第三章 纺织品的前处理.docx

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第三章纺织品的前处理

第三章纺织品的前处理

一、前处理目的

•去除纤维中的杂质和纺织过程中的污物；

•改善织物外观：

白度、表面光洁度和光泽、手感；

•提高织物润湿性；

•提高织物尺寸稳定性。

。

为染色、印花和整理提供合格的半成

第一节烧毛

二、烧毛目的

烧去布面的绒毛（毛羽），使布面光洁美观，并防止在染色（dyeing）、印花（printing）时，由于纤毛存在或脱落而造成疵病。

三、烧毛方法

将织物迅速通过火焰或擦过赤热的金属表面，绒毛很快升温燃烧，而布身比较紧密，升温较慢，在未达到着火点时，即已离开火焰。

四、烧毛原理

1.布面绒毛受热面积大，瞬时升温到着火点；

2.织物紧密升温慢，未达到着火点前离开火焰；

3.利用温差烧去表面绒毛而不损伤织物。

五、烧毛设备

。

气体烧毛机：

应用广泛，非接触式

•铜板烧毛机：

低级棉、粗厚织物，接触式

•圆筒烧毛机：

低级棉、粗厚织物，接触式

烧毛质量评定

根据布面残留毛羽及杂物情况综合评定，避免欠烧和过烧。

1级原坯未经烧毛。

2级长毛较少。

3级短绒多，长毛基本没有。

4级仅有短绒且较整齐。

5级烧毛净，布面细洁。

烧毛工艺不当：

烧毛不匀、烧毛不净、烧毛过度、烧毛破洞

第二节退浆

一、原布上含浆概况

•机织物的经纱一般都上浆，提高纱中纤维抱合力，减少断经，便于织造。

•一般织物：

4-8%

•府绸（纱线细、密度大）：

8-14%

•纬纱，针织物的纱一般不上浆

二、浆料对染整加工的影响

。

会影响织物的渗透性，阻碍化学药剂和染料向纤维内渗透，增加练、漂负担。

•退浆不净会造成印染疵病。

•影响织物手感。

•三、常用浆料

（一）天然浆料：

淀粉、变性淀粉、羧甲基纤维素

1、淀粉：

小麦,玉米,土豆，橡子粉，田仁粉成膜性差、脆硬、粗糙

2、变性淀粉：

酸解淀粉、淀粉衍生物（酯化、醚化）、氧化淀粉

黏度稳定、浆膜光滑坚韧、渗透性好、浆斑、疵点少

。

淀粉浆占消耗量70%

3.羧甲基纤维素（CMC）

（二）合成浆料：

PVA、PA

1.聚乙烯醇（PVA）

2.聚丙烯酸类（PA）

四、退浆目的和常用退浆工艺

。

退浆目的：

主要去除原布上的浆料。

•退浆质量要求：

“退得净”，退浆率大于80%或织物上残浆率小于1%。

•退浆工艺：

碱、酸、酶、氧化剂退浆

碱退浆

思考题：

•试设计合理的碱退浆工艺（包括工艺处方、工艺流程、工艺条件）。

•为什么碱退浆水洗较酶退浆水洗困难，而且耗水量大？

碱退浆工艺流程及工艺条件

工艺流程（technicalprocess）：

（1）汽蒸法：

轧碱——汽蒸——热水洗—冷水洗

（2）冷堆法：

轧碱——打卷堆置——水洗（打卷时要注意防止风干）

工艺处方、工艺条件（processconditions）：

烧碱浓度5-10g/L碱液温度70-80℃汽蒸温度、时间：

100℃，60min

堆置温度时间：

50-70℃，4-5h室温，6-12h热水洗温度：

80℃以上

名词解释

。

浴比：

浸染时被染物重量（kg）和染液体积（L）之比。

第三节精练

•精练目的

•碱精练

•短流程前处理

退浆后棉织物上还残存哪些杂质？

它们对织物的性能及染整加工有何影响？

。

天然杂质、未退净浆料、油剂

•色泽发黄

•手感差

•润湿、渗透性差

•油剂去除不尽，形成阻透膜，不利于织物匀、透染，且光泽萎暗，牢度降低。

精练（煮练）目的

1.去除棉纤维中大部分杂质;

