纺织导报-染整短流程前处理工艺、助剂和设备的现状与展望.pdf

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1、纺织工程 T e x t i l e E n g i n e e r i n g 有商品。但由于它的吸湿再粘性和价格高问题，它的应 用受到一定限制。 4 结语 近1 0 年来，在经纱上浆与浆料领域内，应用性的开 发与实践较多，也取得了不少成果: ( 1 ) 上浆基本机理和作用已得到了肯定与共识; ( 2 ) 上浆方式中高压上浆得到了推广应用，我国已肯 定了二高一低上浆工艺的优越性;尸 ( 3 ) 预湿上浆似乎成为国内外的一个热点，但成熟程 度还有待进一步实践; ( 4 ) 三大类浆料的品种和使用形态有了很大提高; ( 5 ) 变性淀粉浆料仍然是消耗量最大的浆料，其中酸 解淀粉为最多，醋酸醋淀粉

2、是一个很实用的品种，接枝 淀粉还会 “ 东山再起” ; ( 6 ) P V A虽有环境保护问题， 但它的上浆性能使它还 会有一定市场。低分子量P V A将使用得越来越多。 P V A 的生物降解是今后一个重要课题; ( 7 ) 丙烯酸类浆料用量和品种正在日 益增加，吸湿再 粘已得到解决。 近1 0 年来经纱上浆的突破性不多，新型浆料的开发 较少，现有三大类浆料品种中存在的关键问题未得到有 效的解决。这与我们的研究不够系统和深人有关，这方 面尤其要引起学校和研究机构的重视。. 参考文献 1 浆抖化学与物理. 北京: 中国纷织工业出版社， 1 9 8 5 : 6 1 一 8 5 2 N e w S

3、 l a s h i n g T e c h n o l o g y P r o m i s e s B i g B e n e f i t s .T e x t i l e C h e m i s t a n d C o l o r i s t , 1 9 9 9 : 1 3 一1 5 3 S i z e S a v i n g a n d I m p r o v e d R u n n i n g P r e f o r m a n c e b y P r e w e t t i n g . Me l l i a n d T e x t i l b e r i c h t e , 2 0

4、0 1 ( 1 / 2 ) : 4 7 一 4 9 4 S u p e r i o r S i z e - s a v e r . T e x t i l e A s i a , 2 0 0 0 ( 7 ) : 3 8 一 3 9 5 B e n n i n g e r S a v e s i z e P r e 一 We t Wa r p S i z i n g . T e x t i l e Wo r l d , 2 0 0 0 ( 4 ) :4 2 4 3 6 O p t i m i s a t i o n o f S i z i n g t h r o u g h P r o c e

5、s s C o n t r o l . I n t e rna t i o n a l T e x t i l e B u l l e t i n , 2 0 0 0 ( 3 ) : 5 9 一 6 4 7 1 3 t h I n t e rn a t i o n a l S i z i n g S y m p o s i u m H e l d i n D e n k e n d o r f . I n t e rna t i o n a l T e x t i l e B u l l e t i n , 1 9 9 8 ( 5 ) : 4 8 - 5 2 8 预湿上浆在纯经纱上装中的应用.

6、 棉纷织技术， 2 0 0 0 ( 5 ) : 5 0 一 5 1 9 C o s t 一s a v i n g C o l d S i z i n g P r o c e d u r e . Me l l i a n d T e x t i l b e r i c h t e , 2 0 0 0 ( 1 1 / 1 2 ) : 9 4 8 1 0 S t u d i e s o n C h e m i g e l S i z i n g . Me l l i a n d T e x t i l b e r ic h t e , 2 0 0 0 ( 4 ) : 2 7 6 一 2 7 9 1

7、1 E v a l u a t i o n o f C P I f o r Wa r p S i z i n g A p p l i c a t i o n . T e x t i l e C h e m i s t a n d C o l o r i s t , 1 9 9 9 ( 7 ) : 2 5 一 2 8 1 2 S i z i n g Q u a l i t y f o r T o m o r r o w s We a v i n g T e c h n o l o g y . Me l l i a n d T e x t i l b e r i c h t e , 1 9 9 9

