第二章染整用水和表面活性剂详解演示文稿1页，共32页，星期二优选第二章染整用水和表面活性剂2页，共32页，星期二一、水质及其对纺织品染整加工的影响一、水质及其对纺织品染整加工的影响 ( (一一) ) 水的硬度水的硬度 1. 1. 暂时硬度暂时硬度水中含有钙、镁的酸式碳酸盐，这种水称为暂水中含有钙、镁的酸式碳酸盐，这种水称为暂时硬水其硬度称为暂时硬度时硬水其硬度称为暂时硬度 Ca(HCOCa(HCO3 3) )2 2 CaCO CaCO3 3 + H + H2 2O + COO + CO2 2 2. 2. 永久硬度永久硬度以硫酸盐、硝酸盐或氯化物形式存在于水中的钙、以硫酸盐、硝酸盐或氯化物形式存在于水中的钙、镁离子称为称永久硬水，其硬度称永久硬度须经镁离子称为称永久硬水，其硬度称永久硬度须经化学处理才能除去化学处理才能除去 水的硬度暂时硬度永久硬度水的硬度暂时硬度永久硬度 水的硬度表示方法水的硬度表示方法: : 1 1升水中所含的钙、镁盐换算成碳酸钙的毫克数升水中所含的钙、镁盐换算成碳酸钙的毫克数3页，共32页，星期二 (二二) )水质对染整加工方面的影响水质对染整加工方面的影响1. 1. 对皂煮的影响对皂煮的影响 肥皂与水中的钙、镁离子会生成不溶性钙皂、镁肥皂与水中的钙、镁离子会生成不溶性钙皂、镁皂沉积在织物上。
皂沉积在织物上2. 2. 对漂白的影响对漂白的影响 漂白时起催化作用，引起纤维的脆损和织物发黄漂白时起催化作用，引起纤维的脆损和织物发黄 3. 3. 对染色的影响对染色的影响 易使某些染料和助剂沉淀造成色泽鲜艳度和牢度易使某些染料和助剂沉淀造成色泽鲜艳度和牢度下降并导致染色不匀和染化料浪费下降并导致染色不匀和染化料浪费 4. 4. 对锅炉用水的影响对锅炉用水的影响锅炉用水会产生水垢，降低热传导率，浪费能源，锅炉用水会产生水垢，降低热传导率，浪费能源，甚至发生爆炸事故甚至发生爆炸事故4页，共32页，星期二二、染整加工对水质的要求二、染整加工对水质的要求1. 1. 无色、无臭、透明；无色、无臭、透明；2. pH2. pH值值6.56.57.47.4；3. 3. 铁、锰盐的含量不超过铁、锰盐的含量不超过0.1mg/L0.1mg/L；4. 4. 水的硬度视具体要求而定：水的硬度视具体要求而定： 煮练、染色、印花、皂洗宜采用软水煮练、染色、印花、皂洗宜采用软水锅炉用水要用极软水一般水洗可用硬锅炉用水要用极软水一般水洗可用硬水5页，共32页，星期二三、水的软化水的软化 软水剂软化法：软水剂软化法： 1 1、石灰、纯碱沉淀法：、石灰、纯碱沉淀法： NaNa2 2COCO3 3CaCa2+2+( Mg( Mg2+2+) CaCOCaCO3 3(MgCO(MgCO3 3)2Na2Na+ + 2 2、络合法：、络合法： NaNa4 4NaNa2 2（POPO3 3）6 6 +Ca +Ca2+2+ NaNa4 4CaCa（POPO3 3）6 6 2Na2Na+ + 6页，共32页，星期二。
离子交换树脂软化法：离子交换树脂软化法：离子交换树脂中的活性基团上的离子能够与水离子交换树脂中的活性基团上的离子能够与水溶液里的同性离子发生交换作用，而去除水中的溶液里的同性离子发生交换作用，而去除水中的钙镁离子钙镁离子 R-SOR-SO3 3H H R-SOR-SO3 3- -+ H+ H+ + 2R-SO 2R-SO3 3- - + Ca+ Ca2+2+（R-SOR-SO3 3）2 2CaCa 2R-SO 2R-SO3 3- - + Mg+ Mg2+2+（R-SOR-SO3 3）2 2MgMg7页，共32页，星期二2-2 2-2 2-2 2-2 表面活性剂表面活性剂一、一、 表面活性剂的基本知识表面活性剂的基本知识二、二、 表面活性剂的基本作用表面活性剂的基本作用三、三、 表面活性剂的分类和常用表表面活性剂的分类和常用表面活性剂的性能面活性剂的性能8页，共32页，星期二一、表面活性剂的基本知识一、表面活性剂的基本知识 表面张力、表面活性与表面活性剂表面张力、表面活性与表面活性剂 1. 表面张力表面张力是垂直通过液体表面上任一单位是垂直通过液体表面上任一单位长度、与液面相切并使液面收缩的力。
