第四章 纺织学中丝光

三、温度 烧碱与纤维素的反应为放热反应。
丝光温度：温度低有利于丝光，通常选择室温，在丝光机的 轧碱槽的夹层内通入自来水循环冷却。
§5 丝光棉的性质
1、光泽 通常是指物体对入射光规则的反射程度。反射越规则，光泽 就越好；丝光过程中棉纤维的截面变化如下所示：
丝光后，纤维表面的小皱纹消失，平滑度提高，且纤维的截 面由腰子形变为园柱形，其结果棉织物对光线产生规则反射，从 而增强了织物的光泽。
2、吸附性能与化学反应性能 棉布丝光后，发生了不可逆溶胀，纤维的无定形区增大，吸 附染料的能力变大，化学反应性能增强。其吸附性能可用丝光钡 值来判断。丝光钡值是指丝光棉吸附氢氧化钡的百分数。钡值越 大，表示纤维的吸附性能越好；一般要求丝光钡值＞135。
3、定形作用
由于丝光过程中，纤维发生了不可逆的剧烈溶胀，使纤维分 子内的氢键被大量折散，结构单元间产生相对运动，然后在新的 位子重新建立新的氢键，削除了内应力，从而使织物获得尺寸稳 定性。
根据上述假定，平衡时膜内（I）膜外（O）离子浓度可分别表 示如下：
［可移动离子］I＝2X－C1；
［可移动离子］O＝2（C2＋C3－X）
根据唐能膜平衡原理，平衡时可移动的任何一价阳离子膜内外 浓度的比值都应相等，而且反比于阴离子浓度即
由上式可知，膜内可移动离子浓度（2X－C1）大于膜外可移 动离子浓度2（C2＋C3－X），因而产生了渗透压P，渗透压P的大 小为：
了延长棉织物带碱时间以及防止棉织物发生收缩，出 前轧碱槽后便经绷布辊绷布，再进入后轧碱槽中轧碱。 织物从进入前轧碱槽到出后轧碱槽，历时约30－40秒； 丝光机的两个轧碱槽是相互连通的，以便碱液的流动。 丝光时碱的浓度如下所示：
2）伸幅和淋洗 为了使棉织物经丝光后，获得良好的尺寸稳定性以 及提高产品的光泽，在加工过程中必须将带有浓碱液 的织物拉伸至规定的宽度，并在此条件下将织物上的 烧碱含量淋洗至规定值以后才可放松。
3、对环境污染小（90%液氨可回收）；
缺点： 1、需要特殊的设备（回收系统、制冷系统）；
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2、一次性投资大，且生产成本也高；
§2 丝光原理
一、水合理论 基本观点：棉纤维在浓碱作用下生成的碱纤维素和水发生水合作用使 纤维膨化，且为不可逆的化学改性过程。 论证： Cell－OH + NaOH → Cell－ONa + H2O 钠离子是一个水合能力很强的离子，1克钠离子可水化66摩尔的 水；当钠离子与纤维后会有大量的水分子会被带入纤维内部，从而 引起纤维的剧烈溶胀。一般来说： 1）随着碱液浓度的提高，与纤维结合的钠离子数增多，水 合程度提高，因而纤维的溶胀程度也相应增大； 2）当烧碱浓度增大到一定程度后，水全部以水化状态存在， 此时若再提高烧碱浓度，钠离子能结合水分子的数量减小，因而纤 维的溶胀程度反而会下降。
根据上式，可讨论如下： 1）若丝光过程中无盐存在时，C3＝0，X’＝C2－X， 而仅与烧碱浓度有关，当C2增大时，X’增大，C1增大， 而且P值也增大，有利于纤维的膨化； 2）当烧碱浓度增大到一定程度后时，C1不再变化， 渗透压P反而会减小，不利于纤维的溶胀； 3）若有盐存在时，由于食盐不能提高C1，却增加
了膜外Na+浓度，即X’增大，C1不变，渗透压P减小， 不利于纤维的溶胀；
§3 丝光机及丝光工艺
一、布铗丝光机丝光
1、布铗丝光机
2、主要组成部分及其作用
前轧碱槽→绷布辊→后轧碱槽→布铗伸幅装置→冲 洗吸碱装置→去碱蒸箱→平洗机→平幅出布装置 1）轧碱和绷布 织物进入丝光机后，首先经第一轧碱槽轧碱，为
体积的变化和烧碱浓度的变