8、 ( 1 / 2 ) : 3 9 一 4 2 1 3 S l a s h i n g R e c e i v e s N e w D e m a n d s i n Y a rns , P r o c e s s e s . T e x t i l e Wo r l d , 1 9 9 8 ( 1 2 ) : 9 6一1 0 2 1 4聚乙烯醉的规格对浆纱质量的影响. 中国纷织大学研究生徐军硕士 论文， 2 0 0 1 黔曾胭to wua MUMM 1 染整短流程前处理工艺、 助剂和设备的进 展 1 . 1 短流程前处理新工艺不断涌现 1 . 1 . 1 绿色前处理工艺 由 于前处理工艺一般是

9、p H 值高、 污水含量复 杂， 适应不了当前对环保节能的要求， 为此各染整 厂都纷纷在绿色环保方面下功夫。目前陕西华昌 印染厂研究开发出符合环保要求的助剂，并开发 出一套无碱( 低碱) 的绿色前处理工艺，包括无碱 ( 少碱) 冷堆工艺、无碱( 少碱) 汽蒸工艺及无碱( 少 碱) 短蒸热浴工艺。 该工艺具有流程短、 消耗低、 效 率高、 排污少等特点， 如全部采用环保型助剂， 则 可实现易生物降解、 少排污量、 无毒的清洁生产工 艺。 该工艺的处理效果显著， 毛效可达1 0 一1 5 c m , 白度7 5 %一 8 5 %、 强力下降 5 %一 6 % ， 布面洁 白均匀，无卷边n-条和籽壳

10、杂质 。 1 . 1 .2 对生态有利的过醋酸漂白工艺 该工艺不产生任何有毒副产品，废水中不产 生A O X ( 有机卤化物) ， 可完全生物降解， 对设备腐 蚀性低， 其活化能比H 2 0 2 低， 较少 损伤纤维， 并 具有杀菌、 消毒作用， 是次氯酸钠最佳替代物。 其 工艺条件 :过醋酸8 m l / L ，温度8 0，p H值为 8 ，可得到较高白度和较低C O D值( 如酸性增加则 C O D增大) ，漂白时间掌握在3 0 一 6 0 m i n 。采用 过醋酸工艺特别适宜有色纱线的漂白和改善黄麻 织物手感2 一 3 。 1 . 1 . 3 间歇式高温高压快速煮漂工艺 深圳立信印染机

11、械有限公司新开发设计的 G N 6 S u p e r 高温高压染色机，是于密闭高温 1 2 0 - 1 3 0条件下煮漂5 一 2 0 m i n 。由于是在高温高压 条件下进行，大大加速了棉纤维上的杂质、 色素、 浆料的分解和去除速度， 因而煮漂时间缩短， 煮漂 效果 透彻， H 2 0 2 分解完全， 并提高了H 2 0 2 的利 用 率，其用量可降低1 0 %，具有增加白度、提高毛 效、 改善手感、 节约能源等优点。 该机含有 “ MS R 16纺织导报 2 0 0 1 N o 5 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWa

12、termarkR to remove the watermark 纺织2程 T e x t i l e E n g i n e e r i n g I D 邑。 目的现状与展望 全国染整专业委员会徐谷仓 / 摘要: 探讨了 染整短流程前处理在工艺 技术、 助剂和设备等方面的较大进展。 近几年来， 不 断涌现出 短流程前处理新工艺， 如绿色 前处理工艺、 时生态有利的过醋酸漂白 工艺、 间歇式 高温高 压快速煮漂工艺、 棉织物前处理染色 一浴二步法工艺及超声波技术在短流程前处理加 工中的应用。 随着人们环保意识的增强及I S O 1 4 0 0 () 的须布与实施， 环保型助剂已 是近年来 国内

