染整总复习参考答案.docx

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染整总复习参考答案

总复习

一、柔软、增白整理

1、根据有机硅柔软剂结构的特点，分析其柔软作用原理；

2、分析机硅柔软剂作用原理，并说明为什么氨基硅柔软剂比其它机硅柔软剂柔软作用更好（300~301）

有机硅柔软剂的柔软平滑作用，是由于有机硅结构中的疏水基——甲基定向排列的缘故；另外，甲基硅氧烷分子呈螺旋形或线圈形结构，而氧原子吸附在纤维表面，疏水基—甲基远离纤维表面排列，Si—O键的键角在外力作用下可能改变，外力取消后又复原，因而链可收缩。

当织物经有机硅柔软整理后，便在表面形成了一层透气、透明，并具有坚韧、柔曲和拒水等性能的连续薄膜，使织物获得柔软、平滑的效果。

而氨基有机硅的柔软效果优于其他有机硅的主要原因，是因为氨基（尤其是氨乙基氨丙基有机硅的伯胺基）易于质子化而产生电荷，因此，可以与纤维素或其他合适的纤维表面发生相互作用而结合，由于与纤维间强烈的静电相互作用和氢键的形成（特别是与纤维素纤维），使其有更好的定向性和在纤维上有更好的分布，均匀覆盖于纤维表面，达到了最优化的润滑、柔软效应；另外，氨基硅柔软剂乳液粒径小，能渗透到纤维内部。

3、什么叫氨值氨值与柔软整理效果有什么关系氨基有机硅整理的织为什么有泛黄现象如何防止或降低泛黄

氨值：

氨基聚硅氧烷赋予织物的各种特性（柔软手感、光滑性、弹性等）都是由聚合物中氨基造成的。

氨基含量常用氨值表示。

它指中和1g氨基聚硅氧烷所需1molHCL·L-1盐酸的毫升数,可以用1molHCL·L-1盐酸滴定得到,以molHCL·g-1表示。

氨值与氨基聚硅氧烷中氨基含量（百分比）成正比。

氨基含量越高，氨值就越大，交联性越好，被整理的手感就越柔软、光滑、有弹性。

但氨基含量越高，被整理织物黄变性越大；因为氨基上的活泼氢原子，氨基的氧化分解形成发色团引起织物黄变。

4、试述荧光增白剂增白的作用原理，说明为什么荧光增白剂整理效果优于上蓝增白效果

答：

荧光增白剂实际上是一种无色的染料，其分子结构中含有共轭双键和良好的共平面性。

经荧光增白后织物在日光照射下，荧光增白剂吸收日光中的紫外线（波长在300～400nm），使分子激发，再回到基态时，紫外线能量便消失一部分，转化成能量较低的可见光反射出来。

其反射光为波长420～500nm部分的蓝紫光，抵消了织物上因反射光中黄光过多而造成的黄色感，使织物上的反射光总量和织物的彩度增加，产生洁白、耀眼的效果。

上蓝增白是通过蓝、紫色染料或涂料吸收太阳光谱中的黄光，使织物上呈现较多的蓝色光，而反射光中蓝光较多会造成人的视觉错误，使织物看上去显得白一些。

虽然上蓝提高了织物的白度，但实际上织物上的反射光总量减少，亮度反而下降，灰度增加，增白效果不理想。

因此，荧光增白剂增白效果优于上蓝增白效果。

二、预（防）缩整理

1、纤维的溶胀异向性，分析天然纤维容易缩水的原因

纤维润湿时，主要表现为纤维的溶胀和应力松弛。

在润湿的条件下，水分子进入纤维内部，对于纤维大分子的轴向主链结构并没有多大的影响，因此，在纤维的主轴方向并无多大改变，但在纤维的横向，由于水分子的进入，使纤维大分子链段间的氢键部分被拆散，促使纤维大分子链段横向距离扩大，造成纤维横截面（直径）增大。