a.棉籽壳

b.蜡质

c.果胶：

影响润湿性，使织物发黄

d.灰分（氧化铁等无机盐）、含氮物质

2.去除布面残留浆料

3.去除油剂

4.提高织物吸湿性和白度

碱精练

•精练过程伴随有水解、皂化、乳化、复分解、溶解等多种作用。

精练用剂及各自作用

主练剂：

烧碱

助练剂：

•表面活性剂硅酸钠亚硫酸钠磷酸三钠

1.烧碱：

高温下可去除果胶质、含氮物质、蜡质中的脂肪酸、棉籽壳、无机盐等。

2.表面活性剂：

润湿、净洗、乳化作用，与烧碱有协同效应。

3.硅酸钠：

吸附杂质，防再沾污；吸附铁质，防止锈斑。

但不宜过多，防止硅垢影响织物的手感和粘辊筒。

4.亚硫酸钠：

•Na2SO3具有还原性，防止棉纤维在高温碱性下被空气氧化脆损，保护纤维素。

•可使木质素变成易溶于水的木质素黄酸盐

•略有漂白作用

5.磷酸三钠（螯合剂）：

去除钙，镁和重金属离子（最好用有机膦，其次聚磷酸盐，再次正磷酸盐）

碱精练工艺

•煮布锅煮练

•绳状煮练：

易产生不匀、擦伤、折痕

•平幅连续汽蒸煮练：

应用广泛

•冷轧堆

•热轧堆（轧卷汽蒸）

2．常压绳状连续汽蒸精练

工艺流程：

轧碱→汽蒸→（轧碱→汽蒸）→水洗（2～3次）。

工艺处方、条件：

烧碱浓度20～40g/L

渗透剂3-8g/L，亚硫酸钠0-5g/L，

磷酸三钠0-1g/L，硅酸钠1.5-3g/L

汽蒸温度、时间100～102℃，60～90min

易产生不匀、擦伤、折痕

常压绳状连续汽蒸精练联合机¡ª¡ªJ形锅（伞柄箱）

3.常压平幅连续汽蒸煮练工艺

工艺流程：

轧碱→汽蒸→水洗

工艺处方：

烧碱30-50g/L，渗透剂3-8g/L，亚硫酸氢钠0-5g/L，

磷酸三钠0-1g/L，硅酸钠1.5-3g/L

工艺条件：

浸轧温度85-90℃轧余率80-90%

汽蒸温度、时间100-102℃，45-90min

浴比30：

1

轧余率：

织物经过浸轧后所带溶液质量占干布质量的百分率

思考题：

1、棉精练液中主练剂和助练剂是什么？

各起什么作用？

2、试设计一个连续式煮练工艺（包括工艺处方、工艺流程及工艺条件）

3、煮练时常见的钙斑疵布是什么原因造成的？

4、精练时去杂程度越高越好对吗？

精练效果评价

1.织物外观（fabricappearance）

要求：

洁白、手感软、无棉籽壳或较少浮于表面。

2.润湿性（wettability）

•毛效：

30min内水在织物表面上升的高度，要求高、齐；

•润湿时间：

水滴在织物表面被吸干时间，要求均<1s

（五）常见精练疵病

1.棉籽壳残留

成因：

碱量不足、汽蒸T或t不够。

2.碱斑

状态：

局部暗棕色斑渍。

成因：

局部碱液风干或水洗不净。

（酸洗）

3.钙斑

状态：

外观与织物相似，但局部手感粗硬，拒水。

成因：

水硬度过高，与净洗剂形成难溶性斑渍。

4.纤维脆损

状态：

织物强力下降。

成因：

烧碱浓度过高或过热蒸汽给湿不充分。

第四节漂白

一、引言

二、过氧化氢漂白

漂白目的

•主要是去除天然色素,提高织物白度和鲜艳度,也可去除一些杂质。

•一般化纤织物经精练后,不须漂白；如经高温热定型出现了泛黄,需漂白。

•棉织物除少数深色品种（例棉灯芯绒烧毛坯、棉天鹅绒染硫化元）外,都要经过漂白。

⏹白度高、匀，纤维损伤小

常用漂白剂

1.还原剂漂白

保险粉、硫酸氢钠

漂白效果不稳定，日照泛黄

2．氧化剂漂白

•氯漂（NaOCl）、亚漂（NaClO2）、氧漂（H2O2）

•白度高，白度稳定性好

•会损伤纤维

•适用各种纤

分析过氧化氢漂白工艺的优缺点？

