紡織品染整工藝學(xué)

　　本書是根據(jù)教育部新公布的工科專業(yè)目錄中紡織工程專業(yè)（包括原紡織工程、針織工程、紡織材料與紡織品設(shè)計(jì)、絲綢工程等專業(yè)）的特點(diǎn)和近年來染整技術(shù)的發(fā)展而編寫的。內(nèi)容包括紡織工業(yè)常用纖維的基本結(jié)構(gòu)、性能，各類紡織品染整加工的基本原理、基本工藝及常用染整設(shè)備，并對表面活性劑的基本知識和近年來迅速發(fā)展的紡織品功能整理作了扼要的介紹。本書可作為紡織工程專業(yè)染整工藝學(xué)或染整概論的教學(xué)用書，也可供紡織企業(yè)工程技術(shù)人員、管理人員閱讀參考。片斷：維遇酸后，手感變硬，強(qiáng)度嚴(yán)重降低，這是由于酸對纖維素大分子中苷鍵的水解起了催化作用，使大分子的聚合度降低，纖維受到損傷：影響纖維素纖維水解的因素主要是酸的性質(zhì)、水解反應(yīng)的溫度和作用時(shí)間。實(shí)際生產(chǎn)中，如果用酸工藝適當(dāng)，就不會(huì)使織物嚴(yán)重?fù)p傷。酸與纖維素作用的一般規(guī)律是酸性愈強(qiáng)，水解速率愈快。強(qiáng)無機(jī)酸如鹽酸、硫酸、硝酸等對纖維素纖維水解特別強(qiáng)烈，弱酸如磷酸、硼酸催化活性較弱，有機(jī)酸則更比較緩和。酸的濃度愈大，水解速率愈快。溫度對纖維素的水解影響很大，溫度愈高水解速率愈快，當(dāng)酸的濃度恒定時(shí)，溫度每升高10℃，纖維素水解速率增加2～3倍。在其他條件相同的情況下，纖維素水解的程度與時(shí)間成正比，作用時(shí)間愈長，水解愈嚴(yán)重。此外，纖維素水解速率的快慢還與纖維素的種類有關(guān)，例如麻、棉、絲光棉、粘膠纖維，它們的水解速率依次遞增，這主要是它們的纖維結(jié)構(gòu)中無定形部分依次增加。實(shí)際生產(chǎn)中一般只用很稀的酸處理棉織物，而且溫度不超過50℃，處理后還必須徹底洗凈，尤其要避免帶酸情況下干燥。酸對纖維素纖維雖有危害性，但只要控制得當(dāng)，也有可利用的一面。如含氯漂白劑漂白后用稀酸處理，可進(jìn)一步加強(qiáng)漂白作用，用酸中和織物上過剩的堿，棉織物用酸處理生產(chǎn)蟬翼紗、滌棉織物的爛花產(chǎn)品等均有應(yīng)用。3.纖維素與氧化劑的作用纖維素一般不受還原劑的影響，而易受氧化劑的作用生成氧化纖維素，使纖維變性、受損。纖維素對空氣中的氧是很穩(wěn)定的，但在堿存在下易氧化脆損，所以高溫堿煮時(shí)應(yīng)盡量避免與空氣接觸。在應(yīng)用次氯酸鈉、亞氯酸鈉、過氧化氫等氧化劑漂白時(shí)，必須嚴(yán)格控制工藝條件，以保證織物或紗線應(yīng)有的強(qiáng)度。纖維素氧化作用主要發(fā)生在葡萄糖剩基的三個(gè)醇羥基和大分子末端的潛在醛基上，其中的伯羥基被氧化成醛基，進(jìn)一步氧化成羧基；仲羥基被氧化成酮基，進(jìn)一步氧化成開環(huán)的醛基和羧基；大分子末端的潛在醛基被氧化成羧基。纖維素在不同條件下氧化，可得到含有大量醛基或羰基的還原型氧化纖維素或含有大量羧基的酸型氧化纖維素。還原型氧化纖維素雖未發(fā)生纖維素大分子鏈的斷裂，但存在潛在損傷，在堿性條件下，會(huì)使纖維素大分子鏈斷裂，聚合度下降，纖維強(qiáng)度降低。