即在吸湿溶胀过程中直径的增加幅度远大于长度方向的增加幅度。

这就是纤维（尤其是亲水性纤维）的异向性溶胀。

当自然松弛状态的织物被水润湿后，纱线的润胀和收缩改变了原有的平衡状态。

纱线直径增大（纱线截面方向设为纬向），迫使与之交织的另一方的纱线调整位置，在没有外力作用的情况下，经纱不可能自动增加长度，也不可能通过解捻来增加长度，同时经纬纱之间由于交织阻力，也不能有较大的滑移运动；要保持润湿后经纱绕纬纱的行程LR不变（图略），经纱只能以增大屈曲波来适应纬纱直径的变化，也即使织缩增加。

如此，便使两纬纱间距离LS减小为L′S，纬纱更靠拢，间距缩小，宏观上导致了织物经向长度的缩短，这就是缩水。

若再考虑经纱直径本身也增大的因素，则更加大了织缩的增大程度；

显然，织物的织缩是造成织物大幅度缩水的主要原因；纤维材料的吸湿性越强，则织物吸湿后“织缩”增幅越大，而缩水现象也越严重。

如粘胶纤维吸湿溶胀现象大于棉纤维，因此，粘胶纤维织物的缩水率比棉织物大；涤/棉织物比纯棉织物缩水率低，是因为涤纶是疏水性纤维，溶胀少，引起的变化也小。

2、试述织物缩水的原因及三辊橡胶毯预缩机预缩原理。

织物缩水的原因有三：

1）内应力作用，纺织染加工中受各种拉伸影响而伸长；2）织缩增大，因为纤维溶胀的各向异性引起，（图略）；3）其它原因：

如织物密度，纤维吸湿性大小等。

；

在进行预缩整理时，橡毯经导辊，弹性体呈拉伸状态。

当橡毯绕经加热的承压辊时，原来被拉伸的弹性状态变为收缩状态，橡毯由外弧转向为内弧，此时织物紧压于橡毯之上，则织物可获得预缩效果（图略）；

3、以羊毛织物防毡缩整理为例，讨论低温等离子体应用于纺织品整理的作用原理和特点

等离子体的基本概念及性质/；羊毛纤维表面定向摩擦效应与毡缩现象/；等离子体的表面刻蚀与防毡缩作用；等离子体处理在纺织品整理加工中的增深作用和对纤维化学变性处理的作用原理

4、试述织物缩水的原因，简述织物防缩整理的方法。

答：

织物缩水的原因有三：

1）内应力作用，纺织染加工中受各种拉伸影响而伸长；2）织缩增大，因为纤维溶胀的各向异性引起，（图略）；3）其它原因：

如织物密度，纤维吸湿性大小等。

织物防缩整理，主要有定形和预缩等方法。

定形的作用是通过消除内应力或构造更大的形变回复位垒而稳定织物的形态达到防缩的目的。

棉织物的定形效果可通过“丝光”或“树脂整理”获得。

丝光是通过改变纤维聚集态结构，调整织物内应力的分布，从而释放内应力，由此使织物获得稳定的尺寸。

织物防缩整理，主要有定形和预缩等方法。

定形的作用是通过消除内应力或构造更大的形变回复位垒而稳定织物的形态达到防缩的目的。

棉织物的定形效果可通过“丝光”或“树脂整理”获得。

丝光是通过改变纤维聚集态结构，调整织物内应力的分布，从而释放内应力，由此使织物获得稳定的尺寸。

树脂整理剂或交联剂与纤维反应后，在纤维大分子链段间建立稳定的化学交联，部分OH被封闭，降低了纤维素纤维的吸湿性，抑制了纤维的吸湿溶胀异向性，从而减少了因“织缩”带来的缩水现象。

