染概2 染整用水和染整助剂

化的碳氟链（碳氢表面活性剂疏水基中的氢全部 或部分被氟原子取代）。
3、硅表面活性剂：疏水基为由全甲基化的 Si—O—Si、Si—C—Si或Si—Si主干，一般是二 甲硅烷的聚合物。
（三）其它分类方法 １、按应用性能 纺织品前处理剂：主要用于纺织品的前处理。
如退浆剂、精练剂、丝光剂、渗透剂、润湿 剂、净洗剂、漂白剂、碱减量促进剂等。
这种溶质有：NaCl、Na2SO4等无机盐。
第二种：表面张力随溶质浓度的增加而降低。
通常开始时降低的快些，后来降低的慢些。
属于此类的溶质有：醇类、酸类等大部分极性
有机物。
第三种：开始表面张力急剧下降，但到一定浓 度后却几乎不再变化。
属于此类的溶质有：八碳以上的有机酸盐、有
机胺盐、磺酸盐、苯磺酸盐等。
砜 类 化 合 物 （ RSOR′ ） 、 氧 化 胺 （ RNO ） 等 。
主要用作匀染剂、乳化剂、分散剂等。
5、混合型：此类表面活性剂分子中带有
两种亲水基团，一个带电，一个不带电。
如：醇醚硫酸盐R(C2H4O)nSO4Na
(二) 按疏水基分类
主要有以下几类：
1、碳氢表面活性剂：疏水基为碳氢基团。 2、氟表面活性剂：疏水基为全氟化或部分氟
染色助剂：主要用于纺织品的染色和印花。
如：匀染剂、还原剂、固色剂、剥色剂、 增深剂、促染剂、缓染剂、低湿染色助剂、 涂料印花助剂等。
后整理剂：增进和改善产品的手感或赋予 其某些功能。
如树脂整理剂、柔软剂、硬挺剂、防水剂、 阻燃剂、防油污剂、抗静电剂、抗菌剂、防蛀 剂、亲水剂、防辐射剂、涂层剂等。
非离子型表面活性剂：凡不能离解成离子的叫 非离子型表面活性剂。
而离子型表面活性剂，按其在水中生成的表面 活性剂离子种类，又可分为阴离子型表面活性剂、 阳离子型表面活性剂和两性离子表面活性剂。此外 还有近来发展较快的、既有离子型亲水基又有非离 子型亲水基的混合型表面活性剂。
1、阴离子型：极性基带负电。
表面活性剂在水表面吸附的结果是水表面似被 一层非极性的碳氢链覆盖，从而导致水的表面张 力下降（溶液的表面张力不是接近于水，而是接 近于油）。
表面活性剂在界面上的吸附一般为单分子层，当表面吸
附达到饱和时，表面活性剂分子不能继续在表面富集，而疏 水基的疏水作用仍竭力促使其逃离水环境，满足这一条件的 方式是表面活性剂分子在溶液内部自聚，即疏水链向里靠在 一起形成内核，远离水环境，而将亲水基朝外与水接触。表 面活性剂的这种自聚体称为分子有序组合体，其最简单的形 式是胶束（团）。
第三类物质的明显特点在于它以极低的浓
度存在于水溶液中，就能显著地降低水的表面张
力，这类物质称为表面活性剂。
因为它能改变体系的界面状态，从而能产生 润湿、乳化、净洗、起泡等各种作用。它广泛应 用于纺织、染整、食品及日用化工等各个领域。
三、表面活性剂的分子结构特点
由两部分组成，一部分是亲溶剂的，另一部 分是憎（疏）溶剂的。
五、表面活性原理
依据“相似者相亲”的规则。
亲水基团使分子有进入水的趋向，而憎水的
碳氢长链则竭力阻止其在水中溶解而从溶剂内部
迁移，有逃出水相的倾向。这种疏水基逃离水环
境的性质称为疏水作用。
上述两种倾向平衡的结果是表面活性剂在表 面富集，亲水基伸向水中，疏水基伸向空气。表 面活性剂这种从水内部迁至表面，在表面富集的 过程叫吸附（导致表面活性剂在溶液表面的浓度 高于溶液内部的浓度）。
（2） 亲水基的亲水性越强，数目越多，cmc越 大，其中碳链长度相似，亲水基处于疏水基末端的 比处于中央的cmc小。
（3） 就一般的表面活性剂而言，温度越高， cmc越大。
（4） 加入电解质，有使表面活性剂聚集的作用， 从而使cmc下降。
六、表面活性剂的亲疏平衡值（ＨＬＢ值）
（一）概念
表面活性剂是一种两亲分子，表面活性剂的应用性
一、染整用水的要求 要求：无色，无臭，透明，ＰＨ＝7~8 还有对硬度及酸碱等条件的要求。
用不符合要求的水，特别是硬度高的水进行染 整加工，会严重影响产品质量。
二、硬水及其软化方法 1、硬水： 通常将含有钙、镁盐类（钙，镁的硫酸盐，硝
酸盐，氯化物或酸式碳酸盐的含量）的水称为硬 水。
钙镁盐类含量低的水称为软水。
第二章
染整用水和染整助剂
第一节 染整用水
印染厂是用蒸汽、水量较大的企业，从退 浆、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。
据统计，印染厂每生产1km棉印染织物， 耗水量近20t，其中前处理用水约占50%以上。 水的质量不仅对前处理及其他工序制品质量 影响很大，而且还影响到染化料、助剂的消 耗和锅炉的使用效率。
