畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-提高棉針織物白度的工藝研究.doc

青島大學(xué)本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）11前言棉針織物服裝企業(yè)為適應(yīng)外銷(xiāo)特白產(chǎn)品（如毛巾，浴巾等）的需要，適應(yīng)國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品白度的要求，提高產(chǎn)品白度及色澤鮮艷度，成為一個(gè)突出問(wèn)題。傳統(tǒng)的氧漂很難做到很高的白度，經(jīng)亞漂織物雖然白度較理想，纖維損傷較小，然而漂白過(guò)程中產(chǎn)生有毒氣體ClO2，且對(duì)設(shè)備要求較高，亞氯酸鈉價(jià)格較高，因此它的應(yīng)用受到限制。氯漂工藝設(shè)備簡(jiǎn)單，但生成氯氣較難控制，且存在脫氯問(wèn)題，白度穩(wěn)定性較差。為了克服上述問(wèn)題尋找一種提高棉針織物白度的合適工藝具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。1.1針織物定義及其特點(diǎn)纖維經(jīng)紡紗、編織后所得的成品叫針織坯布，它是染整加工的主要對(duì)象。針織物不需要上漿，顧前處理不需要退漿。為了能在染色、印花加工時(shí)獲得均勻鮮艷的色澤，加工的坯布必須具有良好的吸水性和白度，所以在印染加工前必須進(jìn)行前處理。針織物都是由線圈組成的，因此結(jié)構(gòu)疏松，外力作用下容易變形，在練漂加工時(shí)必須注意使織物保持松弛狀態(tài)，同時(shí)必須盡量縮短加工過(guò)程。此外，針織物在加工時(shí)會(huì)因紗線受損而造成脫散，同時(shí)會(huì)因卷邊而使練漂加工不勻，因此在加工時(shí)應(yīng)注意防止脫散和產(chǎn)生卷邊。1.2棉針織物的染整生產(chǎn)過(guò)程棉針織物染整生產(chǎn)過(guò)程包括練漂、染色、印花、整理等工序。它對(duì)改善針織物外觀，改善使用性能，提高產(chǎn)品質(zhì)量，增加花色品種等有重要作用。1.2.1.練漂棉針織物練漂的主要工序有：煮練、漂白、堿縮、上蠟等。其中煮練、漂白等加工原理、用劑與棉布相同，不再重述。但棉針織物是由線圈聯(lián)結(jié)而成，紗線之間的空隙較大，易于變形，不能經(jīng)受較大的張力，故加工時(shí)必須采用松式加工設(shè)備。下面簡(jiǎn)單介紹堿縮和上蠟等工序。1.2.2堿縮棉針織物堿縮即棉針織物以松弛狀態(tài)用濃堿處理的過(guò)程。棉纖維在濃燒堿液中膨化，織物收縮，織物密度和彈性增大，對(duì)組織疏松的汗布等織物加工，堿縮包括三個(gè)步驟，即浸軋堿液，堆置收縮和洗滌去堿。青島大學(xué)本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）21.2.3上蠟經(jīng)練漂的棉針織物，棉纖維的油蠟物質(zhì)去除后，纖維間的磨擦力增大。在縫紉時(shí)，因纖維不易滑移，針頭易把纖維扎斷而使織物產(chǎn)生針洞，影響穿著牢度。為解決這一問(wèn)題，除嚴(yán)格控制工藝條件外，同時(shí)進(jìn)行柔軟處理，即上蠟，將脫水后的織物浸軋石蠟乳液，再經(jīng)脫液烘干即可。1.2.4染色棉針織物的染色、印花與棉布基本相同。染色時(shí)應(yīng)采用繩狀染色機(jī)等松式加工設(shè)備。印花采用手工印花或平版布動(dòng)印花。1.2.5.整理棉針織物整理主要有防縮整理和起絨整理。棉針織物在染整加工中，易受到拉伸，積累形變，一經(jīng)水洗，織物的積累形變就要回縮，引起尺寸改變。防縮整理是織物在濕熱松弛狀態(tài)強(qiáng)迫回縮，使織物尺寸穩(wěn)定。對(duì)棉針織絨布需經(jīng)起絨整理。起絨整理是將針織坯布浮線中的纖維拉出形也絨毛，使織物質(zhì)地柔軟。手感豐薄，保暖性增強(qiáng)。棉針織物品品種不同，染整工藝過(guò)程也各不相同。1.3本課題研究的目的和內(nèi)容傳統(tǒng)的氧漂很難做到很高的白度，經(jīng)亞漂織物雖然白度較理想，纖維損傷較小，然而漂白過(guò)程中產(chǎn)生有毒氣體ClO2，且對(duì)設(shè)備要求較高，亞氯酸鈉價(jià)格較高，因此它的應(yīng)用受到限制。