应用：

可用于各种纤维

优点：

白度及白度稳定性较好，去杂效果好（对煮练要求低），属环保型助剂

缺点：

成本高，需不锈钢设备

漂白织物质量指标

1.白度：

白度符合来样或GB，一般半漂成品要求达85%左右，可用白度仪或电脑测配色仪测定。

2.白度稳定性：

不泛黄（YI：

泛黄指数）

3.毛细管效应：

不小于煮后毛效8cm/30min,（4～6cm/30min也行）要匀。

4.织物强度：

DP允许下降20%，碱煮强力达到一等品标准。

过氧化氢溶液的性质

•浓度高于65%，易爆炸

•碱性条件下易分解

•放置过程中会分解

•重金属离子可催化过氧化氢分解

•使用时需加入稳定剂

铁离子来源：

（1）织物织造时，摩擦综筘脱落的铁屑或沾有铁锈的油污。

（2）练漂时,织物接触金属设备和部件。

（3）水和蒸汽管道中的铁屑。

（4）练漂液中夹杂重金属盐类。

（5）棉纤维内含有重金属盐类。

稳定剂

•稳定剂作用

•稳定剂作用原理

•常用稳定剂

氧漂稳定剂的作用

•与金属离子结合，使其失去催化活性，减少无效分解。

无效分解：

H2O2→H2O+[O]形成破洞

有效分解：

H2O2→HO2—+H+漂去色素

稳定剂类型及作用原理

•按作用机理分：

吸附型络合型

•按化学组成分：

硅类稳定剂非硅类稳定剂吸附型稳定剂硅酸钠（Na2SiO3）

硅酸钠在硬水中（适量钙、镁盐存在）形成硅酸盐胶体MgSiO3（CaSiO3），能吸附重金属离子。

优点：

稳定效果好，价格便宜，白度好

缺点：

易结硅垢，手感发硬，染疵，沉淀在设备导布辊上，清洁工作麻烦，去除不净，要产生皱条，擦伤织物等。

络合型稳定剂

•无机磷酸盐、有机螯合剂、有机膦酸盐、焦磷酸钠

•稳定机理：

能与金属离子形成络合物（配位键）或螯合物（配位键+共价键），从而降低或消除其催化分解作用。

•可避免硅垢问题，生物降解性，毒性

思考题：

1、分析双氧水漂白过程中织物产生破洞的原因？

如何预防？

2、在双氧水漂白液中为何要加入稳定剂？

3、水玻璃做为氧漂稳定剂的主要缺点是什么？

4、试设计合理的双氧水连续汽蒸漂白工艺（包括工艺处方、工艺流程、工艺条件）

（四）过氧化氢漂白工艺

•浸漂

•淋漂

•轧卷漂

•轧蒸漂

轧蒸漂

•工艺流程、条件：

浸轧漂液（带液率90%）---汽蒸（95-100℃，45-60min）----水洗

•工艺处方：

30%H2O210-40g/L，水玻璃5-10g/L

渗透剂1-2g/L，pH=10.5-10.8

（六）常见漂白疵病

1.白度不足

成因：

原棉质量差（成熟度不匀）；漂液浓度过低（带液率过低）；温度或时间不够；精练不透。

2.白度不匀

成因：

精练不匀；中途停车较久。

3.强力下降

成因：

稳定剂用量不够；布面双氧水浓度、pH过高或汽蒸时间过长。

4.局部手感差

成因：

泡花碱形成的沉淀。

退浆、煮练、漂白后半制品质量指标总汇

❑退浆率：

>95%

❑布面pH值：

7-8

❑毛效：

>8cm/30min或<1s

❑白度：

>80%

❑断裂强力

三、次氯酸钠漂白（NaOCL）（sodiumhypochloritebleaching）

•商品次氯酸钠溶液含有约150g/l（12.5%）的有效氯，

pH值为11.5。

在溶液中有碱存在以防止水解。

•NaOCl不稳定，不可能制成纯NaOCl，因此其浓度不

能用NaOClg/L等表示，而用有效氯g/L等表示。

漂白的有效成分（activeingredient）

碱性中性弱酸强酸

主要成分[ClO-][HOCl][HOCl][Cl2]