长度、与液面相切并使液面收缩的力图图2-1 分子在液体内部和表面所受吸分子在液体内部和表面所受吸引力场不同引力场不同图图12液体的表面张力液体的表面张力9页，共32页，星期二 2. 2. 表面活性表面活性能使溶剂能使溶剂表面张力降低的性质表面张力降低的性质 3. 3. 表面活性剂表面活性剂 加入很加入很少量时就能显著降低溶少量时就能显著降低溶剂的表面张力剂的表面张力( (或界面张或界面张力力) )，并改变体系的表面，并改变体系的表面或界面状态或界面状态( (从而产生润从而产生润湿、乳化、分散、增溶、湿、乳化、分散、增溶、起泡、消泡、洗涤等一起泡、消泡、洗涤等一系列作用系列作用) )的物质称为表的物质称为表面活性剂面活性剂图图2-2-2 各类物质水溶液的各类物质水溶液的表面张力表面张力 10页，共32页，星期二 表面活性剂的结构特征表面活性剂的结构特征 ：疏水部分疏水部分疏水部分疏水部分亲水基亲水基亲水基亲水基图图2-3 表面活性剂结构特征表面活性剂结构特征如肥皂：如肥皂： CHCH3 3-CH-CH2 2-CH-CH2 2- - - - - COO- - - - - COO- - Na Na+ + ( (其中其中C C原子数在原子数在8-20) 8-20) 11页，共32页，星期二。
图图2-4 2-4 表面活性剂溶液的胶团化过程表面活性剂溶液的胶团化过程 1. 1. 界面吸附界面吸附引起溶液表面张力降低引起溶液表面张力降低 2. 2. 胶团化胶团化表面活性剂在溶液中会从单体缔合成表面活性剂在溶液中会从单体缔合成为胶态聚集物为胶态聚集物 临界胶束浓度临界胶束浓度 表面活性剂形成胶束时的最低浓表面活性剂形成胶束时的最低浓度，也是溶液的表面张力降低到最低时的浓度度，也是溶液的表面张力降低到最低时的浓度 在临界胶束浓度时许多性质发生突变，如表面张力、在临界胶束浓度时许多性质发生突变，如表面张力、电导率、渗透压和洗涤作用电导率、渗透压和洗涤作用 表面活性剂溶液的性质表面活性剂溶液的性质12页，共32页，星期二二、表面活性剂的基本作用二、表面活性剂的基本作用图图2626接触角与界面张力之间的关系接触角与界面张力之间的关系 润湿和渗透作用润湿和渗透作用 1 1. 润湿作用润湿作用液体沿着固体表面展开，把空气固体界液体沿着固体表面展开，把空气固体界面代之以液体固体界面的过程，叫润湿作面代之以液体固体界面的过程，叫润湿作用 表面活性剂之所以具有润湿和渗透作用，表面活性剂之所以具有润湿和渗透作用，是由于表面活性剂显著地降低了水的表面张是由于表面活性剂显著地降低了水的表面张力的缘故力的缘故 。
13页，共32页，星期二在气（在气（V V）、液（）、液（L L）、固（）、固（S S）三相交界点，气）三相交界点，气- -液与气液与气- -固界固界面面张力之力之间的的夹角称角称为接触角接触角，通常用，通常用 表示接触角接触角接触角接触角14页，共32页，星期二图图2626接触角与界面张力之间的关系接触角与界面张力之间的关系润湿方程润湿方程15页，共32页，星期二时，液滴在固体表面铺展，称为完全润湿；时，液滴在固体表面铺展，称为完全润湿；时，液滴呈球状，称为完全不润湿；时，液滴呈球状，称为完全不润湿； 时，称不润湿时，称不润湿A A、固体表面张力、固体表面张力 为一常数，由固体的种类决定为一常数，由固体的种类决定B B、当水中加入表面活性剂，水的表面张力显著下降，固液、当水中加入表面活性剂，水的表面张力显著下降，固液界面张力界面张力 降低从润湿方程可以看出，这将使降低从润湿方程可以看出，这将使减小，故减小，故能显著提高对固体的润湿性能显著提高对固体的润湿性 (润湿方程润湿方程 )16页，共32页，星期二为什么棉坯布的润湿性能差？为什么棉坯布的润湿性能差？17页，共32页，星期二2 2. 渗透作用渗透作用对多孔体系固体的润湿对多孔体系固体的润湿P=2 cos/r 当当0，上升压力，上升压力P为正，且随毛细为正，且随毛细管半径下降而增大。