氯漂工藝設(shè)備簡(jiǎn)單，但生成氯氣較難控制，且存在脫氯問(wèn)題，白度穩(wěn)定性較差。為了克服上述問(wèn)題尋找一種提高棉針織物白度的合適工藝具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。另外，印染行業(yè)污染嚴(yán)重，廢水中含有的大量有害物質(zhì)對(duì)環(huán)境及人體造成了極大的危害。節(jié)約資源，減少污染是當(dāng)前關(guān)注的重要問(wèn)題，本課題采用短流程對(duì)纖維進(jìn)行處理，可以大大地節(jié)省時(shí)間，減少?gòu)U水排放量，達(dá)到盡量清潔生產(chǎn)的目的。棉針織物的特白工藝就是在傳統(tǒng)的氧漂基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)亞漂的白度，而在強(qiáng)力，尺寸，白度的穩(wěn)定性上也能同時(shí)達(dá)到工藝要求。因此除了采用增白工藝來(lái)達(dá)到白度的要求外，對(duì)助劑的選擇，工藝參數(shù)的控制，前處理的方式以及工藝流程都是重要的考慮因素。1.4國(guó)內(nèi)外研究狀況棉針織物的漂白工藝主要采用氧漂，對(duì)于白度要求較高的也只有采用亞漂。但傳統(tǒng)工藝流程長(zhǎng)，加工時(shí)間長(zhǎng)，效率低，且白度并未達(dá)到很理想效果。即使氯氧雙漂白度也只達(dá)到110左右。對(duì)織物采用熒光增白劑處理能顯著提高織物白度，通過(guò)熒光增白劑處理后的青島大學(xué)本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）3織物白度能達(dá)1301959年，原天津市染料廠首先工業(yè)化生產(chǎn)出我國(guó)第一只熒光增向劑產(chǎn)品，其商品名稱(chēng)是熒光增白劑VBL(CI85)，該品種屬雙三嗪氨基二苯乙烯類(lèi)型。改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)的熒光增白劑工業(yè)有了大發(fā)展，先后開(kāi)發(fā)40余個(gè)品種的熒光增白劑，它們分屬不同的化學(xué)結(jié)構(gòu)類(lèi)型，適用于不同纖維及其混紡織物和不同增白工藝。目前生產(chǎn)的熒光增白劑品種有30余個(gè)，分屬的化學(xué)結(jié)構(gòu)類(lèi)型：雙三嗪氨基二苯乙烯類(lèi)型；二苯乙烯聯(lián)苯類(lèi)型；雙苯并惡唑類(lèi)型；二苯乙烯基苯類(lèi)型；吡唑啉類(lèi)型；香豆素類(lèi)型。隨著我國(guó)紡織印染工業(yè)的持續(xù)發(fā)展，進(jìn)一步做好熒光增白劑產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化工作是提升熒光增白劑產(chǎn)品質(zhì)量水平、促進(jìn)該行業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的重要環(huán)節(jié)也是為紡織印染行業(yè)提供品種更多、質(zhì)量更優(yōu)的熒光增白劑商品的重要保證左右。1.5本課題的理論原理1.5.1煮練棉織物煮練的目的主要是去除棉纖維上的纖維伴生物，提高織物的吸濕性，凈化纖維（對(duì)于機(jī)織物，煮練還兼有去除殘留漿料和油污的作用，以利后續(xù)加工）。棉針織物的毛效測(cè)試方法不同于機(jī)織物，由于存在卷邊問(wèn)題，故用重鉻酸鉀法不合適。通常采用滴水法，將試樣放在玻璃皿上，在不同部位(一般取5個(gè)點(diǎn))進(jìn)行滴水試驗(yàn)，觀察其水珠完全潤(rùn)濕的時(shí)間(取平均值)，其時(shí)間越短該試樣的潤(rùn)濕性越好。但當(dāng)時(shí)間小于1S時(shí)，誤差較大。且難于精確比較。煮練過(guò)程要去除的伴生物主要是果膠物質(zhì)、棉籽殼、油脂、蠟質(zhì)及含氮物質(zhì)以及灰分。這些伴生物的主要成分是果膠酸的鈣鹽、鎂鹽、甲脂的衍生物，高級(jí)一元醇游離脂肪酸，蛋白質(zhì)，硝酸鹽，亞硝酸鹽，木質(zhì)素，半纖維素等。在氫氧化鈉的作用下這些雜質(zhì)大部分可以轉(zhuǎn)化成水溶性的物質(zhì)或被皂化，皂化產(chǎn)物由可以乳化高級(jí)醇，最終使雜質(zhì)脫落。煮練液中加入的高效精煉劑，具有優(yōu)異的滲透、乳化，分散和螯合功能，是前處理不可缺少的助劑。