漂白速度最低最快

。

次氯酸钠溶液的组成随PH值的改变而变化。

•氯漂有效成分为次氯酸和氯气。

•HOCl的最大浓度发生在PH为4.7，而纤维素的最大降解发生在PH为7.8。

•在生产上既要考虑一定的漂白速率,又要使纤维素损伤较小,二者兼顾（一般pH=10左右）。

漂白机理（bleachingmechanism）

Ø棉纤维中的天然色素的化学结构尚不清楚，根据有机色素结构，推断棉色素中含有共轭双键的化合物，具有可移动的π电子。

在漂白时,色素结构中的部分双键得到饱和，使原有共轭双键体系中断，π电子的移动范围变小，天然色素的发色体系遭到破坏而消色，达到漂白目的。

它们如何可使色素中的部分双键饱和呢？

一般认为，HOCL和Cl2在漂白时会发生如下降解：

HOClHO-+Cl+

Cl2Cl-+Cl+

HOCl·OH+·Cl

HOCl+ClO-ClO·+Cl-+·OH

HOCllightHCl+[O]

这些分解产物能使色素中的部分双键饱和，达到消色的目的。

棉纤维用NaClO漂白时，不仅天然色素会消色，纤维素也会发生降解，其他杂质也会发生不同的化学反应。

例如：

HOCl在纤维素上放出氧，同时生成HCl:

HOCl+cellulosecellulose·[O]+HCl

杂质的氧化比纤维素的氧化速率快。

Ø次氯酸钠漂白纤维损伤最大，部分是潜在损伤。

次氯酸钠漂白工艺（bleachingtechnics）

退浆精练织物→浸轧漂液（100%～120%,有效氯1～5g/L，pH值10）→堆置（30～90min）→水洗→酸洗（硫酸2～4g/L,温度50℃）→堆置（15～30min）→水洗→脱氯（大苏打1～2g/L,室温）→水洗→开、轧、烘

酸洗（acidwashing）

Ø硫酸2～4g/L,温度50℃，堆置15～30分钟。

NaOCl+NaCl+H2SO4→Na2SO4+H2O+Cl2↑2NaOCl+H2SO4→Na2SO4+HOCl→HCl+（O）

HOCl→HCl+（O）

2HOCl→H2O+Cl2↑+（O）

Ø酸洗能促使残留在织物上的NaOCl进行分解，进一步提高白度（1～3%）和去除金属性杂质（斑渍）等效果。

脱氯（dechloridizing）

残氯给某些不耐氯漂的活性染料的染色印花带来不利，并引起含氮树脂进行树脂整理时吸氯泛黄和氯损现象,必须脱氯。

Ø过氧化氢脱氯（dechloridizing）

H2O2+Cl2→HCl+O2

H2O2脱氯效果好,但价格贵。

Ø硫代硫酸钠（大苏打Na2S2O3¡¤5H2O）

2Na2S2O3＋Cl2→Na2S4O6＋2NaCl

大苏打脱氯用量1～2g/L,室温浸轧后,热水洗即可,此工艺脱氯效果好,工艺简单,不损伤纤维,但易在织物形成残留硫,而引起泛黄,所以大苏打脱氯后,必须将残留硫清洗干净。

