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纺织加工化学结课读书报告

《纺织加工化学》

读书报告

研究材料：

苎麻

学院：

纺织服装学院

专业：

纺织工程

班级：

1202学号：

28

学生姓名：

金啟宜

导师姓名：

蒋国华

完成日期：

2014年6月25号

纺织加工化学读书报告

一、…………………...……………………………………………前言二、………………………………………………苎麻化学脱胶工艺

三、………………………………………………精干麻的变性处理

四、………………………………………………苎麻织物的前处理

五、……………………………………………....................参考文献

六、…………………………………………………………读书心得

七、……………………………………….………………附录（PPT）

前言

中国是世界上麻类资源最丰富的国家之一，主要的麻纤维包括苎麻、亚麻、黄麻、大麻等。

苎麻是我国独有的特色资源，号称“中国萆”，主要分布在湖北、湖南、江西、四川等省，总产量约占世界的90%，我国常年种植面积约在10万-20万公顷之间纤维总产能达到12万-25万吨。

麻类作物韧皮中除含有纤维素外，还含有一些胶杂质包括果胶物质、半纤维素和木质素等成分。

韧皮组织中的纤维处于胶质的包围之中，胶质将各单纤维粘结成片状。

不能直接用来纺纱。

此外，在植物生长过程中，由于风灾和病虫害的侵袭而形成的风斑、虫斑等疵点，以及由于收获、剥制等操作不良而使一些麻壳、皮屑留在原麻中，同样不利于纺织加工。

所以梳纺工程前必须进行脱胶工程处理，脱去原麻中的胶质，制取出其中的苎麻纤维。

苎麻化学脱胶工艺

•在苎麻的韧皮中，主要成分是纤维素，还含有较多的胶质、木质素、蜡状物质等杂质。

其中胶质大都包围在纤维的表面，把纤维素的单纤维胶合在一起而形成原麻

•苎麻的原麻纤维比较粗硬，不适合纺纱，纺纱前必须将韧皮中的胶质去除，使苎麻的单纤维相互分离，这一过程就称为脱胶

•由于苎麻的单纤维细长，强度高，一般都是单纤维形态进行纺纱，所以苎麻脱胶可采用化学全脱胶方法

•一般苎麻原麻纤维中含有25％～35％的胶质，其中包括半纤维素、果胶物质、木质素及蜡状物质等

•这些杂质大部分易在高温碱液中被氢氧化钠水解，而纤维素则对氢氧化钠溶液具有较高的化学稳定性，在苎麻的化学脱胶工艺中一般采用以碱液煮练为主的工艺

•苎麻脱胶的过程就是从苎麻的韧皮中提取苎麻纤维的过程。

原麻经脱胶后的产品称为精干麻

（一）常用脱胶方法

1.一煮法：

原麻拆包、扎把→浸酸→水洗→碱液煮练→水洗→打纤及水洗→酸洗→水洗→脱水→给油→脱水→烘干

该工艺简单，生产的产品适合于纺制高特（低支）纱，用作低支苎麻纱线产品

2.二煮法

原麻拆包、扎把→浸酸→水洗→一次煮练→水洗→二次煮练→打纤及水洗→酸洗→水洗→脱水→给油→脱水→烘干

该工艺的特点是工艺比较简单，精干麻的质量比一煮法有所提高，适宜于纺中、高特数（中、低支）纱，仍不能作高档产品用

3.二煮一练法

原麻拆包、扎把→浸酸→水洗→一次煮练→水洗→二次煮练→打纤及水洗→酸洗→水洗→脱水→精练→水洗→给油→脱水→烘干

该工艺较二煮法工艺增加了精练工序，因此使精干麻的质量进一步提高，适合于纺制中、低特数（中、高支）苎麻纱，供生产细、薄织物使用。

4.二煮一漂法

原麻拆包、扎把→浸酸→水洗→一次煮练→水洗→二次煮练→打纤及水洗→漂白→酸洗→水洗→脱水→给油→脱水→烘干

该工艺将精练工序改为漂白，可使精干麻的木质素含量降低，纤维质量进一步提高。

该工艺生产的精干麻适合于纺制低特数（高支）纱，供生产高档苎麻细、薄织物的原料。

5.二煮一漂一练法

原麻拆包、扎把→浸酸→水洗→一次煮练→水洗→二次煮练→打纤及水洗→漂白→酸洗→水洗→精练→水洗→给油→脱水→烘干

该工艺既进行了漂白又进行了精练，降低了木质素的含量，提高了纤维的白度和柔软性，提高了精干麻的可纺性，适合于纺制低特（高支）苎麻纱。

为高档细、薄苎麻产品提供原料

苎麻脱胶时应根据产品用途选择适当的脱胶工艺。

既要使产品合乎质量要求，又要尽量缩短工艺流程。

以提高生产效率，降低生产成本。

（二）脱胶工艺

苎麻的化学脱胶通常分为预处理、碱液煮练和后处理三个阶段。

而每个阶段又包括若干工序

1.预处理

预处理工艺主要包括拆包、扎把、预浸等工序

（1）拆包、扎把：

把进入车间的麻包逐包解开，将每捆割开检验。

再把质量相近、洁净的麻束扎成0.5～1.0kg的小把。

剔除各种杂质，为碱液煮练作好准备工作

（2）预浸：

包括水浸、酸浸、预氯等几种方法。

其工艺目的是为了去除原麻中的部分胶质，减轻煮练负担，降低碱液消耗，提高煮练效果，并改善精干麻的质量

①水浸：

将生苎麻浸于90℃以上的热水中，煮30～60min，去除部分水溶性胶质，并使不溶于水的胶质膨化。

其优点是预处理条件缓和，纤维损伤小。

但脱胶效果较差

②酸浸：

该工序是目前国内应用最广的预处理方法

苎麻的胶质、半纤维素绝大部分可以在酸的作用下水解，但聚合度较高的纤维素比苎麻胶质稳定。

并且胶质包覆在纤维表面，只要处理条件适当，首先水解的是苎麻胶质，它对纤维素的水解起一定的保护作用。

浸酸对木质素的作用并不明显。

浸酸工艺中需要注意浸酸浓度、温度及时间必须严格控制，否则仍会引起纤维素大分子的水解。

浸酸一般使用稀硫酸液，浓度1.5～2g／L，浴比1：

10左右，温度40～60℃，时间约1～2h。

浸酸后应及时进行冲洗和下一工序的加工。

③预氯：

浸酸对胶质中的大多数成分有明显效果，但对去除木质素作用不大。

在含木质素较多的原麻中，可采用预氯处理。

原麻在碱液煮练之前，预先用次氯酸钠溶液浸渍，使原麻中的木质素转变成氯化木质素，在碱液煮练时较易去除，但煮练后的纤维不及浸酸处理的洁白，产品质量不稳定，在预氯处理过程中还会逸出有害气体Cl2，采用该工艺者较少