去除棉纖維的雜質(zhì)后織物吸濕性提高、重量下降，根據(jù)毛細(xì)效應(yīng)和失重率可以測(cè)定棉織物的煮練效果。青島大學(xué)本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）41.5.2漂白用雙氧水漂白的織物白度較好，色光純正，貯存時(shí)不易泛黃，多用于高檔棉織物的漂白，也廣泛應(yīng)用于棉型織物的漂白。當(dāng)漂液內(nèi)過(guò)氧化氫濃度達(dá)到5gL時(shí)，已能達(dá)到漂白要求，濃度再增加，白度并不隨之提高，反而導(dǎo)致棉纖維脆損。稀薄織物還可以適當(dāng)降低漂液中過(guò)氧化氫濃度。過(guò)氧化氫一方面能破壞色素具有漂白作用，另一方面也可能使纖維素氧化受損，因此在漂白時(shí)必須合理選擇工藝，達(dá)到最佳漂白效果的同時(shí)是纖維受損最小。過(guò)氧化氫分解產(chǎn)物有HO2-、H2O以及HO自由基和OH-，其中漂白的有效成分是OH2-?？赡蹾O2-通過(guò)與色素分子中的雙鍵發(fā)生加成反應(yīng)而產(chǎn)生消色作用，也可能是引發(fā)過(guò)氧化氫生成自由基進(jìn)行氧化漂白，但HO2-、H2O和O2,特別是H2O也會(huì)引起纖維的損傷。因此在漂白過(guò)程中要嚴(yán)格控制工藝，且必須加穩(wěn)定劑。過(guò)氧化氫的分解速率隨溫度升高而增加，因此可用升高溫度的辦法來(lái)縮短漂白時(shí)間，一般在90-100攝氏時(shí)，過(guò)氧化氫分解率可達(dá)90，白度也最好。采用冷漂法則應(yīng)增加過(guò)氧化氫濃度，并延長(zhǎng)漂白時(shí)間。過(guò)氧化氫在酸性浴中比較、穩(wěn)定，工業(yè)用過(guò)氧化氫濃溶液含量約30-35，其中常加入少量硫酸以保持穩(wěn)定。在堿性浴中過(guò)氧化氫分解率隨溶液pH值增大而增加，PH值在3-13之間都有漂白作用，但PH1011時(shí)織物白度可達(dá)最佳水平。水中鐵鹽、銅鹽及鐵屑、銅屑以及灰塵等，對(duì)過(guò)氧化氫都有催化分解作用，使過(guò)氧化氫分解為水與氧氣，從而失去漂白作用。氧氣滲透到織物內(nèi)部，在漂白時(shí)的高溫堿性條件下將使纖維素纖維嚴(yán)重降解，將在織物上產(chǎn)生破洞。為防止上述疵病，可在漂液中加入適量穩(wěn)定劑，以降低過(guò)氧化氫的分解速率。堿氧一浴法是將氫氧化鈉和過(guò)氧化氫同浴處理棉針織物，使精練和漂白同時(shí)完成的一種練漂工藝。該工藝可以大大縮短棉針織物的前處理加工過(guò)程，減少加工時(shí)間和設(shè)備，節(jié)約能源，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，目前已在針織行業(yè)廣泛應(yīng)用。堿氧一浴法的氫氧化鈉濃度高，過(guò)氧化氫在強(qiáng)堿液中會(huì)產(chǎn)生劇烈分解，這樣不僅消耗大量過(guò)氧化氫，而且會(huì)造成棉纖維損傷。本工藝的關(guān)鍵之處有兩點(diǎn)：一是需選擇能在強(qiáng)堿條件下使過(guò)氧化氫穩(wěn)定的氧漂穩(wěn)定劑，普通的氧漂穩(wěn)定劑效果不太理想；二是由于是在氧漂pH值條件(堿性要明顯小于常規(guī)堿精練)下進(jìn)行一浴處理，以減少過(guò)氧化氫的分解，保證纖維不受損傷，則需選擇高效精練助劑以提高精練效果，這些助劑多為陰離子表面活性劑和非青島大學(xué)本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）5離子表面活性劑的復(fù)配物，具有滲透性能好、去污力強(qiáng)、耐硬水、耐高溫、耐強(qiáng)堿、低泡等特性。因此堿氧一浴法對(duì)于助劑的選擇很重要。目前國(guó)產(chǎn)穩(wěn)定劑有KDR-3、AR-702等。1.5.3增白熒光增白劑吸附在織物后，能吸收波長(zhǎng)為350nm左右能量較高的近紫外光線，使染料分子進(jìn)入激發(fā)態(tài)，激化分子然后返回到能量較低的基態(tài)，并將多余的能量以光的形式輻射出來(lái)。由于在這一過(guò)程中的能量損失，輔射出來(lái)的光較吸收的波長(zhǎng)長(zhǎng)，約450nm的藍(lán)光，泛黃織物的黃色可以被熒光增白劑反射出來(lái)的藍(lán)光，而黃光與藍(lán)光互為補(bǔ)色。