点防染印花的地色是在浸轧机上完成防印印花的地色是在印花机上完成优点防止防染剂溶落进入染液,色光容易控制,花纹轮廓清晰克服轧染液的初开车深浅难控制的问题。二、防印印花工艺方法工艺方法干法罩印:印花烘干后再印制地色。湿罩印:印花后不烘干直接罩印地色。论文介绍棉织物活性染料防印印花工艺作者:彭志忠(江西新余天翔纺织印染有限公司江西新余338025)
防缩整理第一节引言经过染整加工的干燥织物,如果在松驰状态下再被水润湿时,往往会发生明显的收缩,这种现象称为缩水。其缩水程度通常用缩水率来表示:1、缩水率指织物按规定方法洗涤前后的径向或纬向的长度差,占洗涤前长度的百分率。2、毡缩对于羊毛织物,除了具有一般的缩水现象外,在一定条件下洗涤时,由于机械作用纤维会产生特殊的蠕动而相互纠缠,并使织物缩成紧密状态,这种现象称为毡缩。此时,通常用面积收缩百分率来表示。
由于纤维性能上的差异,因此不同纤维的织物其缩水情况也是不一样的如:
①毛织物:在洗涤时除了具有较大的初次收缩外,而且经多次洗涤后,还会继续发生很大的后续收缩;
②棉、麻织物:一般初次收缩较大,但其后续收缩较低;
③合成纤维及其混纺织物:由于经过热定型加工,外加其吸湿性能较低,缩水问题不如棉、麻织物那样严重;
④粘胶织物:除了具有一般的缩水现象外,有时还易发生毡缩现象;关于织物的收缩,除了纤维本身发生收缩外,还与纱和织物的组织结构及加工过程有关。第二节织物缩水机理
织物尺寸收缩的原因主要来自内应力和吸湿溶胀而产生的不可逆收缩。织物的缩水,主要是径向缩水较为严重,这与织物在整理加工中径向常处于紧张状态,干燥后织物中的纤维存在内应力有关。棉布的缩水率有时可高达10%。
为了弄清棉布的缩水机理,必须分析纤维、纱线和织物在水中的尺寸的变化情况。一、纤维在水中的尺寸变化对纺织纤维而言,吸湿后溶胀,并呈现各向异性即长度和直径的变化率相差较大。
几种纤维湿润后直径与长度的变化:纤维长度增加∕%直径增加∕%纤维∕%长度增加∕%直径增加∕%锦纶1.25.0天然丝1.728.7棉1.214.0粘胶纤维2.526.0羊毛1.216.0
其实润湿后纤维的长度和直径都是增长的。若纤维中存在着“干燥定型”形变,润湿后的尺寸变化情况是:“干燥定型”形变大的纤维,在再度润湿后的长度收缩也较多,但形变不能全部消失。注意:当棉纤维拉伸7-8%时,已接近纤维的断裂延伸度,但在实际染整加工中是不可能出现上述情况的。因此在棉织物的缩水率中,由纤维内应力松驰所引起的收缩不会超过1-2%。二、纱在水中的尺寸变化情况
纱线润湿时,主要表现为纱线的溶胀和长度的收缩,同时也伴有应力松弛。当纱线处于自由状态时,纤维吸湿导致纤维直径的增大,纤维必然要调整其在纱线中的位置和姿态来适应变化。由实验结果可知:对于中等捻系数的棉纱,在水中的收缩率一般为1-2%左右。因此,对于缩水率较大的棉织物的收缩,必然与织物的组织结构有关。三、织物在水中的尺寸变化
织物是由径、纬纱交织而成,当织物润湿后,由于其结构的变化而导致织物收缩:其示意图如右所示:当织物润湿后,纱的直径变大,如果纬纱仍要保持润湿前的间距,那径纱势必要发生一定伸长才能满足。