化规律如右图所示：
烧碱浓度＞8%； 烧碱浓度≤14.5%； （170克／升）
棉纱在烧碱溶液中的变化情况：
棉织物在烧碱溶液中的变化情况：
烧碱浓度：260－280克／升
二、张力
1、张力对棉纱光泽及物理机械性能的影响
2、张力对丝光钡值的影响
3、张力对染料吸附性能的影响
丝光时纬向张力由伸幅部分（5米左右长）来控制；其宽度应 等于或约大于织物规定的门幅。
丝光剂：
烧碱：是目前印染厂丝光用的主要用剂，其膨化性能好，价 廉，使用方便，丝光效果也较理想，因此得到了广泛的应用。烧 碱浓度一般控制在260－280克／升； 液氨：在常压和－330C的条件下，棉织物用液氨进行处理， 可获得独特的效果，主要表现在以下几个方面：
优点：
1、织物手感柔软、耐磨性能好； 2、织物弹性增加，尺寸稳定性好；
第四章 丝光
§1 概述
丝光始于1844年，直至1900年丝光工艺才正式用于印染工业。最早 发明此工艺的是Mercerixzng，麦塞处理可分为二种即： 1、碱缩（Mercerixzng）：指棉织物以松驰状态经受浓碱处理， 结果使织物变得紧密，并富有弹性的加工过程。主要用于棉针织物。
2、丝光（Horacelowe）：指棉织物在经纬方向上都施加张力的 情况下，用浓烧碱溶液进行处理，以保持所需要的尺寸，结果使织物 获得丝一般的光泽的加工过程。通常棉及其混纺织物都要进行丝光。 由于丝光后棉纤维的形态结构和超分子结构都发生了变化，除 获得丝一般的光泽、尺寸稳定外，而且对染料的吸收能力、强力、延 伸性等服用机械性能都有所提高。
二、弯辊丝光机
其结构示意图如下所示：
特点：通过弯辊来完成伸幅；
三、直辊丝光机
其结构示意图如下所示：
特点：通过弯辊扩幅后织物进入丝光机轧碱，常用于加工宽幅织物；
四、液氨丝光机
§4 丝光工艺条件分析
一、碱液浓度 碱液浓度是影响丝光 效果最重要的因素，只有当
烧碱的浓度达到某一临界值
后，才会使棉纤维发生不可 逆溶胀。纤维的长度、直径、
作
业
题
1、试解释丝光和碱缩的定义。丝光和碱缩处理的目的 是什么? 2、试述棉纤维经丝光处理后其性能发生了哪些变化。 3、试以膜平衡理论解释棉纤维在浓烧碱溶液中发生剧
烈溶胀的原因，以及碱液浓度、中性电解质对纤维溶 胀程度的影响？
4、影响丝光效果的主要参数有哪些？应如何选择？
织物进入布铗扩幅装置扩幅后，通常在布铗链（总 长15－20米）的前1／3处才开始淋洗。这样织物带浓碱 时间也就是丝光时间约为50－60秒。 淋洗是采用热的稀烧碱液在布的上方进行冲洗， 布的下方有平板真空吸水器吸水，通过冲、吸配合， 有利于吸去织物上的烧碱。
3）去碱与平洗
为了进一步去除织物上的烧碱，经过伸幅淋洗这后，便进入 洗碱效率较高的去碱箱去碱。去碱箱结构示意图如下所示：
二、渗透压理论
基本观点：棉织物在NaOH溶液中的溶胀是渗透压的结果。 论证：应用唐能膜平衡原理来阐明丝光原理。
假设：
1）把纤维素内部视为膜内系统，外部碱溶液视为膜外系统； 2）丝光过程中膜内外可移动离子能按唐能膜平衡原理在膜内外 进行分布，达到平衡时保持电性中和； 3）在平衡过程中膜内外体积相等，而且不变； 4）设： C1－为平衡后Cell－O－的浓度； C2、 C3－为反应前NaOH和NaCl的浓度； X、Y－为平衡后膜内Na+、OH－的浓度；
4、强力 丝光后纤维及织物的强力得到了提高，其原理如下： 1）由于丝光过程中，棉纤维发生了不可逆的剧烈溶胀，消除 了纤维不均匀变形，减少了滑移； 2）由于经向张力作用，使纤维素大分子排列整齐，增加了大 分子间的作用力，使纤维间的抱合力提高； 3）纤维的取向度得到了提高，能均匀地承受外力，减少了因 应力集中而造成的断裂现象；