13、外助剂行业竞相开发的主攻方向。在前处理助剂中包 括精练、净洗、退浆、漂白等助 剂，其中大部分为表面 活性剂。目 前短流程前处理设备趋于高效、节能。 关键词: 短流 程前 处理; 染整; 工艺; 助 剂; 设备 中图分类号: T S 1 9 2文献标识码: A 文章编号:1 0 0 3 一 3 0 2 5 ( 2 0 0 1 ) 0 5 一 0 1 1 6 一 0 6 多省水洗系统”和 “ MI R多功能智 能水洗系统” ， 在冷却降温过程中能 进行连续水洗，在缸内水位始终保 持低行机水位，这可加大污水与清 水的交换比例，既提高了水洗效果 又节省了用水量。辅助以高温排放 功能及高温注料功能，将整

14、个煮漂 过程缩短至7 0 m i n 。其工艺处方 : N a O H ( 5 0 0 B e ) 4 g / L ， H 2 0 2 ( 5 0 % ) 3 .5 g / L ，乳化分散剂1 g / L ,稳定剂 2 .5 g / L ， 高 温H 2 0 2 分解剂2 g / L ， 中 和剂醋酸( 9 8 % ) 0 .6 g / L ， 浴比1 : 6 0 必须注意 在处理后 期应使残余H 2 0 2 全部分解，以减轻后道洗涤负担(4 1 . 1 .4 棉织物前处理染色一浴二步 法工艺 该工艺是由武汉科技学院研究 开发的。 它采用活性染料， 对纯棉织 物进行退、 煮、 漂、 染一浴二步

15、工艺。 既可达到节能节水和减轻环境负荷 的目的，又能保证产品达到一定的 质量。 其关键是H 2 0 2 与 活性染料的 稳定 性问 题。 H 2 0 2 在碱浴中的 稳定 性由 特 殊 的 稳 定 剂 来 完 成 ， 而H 2 0 2 对活性染料在水浴中易氧化分解导 致褪色。 为解决这一矛盾， 染色前先 加人还原剂以 去除多 余的H 2 0 2 来保 证染色的稳定性。根据各类活性染 料特性， 以选用B 型和K N型染料比 较理想。 其工艺处方: N a O H ( 1 0 0 % ) 2 0 g / L , H 2 0 2 ( 1 0 0 % ) 4 g 几， 稳定剂 5 g / L ，渗透剂

16、3 g 几， 还原剂硫眠1 2 g 几，p H 调节剂酒石酸，p H 值为1 0 一1 1 。该工艺可缩短流程、节约能 源、 降低生产成本， 应进一步研究开 发5 1 。 1 . 1 .5 棉织物的电解煮漂 电解槽由石墨颗粒和网状玻璃 碳的多孔性堆积床做阴极和高表面 积的平面状阳极组成。用N a O H作 碱性电解液，在一定的温度和电压 下电解。 对织物处理时， 电解液碱浓 度需达到足以进行棉织物煮练的浓 度， 并含有一定量的精练剂。 其电解 煮漂的工艺处方为: N a O H 1 0 g / L , 精练剂2 g / L 。处理效果:润湿性显 著，瞬时吸水性 i s ，白度稍优于 常规工艺。

17、由于电解时在阴极连续 产生的H 2 0 2 能保持一个平衡的浓 度， 故 其产生的H 2 0 2 能被有效 地控 制。 如控制适当， 则纤维的损伤将有 所 下 降 6。 1 . 1 .6 超声波技术在短流程前处理 加工中的应用 采用超声波退浆可加速织物上 浆膜膨化和脱离， 提高退浆效率， 特 别是对一些难膨化的浆膜如淀粉浆 非常有效，可节水节能。 采用2 0 k H z 频率的超声波对棉 织物进行H 2 0 2 漂白 ， 可加速漂白 速 度， 节省时间， 其效果超过常规。 福 建晋江凤竹漂染公司研发的超声波 应用于 亚麻漂白 工 艺， 可降低H 2 0 2 的消耗和反应温度， 节省时间， 改善