而实际情况是经染整加工后径纱本身就有缩短的趋势,唯一的可能是纬纱间的距离减小,从而导致织物径向长度的缩短即织缩增加。综上所述:对棉织物缩水影响最大的是织物的织缩,其次是纱线长度的收缩,而纤维长度的收缩影响最小。第三节防缩整理方法一、定形法定形的作用是通过消除内应力或构造更大的形变回复位垒而稳定织物的形态,达到防缩的目的。防皱整理后织物缩水率的变化:织物整理前织物缩水率∕%整理剂用量∕%整理后织物缩水率∕%缩水率降低幅度∕%薄棉织物6.745.21.0984厚棉织物5.584.81.1779粘胶短纤织物12.16.12.9076粘胶长丝织物11.45.94.3062二、预缩法预缩法是通过预缩工序为织物提供充分回缩的机会,回复织物原有的平衡,从而减少织物在以后使用过程中的缩水。1.机械预缩法最常用的是机械预缩整理,主要是解决径向缩水问题。基本原理:是通过机械预缩整理,使织物的纬密和径向织缩预先增加到一定程度,即织物具有松驰结构,来降低成品的缩水率。
常用设备有:橡胶毯预缩机、毛毡预缩机、超喂烘干机、超喂预缩机和振荡预缩机等。以橡胶毯预缩机工作原理为例。1.橡胶毯预缩工作原理橡胶毯预缩设备的关键部件是具有弹性和一定厚度的橡胶毯。具有一定厚度的橡胶材料在弯曲变形时,弯曲内外两侧将出现外侧拉伸、内侧压缩的形变。如下图所示:
如果使织物紧贴于弹性材料表面,则织物会随着橡胶毯的变形而被拉伸或被压缩,显然,当只选择被压缩的部分时,则实现了对织物的预缩作用。为促进织物的变形,通常需要有温度与湿度的配合。常用的三辊橡胶毯预缩装置就是利用上述原理实现预缩的,其结构如右图所示:
若将含湿的橡织物紧贴在橡胶毯表面,则该织物将随着橡胶毯发生形变,随着弹性胶毯表面的压缩而压缩,结果使织物纬纱密度增加、经向收缩,达到一定的预缩效果。图10-6所示为织物预缩整理时橡胶毯受力情况示意图。2.影响预缩效果的主要要素挤压力、橡胶毯品质、布面湿度、布面及承压辊温度、预缩时间、织物状态是直接影响预缩效果的六个要素。它们既有一定的独立性,又相互联系和影响。
1)挤压力:在特定几何形状的条件下,挤压力的大小直接决定了橡胶毯变形量的大小,即橡胶毯经向伸长量的大小。挤压力越大,经向伸长量越大,回缩自然也越大,则织物预缩率相应增大。挤压力是预缩机预缩能力的标志,性能优良的预缩机,其挤压力可达200~250kN。2)橡胶毯品质:橡胶毯品质对织物预缩的影响极大,橡胶毯的弹性、硬度、均匀性、亲水性、摩擦系数、抗疲劳性、抗断裂性、耐热及抗老化性、耐磨性、可修补性等都直接影响预缩效果。3)布面湿度:指预缩前织物的含湿率。预缩前织物的含湿率般为l0%~15%。水是纤维素纤维的有效增塑剂,可强化织物的变形与“定形”。给湿方式有如下几种:喷雾、汽蒸箱、汽蒸烘筒、泡沫法、带水辊、橡胶毯表面含潮等,其关键是给湿的均匀性。4)温度:指进预缩机前布面温度和承压辊温度。织物在一定的温度条件下通过湿度等因素的配合,使织物容易产生预缩变形,并使织物预缩后形状稳定。织物预缩前的温度控制在60~80℃是较理想状态。但由于布面温度不易检测,一般通过烘筒温度或压力来大致控制布面温度。(5)预缩整理时间:没有足够的时间,织物随着橡胶毯压缩而回缩就不能充分地完成。若时间较短,即使温度、湿度、橡胶毯压力等因素调整的很合适,也不会达到稳定的预缩效果。
