第四章 紡織學(xué)中絲光.ppt

第四章絲光 1概述絲光始于1844年 直至1900年絲光工藝才正式用于印染工業(yè) 最早發(fā)明此工藝的是Mercerixzng 麥塞處理可分為二種即 1 堿縮 Mercerixzng 指棉織物以松馳狀態(tài)經(jīng)受濃堿處理 結(jié)果使織物變得緊密 并富有彈性的加工過程 主要用于棉針織物 2 絲光 Horacelowe 指棉織物在經(jīng)緯方向上都施加張力的情況下 用濃燒堿溶液進行處理 以保持所需要的尺寸 結(jié)果使織物獲得絲一般的光澤的加工過程 通常棉及其混紡織物都要進行絲光 由于絲光后棉纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu)和超分子結(jié)構(gòu)都發(fā)生了變化 除獲得絲一般的光澤 尺寸穩(wěn)定外 而且對染料的吸收能力 強力 延伸性等服用機械性能都有所提高 絲光劑 燒堿 是目前印染廠絲光用的主要用劑 其膨化性能好 價廉 使用方便 絲光效果也較理想 因此得到了廣泛的應(yīng)用 燒堿濃度一般控制在260 280克 升 液氨 在常壓和 330C的條件下 棉織物用液氨進行處理 可獲得獨特的效果 主要表現(xiàn)在以下幾個方面 優(yōu)點 1 織物手感柔軟 耐磨性能好 2 織物彈性增加 尺寸穩(wěn)定性好 3 對環(huán)境污染小 90 液氨可回收 缺點 1 需要特殊的設(shè)備 回收系統(tǒng) 制冷系統(tǒng) 2 一次性投資大 且生產(chǎn)成本也高 2絲光原理 一 水合理論基本觀點 棉纖維在濃堿作用下生成的堿纖維素和水發(fā)生水合作用使纖維膨化 且為不可逆的化學(xué)改性過程 論證 Cell OH NaOH Cell ONa H2O鈉離子是一個水合能力很強的離子 1克鈉離子可水化66摩爾的水 當(dāng)鈉離子與纖維后會有大量的水分子會被帶入纖維內(nèi)部 從而引起纖維的劇烈溶脹 一般來說 1 隨著堿液濃度的提高 與纖維結(jié)合的鈉離子數(shù)增多 水合程度提高 因而纖維的溶脹程度也相應(yīng)增大 2 當(dāng)燒堿濃度增大到一定程度后 水全部以水化狀態(tài)存在 此時若再提高燒堿濃度 鈉離子能結(jié)合水分子的數(shù)量減小 因而纖維的溶脹程度反而會下降 二 滲透壓理論 基本觀點 棉織物在NaOH溶液中的溶脹是滲透壓的結(jié)果 論證 應(yīng)用唐能膜平衡原理來闡明絲光原理 假設(shè) 1 把纖維素內(nèi)部視為膜內(nèi)系統(tǒng) 外部堿溶液視為膜外系統(tǒng) 2 絲光過程中膜內(nèi)外可移動離子能按唐能膜平衡原理在膜內(nèi)外進行分布 達(dá)到平衡時保持電性中和 3 在平衡過程中膜內(nèi)外體積相等 而且不變 4 設(shè) C1 為平衡后Cell O 的濃度 C2 C3 為反應(yīng)前NaOH和NaCl的濃度 X Y 為平衡后膜內(nèi)Na OH 的濃度 根據(jù)上述假定 平衡時膜內(nèi) I 膜外 O 離子濃度可分別表示如下 可移動離子 I 2X C1 可移動離子 O 2 C2 C3 X 根據(jù)唐能膜平衡原理 平衡時可移動的任何一價陽離子膜內(nèi)外濃度的比值都應(yīng)相等 而且反比于陰離子濃度即 由上式可知 膜內(nèi)可移動離子濃度 2X C1 大于膜外可移動離子濃度2 C2 C3 X 因而產(chǎn)生了滲透壓P 滲透壓P的大小為 根據(jù)上式 可討論如下 1 若絲光過程中無鹽存在時 C3 0 X C2 X 而僅與燒堿濃度有關(guān) 當(dāng)C2增大時 X 增大 C1增大 而且P值也增大 有利于纖維的膨化 2 當(dāng)燒堿濃度增大到一定程度后時 C1不再變化 滲透壓P反而會減小 不利于纖維的溶脹 3 若有鹽存在時 由于食鹽不能提高C1 