18、 亚麻刚性， 有利于染色工艺。 采用超 声波工艺无需添加助剂，且纱线效 果特好，处理3 0 m i n 相当于常规工 艺 的1 2 0 m in “ . 1 .2 短流程前处理助剂的开发及应 用 1 .2 . 1 前处理环保型助剂的开发应 用情况 随着人们环保意识的增强及 作者简介: 徐谷仓，男，1 9 2 8 年生，教授级高工，昆山， 2 1 5 3 0 0 纺 织 导 R 2001 No.5 ” PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 纺织工程 T e x t

19、i l e E n g i n e e r i n g I S O 1 4 0 0 0 的颁布与实施， 环保型助 剂已是近年来国内外助剂行业竞相 开发的主攻方向。在前处理助剂中 包括精练、 净洗、 退浆、 漂白等助剂， 其中大部分为表面活性剂。 ( 1 ) 精练助剂多数为阴离子、非 离子表面活性剂的复配物，除了要 具有良好的润湿性，还要有良好的 分散、乳化及防止再沾污等综合性 能和低泡型。 其中润湿性特别重要。 当前趋向是以天然脂肪醇聚氧乙烯 醚来替代烷基酚聚氧乙烯醚类非离 子表面活性剂。在阴离子表面活性 剂中以(X一 烯烷磺酸盐作为一种生 物降解性能优良的洗涤剂很有前途。 英国I C I 公

20、司开发的L e n e t o l H P - j e t 是高性能低泡型可生物降解 的精练漂白助剂【 8 ，适于处理棉织 物。 常州纺织职工大学与常州纺织 职业技术学院联合开发的三合一前 处理助剂T L ， 是由多种阴、 非离子 表面活性剂、磷酸醋盐及多种鳌合 剂组成，在碱性条件下( 可耐碱 1 0 0 g / L ) 能加速润湿渗透，使织物上的 浆料充分溶胀， 加速棉蜡、 杂质的乳 化、 分散、 皂化、 鳌合、 增溶、 萃取、 膨化 有效地控制H 2 0 2 分解， 并且 将已降解、 皂化、 碱水解、 乳化的杂 质通过机械作用和大量流动水冲洗 而去除， 另外还能防止再沾污， 且具 有良好的

21、生物降解性，减少污染排 放6 ( 2 ) 当 前 的 漂白 剂 主 要 是H 2 0 2 , 在双氧水稳定剂中有一类有机鳌合 剂， 如氨三醋酸( N T A ) 、 乙二胺四醋 酸( E D T A) 及二乙烯三胺五醋酸 ( D T P A ) 等，效果虽好， 但生物降解 性差，N T A被疑为致癌物质，因此 以上鳌合剂必须加以取代。 如D T P A 中的竣酸用磷酸基取代而成为二乙 烯三胺五甲 撑磷酸( D T P MP ) ，是一 种生物降解性能好、稳定作用优于 D T P A 的鳌合剂。 另一类聚竣酸盐化 合物稳定剂也难于生物降解。德国 C H T R B r e i t l i c h

22、 G m b H 公司开发的稳 定剂B e i q u e s t A B 是丙烯酸与糖化合 物的共聚物，具有优良的鳌合作用 及良好的生物降解性能，可取代聚 丙 烯 酸 鳌 合 剂 810 ( 3 ) 过硫酸盐退浆剂，只要控制 好工艺条件， 其对浆料的分解速率， 大大超过对纤维素的分解速率，且 可获得满意的退浆效果。由于浆料 已被氧化降解， 水溶性增大， 溶液粘 稠性减小， 布面不易产生疵病。 在生 产效率、成本等指标上较传统工艺 有较大改善，此工艺在日本已普遍 采用， 工艺易于实现自控， 可大幅度 降低成本和能耗， 提高效率， 缩短流 程， 退浆时间只需8 m i n 。由于过硫 酸钠的氧化