2.碱液煮练

碱液煮练是苎麻化学脱胶中的重要环节

碱液煮练设备：

有常压和加压两种方式：

常压煮练，加压煮练

常压煮练：

加工的产品优点是精干麻色泽好，设备简单，有利于实现苎麻脱胶的连续化生产。

缺点是煮练时间长，产量低，热效率低，能耗大，容易产生脱胶不匀、夹生等疵点

加压煮练：

优点是脱胶均匀，加工时间短，能耗小。

与棉纤维相比，由于苎麻原麻中杂质含量高，所以煮练时耗碱量较大。

而且，为了降低杂质在煮练液中的浓度，提高煮练效果，煮练时的浴比也较大。

（1）烧碱用量：

苎麻脱胶通常以烧碱为主练剂。

其用量应根据原麻的品质、收获期、预处理情况以及其他助剂使用情况而定。

在正常情况下，为了降低生产成本，减少污水处理负担，多数工厂第二次煮练的烧碱用量为原麻重的10％左右。

在煮练过程中烧碱耗量为实际用量的70％左右，所以第二次煮练的残液可供下一批麻的第一次煮练之用

（2）助剂的选用：

水玻璃（硅酸钠）：

硅酸钠在水溶液中形成硅酸，硅酸在水溶液中形成带电荷的胶体离子。

胶体离子能吸附煮练碱液中的高价阳离子如高价铁离子Fe3+，防止Fe3+离子沉积在纤维表面而形成锈斑。

另一方面，硅酸的胶体离子可以防止色素、杂质吸附在纤维的表面上，使精干麻的白度提高，纤维松软。

硅酸钠的用量一般为2%，用量过高容易形成硅垢，使纤维的手感粗糙、硬挺，还会有过多的硅垢沉积在纤维上影响织物的后整理加工。

亚硫酸钠：

①亚硫酸钠中的SO32-为一个反应性基团，可与木质素反应生成木质素磺酸而溶于水，具有去除木质素的作用

②亚硫酸钠具有一定的还原性，在煮练液中加入亚硫酸钠有利于去除煮练液中的氧气，防止纤维素纤维的氧化

表面活性剂：

促进碱液的渗透、扩散和乳化作用。

加快煮练速度，提高纤维脱胶的均匀度和提高纤维质量。

常用的表面活性剂有肥皂、渗透剂、磷酸三钠、三聚磷酸钠等

（3）煮练温度和时间

苎麻煮练分常压和高压煮练两种方法

目前多数工厂采用的是高压二煮法工艺。

煮练的压力一般为1.96×105Pa（2kgf／cm2左右），此时的温度在120℃左右

煮练的时间：

头煮为1～2h，二煮为4～5h

（4）煮练浴比

煮练锅中原麻的重量与溶液之比称为浴比。

如前所述，由于苎麻原麻中杂质含量高，一般采用较大浴比，使脱胶均匀，纤维松散，色泽浅淡。

一般高压煮练浴比为l︰10左右，常压煮练为1︰15左右。

但浴比过大，将使产量降低，用碱量和能源消耗增加，相应的增加了生产成本。

3.后处理

目的：

a）进一步清除残留杂质，使纤维柔软、松散、分离，以提高其可纺性

b）改善纤维的色泽及表面性能

工艺：

打纤、酸洗、水洗、漂白、精练、给油和烘干等

（1）打纤

打纤又称敲麻（拷麻）：

它是利用机械的槌击和水的喷洗作用，将已被碱液破坏的胶质从纤维表面清除掉，使纤维相互分离而变得松散、柔软

（2）酸洗

酸洗是用1～2g／L的稀硫酸中和纤维上残余的碱液，并去除纤维上吸附的残胶等有色物质，使纤维松散，手感柔软，洁白。

（3）水洗

水洗是为了洗去纤维上的酸液，还可继续去除纤维上残留的胶质，使纤维表面清洁、柔软。

（4）漂白

漂白是选择性的工序，应根据苎麻的用途来确定。

用于纺低特（高支）纱或与化纤混纺，一般都要进行漂白，若用于纺制高特（低支）纱或麻线，则不必漂白。

苎麻漂白多采用次氯酸钠在碱性条件下进行浸漂。

在中性条件下，纤维的损伤严重。

在酸性条件下，漂白速度快，且对纤维的损伤小，但氯气的逸出严重，污染环境，损害健康

苎麻次氯酸钠漂白的工艺条件：

有效氯浓度1～1.5g/L

温度室温

pH值9～11

时间30～45min

脱氯方法：

a）采用还原剂洗涤漂白过的麻纤维，常用的还原剂有硫代硫酸钠、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠等

