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1、 2012 届 毕业设计论文 第 1 页 共 10 页1 1 引言引言随着印染工业的不断发展，社会环保性，生态性越来越被提倡，对于印染前处理来说，提高精练效果，节约能耗，缩短工艺流程是必然趋势，从而对精练剂也提出了越来越高的要求。常规棉织物前处理一般包括退浆、煮练、漂白等多道工序，工艺流程长、能耗大、耗水多、污水多。自20世纪80年代开始，我国染整行业非常注重短流程前处理工艺研究，并开发了一些与短流程前处理相配套的助剂。退煮漂一步法工艺对精练剂的性能要求比较高，首先它必须具备优良的渗透性能，能使煮漂液均匀快速地渗透到纤维内部，以加强煮漂液对纤维的作用，同时还应具有良好的耐强碱、乳化、分散和净洗
2、等性能，精练是纯棉及其混纺织物前处理工艺中极为重要的一步，目的是去除纤维原有的杂质(如棉籽壳、蜡状物、果胶类物质、色素等)和布上残留的浆料，使织物获得良好的外观，提高染整效果。不管是常规煮练工艺，还是退煮、漂白二段法工艺，退浆、精练、漂白一段法工艺，以及冷轧堆工艺等，都需加入精练剂，以提高练漂质量。1.11.1精练助剂的发展精练助剂的发展我国印染工业始于1913年，当时上海机器丝光厂生产的染色纱线供织造线呢，后来逐步建立了棉布印染厂早期使用的精练剂都是肥皂，它虽有润湿、乳化、净洗等多种功能，价廉且来源广，但不耐酸、碱，溶解度差，遇硬水和金属离子能产生不溶性金属皂，皂渣吸附在织物上使色泽泛黄20
3、世纪初，印染工业的煮练设备大多是煮布锅(浸渍或煮练方式)，最初用常压煮布锅，在纯棉精练工艺中用碱量较低，一般为3一5NaOH，煮布时间较长，需要35 h以上，并加入渗透剂、亚硫酸钠、水玻璃、磷酸三钠等20世纪70年代中期，中东石油危机导致能源紧张，为了节能和降低成本，提出了退浆、煮练、漂白三合一、精练一漂白合一和退浆一精练、漂白合一的新型短流程工艺进入21世纪，我国自行研制的表面活性剂如烷基磷酸酯、烷基糖苷(APG)、聚醚脂肪酸甲酸盐(MES)、烷基聚氧乙烯醚磷酸酯(OEP)等。其中国内现行的大部分高效精练剂均为磷酸酷类或以烷基酚聚氧乙烯醚(APE0)为原料。随着科学技术的发展，人们认识到AP
4、EO在生物降解后的产物是有毒的酚类，欧盟现已明令禁止含有APE0的表面活性剂及直链烷基苯磺酸纳在其区域内使用，以避免对水及水生物造成污染。含磷污水排放可导致水体富营养化的问题。这些精练剂耐碱性好，能适应短流程工艺的需要，但忽视了环保要求。随着科技的发展和国际贸易的扩大，环保意识也逐步加强国外纺织市场对绿色纺织品的要求愈来愈高，IS和Oeko TEX Standard 100的颁布促使印染行业开发绿色产品，对印染企业实施清洁生产显得更为重要。由于非离子表面活性剂具有润湿分散乳化能力2012 届 毕业设计论文 第 2 页 共 10 页较强、临界胶束浓度较低的特性，人们采用非离子表面活性剂作为精练助
5、剂的主要组分，精练效果有很大提高。同时，非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂的复配物也原来越得到青睐。1 12 2 精练剂的作用机理精练剂的作用机理精练过程是纺织品在一定温度下与碱和精练助剂进行的一个复杂的化学和物理化学过程，它包括渗透、膨化、乳化、皂化、分散、鳌合和脱色等作用，其中渗透和净洗是较为重要的作用。精练过程第一步是在表面活性剂作用下，练液及化学药剂向纤维内部渗透，使纤维及杂质膨化;第二步为净洗作用，即纤维经充分润湿后，其天然杂质经过热和化学品的皂化、乳化、萃取、分散等作用而被去除。精练剂的作用是帮助碱液渗透到纤维内部，促进蜡状物的皂化，棉籽壳、蛋白质和果胶等的分解，使已脱离纤维的杂质