Ø亚硫酸氢钠脱氯

NaHSO3＋Cl2＋H2O→NaHSO4＋NaCl

思考题：

1、次氯酸钠漂白后为什么要进行酸洗和脱氯？

方法？

2、次氯酸钠漂白时，pH值控制在什么范围为宜，为什么？

3、pH在近中性范围内漂白是比较危险的¡ª¡ª为什么？

次氯酸钠漂白工艺条件分析

（一）漂液pH值的影响：

pH=10左右

•pH2～4，漂白速率很快，纤维损伤也不大，但此时溶液中有大量氯气逸出,对劳动保护不利；另外漂白速率太快，工艺不宜控制，在实际生产中不用。

•pH在近中性范围内，漂白速率中等，但纤维损伤最严重，其中部分是潜在损伤。

要避免NaOCl中性漂白。

•pH=10左右（生产中用），纤维损伤较低，虽然漂白速率慢，但可适当延长时间，满足白度要求。

另外工艺容易操作和控制。

（二）温度和时间的影响（effectoftemperatureandtime）

1.温度室温或20～35℃。

温度高，V漂白，快，但纤维损伤大；温度太低，漂白时间太长，不符合生产要求。

一般20～35℃，夏季控制在35℃以下，冬季可适当加温。

2.时间

20～35℃，有效氯1～3g/L，pH10左右，漂白时间30～60min。

60℃处理6.8min，与20℃处理360min，白度相似

结论：

漂白时间过长，降低DP，并使织物手感发硬；冬天温度低，时间适当长些，60min；夏天温度高，时间适当短些，30min；即30～60min

（三）浓度的影响（effectofconcentration）

•轧漂工艺中，有效氯3～5g/L，浸漂，淋漂有效氯0.5～1.5g/L。

（补充液浓度要高，湿布轧漂，更高）（见表3-11）

•有效氯1～5g/L,纤维损伤随浓度增加而增大，白度也有一定提高，但两者并不成正比。

•一般厚织物或煮练不充分的织物，漂液浓度可高些。

氯漂特点（characteristics）

•氯酸钠对棉纤维共生物去除能力很弱，因此必须有较好的退浆和煮练效果。

•氯漂成本低，工艺简单，设备成本低。

•次氯酸钠是强氧化剂,对织物有损伤，酸也要损伤织物，若停车时间较长（10min）,要放掉漂液和酸洗液。

•用活性染料染纱后的色织物，不能用氯漂进行大整理。

•国际上趋势,氯漂工艺已被淘汰,用氧漂工艺。

空气0.002mg/L，0.25mg/L人要死亡（

四、亚氯酸钠漂白（sodiumchloritebleaching）

（一）亚氯酸钠溶液的性质

1.水解NaClO2+H2O≒HClO2+NaOH

2.电离HClO2≒H++ClO2-K20=1.4*10-2pK=1.85

3.ClO2-分解

5ClO2-+4H+→4ClO2+Cl-+2H2O

3ClO2-→2ClO3-+Cl-

ClO2-→Cl-+2（O）（少量）

ØClO2是漂白有效成分，有毒，腐蚀性强

漂白的有效成分（activeingredient）

一般认为亚氯酸存在是漂白的必要条件，而ClO2是与漂白有关的有效成分。

因此，亚漂速率随pH3.5～4.5（4.6～5.5）降低而加快。

而HClO2、ClO2含量随pH下降而升高。

（二）亚氯酸钠漂白工艺（bleachingtechnics）

1.特点:

在正常漂白条件下，只局限把纤维素端基的潜在醛基氧化成-COOH,对主链上甙键基本上不反应，对纤维素损伤很小。

Ø白度最佳，工艺路线短，去除棉籽壳能力强，对纤维损伤小。

2.轧蒸工艺条件（pad-steamprocesstechnics）

工艺流程：

轧漂液---汽蒸---水洗----脱氯----水洗

工艺处方及条件：

亚氯酸钠15～25g/L

活化剂、稳定剂适量

漂液pH4～4.5

汽蒸95～100℃，0.5～1h

活化剂（activator）

•ClO2是与漂白有关的有效成分，但亚氯酸钠只有在弱酸性（pH<5.5）时才能显著分解出ClO2,商品亚氯酸钠是碱性，要把碱性的亚氯酸钠转变成酸性就必须加酸性物质。

•NaClO2溶液在酸性条件下进行漂白。

但酸性条件下NaClO2漂白液不稳定,要释放出ClO2有害气体,污染环境，并使漂白液的有效成分下降。

因此在亚漂液中加入一定量的活化剂，在开始浸轧漂液时近中性。

在随后汽蒸时,活化剂释放出H+,使漂白时pH下降，NaClO2分解成ClO2速率加快,而ClO2是漂白主要成分,从而达到漂白目的。

作为活化剂（activator）需具备条件：

Ø40℃以下,漂液应是稳定的,一般应能保存24小时以上;

Ø对设备无显著腐蚀作用;

Ø在加热汽蒸时释酸迅速;

Ø无显著影响漂白效果的副反应;

Ø用量少，成本低。

活化剂种类（activatortype）

•酸类活化剂：

醋酸、蚁酸、乳酸

•铵盐活化剂：

硫酸铵、氯化铵、过硫酸铵

•酯类活化剂

思考题：

亚氯酸钠漂白时，pH值为何控制在4-4.5？

实际生产中是如何控制亚氯酸钠漂液的pH值的？

第七节棉织物短流程前处理工艺（preparatoryprocess）

•将传统前处理的退、煮、漂三个工序合并为一步或者二步完成

短流程前处理工艺中几个关键问题

•严格控制好过氧化氢漂白工艺条件

•提高浸轧效率

•良好的配套助剂

•合理的配套设备

退煮漂合一前处理工艺常见问题有：

•退浆不净造成原因有：

水洗不充分，造成已分解的浆料分子重新粘到织物上。

•退浆风干印造成原因有：

织物退浆时若停车时间长、暴露于空气中的织物会风干泛黄。

•锈斑造成原因有：

蒸箱用铁板制，有铁锈。

擦伤造成原因有：

a穿布路线上摩檫力太大；

b织物堆层太乱，出箱时硬拉造成。

•