b）采用无机酸洗涤除去吸附于纤维上的次氯酸盐。

由于硫酸的价格低廉，故一般工厂使用硫酸进行酸洗，工艺参数为：

硫酸浓度1.5～2.5g/L，常温，加工时间为3～5min。

（5）精练

精练也是苎麻脱胶工艺中的选择性工序，当产品用于纺制低特纱、织造细薄织物时，要求纤维具有较高的细度，较好的松散性、柔软性和白度时，需要进行精练

精练是将酸洗或漂白过的脱胶麻用稀烧碱及纯碱溶液，有时还加些肥皂，合成洗涤剂等煮2～6h。

精练后纤维中的残胶率进一步降低，白度也有所提高

（6）给油

在脱胶过程中纤维受各种化学药剂的作用后，油脂、蜡质去除殆尽，此时纤维硬脆，表面粗糙。

此外，纤维中少量的残胶，经烘干后也能使纤维粘结成束状，造成梳纺的困难。

所以，在纤维烘干之前需要进行给油处理，以改善纤维的表面状态，增加纤维的松散性及柔软程度，适应梳纺工程的要求。

给油是将离心脱水后的麻纤维扯松，浸入已调制好的乳化液中，保持一定浴比，在一定温度下浸渍一段时间

（7）脱水、烘干

经过给油处理的麻纤维在离心脱水机中脱水，然后抖松、理顺，便可进行烘干。

烘干通常在帘式烘干机上进行。

规模较小的练麻厂也可采用阴干、晒干或烘房烘干等方法

精干麻的变性处理

苎麻被称之为“中国草”,几千年前就被用作服用纤维。

由于苎麻纤维的杨氏模量较大，结晶度高，纤维较刚硬，且是以单纤维的状态存在于纱线之中，存在着易褶皱、刺痒感、不易染深色等问题，为了改善苎麻纤维的服用性能，人们提出苎麻纤维的化学改性的问题。