（五）纖維素共生物棉纖維在生長過程中，纖維素的含量隨著棉成熟度的增加而增加，此外還有一定量的在棉纖維生長中起保護(hù)性作用的物質(zhì)，以及生物代謝過程中生成的雜質(zhì)，與纖維素共生共長，這些物質(zhì)稱為纖維素共生物。纖維素共生物主要有果膠物質(zhì)、含氮物質(zhì)、蠟狀物質(zhì)、天然色素等，還有在剝?nèi)∶蘩w維時(shí)夾帶的棉籽殼。共生物所占的比例隨棉纖維成熟度的提高而減少。共生物在棉織物染整加工中影響纖維的吸水、染色、白度等性能，因此，在染整加工的前處理中需要除去，以滿足染整加工與服用的需要。1.果膠物質(zhì)棉和麻纖維中都含有果膠，以苧麻中含量較高。棉纖維中的果膠物質(zhì)主要存在于初生胞壁中，次生胞壁中也有少量存在。果膠的主要成分是多戊糖、果膠酸鈣、果膠酸鎂、果膠酸甲酯和多糖類。果膠酸鈣、果膠酸鎂和甲酯的親水性比纖維素低，用熱水也難以洗除，若采用適當(dāng)濃度的燒堿，在一定溫度下處理，可使酯水解成羧基，并轉(zhuǎn)變成鈉鹽，這樣果膠在水中的溶解度大大提高而易于除盡。2.含氮物質(zhì)棉纖維中的含氮物質(zhì)主要以蛋白質(zhì)和簡單的含氮無機(jī)鹽（如硝酸鹽、亞硝酸鹽）存在于纖維的胞腔中，也有一部分存在于初生胞壁和次生胞壁中。含氮無機(jī)鹽可溶于60℃溫水或常溫弱酸、弱堿溶液中，蛋白質(zhì)即使在氫氧化鈉溶液中長時(shí)間沸煮也不能完全除凈。次氯酸鈉可使蛋白質(zhì)大分子中的酰胺鍵斷裂，生成一系列可溶于水的氯氨基酸鈉鹽而除去。3.蠟狀物質(zhì)棉纖維中不溶于水但能被有機(jī)溶劑提取的物質(zhì)稱為蠟狀物質(zhì)，主要存在于初生胞壁中。棉纖維中的蠟狀物質(zhì)是一混合物，含有既不溶于水又不溶于堿的脂肪族高級一元醇、游離脂肪酸、脂肪酸的鈉鹽、高級一元醇的酯和固體、液體的碳?xì)浠衔?。在棉織物的染整加工中，蠟狀物質(zhì)的去除是借助于皂化和乳化作用實(shí)現(xiàn)的。脂肪酸類物質(zhì)在煮練中與堿發(fā)生皂化作用而除去，高級醇和碳?xì)浠衔锟衫迷砘a(chǎn)物或加入乳化劑，通過乳化作用而去除。4.灰分棉纖維中的灰分由硅酸、碳酸、鹽酸、硫酸、磷酸的鉀、鈉、鈣、鎂、錳鹽以及氧化鐵和氧化鋁組成。其中鉀鹽和鈉鹽占灰分總量的95％。棉纖維中的灰分能溶解于酸中，可通過練漂中的酸洗來降低其含量。5.天然色素棉纖維中的有色物質(zhì)稱為天然色素，有乳酪色、褐色、灰綠色等。目前，對天然色素的結(jié)構(gòu)研究得還不充分。部分色素能溶于沸水。在漂白時(shí)用漂白劑可使色素破壞而被去除。6.棉籽殼棉籽殼本不是棉纖維的共生物，而是棉纖維所附著的種籽皮，是剝制纖維時(shí)帶入的雜質(zhì)。它的顏色很深，質(zhì)地較硬，對織物表面的光潔度和染整加工十分不利。它的組成也很復(fù)雜，主要由木質(zhì)素、纖維素、單寧、多糖類以及少量蛋白質(zhì)、油脂、礦物質(zhì)等組成。在棉織物煮練中，在燒堿、高溫、長時(shí)間處理下，木質(zhì)素中的多種醚鍵斷裂，木質(zhì)素大分子降解，使棉籽殼變得松軟，基本解體，再經(jīng)充分?jǐn)D軋、水洗而去除。在漂白中，木質(zhì)素還會(huì)發(fā)生氯化作用而溶解在堿中。