6)织物本身状态及前道工序对预缩的影响:织物本身状态对预缩的影响,主要表现在织物是否具有吸湿性。坯布通常有很强的拒水性,此类织物预缩前需要进行前处理,以提高吸湿能力。经过煮练、漂白等工艺的织物,其吸湿性已大大增强,但在这些工序中,一定要注意尽可能减少织物的张力,即减少织物的意外伸长。否则,势必会提高织物的潜在缩水率,增加预缩的压力。织物的经纬密度及纱的线密度不同,其预缩的难易程度也不同。3.常用机械预缩机及工艺1)常用机械预缩机:①三辊橡胶毯预缩机②呢毯式机械预缩机:呢毯缩布部分工作示意图:③高效机械预缩整理联合机:2)机械预缩机主要机构和工作过程:①给湿装置:为使水分能均匀渗透到纤维内部,使纱线、纤维充分润湿,织物预缩前应预先给湿。目前的给湿方式主要有:
a.直接喷湿式;它是将压缩空气经喷气管喷出,将流经水槽中的水流吹成细雾而喷向织物,使织物获得均匀、较大的给湿量。b.蒸汽、喷雾混合式:一般由喷雾器和汽蒸箱构成。织物在喷雾给湿后,进入后续的汽蒸箱穿行,箱内蒸汽管喷出蒸汽,使织物充分润湿,提高了给湿量。
c.金属网转鼓给湿式:是一种新颖的蒸汽给湿方式。工作时,蒸汽由转鼓轴芯进入两端的环形夹套,再从金属网眼中喷出,均匀润湿织物,可获得较好的给湿效果。
②预缩装置;预缩装置是整台机械预缩机的核心部分。以三辊橡胶毯预缩装置为例,主要由给布辊(加压辊)、加热承压辊、环状橡胶毯、橡胶毯导辊、张力调节辊等部分组成。③呢毯烘燥机:呢毯烘燥机是机械预缩联合机的重要组成部分。织物经预缩装置预缩后,再经呢毯烘燥机烘干、定形,达到稳定下机缩水率的目的,使织物尺寸稳定。同时烘燥又可去除由于收缩而在织物表面上形成的皱纹,并赋予织物柔软的手感和光泽。
3)机械预缩整理工艺:①工艺流程:织物预缩整理工艺流程因选用设备的不同而不同。简式预缩机:进布→蒸汽给湿→橡胶毯预缩→烘筒松式烘干→路布普通三辊预缩机:进布→喷雾给湿→小布铗拉幅定幅→橡胶毯预缩→呢毯烘干→落布预缩整理联合机:平幅进布→喷雾给湿→橡胶毯预缩→呢毯烘干→落布②工艺条件:车速:30~40m/min。含潮率:预缩前府绸类织物控制含湿率在7%~9%,卡其华达呢含湿率为11%~15%。加热承压辊气压:根据织物预缩率来决定,一般掌握在98.07~147.1kPa。橡胶毯温度:60~70℃。毛毯供筒蒸汽压力:49.04~98.07kPa。承压辊与给布辊间隙小于橡胶毯厚度:薄织物2~3cm,厚织物2~4cm。织物预缩率:真预缩的预缩率为5.5%以上。假预缩的预缩率为1.5%~2%,其目的在于改善织物手感。2、松弛水洗法通过松弛水洗过程促使织物预缩,以保证织物在使用过程中的稳定。这种加工方式是水洗布类产品的常用手段.可选用传统的加工装置,如溢流式喷射染色机、转鼓式工业洗衣机等。然而近年来AIRO-1000型松式柔软整理机更引入注口。该机是一种多功能整理装置.通过变换加工条件可以获得不同的防缩、柔软、折皱等功效。图10-11AIRO-1000型松式柔软整理机1-栅格2-文氏管3-大导布辊4-处理槽5-水平导布框架6-织物7-叶形导布辊8-垂直导布辊9-鼓风机10-热交换器l.设备结构及组成
AIRO-1000型松式机械柔软整理机结构如图所示,主要的工作部件有:处理槽、导布机构。文氏管、栅格、气流调节系统、气流温度调节系统、过滤系统。2.工作原理利用高压气体的冲击和驱动力,对织物纤维进行机械的甩打和膨化处理而获得整理效果。3、冷凝法冷凝法又称冻结凝缩法,通过温差的剧烈变化为纤维乃至织物的伸缩变形提供动力,从而实现预缩效果。典型结构如图10—12所示,它的工艺过程为:给布→液化氮冷冻→蒸汽喷湿→振动松弛→过热蒸汽烘干→机械预缩→真空冷却→摆动出布