纤维素纤维的变性方法有：

改变纤维素的结构、纤维素接枝、纤维素大分子的键合等

1.改变纤维素的结构

主要是改变纤维素的结晶度及取向度，即改变纤维素大分子排列的紧密程度及排列方向。

该类方法最典型的工艺是碱法变性。

其原理是利用化学试剂与纤维素中的羟基发生酯醚化反应，来改变纤维素的晶格构造

碱法变性是利用氢氧化钠溶液与苎麻纤维素作用，改变苎麻纤维的部分性质，工艺流程为：

脱胶麻→浸碱→脱碱→抖松→酸洗→水洗→脱水→给油→脱水→抖松→烘干

浸碱工艺参数为：

烧碱172g/L

温度室温

时间12min

浴比1：

20

经过变性处理，苎麻纤维的结晶度由91.3%下降到83.3%，取向度也由91.3%下降到87.6%。

其他指标也相应地发生了变化。

为了减少工序，降低生产成本，在碱改性的基础上开发出了“苎麻纤维煮练-改性合一”和“碱-尿素”改性工艺

2.纤维素大分子的键合

利用生成纤维素大分子间化学键的方法使纤维变性。

该方法大多用树脂处理纤维素，可以改变纤维素的弹性及耐折皱性等。

另外，为了提高纤维素纤维的染色性能，还有在纤维素纤维上导入阳离子的阳离子改性的方法、季铵盐改性、织物上的苎麻纤维阳离子化的改性等

苎麻织物的前处理

苎麻织物的前处理工艺包括：

烧毛、退浆、煮练、漂白、丝光等

1.烧毛

苎麻织物上的纤毛较粗，适合采用热容量较大的热源体烧毛。

例如采用铜板烧毛机或圆筒烧毛机烧毛。

但苎麻与合成纤维的混纺织物为防止烧毛时合成纤维熔融，应采用气体烧毛机烧毛。

苎麻织物烧毛效果的质量评定也采用棉织物烧毛的五级评定方法

2.退浆、煮练

苎麻织物的退浆与棉布相似，应根据布上浆料的种类和性质，采用

适当的退浆方法。

由于苎麻对酸、碱及氧化剂的抵抗力较差，故在制订

工艺条件及操作中应特别注意

苎麻织物退浆的加工方式：

棉织物的退浆可以采用绳状、平幅形式进行，而苎麻织物中的纤维杨氏模量较大，比较硬，不宜采用绳状煮练加工。

应首选平幅加工的方式。

但考虑到苎麻织物的产量不及棉织物的数量大，可以在间歇式前处理设备上进行退浆、煮练、漂白等加工

苎麻织物退浆、煮练的设备：

平幅连续漂白设备；卷染机、高温高压卷染机等

苎麻布的煮练可在常压下进行。

煮练液以NaOH5g／L为标准，练液中还可以加入有较好渗透和净洗作用的表面活性剂，以加速练液渗透到织物内部，并能防止污物再沾污织物。

苎麻和涤纶的混纺制品，由于其中的苎麻纤维是预先经过充分脱胶的，所以不必再进行特别的煮练，只要采用与纯涤纶织物相似的前处理工艺即可

3.漂白

由于苎麻的纤维较粗，化学药剂的浸透和从纤维上去除（水洗）都需要较长的时间，短时间的处理不能获得良好的效果。

次氯酸钠漂白时，采用较稀的漂液（有效氯2g／L以

下），以较长的时间进行漂白，可获得良好的漂白效果。

亚氯酸钠漂白织物的白度高，纤维损伤也小

脱氯处理：

试验证明，使用一般的还原剂进行浸渍，脱氯效果并不理想，而使用双氧水脱氯可获得良好的效果。