预缩法是通过预缩工序为织物提供充分回缩的机会，恢复织物结构原有的平衡，从而减少织物在以后使用过程中的缩水。

三、防皱整理

1*、以2D树脂为整理剂，设计纯棉织物防皱整理工艺（要求：

设计工艺流程、主要工序工艺参数、整理液组成及作用）。

1．艺流程：

浸树脂整理液→预烘→拉幅烘干→焙烘→皂洗→烘干→柔软拉幅→成品；2。

艺条件：

浸轧：

二浸二轧、轧余率，65—70%；预烘：

80—100℃；焙烘：

160—165℃

3、整理液组成：

2D：

抗绉整理剂

MgCl2：

催化剂

渗透剂

柔软剂

纤维保护剂

2*、分析纤维素纤维织物产生折绉的原因和树脂整理防绉作用机理

纤维素纤维的无定形区，由于分子链间距离较大，因此分子间氢键数量较少，在受到外力作用时，不同的分子链先后受到外力的作用而变形，逐渐发生键的断裂和基本结构单元的相对位移；如图，纤维受到拉伸，纤维素大分子或基本结构单元取向度提高或发生相对移动后，能在新的位置上重新形成新的氢键，当外力去除后，纤维分子间断裂的氢键以及分子的内旋转，有使系统回复至原来状态的趋势，但在新的位置上形成的新氢键有阻滞作用，使系统不能立即回复，形成蠕

变回复。

如果拉伸时分子间氢键的断裂和新的氢键的形成已达到充分剧烈的程度，使新的氢键具有相当的稳定性，则蠕变回复速度较小，出现所谓的永久形变——折皱。

经整理剂后树脂初缩体在焙烘时会在纤维内部形成网状结构缩聚物的树脂，沉积在纤维的无定形区。

沉积的树脂通过物理—机械作用，改变了纤维素纤维中大分子或基本结构单元的相对移动性能。

同时，树脂整理剂能与纤维素上的OH基团发生反应，在纤维素分子链或基本结构单元间产生共价交联。

共价交联的产生，使纤维在形变过程中，因氢键拆散而导致的蠕变和永久形变减少，也就是使纤维从形变中的回复能力获得提高，从而提高织物的抗皱性能。

4试分析N—羟甲基酰胺类抗绉整理剂整理品游离甲醛的来源，讨论降低释放甲醛的途径（提示：

要求分别从工艺角度和整理剂的改性等方面讨论）。

N-羟甲基酰胺类树脂在防皱整理时，由于整理液中存在游离甲醛，整理剂中的N-羟甲基也会发生共价键断裂，释放出甲醛，因此不论是在加工过程中，还是整理后的织物，都会有大量的甲醛释放。

；为了降低甲醛的释放量，一般采用三种方法：

1）对经其整理的织物进行充分水洗。

2）在整理浴中添加甲醛捕捉剂，如尿素等；3）用甲醇、乙二醇等对N－羟甲基酰胺类化合物中的羟甲基进行醚化处理。

；

在整理液中添加H2O2、尿素等化学药品作为甲醛捕捉剂，H2O2会将甲醛氧化成甲酸，尿素可以与甲醛反应生成脲醛树脂，降低整理浴中甲醛的含量。

但由于体系中存在如下的平衡过程：

因此，加入甲醛捕捉剂不能完全消除体系中的甲醛。

而且工作液中加入甲醛捕捉剂后，由于破坏了上述平衡，整理剂初缩体中的甲醛会不断分解出来，最终造成工作液效果降低。

并且整理剂施加到织物上后，交联或半交联的树脂，依然会发生分解，释放甲醛，所以采用在体系中添加甲醛捕捉剂的办法，只能部分降低织物上甲醛的含量。

对N－羟甲基酰胺化合物中的羟基进行醚化改性是降低整理织物上甲醛含量最有效的方法是对2D树脂中1，3、4、5位上的羟甲基进行醚化，反应方程式如下：

经完全醚化改性后，可以显着降低整理液中的游离甲醛量及整理后织物的释放甲醛量。

5、树脂整理后的整理品主要物理机械性能有什么变化分析其原因。

纤维素纤维织物经防皱整理后，在物理机械性能方面发生了明显的变化：

1）折皱回复角提高：

经整理后，树脂在纤维素纤维内部通过交联作用、树脂沉积作用增加了纤维的弹性，提高了织物从形变中回复的能力。

2）断裂强度和拉伸断裂延伸度降低：

由棉纤维的断裂机理可知，棉纤维的断裂是由分子链的断裂引起的。

棉纤维经过防皱整理后，由于在纤维的基本结构单元及大分子间引入一定数量的共价键，与未整理过的纤维比较起来，各单元间的移动性受到限制，负担外力的情况更不均匀，必然引起强度的下降。