管半径下降而增大 对织物来说，只要能产生良好的润湿，液体对织物来说，只要能产生良好的润湿，液体便能通过相互贯通的毛细管自动发生渗透作用，便能通过相互贯通的毛细管自动发生渗透作用，从而有利于染整加工的进行从而有利于染整加工的进行 润湿作用发生在物体的表面，而渗透作用是在润湿作用发生在物体的表面，而渗透作用是在物体内部，两者可使用相同的表面活性剂，因而物体内部，两者可使用相同的表面活性剂，因而润湿剂也可称为渗透剂润湿剂也可称为渗透剂 在纺织品毛细管中的上升压力与表面张力的关在纺织品毛细管中的上升压力与表面张力的关系为：系为：18页，共32页，星期二 乳化和分散作用乳化和分散作用1. 乳化作用乳化作用使一种液体以极细小的液滴均匀分散在另一种互不相容的液体使一种液体以极细小的液滴均匀分散在另一种互不相容的液体中形成分散液的作用中形成分散液的作用，称为乳化作用，称为乳化作用 水包油型水包油型( (油油/ /水型水型) )，以，以/ /表示；表示； 乳液的类型乳液的类型 油包水型油包水型( (水水/ /油型油型) )，以，以/ /表示图图2727肥皂作乳化剂时的乳液情肥皂作乳化剂时的乳液情况况 19页，共32页，星期二。
2. 2. 分散作用分散作用将不溶性固体以微小粒子均匀地分散在液体中所形将不溶性固体以微小粒子均匀地分散在液体中所形成稳定分散体系的作用称为分散作用成稳定分散体系的作用称为分散作用 如：涤纶用分散染料不溶于水，易形成沉淀；加入如：涤纶用分散染料不溶于水，易形成沉淀；加入分散剂后，充分搅拌超细染料粒子后能分散剂后，充分搅拌超细染料粒子后能“溶解溶解溶解溶解”于水，于水，形成稳定的悬浮液形成稳定的悬浮液染料粒子沉淀染料粒子沉淀 分散剂增溶分散剂增溶 稳定分散液稳定分散液图图2-8 分散作用过程分散作用过程 20页，共32页，星期二图图2-9 增溶作用的方式示意增溶作用的方式示意增溶于胶束内核增溶于胶束内核增溶在增溶在“栅栏栅栏”处处增溶在胶束表面增溶在胶束表面增溶在极性基之间增溶在极性基之间a. a. 非极性有机化合物的加溶；非极性有机化合物的加溶；b. b. 长链的醇、胺等极性有机两亲分子加溶；长链的醇、胺等极性有机两亲分子加溶；c. c. 既不溶于水又不溶于油的小分子极性化合物的加溶；既不溶于水又不溶于油的小分子极性化合物的加溶；d. d. 非极性有机物还可加溶于聚氧乙烯醚的外壳之中非极性有机物还可加溶于聚氧乙烯醚的外壳之中。
增溶作用增溶作用 具有能使不溶或微溶于水的有机化合物的溶解具有能使不溶或微溶于水的有机化合物的溶解度显著增大的能力，且溶液呈透明状的作用度显著增大的能力，且溶液呈透明状的作用21页，共32页，星期二四）（四） 洗涤作用洗涤作用 自固体自固体( (又称为基体又称为基体) )表面上去除污垢的过程表面上去除污垢的过程它包括机械作用及表面化学的作用它包括机械作用及表面化学的作用（润湿、乳化、（润湿、乳化、分散、增溶等作用）分散、增溶等作用）22页，共32页，星期二1. 1. 洗涤机理洗涤机理图图2-10 固体污垢的去除机理固体污垢的去除机理 平衡时满足下列关系平衡时满足下列关系: : gso= gsw - gwo cos 使使g gwo和和g gsw降低，而降低，而g gso未变为维持新的平衡，未变为维持新的平衡，-cos-cos值必须值必须增大，即接触角增大，即接触角从从9090变为变为9090在某种适宜条件下，在某种适宜条件下，接触角接近接。