为强化织物的收缩作用,在设备结构中还采用传送带振动方式,也可增加强制式的机械预缩。该设备虽然还处于研发阶段,但随着技术进步,它将逐步成熟并装备于染整加工中。
防皱整理第一节引言
纯棉、粘胶及其混纺织物具有很多优良的特性,但它们也存在着弹性差、易变形、易折皱等缺点。为了改善上述不足之处,人们通过树脂整理后,改变织物及纤维的物理和化学性能,从而提高织物的防缩、防皱性能。因此棉织物的防皱整理通常称为树脂整理。防皱整理发展过程
防皱整理是随着高分子化学的发展而发展起来的,至今已有80多年的历史。纵观树脂整理的发展过程基本上可分为三个阶段即第一阶段:防缩防皱整理第二阶段:洗可穿整理或免烫整理第三阶段:耐久压烫整理第二节织物的折皱一、织物折皱的形成原因:织物上折皱的形成,可认为是由于外力使纤维弯曲变形,放松后未能完全复原所造成。当纤维受力弯曲时,可以认为中心区域不受影响,外层受到拉伸,而内层受到压缩,中心区域则不受影响。
在纤维受到拉伸时,大分子的取向度提高,而且还会发生相对位移,纤维分子上的极性羟基能在新的位子重新建立新的氢键;当外力去除后,纤维素分子间未断裂的氢键及分子的内旋转,有使系统拉回到原来状态的趋势,但因在新的位子上形成的新氢键的阻滞作用,使系统不能立即回复,往往要推迟一段时间,形成蠕变回复。如果拉伸时分子间氢键的断裂和新的氢键形成已达到充分剧烈的程度,使新的氢键具有相当稳定性时,则蠕变回复速度较小,便出现所谓永远久形变,这就是造成折皱的原因。二、影响织物折皱的其他因素
织物抗皱性主要表现在两个方面:一方面织物在穿着过程中受到伸长、剪切和弯曲作用时,纱线间纤维的相对移动量小;另一方面产生折皱时织物因弹性好容易回复。纱线性能(纱线的捻度、细度)织物的组织结构(织物的紧度、厚度、组织结构)树脂整理第三节防皱原理一、树脂沉积理论沉积的树脂通过物理-机械作用,改变了纤维素纤维中大分子或基本结构单元的相对移动性,也就是说靠机械摩擦作用或氢键,改变了纤维的流变性能。二、树脂交联理论树脂与两个纤维素分子中的羟基形成共价交联,将相邻的分子链互相联结起来,减少了由于氢键拆散所导致的不能立即恢复的形变,使纤维从形变中的恢复能力获得提高。第四节酰胺-甲醛类整理剂一、酰胺-甲醛类整理剂的分类、结构及制备酰胺-甲醛类整理剂是以酰胺和甲醛在一定条件下反应生成的含N-羟甲基的化合物,其结构通式为:
OCNCH2OHR(一)脲-甲醛(DMU)
脲醛树脂是由脲和甲醛加成制得的,结构式为:用于粘纤及其混纺织物的防缩防皱整理。
在制备脲-甲醛初缩体时,要选择甲醛对脲的摩尔比,并在酸或碱催化下反应,得到的初缩体溶液是单羟甲基脲和双羟甲基脲的混合物,反应过程如下:
一般用碱作催化剂更易得到二羟甲基脲,因为用酸催化,羟甲基脲会进一步缩合成甲撑脲。
脲醛树脂的应用
应用脲-甲醛初缩体处理棉织物可以获得良好的洗可穿性能。但由于初缩体中有=NH存在,整理后的织物在洗涤时如遇氯,会产生吸氯现象,形成氯酰胺。吸氯织物在高温熨烫时会发生不同程度的损伤,该现象称为氯损现象。织物经脲-甲醛树脂整理后氯损现象严重,提高脲与甲醛的比例,会改善耐氯性能。(二)二羟甲基乙撑脲(DMEU)
二羟甲基乙撑脲是先由脲与乙二胺加热反应生成乙撑脲,然后乙撑脲再与甲醛反应生成,反应方程式如下:
二羟甲基乙撑脲中只有两个羟基,受热不会生成热固性树脂,与纤维素反应,可使邻近的两个纤维素链交联,所以具有较好的防皱和洗可穿性能。其用于棉织物的洗可穿整理,有一个严重的缺点,会引起许多直接染料和活性染料耐光牢度显著下降,对于机理没有明确的解释。(三)二羟甲基二羟基乙撑脲(DMDHEU)
二羟甲基二羟基乙撑脲树脂是用尿素、乙二醛和甲醛为原料制成的反应性交联剂。它是目前应用最广的一种交联剂,它既可以单独用于织物的防皱整理,也可以和其他整理剂组成混合树脂应用;既可以用于织物的一般防皱整理,也可以用于耐久压烫整理。二羟甲基二羟基乙撑脲树脂简称2D树脂。
二羟甲基二羟基乙撑脲(DMDHEU,简称2D树脂)最早是德国BASF公司在20世纪50年代初期应用乙二醛、脲和甲醛反应制得,20世纪50年代后期在欧洲广泛流行,从60年代以来,2D树脂得到广泛应用。目前二羟甲基二羟基乙撑脲及醚化二羟甲基乙撑脲仍然使用在防皱整理中。反应方程式如下所示:
二羟甲基二羟基乙撑脲用于棉织物的耐久压烫整理效果很好,但与前述的二羟甲基乙撑脲一样,也存在吸氯、氯损及泛黄现象。泛黄是乙二醛衍生物的存在而引起的。在整理有色织物时泛黄现象影响不大,但处理白色织物时效果不能令人满意。(四)三聚氰胺-甲醛(TMM、HMM等)三聚氰胺与甲醛发生羟甲基化反应,生成三聚氰胺-甲醛树脂初缩体。因三聚氰胺与甲醛摩尔比及反应条件的不同,可分别得到1~6羟甲基的化合物,通常产品是三羟甲基三聚氰胺(TMM)和六羟甲基三聚氰胺(HMM)。
三聚氰胺-甲醛树脂初缩体的制备
三聚氰胺-甲醛树脂初缩体是由三聚氰胺和甲醛在中性或微碱性介质中反应生成。其化学反应式如下:
NCHOH2CHNNCNCNHCH2OHNHCH2OH+3HCHONCH2NNCNCNH2NH2三聚氰胺三羟甲基三聚氰胺(TMM)三聚氰胺-甲醛树脂的应用及特点
三聚氰胺-甲醛树脂在酸性催化和高温焙烘时,一方面自身缩合成线型和网状的聚合物,另一方面树脂初缩体与纤维素交联,成醚键结合,以自身缩聚为主。三聚氰胺-甲醛树脂整理的织物弹性高、耐洗性好、强度损失少、氯损小,但整理后织物的手感粗硬,用于漂白织物整理吸氯泛黄严重,因此不适用漂白织物的防皱整理。常用于干态整理工艺。二、酰胺-甲醛类整理剂与纤维素纤维的交联机理(一)质子催化理论酰胺-甲醛类化合物在酸性催化剂作用下,可以与纤维反应,反应机理如下:(二)路易士酸催化理论所谓路易士酸就是能接受外来电子对的物质,所以金属阳离子都是路易士酸。在树脂整理中,金属阳离子作为路易士酸催化树脂与纤维素的反应,反应机理与质子催化作用相似,可表示如下:三、酰胺-甲醛类整理剂与纤维素分子的反应N-羟甲基酰胺类整理剂与纤维素反应可能产生的结合方式很多,比较复杂;以DMDHEU为例,有以下几种主要的结合方式:单分子交联:单分子支链:线型大分子交联:四、酰胺-甲醛类整理剂整理工艺:
(一)工作液配方二羟甲基二羟基乙撑脲(DMDHEU)60~80g/L催化剂氯化镁(不含结晶水)6~9g/L有机硅柔软剂适量强力保护剂(PEN类柔软剂)适量渗透剂JFC2g/L加水合成1L(二)一般加工工艺织物二浸二轧整理液,轧余率70%~80%→80~100℃烘干3min→160℃焙烘2~3min→碱洗或充分水洗(三)其他加工工艺
1.非干态交联工艺
2.预焙烘和延迟焙烘工艺五、酰胺-甲醛类整理剂整理织物游离及释放甲醛