3）撕破强度显着降低：

经防皱整理后，棉纱线的断裂强度和断裂延伸度降低，因此棉织物的撕破强度有显着降低。

4）纤维素纤维织物经防皱整理后，织物的耐磨性随防皱性的提高而下降，这主要是由于纤维的强韧度降低所致。

为了提高整理织物的撕破强度和耐磨性，可在整理液中添加适当的热塑性树脂或柔软剂，热塑性树脂有助于提高织物的耐平磨性，柔软剂的加入有助于提高织物耐曲磨性和撕破强度。

6、说明水溶性聚氨酯对纺织品进行抗绉整理的作用原理及特点

答：

水溶性聚氨酯（PU）系由聚醚和异氰酸酯及扩链剂反应形成的水溶性的高分子化合物，是一种线型的嵌段共聚物，它是由柔性链段高分子量的聚醚和刚性链段低分子量的氨基甲酸酯基嵌段构成的高聚物。

应用于织物整理的水性聚氨酯整理剂一般是反应性的水性聚氨酯。

它主要依靠活性度很高的异氰酸酯基（—NCO）与纤维反应交联，形成三维网状结构。

由于一个聚氨酯分子可与两个或多个纤维分子进行反应，反应的结果形成了部分交联键；这些部分交联键在纤维素分子结构的骨架中起着支撑和固定的作用，从而提高了织物的挺括性，抗皱性。

水性聚氨酯不含甲醛，具有较好的成膜性和弹性。

水性聚氨酯应用于纺织品的功能整理、能提高织物的抗皱性和抗静电性能，并能赋予织物优良的柔软度、丰满感，能满足纺织品功能整理和流行性整理的要求。

但目前水性聚氨酯作为抗皱整理剂其整理效果还比不上2D树脂。

四、拒水和拒油整理、易去污整理

1、说明防水整理与拒水整理有什么区别；

答：

防水整理是在织物表面形成一层不透水、透气性差、手感较粗硬的连续性薄膜，这种整理亦称涂层整理；拒水整理是采用疏水性物质加附于织物的纤维和纱线上，使织物不易润湿，由于未形成连续的薄膜，因而对透气性影响较防水整理小很多。

其整理品透气性良好，又不易为水润湿，在实际生产中二者经常被混为一谈。

2、根据系统中各物质的界面张力关系，分析织物防湿再沾污的原理

答：

湿再沾污的产生是由于“水／纤维”与“水／油污”界面的破坏，形成“纤维／油污”界面。

这也只有在γwf与γow大而γof小的条件下，才有可能。

由于亲水性纤维的rwf小，γof大，不易发生洗涤再沾污。

而疏水性纤维的γwf大，γof小，所以易发生洗涤再沾污。

因此，提高纤维的亲水性，既能降低纤维的γwf值，又能增大纤维的γof值，如果在洗涤液中加入适当的表面活性剂，使γow降低，油污稳定地悬浮于水中，则既具有易去污性能又不易发生洗涤再沾污。