6、分散在煮练液中，防止重新附着在纤维上。因此，作为一只优良的精练剂，不仅要求其具有良好的降低溶液表面张力的能力和渗透到纤维内部的速度，而且还要求对纤维上的天然杂质能起到皂化、乳化、分散等作用。去除纤维素共生物(油蜡、果胶、木质素、色素、棉籽壳等)主要用剂为烧碱，其一部分被纤维素吸附，一部分用来分解蛋白质，皂化油脂，中和氨基酸和脂肪酸，多糖醛酸等，所以碱必须有一定的过量。要求精练助剂必须具有优良的润湿、乳化、分散作用，促进碱剂对棉的精炼作用;还要求在低温下渗透力强，耐高温强碱、耐氧漂和较强的洗涤力。其中至为关键的是快速渗透性，尽管它不是精练剂追求的唯一目标。在多年研究和实践中发现，在适当的烧碱浓度
7、和温度下，纤维素共生物可被快速分解，但是精练液若对织物渗透不良，将严重影响煮练织物的匀透性和毛细管效应等半成品质量，进而影响织物的印染质量。织物内的空气分布于纱线之间和纤维内(如棉纤维胞腔、微穴或裂缝)这两个层次。在不良渗透的情况下，空气残留在纤维内部和纤维之间(尤其是厚重或高密织物)，使碱液不能与纤维表面充分接触，因而极大地降低了织物的精练效果。所以精炼剂在前处理精练过程中一个个环节对织物处理都显得尤为的重要，它的各个性能都必须优良，才能使织物在前处理达到理想的效果。2 2 试验部分试验部分2.12.1 试验材料试验材料：织物：标准帆布、棉坯布药品：精练剂Cascour-410SN、精炼剂A
8、、精炼剂B、氢氧化钠、重铬酸钾、双氧水(30)、 氧漂稳定剂、 仪器： 电子分析天平FA2004N、烧杯、玻璃棒、称量瓶、剪刀、秒表、水浴锅、白度测2012 届 毕业设计论文 第 3 页 共 10 页定仪WSB-1、PH试纸。2.22.2含固量的测试含固量的测试2.21测试方法用万分之一分析天平准确称取原样 2.0000 克左右于称量瓶中，置于烘箱中，在105108的条件下，烘燥三小时，冷却到室温取出称重，平行三次，取其平均值。根据以下公式计算得出含固量。含固量干燥恒重/物料原重1002.22 测试结果 测试出来的含固量是31%。2.32.3 PHPH 的测试的测试配置好 2%的精炼剂溶液，然
9、后用 PH 试纸测试溶液的 PH 值：712.42.4 毛效（毛效（毛细管效应毛细管效应）2.4.1 毛效测试液工艺处方与条件精练剂 4g/L氢氧化钠 6g/L溶液体积 500mL处理温度 80处理时间 45min2.4.2 毛效测试液配制将上述处理并烘干好的棉布剪成 20cm 5cm 的布条，在一端一厘米处画一横线，并在横线处挂上重物，另一端固定在毛细管效应测试仪上。将布条一端浸没于 5 g/L 的重铬酸钾溶液至水平横线处。处理 30min 后，取下测量重铬酸钾溶液上升高度。重铬酸钾溶液上升高度即为毛效的值。高度越高，则表明毛效越好。2012 届 毕业设计论文 第 4 页 共 10 页2.5
10、2.5 白度的测试白度的测试将精练处理后的棉布试样按要求叠成4层，采用白度测定仪WSB-1测试它的白度。其值越大，说明白度越好。2.52.5 耐碱稳定性耐碱稳定性2.5.1 耐碱稳定性处方精练剂 10g/L，氢氧化钠 X2.5.2工艺流程 取800ml高脚烧杯加入10 g/L精练剂5g ，现按工艺处方要求分别加入10g、20g、30g、40g、50g、60g 、70g 、80g 、90g的NaOH固体，不断搅拌，观察溶液的外观状态。若溶液不分层，无凝聚物或油状物析出，则说明耐碱稳定性好；反之，则耐碱稳定性差。2.5.3精练剂Cascour-410SN的耐碱稳定性结果按2.5.1节测试精练剂Ca
11、scour-410SN的耐碱稳定性，测试结果见表1。表1 不同NaOH浓度对Cascour-410SN耐碱稳定性的影响NaOH（g/L）20406080100120140160180200溶液外观无色透明无色透明无色透明无色透明无色透明半透明半透明半透明乳白色不透明浑浊乳白色不透明浑浊从表1看出，当NaOH质量浓度小于160 g/L时，溶液保持在透明或半透明状态，非常稳定；当达到180200 g/L时，溶液变为不透明，出现浑浊现象，但没有絮状物出现，也没有出现分层现象。所以，精练剂Cascour-410SN的耐碱稳定性良好。2.62.6 耐碱渗透性耐碱渗透性2.6.1 处方精炼剂 2g/L、4