H2O2的浓度只要一般漂白浓度的一半即可。

苎麻布在进行练漂加工过程中，除稀薄织物外，都必须以平幅状态进行加工。

苎麻布经烘干后最好打卷放

置，而不宜堆入布箱中

4.丝光

苎麻的结晶度和取向度明显高于棉纤维，本身已具有较好的光泽，苎麻的强度高，延伸度低，在较大张力下以浓碱处理，反会降低织物的强度，并使手感粗硬。

苎麻在碱液中的膨化程度低于棉纤维，其缩水率较棉织物易于控制。

苎麻纤维对染料的吸附能比棉纤维低得多，所以染色时上染率低，得色不丰满。

针对苎麻纤维的以上特点，苎麻织物丝光的主要目的应着重于提高纤维对染料的吸附能力，所以它的丝光工艺应与棉布有所不同。

若将常规的丝光工艺和现有的丝光设备作适当改进，在浸轧碱液的两道轧车之间，不穿过绷布辊筒，而是进行松弛堆置，丝光设备的其他部分不变。

这样，织物在浸轧碱液后的松堆过程中，由于织物处于松弛状态，并且延长了纤维与烧碱的作用时间，故苎麻纤维得到自由、充分的溶胀，纤维的微结构随之发生更大的变化

试验结果表明，苎麻织物采用上述工艺进行丝光同采用常规工艺丝光的相比较，纤维的结晶度和取向度发生明显下降，对各种染料染色的得色量都有明显提高，织物的幅宽也更易控制

参考文献

《纺织加工化学》教材

《纺织材料学》教材

《苎麻纱线生产工艺与质量控制》，中国纺织大学出版社，郁崇文张元明姜繁昌主编

《中国纺织标准汇编麻纺织卷》中国标准出版社，纺织工业科学技术发展中心编.

读书心得

作为纺织工程专业的学生，《纺织加工化学》是我们纺织工程专业的专业基础教材也是我们必学的一门课程。

我们的专业老师——蒋老师，以他独特的授课方式，以我们易于接受的形式来为我们传授知识。

通过在老师的教导下我们系统、深入地阐述纤维材料在纺织加工过程中遇到的化学问题。

包括：

麻纤维脱胶、羊毛洗涤炭化、绢纺原料精练、经纱上浆及粘合剂等有关工艺的理论和实践。

此外，还介绍了纺织纤维的理化性能、表面活性剂化学及其他有关的基础理论知识。

在学习过程当中了，老师会和我们不断复习纺材中的知识，同时也会和我们讲一些新颖的东西。

平时通过图书馆资源和网络平台，也能学到很多新鲜的东西，如：

竹纤维，丝绸等等，增加我们的见识，也让我们对纺织更加了解了，感觉这都是一个比较循序渐进的过程，能让自己真正的区弄懂一些东西，并记得最深刻，最后是苎麻脱胶的实验以及毛纤维的加工和绢纺原料的加工当中，首先是开始的实验方案的设计，自己的摸索，及后面的实验，都让我感觉到这是一个需要细心，谨慎和注意安全的过程。

同时做实验时也要注重团队合作，更加增强我们的团队合作能力。

同时特别要谢谢老师一直陪伴我们直到实验的完成为我们答疑与之处问题。

总之，这们学科的学习让我对纺织这个学科有了更深的认识，在写这个读书报告的过程中也查了很多资料，增长了自己的见识，同时也让我更热爱这个学科，并且感受到了纺织的发展前景，受益匪浅，期待大三更多专业课的学习！

附录（PPT）