所以，易去污和防湿再沾污是一致的并可以同时具备的。

3#、分析为什么经亲水型含氟嵌段共聚物整理剂处理的织物具有拒油和易去污双重效果（395—396）

答：

含有低表面能的含氟链段与亲水性的聚氧乙烯链段的混合型嵌段共聚物是亲水性防污易去污整理剂。

这种混合型含氟嵌段共聚物在空气中是疏油的，而在水中是亲水的。

经其处理的纺织品能产生既拒油又有易去污的作用，是由于这种嵌段共聚物在空气中和在水中疏油性链段和亲水性链段排列的方向不同引起的。

在空气中，聚氧乙烯链段呈卷曲状态，拒油性含氟链段在纺织品表面定向密集排列，形成具有低表面能的表面而具有拒油性能。

在水中，聚氧乙烯链产生水合作用而伸展，在织物表面定向排列，通过界面张力变化赋予纤维表面亲水性，使纤维具有易去污和防止湿再沾污性能。

在烘干过程中，亲水性链段脱水，含氟链段重新占有其主要界面。

通常在空气中，整理织物的拒水、拒油基团定向向外排列，它们排斥水性和油性污物，使之不易粘附。

即使粘附了油污，在洗涤时亲水性基团定向向外排列，将水分子吸引，使粘附的污物容易脱落。

4、根据系统中各物质的界面张力关系，说明为什么棉纤维易去污性能较涤纶纤维好

答：

沾污织物在洗涤液中，油污与洗涤液和织物处于如图所示的平衡状态。

图中，θ为接触角;γow是油／水相的界面张力，γwf是水／纤维相的界面张力，γof是油／纤维相的界面张力。

平衡时，各界面张力间存在如下关系：

γwf=γof+γowcosθ；

洗涤时，油污按“卷珠”模型脱离织物表面；假设使油污“卷珠”的力为其界面张力的合力Ｒ，则油污要从织物表面卷珠去除，必须满足Ｒ＞０，即：

Ｒ＝γof－γwf＋γowcosθ＞0

由于油污从在织物上的铺展状态（θ=0°）到θ=180°时，油污才能完全“卷珠”离开织物表面。

所以去除油污的充分必要条件是θ=180°,cosθ=-1。

即：

γof－γwf-γow＞0。

分析可知易去污的条件是：

γof应尽可能大，γwf和γow应尽可能的小。

洗涤液中γow值一般较小。

由于棉纤维与水有强烈的相互作用，γwf的值也小，而γof值较大，因此棉纤维等亲水性高的纤维易去污性能好，油污易于去除；而涤纶是疏水性纤维:

其γof值低，而γwf的值高，所以易去污性能不好，油污不易于去除。

五、阻燃整理

了解纺织纤维燃烧特性（三要素、燃烧性分类、燃烧的支架效应、阻燃整理途径）、阻燃纺织品生产方式、阻燃机理、阻燃整理剂分类、结构及性能、阻燃整理基本工艺；

重点掌握纤维素纤维和涤纶纤维燃烧性能及阻燃整理途径和阻燃作用机理、整理剂PyrovatexCP阻燃整理工艺；

1、简述纤维素纤维有焰燃烧和无焰燃烧根源，说明纤维素纤维阻燃整理途径。

答：

纤维素纤维燃烧时由纤维素分解出的可燃性焦油和可燃性气体是产生有焰燃烧的根源。

而固体碳氧化为二氧化碳是无焰燃烧的根源。

纤维素阻燃整理的途径主要有三：

1）用阻燃剂以隔绝空气，火源和可燃性气体或冲淡可燃性气体物质；2）用阻燃剂吸热，使纤维温度降至燃烧温度以下；3）改变纤维素热裂解过程，以控制纤维素燃烧。

2、试分析涤纶纤维燃烧性能并讨论常用阻燃剂的阻燃作用机理。

答：

涤纶受热分解时产生大量的可燃性物质、热和烟雾。

在受热初期，分子中生成环状低聚物，经过分子内β-H转移过程生成羧酸和乙烯基酯，生成的对苯二甲酸通过脱羧生成苯甲酸、酸酐和二氧化碳或者苯等，乙烯基酯分子链之间发生经过聚合反应和链脱离过程生成环烯状交联结构，同时还可以经过进一步的降解直接生成小分子的酮类物质、一氧化碳、乙醛、酸酐等，依然可能产生活泼的自由基。

涤纶织物的阻燃剂大多是卤素和磷系阻燃剂。

卤素类阻燃剂主要是通过阻燃剂受热分解生成卤化氢等含卤素气体，一方面在气相中捕获活泼的自由基，另一方面由于含卤素的气体的密度比较大，生成的气体能覆盖在燃烧物表面，一定程度上起到隔绝氧气与燃烧区域接触的作用。