主 要 有 羧 酸 盐 （ RCOO-M+ ） 、 磺 酸 基 (RSO3M+) 、 硫 酸 酯 基 ROSO3-M+) 、 磷 酸 盐 （ ROPO3-M+ ） 等 。 其 中 R 为 烷 基 ， M 主 要 为 碱金属和铵（胺）离子。
主要用作洗涤剂，也可作渗透剂、乳化剂、 润湿剂、分散剂等。
表面活性：若是一种物质（甲）能降低另
一物质（乙）的表面张力，就说甲对乙有表面
活性。
表面活性剂：以很低浓度就能显著降低溶 剂的表面张力或液—液界面张力，改变体系的 界面状态，这类物质叫表面活性剂。
上述第一种物质无表面活性，第二种才具 有表面活性，但不是表面活性剂。只有第三种 才可成为表面活性剂。
产生原因：
液气界面上液体分子所受液相分子的引力比
气相分子对它的引力强，它所受的力是不对称的。
2、表面活性和表面活性剂
纯液体只有一种分子，故固定温度和压力时， 其表面张力是一定的。对于溶液就不同了，其表 面张力会随浓度而改变。
这种变化大致有三种情况。
1
γ
2
3
c
第一种：表面张力随溶质浓度的增大而升高， 且大致近于直线。
临界胶束（团）浓度（简写cmc）：
表示溶液的表面张力降低到最低值所 需要表面活性剂的最小浓度。
还表示表面活性剂在溶液内部形成
胶束所需要的最低浓度。
影响临界胶束浓度的因素:
不同的表面活性剂具有不同的临界胶束浓度，
外界因素也影响临界胶束浓度。如：
（1） 疏水基的碳链越长，饱和程度越高，cmc越 小。
印染加工中，用到的辅助化学品，通称为染整 助剂。其中用量最多，品种变化最大的产品是表面 活性剂，约占半数以上。
一、表面活性剂的作用
在纺织品加工中，染整助剂具有十分重要的作 用，主要表现在： １、缩短加工过程，减少加工工序，提高生产效 率。 ２、节能、节水，省人省力，降低生产成本。 ３、改善纺织品性能和质量，赋予纺织品特殊的 功能和风格。 ４、减少环境污染，保护自然生态环境。
表面活性剂在染整工业中的应用十分广泛， 目前已渗透到印染加工的各个方面，其主要用途 有：
润湿、渗透、促染、乳化、助溶、增溶、发 泡、消泡、净洗、润滑、匀染、固色、防水、防 污、防蛀、防霉、抗静电、阻燃等等。
二、表面活性剂的概念 要了解表面活性剂，首先应从表面张力谈起，
因为表面张力是表面活性剂科学中最基本，也是最 重要的物理量之一。 1、表面张力 界面：物质相与相之间的分界称为界面。 包括：气液、气固、液液、固固、固液五种。 表面：包括气相的界面叫表面。 包括：液体表面、固体表面两种。 表面张力：引起液体表面自动收缩的力。
2、阳离子型：极性基带正电。
主 要 有 季 胺 盐 （ RNR3′+A- ） 、 烷 基 吡 啶 盐
（RC5H5N+A-）、胺盐（RnNHm+A- ，m=1~3，
n=1~3，几个R基团也可以不同）等。其中A主要
为卤素和酸根离子。
通常不能作为洗涤剂，主要作柔软剂、匀染 剂、防水剂、固色剂、抗静电剂等。
2、水的软化 从天然水中除去钙镁盐类，称为硬水的软化。
（1）沉淀法（纯碱—石灰法、磷酸三钠）
（2）络合法（六偏磷酸钠）
（3）离子交换树脂法 离子交换法需用专门设备，并耗费动力及化学药剂，
成本较高。锅炉用水对水质要求高，目前都用阳离子交 换树脂除去水中钙镁离子，以供使用。
第二节 表面活性剂
纺织工业从纺丝、纺纱、织造、印染至成品的 各道加工工序中，都用到各种辅助的化学品，以提 高纺织品质量、改善加工效率、提高生产效率、降 低生产成品，赋予纺织品各种优异的性能，这种辅 助的化学品通称为纺织染整助剂。
由于水是最主要的溶剂，通常表面活性剂都
是在水溶液中使用，因此常把表面活性剂的这两
部分称为亲水基（极性部分）和憎（疏）水基
（非极性部分），疏水基也叫亲油基。
例如：十二烷基硫酸钠
CH3(CH2)11SO4Na
表面活性剂的这种特殊结构称为两亲性结
构（亲水基亲水，疏水基亲油）。
因此表面活性剂是一类两亲化合物。
不分散
分散得不好 不稳定乳状分散体系 稳定乳状分散体系 半透明至透明分散体系
透明溶液
应用
0
2
4
W/O乳化剂
6
8
润湿剂、渗透剂
10
12
洗涤剂
14
O/W乳
16
化剂 增溶剂
18
２、根据每个基团的HLB计算 除了格里芬的计算方法之外，戴维斯
（Davies）把表面活性剂结构分解为一些基因， 每个基因对HLB值都有一定的贡献。 7加上每个基团HLB值的代数和，可以算出 表面活性剂HLB值，即： HLB=7+Σ(各个基团的HLB值)
表面活性剂的亲油基一般是由长链烃基构成， 结构上差别较小，以碳氢基团为主，要有足够大 小，一般八个碳原子以上。亲水基（极性基，头 基）部分的基团种类繁多，差别较大，一般为带
电的离子基团和不带电的极性基团。
四、表面活性剂的分类
(一) 按亲水基分类