由于反射光的強(qiáng)度超過(guò)投射于被增白織物上可見(jiàn)光原來(lái)的強(qiáng)度，所以產(chǎn)生了略帶色光的增白效果。熒光增白劑的增白是光學(xué)上的補(bǔ)色作用，所以熒光增白劑又稱(chēng)為光學(xué)增白劑。熒光增白劑VBL的增白浴應(yīng)保持中性或微堿性，遇酸即泛黃，七PH值以保持89為宜。1.6實(shí)驗(yàn)設(shè)想本課題鑒于上述理論知識(shí)，設(shè)想通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)，采用單因素，正交試驗(yàn)等方法來(lái)研究確定最佳的傳統(tǒng)工藝與新工藝，增白并不能代替?zhèn)鹘y(tǒng)的化學(xué)漂白，而且前處理的效果越好，增白效果越好。因此，對(duì)于前處理的研究是最終研究增白工藝的基礎(chǔ)，而且處于重要地位。設(shè)想實(shí)驗(yàn)工作分為兩部分，一步是先研究探討最佳的前處理工藝，然后在前處理的基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究增白。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，首先確定影響工藝的條件，然后對(duì)每個(gè)因素給出研究方法，同時(shí)明確衡量效果的各項(xiàng)指標(biāo)。在實(shí)驗(yàn)中，傳統(tǒng)前處理工藝采用單因素法，而堿氧一浴新工藝的研究則采用正交試驗(yàn)。在正交實(shí)驗(yàn)后又做了一系列的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)要以正確的理論為指導(dǎo)，采用恰當(dāng)?shù)难芯糠椒ǎ瑧?yīng)具有一定的重現(xiàn)性，首先通過(guò)實(shí)驗(yàn)?zāi)艽_定出傳統(tǒng)工藝與新工藝，并能進(jìn)行比較。同時(shí)通過(guò)增白研究，最終白度能達(dá)到120左右。實(shí)驗(yàn)中嚴(yán)格分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與存在問(wèn)題，并用理論進(jìn)行分析。青島大學(xué)本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）62實(shí)驗(yàn)2.1主要實(shí)驗(yàn)材料、化學(xué)品、儀器2.1.1實(shí)驗(yàn)材料棉針織物2.1.2實(shí)驗(yàn)藥品實(shí)驗(yàn)用藥品如表2.1所示。表2.1實(shí)驗(yàn)藥品藥品規(guī)格生產(chǎn)廠家過(guò)氧化氫(w/w)30%天津市巴斯夫化工有限公司無(wú)水碳酸鈉分析純遠(yuǎn)東化工試劑廠燒堿分析純齊魯石化公司研究院試劑廠穩(wěn)定劑工業(yè)級(jí)熒光增白劑VBL工業(yè)級(jí)龍口2.1.3實(shí)驗(yàn)儀器實(shí)驗(yàn)儀器見(jiàn)表2.2表2.2實(shí)驗(yàn)儀器儀器名稱(chēng)生產(chǎn)廠家馬頭牌架盤(pán)藥天平BP-11型上海市以用激光儀器廠FC-204電子天平湘儀天平儀器設(shè)備有限公司HH電熱組恒溫水浴鍋北京市永光明醫(yī)療儀器廠LLY-06B型電子單纖維強(qiáng)力儀萊州市電子儀器有限公司LFY-42落錘式織物撕破強(qiáng)力機(jī)山東省紡織科學(xué)研究院SC-80C全自動(dòng)色差儀SC-80C全自動(dòng)色差儀2.2實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2.2.1煮練最佳工藝研究實(shí)驗(yàn)中為研究煮練的最佳工藝條件，以氫氧化鈉，時(shí)間和溫度為變量分別進(jìn)行研究，以確青島大學(xué)本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）7定棉針織物煮練的最佳處理工藝。同時(shí)在2.2.1.1實(shí)驗(yàn)處方及工藝條件煮練時(shí)間分別為1.5h與2h的處方見(jiàn)表2.3（1），2.3（2）：表2.3（1）煮練1.5h的實(shí)驗(yàn)處方試驗(yàn)編號(hào)（1）（2）(3)NaoH（g/l）345助劑1g/l浴比1:30溫度9095/近沸時(shí)間（h）1.5表2.3（2）煮練2h的實(shí)驗(yàn)處方試驗(yàn)編號(hào)（