纺织品染整工艺管理知识学.pptx

❖ 纤维分子间形成新的结合力和氢键，纤维取 向度提高
水合理论
碱纤维素类型： 加成化合物Cell-OH·NaOH ； 醇化合物 Cell-ONa ；
❖ 烧碱与天然纤维素（纤维素I）作用，生成碱 纤维素。碱纤维素极不稳定，经水洗易水解 成水合纤维素，再经脱水烘干即成为丝光纤 维素（纤维素II）。
纤维素 I HaOH Na-纤维素 H2O H2O·纤维素 H2O 纤维素 II
若施加适当张力，纤维圆度增大，表面原 有皱纹消失，表面平滑度，光学性能得到改 善，增加了反射光的强度，织物显示出丝一 般的光泽。
织物内纤维形态的变化是产生光泽的主要 原因，张力是增进光泽的主要因素
棉纤维丝光前后横截面比较
棉纤维丝光前后纵截面比较
继续
微结构的变化
❖ 结晶度↓(70%→50%)，无定形区域↑，使原来在水中不可及 的羟基变为可及，因此纤维对染料的吸附性能和化学反应性 能都有所提高；
分子结构的变化
❖ 棉纤维在浓碱液中发生溶胀后，大分子链间 的氢键被拆散，舒解了织物中贮存的内应力 ，通过拉伸，大分子进行取向排列，在新的 位置上建立起新的分子键，且分子间力比溶 胀前大。最后在张力下去碱，已取向排列的 纤维间的氢键被固定下来，这时的纤维处于 较低的能量状态，因此尺寸稳定。
继续
❖ 光泽变好； ❖ 尺寸稳定性增强； ❖ 强度增加，尺寸延伸度减小；
❖ 温度低，需要较强的冷却能力；碱液浓度显 著增大，使碱液难以透入纱线的内部，造成 丝光不透，造成表面丝光
❖ 时间：
丝光作用时间为20s左右，目前生产上丝 光的浸碱时间为35～50s ，厚重织物丝光时 浸碱时间要适当延长。
，纤维素钠盐电离生成不可移动的纤维素阴离子 Cell-O- ，溶液中留有可移动的Na+和OH-等离子， 如果有食盐存在，则还有Cl-存在。
❖ 设：C1－为平衡后Cell－O－的浓度；
C2、 C3－为反应前NaOH和NaCl的浓度；
X、Y－为平衡后膜内Na+、OH－的浓度
根据上述假定，平衡时膜内（I）膜外（O）离子浓度可
❖ 由于丝光后，纤维形态变化，表面和内部的光散射减少，因 此同浓度染料染色时，染色深度也增加。
❖ 纤维溶胀后，大分子间的氢键被拆散，在张力作用下，大分 子的排列趋向于整齐，使取向度提高；
❖ 纤维表面不均匀变形被消除，减少了薄弱环节。使纤维能均 匀的分担外力，从而减少了因应力集中而导致的断裂现象。 加上膨化重排后的纤维相互紧贴，抱合力，也减少了因大分 子滑移而引起断裂的因素。 继续
❖ 浓烧碱：可渗透到无定形区，还可以渗透到晶区， 使晶格发生改变，将部分晶区转变为无定形区
❖ 只有到一定浓度时才会产生丝光作用
❖ 浓碱液处理能消除纤维中一些弱的结合点，使纤维 受力均匀，减少由于应力集中而造成的纤维断裂， 提高了纤维强度
（二）张力
❖ 纤维得到拉伸而不发生收缩，纤维表面的皱 纹消失，变成光洁的圆柱体，对光线产生规 则反射，显现出光泽 无定形区分子伸展得较 为平直，或排列得趋向于整齐
分别表示如下：
膜内可移动离子总浓度：
CI=[Na+]I+[OH-]I+[Cl-] =2X-C1
膜外可移动离子总浓度： CO=2(C2+C3-X)=2X′，
CI>CO，因而产生了渗透压P，引 起纤维溶胀。 P=RT（CI-CO）
=RT(2X-C1-2X′)
（1）当C2不是很大时，C2↑，C1↑，P↑，溶胀↑ （2）若有盐存在，膜外[Na+]↑,即X ′ ↑，P↓，溶胀↓ （3）若C2↑↑，C1相对C2很小，而膜外[Na+]↑↑，X ′很大，P→O
❖ 张力过大，对产品的光泽增加不多，却使断裂延伸 度下降
❖ 松弛处理对织物光泽和强度的提高较小，却可以提 高织物的弹性，使断裂延伸度有了较大增加
碱Байду номын сангаас温度：
❖ 烧碱与纤维素纤维的作用是放热反应， 所以提高碱液温度会使纤维溶胀减弱，造成 丝光效果降低，收缩率和钡值下降。
❖ 在碱液浓度相同的条件下，温度越高，产 品的收缩率和钡值越小，有降低丝光效果的 作用。
7、丝 光
7.1丝光的含义
❖ 丝光：棉制品(纱线、织物)在有张力的条件下 ，用浓的烧碱溶液处理，然后在张力下洗去 烧碱的处理过程。
❖ 碱缩： 棉制品在松驰的状态下用浓的烧碱液处理， 使纤维任意收缩，然后洗去烧碱的过程，也 称无张力丝光，主要用于棉针织品的加工。
7.2丝光原理
丝光过程包含一系列的化学和物理化学变化，因 此棉织物的丝光是一个复杂的过程。 （一）浓烧碱对纤维素的作用 ❖ 不可逆的化学改性过程
（天然纤维素） （碱纤维素） （水合纤维素）
丝光纤维素
Donnen膜平衡理论
❖ 该理论认为棉纤维在浓烧碱溶液中发生溶胀是渗透 压作用的结果。
❖ 假设： 1）把纤维素内部视为膜内系统，外部碱溶液视为膜
外系统； 2）丝光过程中膜内外可移动离子能按唐能膜平衡原
理在膜内外进行分布，达到平衡时保持电性中和； 3）在平衡过程中膜内外体积相等，而且不变； 4）纤维素是一种弱酸，在烧碱溶液中可以形成钠盐
❖ 所以要求丝光碱纯度高些，浓度适当，并要求不 含有泡沫、绒毛、纤维等杂质，以保证丝光碱液 的清洁。这是保证丝光质量的因素之一。
7.3丝光棉的性质
❖ 形态结构 ❖ 微结构 ❖ 分子结构的变化
继续
形态结构的变化
❖ 纤维直径增大变圆，纵向天然扭曲率改变 (80%→14.5%)，横截面由腰子形变为椭圆形 ，甚至圆形，胞腔缩为一点。
❖ 化学反应性能增强，对染料的吸附能力增强 ；
7.4丝光工艺条件分析
❖ 碱液浓度---影响效果的主要因素 只有当碱液浓度达到某一临界值以后才能引起
棉纤维剧烈的膨化。
❖ 张力
棉织物只有在适当的张力情况下，才能获得较 好的光泽。光泽、强力随张力的增加而提高，但断 裂延伸度随张力的增大而降低。
❖ 棉纱线的断裂延伸度则随着张力的增大而降低；
❖ 由于膜内外离子分布的不匀（膜内可移动离子的 总浓度大于膜外），结果产生了渗透压，从而使 水向纤维内部渗透，使纤维发生溶胀。
❖ 膜内、外离子浓度相差越大，渗透压就越大，纤 维溶胀也就越剧烈。
❖ 如果突然增加膜外Na+的浓度，会使渗透压减小 ，不利于纤维的溶胀。溶液中加入食盐以及碱液 浓度过高，都会使纤维溶胀减小。