其中溴类阻燃剂的作用比较大。

锑类化合物与卤素有阻燃协效作用。

磷系阻燃剂对含碳、氧元素的合成纤维具有良好的阻燃效果，主要是通过促进聚合物炭化，减少可燃性气体的生成量，从而在凝聚相起到阻燃作用。

磷系阻燃剂改性的阻燃涤纶燃烧时，在燃烧表面生成的无定形碳能有效地隔绝燃烧表面与氧气以及热量的接触，同时磷酸类物质分解吸收热量，也在一定程度上抑制了聚酯的降解反应。

3、试述含磷阻燃剂对纤维素纤维的阻燃机理

答：

纤维素的裂解是纤维素纤维燃烧的最重要的环节，因为裂解将产生大量的裂解热产物，其中可燃性气体和挥发性液体将作为有焰燃烧的燃料，燃料燃烧后产生大量的热，又作用于纤维使其继续裂解，使裂解反应循环下去。

纤维素纤维燃烧时左旋葡萄糖是主要中间裂解产物，左旋葡萄糖的进一步裂解，生成低分子量的裂解产物，并形成二次焦炭。

在氧的存在下，左旋葡萄糖的裂解产物发生氧化，燃烧产生大量热，又引起更多纤维素发生裂解。

纤维素纤维织物所用的阻燃剂大多是含磷化合物，经其整理后的织物受热时，纤维素首先分解释出磷酸，受强热时磷酸聚合成聚磷酸，它们都是脱水催化剂，阻止左旋葡萄糖的生成，使纤维素脱去水留下焦炭。

磷酸和聚磷酸也可使纤维素磷酰化，特别是在有含氮物质存在的情况下更易进行。

纤维素磷酰化（主要是纤维素中的羟甲基上发生酯化反应）后，使吡喃环易破裂，进行脱水反应。

形成的焦炭层物理上起着隔绝内部聚合物与氧的接触，使燃烧窒息，同时焦炭层导热性差，使聚合物与外界热源隔绝，减缓热分解反应。

脱出来的水分能吸收大量潜热，使温度降低。

从而达到阻燃目的。

4、以PyrovatexCP为整理剂，设计纯棉装饰布阻燃整理工艺（要求：

工艺流程、整理液组成及作用、主要工艺参数）。

答：

N-羟甲基-3-二甲氧基磷酰基丙酰胺（PyrovatexCP）是棉织物耐久阻燃整理剂，主要用于纤维素纤维或纤维素纤维含量高的混纺织物的阻燃整理。

整理时要严格控制焙烘条件，阻燃剂用量随着织物种类和阻燃要求而异。

工艺流程（5分）/；：

浸轧（二浸二轧，轧余率80%～100%）——烘干（100℃，3min）——焙烘（150～170℃，）——皂洗——水洗——烘干

工艺处方：

主要组分作用：

（略）

PyrovatexCP300～400g/L

六羟甲基三聚氰胺（HMM）50～60g/L

磷酸17g/L

尿素15g/L

柔软剂适量

5、涤棉混纺织物燃烧性能有什么特点简要说明混纺织物阻燃整理工艺设计思路。

答：

涤棉混纺织物燃烧具有“支架效应”，即：

棉纤维燃烧后炭化，而涤纶燃烧时熔融滴落，由于棉纤维成为支持体，可使熔融纤维集聚，并阻止其滴落，使熔融纤维燃烧更加剧烈。

涤纶和棉两种纤维或其裂解产物的相互热诱导，加速了裂解产物的逸出，因此涤棉混纺织物的着火速度比纯涤纶和纯棉要快得多，使涤棉混纺织物的阻燃更加困难。

混纺织物阻燃整理工艺设计须考虑其混纺比，在混纺织物中主纤维组成在85%以上，织物的可燃性便与主纤维基本相似，可根据主纤维的特性进行阻燃处理；如果主纤维组成低于85%时，需对主副两种纤维分别选择合适的阻燃剂和阻燃工艺，一般可用一浴法、二浴法整理。