卻增加了膜外Na 濃度 即X 增大 C1不變 滲透壓P減小 不利于纖維的溶脹 3絲光機及絲光工藝 一 布鋏絲光機絲光1 布鋏絲光機 2 主要組成部分及其作用 前軋堿槽 繃布輥 后軋堿槽 布鋏伸幅裝置 沖洗吸堿裝置 去堿蒸箱 平洗機 平幅出布裝置1 軋堿和繃布織物進入絲光機后 首先經(jīng)第一軋堿槽軋堿 為了延長棉織物帶堿時間以及防止棉織物發(fā)生收縮 出前軋堿槽后便經(jīng)繃布輥繃布 再進入后軋堿槽中軋堿 織物從進入前軋堿槽到出后軋堿槽 歷時約30 40秒 絲光機的兩個軋堿槽是相互連通的 以便堿液的流動 絲光時堿的濃度如下所示 2 伸幅和淋洗 為了使棉織物經(jīng)絲光后 獲得良好的尺寸穩(wěn)定性以及提高產(chǎn)品的光澤 在加工過程中必須將帶有濃堿液的織物拉伸至規(guī)定的寬度 并在此條件下將織物上的燒堿含量淋洗至規(guī)定值以后才可放松 織物進入布鋏擴幅裝置擴幅后 通常在布鋏鏈 總長15 20米 的前1 3處才開始淋洗 這樣織物帶濃堿時間也就是絲光時間約為50 60秒 淋洗是采用熱的稀燒堿液在布的上方進行沖洗 布的下方有平板真空吸水器吸水 通過沖 吸配合 有利于吸去織物上的燒堿 3 去堿與平洗為了進一步去除織物上的燒堿 經(jīng)過伸幅淋洗這后 便進入洗堿效率較高的去堿箱去堿 去堿箱結(jié)構(gòu)示意圖如下所示 二 彎輥絲光機 其結(jié)構(gòu)示意圖如下所示 特點 通過彎輥來完成伸幅 三 直輥絲光機 其結(jié)構(gòu)示意圖如下所示 特點 通過彎輥擴幅后織物進入絲光機軋堿 常用于加工寬幅織物 四 液氨絲光機 4絲光工藝條件分析 一 堿液濃度堿液濃度是影響絲光效果最重要的因素 只有當(dāng)燒堿的濃度達(dá)到某一臨界值后 才會使棉纖維發(fā)生不可逆溶脹 纖維的長度 直徑 體積的變化和燒堿濃度的變化規(guī)律如右圖所示 燒堿濃度 8 燒堿濃度 14 5 170克 升 棉紗在燒堿溶液中的變化情況 棉織物在燒堿溶液中的變化情況 燒堿濃度 260 280克 升 二 張力 1 張力對棉紗光澤及物理機械性能的影響 2 張力對絲光鋇值的影響 3 張力對染料吸附性能的影響 絲光時緯向張力由伸幅部分 5米左右長 來控制 其寬度應(yīng)等于或約大于織物規(guī)定的門幅 三 溫度 燒堿與纖維素的反應(yīng)為放熱反應(yīng) 絲光溫度 溫度低有利于絲光 通常選擇室溫 在絲光機的軋堿槽的夾層內(nèi)通入自來水循環(huán)冷卻 5絲光棉的性質(zhì) 1 光澤通常是指物體對入射光規(guī)則的反射程度 反射越規(guī)則 光澤就越好 絲光過程中棉纖維的截面變化如下所示 絲光后 纖維表面的小皺紋消失 平滑度提高 且纖維的截面由腰子形變?yōu)閳@柱形 其結(jié)果棉織物對光線產(chǎn)生規(guī)則反射 從而增強了織物的光澤 2 吸附性能與化學(xué)反應(yīng)性能 棉布絲光后 發(fā)生了不可逆溶脹 纖維的無定形區(qū)增大 吸附染料的能力變大 化學(xué)反應(yīng)性能增強 其吸附性能可用絲光鋇值來判斷 絲光鋇值是指絲光棉吸附氫氧化鋇的百分?jǐn)?shù) 鋇值越大 表示纖維的吸附性能越好 一般要求絲光鋇值 135 3 定形作用 由于絲光過程中 纖維發(fā)生了不可逆的劇烈溶脹 使纖維分子內(nèi)的氫鍵被大量折散 結(jié)構(gòu)單元間產(chǎn)生相對運動 然后在新的位子重新建立新的氫鍵 削除了內(nèi)應(yīng)力 從而使織物獲得尺寸穩(wěn)定性 4 強力絲光后纖維及織物的強力得到了提高 其原理如下 1 由于絲光過程中 棉纖維發(fā)生了不可逆的劇烈溶脹 消除了纖維不均勻變形 減少了滑移 2 由于經(jīng)向張力作用 使纖維素大分子排列整齊 增加了大分子間的作用力 使纖維間的抱合力提高 3 纖維的取向度得到了提高 能均勻地承受外力 減少了因應(yīng)力