12、g/L、6g/L、8g/L、10g/L、12g、14g/L 氢氧化钠 40g/L2012 届 毕业设计论文 第 5 页 共 10 页2.6.2 工艺流程按上述处方配制质量浓度40g/L的NaOH溶液，加入不同用量的精练剂，通过标准棉帆布沉降法测定沉降时间，进而评价精练剂的耐碱渗透性能。若沉降时间越短，表明其耐碱渗透性越好；若沉降时间越长，则耐碱渗透性越差。2.63 NaOH质量浓度对精练剂耐碱渗透性的影响按2.5.2测试耐碱渗透渗透性，结果见表2。表2 NaOH质量浓度对精练剂耐碱渗透性的影响NaOH浓度（g/L）020406080100120140160180200Cascour-410SN
13、810111313151720465587沉降时间（s）精炼剂A911111535120漂油漂油/从表2看出，在NaoH浓度小于160 g/L时，精炼剂Cascour-410SN渗透时间保持在20s或20s以内，在高于180/L时，渗透时间在50s-90s之间；对于精练剂A，当NaOH浓度在60g/L以下时，渗透性接近精炼剂Cascour-410SN或与精炼剂Cascour-410SN相同，当NaOH浓度达到100g/L，渗透性能急剧下降，渗透时间达到了120s，当NaOH浓度达到120g/L时，出现了漂油现象，说明该精练剂不耐120g/L碱。因此，精炼剂Cascour-410SN的耐碱渗透性
14、明显好于精练剂A的耐碱渗透性。3 3 精炼剂精炼剂Cascour-410SNCascour-410SN的应用的应用3.13.1工艺工艺处方处方 精练剂（g/L） XNaOH（g/L） 40双氧水(30) 4氧漂稳定剂（g/L） 1浴比 1：153.23.2 工艺流程工艺流程氢氧化钠精炼剂坯布（升温605min）双氧水氧漂稳定剂（升温9845min）降温热水洗冷水洗烘干3.3.3.3.精练剂用量对其耐碱渗透性的影响精练剂用量对其耐碱渗透性的影响2012 届 毕业设计论文 第 6 页 共 10 页调节精炼剂Cascour-410SN和精练剂A的用量，分别为2g/L、4g/L、6g/L、8g/L、1
15、0g/L、12g/L和14g/L，NaOH浓度为40g/L，于25下按252方法测试精练剂的耐碱渗透性，测试结果见图1。01020304050607080901001102468 10 12 14精炼剂用量(g/L)渗透时间(S)精炼剂A精炼剂 cascour-410SN图1 精练剂用量对其耐碱渗透性的影响从图 1 看出，精练剂 Cascour-410SN 与精练剂 A 均随着用量的增加，渗透时间逐渐缩短，说明渗透性能逐渐增强：通过图中折线走向趋势以及相对位置可知，精炼剂在不同用量下，精练剂 Cascour-410SN 的渗透时间较精练剂 A 短，说明在 40g/L NaOH 溶液中，精练剂
16、Cascour-410SN 的耐碱渗透性好于精练剂 A。3.43.4 煮练工艺中精练剂用量对处理织物精练效果的影响煮练工艺中精练剂用量对处理织物精练效果的影响按2.4 处方及工艺处理织物，其中精练剂Cascour-410SN和精练剂A用量分别为1g/L、2g/L、3g/L、4g/L和5g/L，按2.4和2.5分别测试处理织物毛效和白度，测试结果见图2和图3。05101520毛效（cm）12345精炼剂用量（g/L） 图2 精炼剂用量对织物处理毛效的影响Cascour-410SN 精炼剂A2012 届 毕业设计论文 第 7 页 共 10 页6062646668707274767880白度12345精炼剂用量（g/L）图3 精炼剂用量对织物处理白度的影响Cascour- 410SN 精炼剂A从图2和图3看出，精练剂 Cascour-410SN和精练剂A随着用量的