在整理剂初缩体的制备过程中,甲醛和酰胺类化合物在酸或碱的催化作用下发生反应,生成N-羟甲基化合物,同时酸、碱也催化可逆反应,因此酰胺-甲醛类整理体系中存在游离甲醛。六、低甲醛和超低甲醛整理剂的合成
对N-羟甲基酰胺类化合物中的羟基进行醚化改性是降低整理织物上甲醛含量最有效的办法,下面以DMDHEU为例说明。一般采用醇类化合物对2D树脂中1,3位上的羟甲基进行醚化,反应方程式如下:
如用甲醇对羟甲基进行醚化改性,反应浴pH值控制在1.5,温度控制在45~50℃,反应时间0.5h,可以获得最佳的醚化效果。对2D树脂醚化改性后,反应活性较未醚化改性的2D树脂低,为了增加醚化2D树脂的反应性,需使用高效催化剂,一般用氯化镁和柠檬酸的混合催化剂,且根据醚化时所用的醇类不同,氯化镁和柠檬酸的比例也有所不同。第五节多元羧酸类无甲醛整理剂一、多元羧酸类整理剂(一)1,2,3,4-丁烷四羧酸(BTCA)在目前所研究的多元羧酸类化合物中,1,2,3,4-丁烷四羧酸(BTCA)是被研究最多、整理织物后效果最好的一种多元羧酸。其分子结构如下:
BTCA的制备方法主要有化学合成法、辐射合成法和电化学合成法种,下面就上述三种方法做简单叙述。(1)化学合成法
化学合成法,或称化学氧化法,是指用氧化剂氧化l.2.5.6-四氢化邻苯二甲酸酐(1.2.5.6-Tetrahydrophthalicanllydride.缩写为THPA)来制备BTCA,这是目前工业上生产BTCA的主要方法。
反应过程有三步:第一步:以丁二烯和顺丁烯二酸酐为原料,用Diels-Alder反应合成1.2.5.6.-四氢化邻苯二甲酸酐。
第二步:在没有催化剂的作用下,用氧化剂将第一步产物1.2.5.6.-四氢化邻苯二甲酸酐氧化成4.5—二羟基—1.2-环己烷羧酸。
第三步:在钨酸的催化下,用氧化剂将4.5—二羟基—1.2-环己烷羧酸氧化成1.2.3.4-丁烷四羧酸(BTCA)也有研究者采用不同的路线,利用化学合成制备BTCA,如纪晓玲等人利用下述反应制备BTCA:
目前,化学法合成BTCA是最主要的方法,但反应过程复杂,危险性大,且普遍存在环境污染问题,最近十几年来,对其它的一些合成方法如辐射合成法、电化学法等研究越来越多。(2)辐射合成法辐射合成法或称声解合成法,是一项全新的技术,它是利用在辐射波作用下,介质的微区在极短的时间内,产生高温高压的高能环境、强冲击波和微射流,空腔内充电放电、发光等,进而引起热离解、分子离子化、自由基化,导致一系列化学变化。
(3)电化学合成BTCA
与传统的有机合成方法相比,有机电化学合成具有副反应少,环境污染少,易实现自动控制等优点。但也存在一些不足之处.如:反应设备的生产强度较低,电极易受污染等,但在节约能源和保护环境显得非常突出的当今世界,有机电化学合成仍具有很大的吸引力。目前电化学合成的BTCA的研究还仅限于马来酸或二烷基马来酸酯的电氢化二聚,条件选择适当,可以获得较高的产率。
尽管BTCA整理棉织物的免烫效果可以与DMDHEU树脂整理效果相媲美,强力保留率也较高,但由于BTCA的成本高、水溶性低,因此,没能在工业上得到大面积推广应用。(二)改性柠檬酸(CA)
为了用其他多元酸代替BTCA,人们发现柠檬酸价格便宜、无毒、资源丰富,因此成为研究者的首选。但用柠檬酸整理后织物明显泛黄,泛黄的主要原因是柠檬酸在高温焙烘时,2位上的羟基会发生脱水,生成乌头酸。反应如下所示:
乌头酸本身呈黄色,整理织物后织物泛黄现象比较严重。为了克服柠檬酸整理织物泛黄的缺点,研究者尝试了多种方法。
Charles认为在高温焙烘过程中,聚马来酸上的羧基与柠檬酸中的羟基发生了如下所示的酯化反应:
受此影响,研究者尝试对柠檬酸进行改性,封闭柠檬酸中的自由羟基,改善柠檬酸整理织物的泛黄性及提高其免烫效果。
杨百春等人利用氯乙酸对柠檬酸进行改性,生成四羧基化合物,并利用合成的四羧基化合物整理棉织物,实验发现,与柠檬酸相比,改性柠檬酸整理织物的白度有明显的提高。(三)马来酸聚合物的合成
由于马来酸聚合物的链段结构与BTCA相似,研究者对聚马来酸化合物用于棉织物的免烫整理进行了研究,发现马来酸聚合物整理棉织物可以获得良好的免烫效果,特别是马来酸聚合物与柠檬酸或BTCA联合使用时效果更好。
马来酸的聚合一般是以马来酸酐作为原料,先在碱性条件下将马来酸酐水解生成马来酸,然后在过氧化物的引发作用下聚合。反应过程如下:
二、多元羧酸类防皱整理剂与纤维素纤维的交联机理(一)催化成酐理论
多元羧酸用于防皱整理时,先脱水成酐,再与纤维素上的羟基进行酯化反应已经为多数研究者接受。催化机理可表示为:(2)催化成酯理论也有研究者认为,多元羧酸先脱水成酐,催化剂只在酸酐与纤维素酯化交联阶段起催化作用,即催化成酯。
Kasparck、Morries、Yang等人证明,次亚磷酸钠即可以降低多元羧酸的成酐温度,也可以在适当的情况下与酸酐反应,他们认为次亚磷酸钠可能即催化了羧酸剂的脱水成酐、也催化了酸酐与纤维素羟基的反应。(4)其它催化机理在多元羧酸和次磷酸钠的反应体系中,Nkeonye等人认为,起催化作用的是次磷酸。次磷酸钠在水中电离成次磷酸根离子,由于体系酸性很强,次磷酸根离子与质子结合,生成次磷酸,次磷酸直接与羧酸中的羧酸根反应,生成酰化(亚)磷酸盐,然后酰化(亚)磷酸盐与纤维素羟基反应,催化反应如下:(5)其它催化剂催化机理研究者还研究了多元羧酸盐、咪唑类等非磷类催化剂的催化机理,他们认为,羧酸盐主要催化羧酸脱水成酐,再催化酐与纤维素羟基反应。对于咪唑类无磷催化剂,其反应机理是首先形成酰基咪唑盐中间体,再酯化纤维素羟基,这显然是支持催化成酯机理。其催化机理可表示为:三、多元羧酸类整理剂加工工艺1、工作液配方多元羧酸60~80g/L(整理剂以100%计)次亚磷酸钠30~40g/L(不含结晶水)有机硅柔软剂适量强力保护剂适量水余量调整整理液pH值至适当值。2、整理工艺二浸二轧整理液,轧余率70~80%→80℃烘3min→170℃或180℃焙烘适当时间(焙烘时间取决于焙烘温度和整理液pH值)第六节整理后纺织品的品质一、织物平挺度等级5级—非常平整,有熨烫、整理过效果
0/150
联系客服
本站为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,本站只是中间服务平台,本站所有文档下载所得的收益归上传人(含作者)所有。人人文库仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容本身不做任何修改或编辑。若文档所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知人人文库网,我们立即给予删除!