二、粘膠纖維的結(jié)構(gòu)和主要化學(xué)性能粘膠纖維是由含有纖維素的物質(zhì)如木材、棉短絨、甘蔗渣等經(jīng)溶制再生而成，屬化學(xué)纖維中的再生纖維素纖維。本書前言前言紡織工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，豐富了市場，美化了人民生活，并在出口創(chuàng)匯中占有重要的地位。紡織品除了滿足人們的穿著需要外，還大量用于裝飾材料和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國防等各個(gè)領(lǐng)域。染整加工是紡織品生產(chǎn)的重要工序，它可改善紡織品的外觀和服用性能，或賦予紡織品特殊功能，提高紡織品的附加價(jià)值，滿足了各行業(yè)對紡織品性能上的要求。紡織品的染整加工是借助各種機(jī)械設(shè)備，通過化學(xué)的或物理化學(xué)的方法，對紡織品進(jìn)行處理的過程，主要內(nèi)容包括前處理、染色、印花和整理。前處理主要是采用化學(xué)方法去除紡織纖維特別是天然纖維上的各種雜質(zhì)，改善紡織品的服用性能，并為染色、印花和整理等后續(xù)加工提供合格的半成品；染色是通過染料和纖維發(fā)生物理的或化學(xué)的結(jié)臺，使紡織品獲得鮮艷、均勻和堅(jiān)牢的色澤；印花是用染料或顏料在紡織品上獲得各色花紋圖案；整理是根據(jù)纖維的特性，通過化學(xué)或物理化學(xué)的作用改進(jìn)紡織品的外觀和形態(tài)穩(wěn)定性，提高紡織品的服用性能或賦予紡織品阻燃、拒水拒油、抗靜電等特殊功能。本書的編寫注意了以下一些問題：①在纖維的結(jié)構(gòu)與性能部分，《紡織材料學(xué)》介紹過的內(nèi)容一般不作重復(fù)，但對與染整加工密切相關(guān)的纖維的基本結(jié)構(gòu)和主要性能作了較洋細(xì)的介紹；②適合教育部新公布的工科專業(yè)目錄中紡織工程專業(yè)的特點(diǎn)，對棉、毛、絲、麻、化學(xué)纖維等各類纖維，機(jī)織物、針織物、毛織物、色織物、服裝等各種類型紡織品染整加工的基本原理、基本工藝和常用染整設(shè)備作了較為系統(tǒng)扼要的介紹；③既注意加強(qiáng)基礎(chǔ)，又注重拓寬知識面，對在染整加工中起重要作用的表面活性劑的基本知識和染整新技術(shù)，特別是近年來迅速發(fā)展的紡織品功能整理和成衣染整作了簡要介紹。本書在編寫過程中參考了許多染整專業(yè)教材、其他專業(yè)書籍和專業(yè)雜志，謹(jǐn)向作者表示衷心的感謝。本書可作為紡織工程專業(yè)染整工藝學(xué)或染整概論的教學(xué)用書或其他專業(yè)的教學(xué)參考書，也可供紡織企業(yè)工程技術(shù)人員、管理人員閱讀參考。本書由范雪榮主編，其中第一、第二、第七、第八章由無錫輕工大學(xué)范雪榮、王強(qiáng)編寫，第三章由南通工學(xué)院楊靜新編寫，第四章由南通工學(xué)院張瑞萍編寫，第五章由天津紡織工學(xué)院霍瑞亭編寫，第六章由西北紡織工學(xué)院樊增祿編寫，全書由范雪榮、王強(qiáng)整理。限于編者水平，書中難免有不當(dāng)之處，熱忱歡迎讀者批評指正。編者1999年1月

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