染整原理课件染整工艺原理(一)

§1 染整用水
一、水和水质 1、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；
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、表面吸附现象
•
当一液体中溶有另一种物质时，它的表面张力要发生一定的
三、水的硬度
• 溶于水中的钙、镁离子，它们以硫酸盐、氯化物、硝 酸盐或酸式碳酸盐等多种形式存在，它们含量的多少， 可用硬度表示。
• 水的硬度有暂时硬度和永久硬度之分。 • 经加热煮沸，水中的杂质(主要是钙、镁的酸式碳酸盐)
能够沉淀出来，这种水称为暂时硬水，其硬度称为暂 时硬度或碳酸盐硬度。暂时硬度能通过加热除去。
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）；
二、水质对染整加工的影响
1）Fｅ＋＋ • 其一：会使织物泛黄，而产生锈斑，影响织物的白
度； 其二：双氧水漂白时，Fｅ＋＋能催化双氧水分解，易
使棉纤维脆损； 2）CL－ • 影响漂白织物的白度；
3）Ca＋＋、Mg＋＋ • 其一：能与阴离子表面活性剂如肥皂
等形成沉淀，不仅使其失去原有作用， 而且还会造成加工疵点； • 其二：能与染料形成沉淀，而使鲜艳 度变差，牢度降低；
水质 软水 略硬水 硬水 极硬水
ppm以CaCO3计 0－57 57－100
100－286 ＞286
4）、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 总含固量（ｐｐｍ）： 65－150
5、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。
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。
2、硬度常用的表示方法
• 水的硬度表示方法各国尚不统一，我国 常用ppm来表示。
• ppm：每一百万份水中钙镁盐含量换算 成 CaCO3 的 份 数 ， 即 每 升 水 中 所 含 CaCO3的毫克数（mg/L）。
3）硬水和软水的区别
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）
• 染整加工业是由“物”、“加工”、 “从业入员”和“消费者”决定的。
• “物”和“加工”的关系是染整加工中 的部件部分，可以靠物理学确定出现律 来?
• 然而在“物”和“加工”外还加了“从 业人员”，就增加了不确定的因素。
织物染整加工通常分为前处理、染色、印 花、整理和装潢，这些部门的基本任务 是：
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：
五 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、洗涤
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。
• 以硫酸盐、硝酸盐或氯化物形式存在于水中的钙、 镁离子称为永久硬度。
• 永久硬度必须用化学方法才能除去。 • 暂时硬度与永久硬度之相称为总硬度。
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↑+ H2O Mg（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。
使用该法软化水，可使水的硬度降到10ppm以下。
二、离子交换法
即利用固型物体中的钠离子来交换水中的钙镁离子。
1、泡沸石法
使用该法软化水，可使水的硬度降到2ppm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。
●水的性质 ●水的处理方法 ●衡量水质的基本指标
• 印染厂在染整加工：用水量很大
从退桨、煮练、漂白、丝光到染色、印花、整理 以及锅炉供汽都要耗用大量的水。
• 平均每生产1000m印染布约耗水20t左右。
• 水质的好坏直接影响到产品质量、锅炉使用效 率和染化料、Βιβλιοθήκη Baidu剂的消耗。
• 印染厂必须建立在水源丰富且水质优良的地方。
• 前处理：主要是适当去除织物上的杂质， 提高织物的白度和吸水性，光洁度
• 染色： 在一定设备上赋予织物一定坚牢 度的色彩或图案。
• 整理： 通过一定的化学或物理方法，改 善织物的 品质，包括质量，外观和手感， 或使之具有某些特殊功能。
一般整理
特殊整理
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：
3、离子交换树脂
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。
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
四、水质的分析方法
1、 总硬度的测定（EDTA法）
1 ） 测 定 原 理 在 ｐ H ＝ 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。
变化。其变化规律可用吉布斯（Gibbs）等温吸附公式来表述即
•
式中：ｅ－溶液与空气或其蒸汽接触的单位表面层内溶质的量；
γ－表面张力；
R－理想气体常数；
Ｃ－浓度；
T－绝对温度；
• 讨论： 当在溶液中加入溶质后，可能出现的情况如下：
•
1）若ｄγ／ｄｃ＜0，则ｅ＞0，表明表层溶质浓度大于溶液
内部浓度，这种现象为表面正吸附现象；
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.A
1）平平加O
2）乳化剂 EL (Emulsifying agent EL) 3）渗透剂 JFC（Dispersing agent JFC）
3）计算
总硬度（以CaCO3、ppm计）
＝
(NV)ED.TA CaC3m O当 g 量 106
水样毫升数
＝ 25VEDTA
§2 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＋2H2O Ｍg(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
• 染整工程大体上可分为附加上色彩的加 工
• 赋予织物以某种“性能、性质”的加工，
• 使织物平整、起皱、使表面凹凸、使尺 寸稳定等能赋予织物有某种“形态”的 加工。
因此，染整工程看来并不只是仅按订货进 行的“转包”加工，而必须是依靠自身 的力量赋予织物以特殊的性能或形态， 使织物具有某种积极性的性质及功能的 加工。
图1－3 S.A.A浓度与γ的关系
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1－4 S.A.A结构示意图
三 表面活性剂分类：
四、临界胶束浓度（Critical Micelle Concentration）
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：
染整工艺原理（一）
学时数：46 主讲教师：朱若英
•总论 以服装为例，
• 纤维工业是从纤维的制造开始，按纺 纱、织布、染整、缝制的顺序直至成为 最终产品。
• 所以染整工程大致处于纤维和工业产品 整个流程的中间偏后位置。
（二）针棉织品的种类 1．针织内衣 2．针织外衣 3．袜子 4．羊毛衫 5．毛巾类 6．毯子
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）
习题和思考题
1、什么叫硬度？并简述硬水对染整加工有何影响？ 2、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。 3、 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。
4、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?
的络合物，而不再具有硬水的性质。
4、胺的醋酸衍生物
1）EDTA
2）氨三乙酸钠
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
第二节 表面张力和表面活性剂
•
2）若ｄγ／ｄｃ＞0，则ｅ＜0，表明表层溶质浓度小于溶液
内部浓度，这种现象为表面负吸附现象；
§3 表面活性剂的结构特征及其溶液的性质
一、定义
表面活性剂(S.A.A) （Surface Active Agent ） 是指在液体中，添加少量或 极稀浓度的便能显著地降低 液体的表面张力（γ）和 界面张力的物质。