23、电位较高( 2 0 1 0 m V ) ， 可 在短时间内迅速切断浆料大分子的 化学键， 而 H 2 0 2 的 氧 化电 位只 有8 8 0 m V ， 如要充分发挥其氧化性， 需较 长时间和提高温度。其工艺处方 : 过硫酸钠2 g / L ，精练剂5 一 8 g / L , 烧碱2 0 g / L ，温度 8 0 。但过硫 酸盐退浆必须控制好工艺条件，既 能迅速高效地氧化分解浆料，又不 损 伤 纤 维 ， 这 是 关 键 9 1 .2 .2 生物酶在短流程前处理工艺 中的应用 ( 1 ) 生物酶的应用 棉织物采用混合酶退煮，用淀 粉酶退浆、 果胶酶去除果胶质、 纤维 素酶去除绒毛。其基本工

24、艺为 :轧 酶液( 5 0 C，p H值7 一 8 ,混合酶、 渗透剂、 缓冲剂、 鳌合剂) * 堆置( 室 温，1 6 h ) 9 5热水洗*6 0 C温 水洗* 烘干， 轧 氧漂 液 ( H 2 0 2 稳定 剂、 渗透剂、 鳌合剂， 室温，p H 值 1 0 一1 1 ) 汽蒸( 1 0 0，1 h ) 9 5 0C 热水洗，6 0 温水洗叶 烘干6 先酶退浆后酶煮练工艺:轧淀 粉酶液( 9 0， 淀粉酶、 渗透剂、 鳌 合剂，p H值7 一 8 ) 汽蒸( 9 0 C，1 h ) * 9 5热水洗，6 0温水洗* 烘干轧酶液( 7 0， 混合酶、 渗透 剂、鳌合剂， p H值8 一 9

25、 ) -堆置( 室 温， 4 h ) 9 0 C 热水洗*6 0温水 洗y 烘 干， 轧 氧 漂液 ( H 2 0 2 稳 定 剂 、 渗透剂，p H值 1 0 一1 1 ) 汽蒸( 1 0 0 ， 1 h ) 弓 9 5 热水洗，6 0 0C S O L 水 洗 一 烘 干 6 采用百胜净棉酶的退煮漂工艺， 可有效去除棉织物中的杂质、 浆料、 蜡质、 色素等， 使织物表面光洁、 白 度提高、 手感柔软滑爽， 其亲水性、 吸水扩散度等均有明显提高，可提 高染色上色率和匀染性，简化生产 工艺， 减少工时， 降低生产成本， 大 大减少污水排放， 能替代烧碱、 渗透 剂、 精练剂、 稳定剂等多种助剂

26、。 消 除传统工艺带来的副作用( 强力下降 等) ， 其工艺条件为:厚重织物加入 2 %一 5 % ( 布重) 净棉酶， 在9 0 一1 0 0 下处理4 5一6 0 m i n ( 浴比 1 : 1 0 ) ; 一般织物加入1 %一 3 % ( 布重) 净棉 酶，在9 0一1 0 0下处理4 5一6 0 m i n ， 然后清洗2 次， 调整p H值到正 常状态进行染色 io n ( 2 ) 双氧水去除酶的应用 双氧水漂白后必须彻底去除织 物 上残留 的H 2 0 2 ， 否则 影响 后道 活 性染料染色，且引起纤维的进一步 损伤。在传统工艺上需较长时间的 水洗，如采用双氧水去除酶则可在 较

27、短时间内将双氧水去除干净，具 有节能节水、 减少污染等优点， 也可 用双氧水去除酶与染料进行一浴法 染色。 其工艺条件 :东华大学资 料:酶用量0 . 1 % ( w .o .D ，温度 5 0 ， p H值7 一 8 ， 处理1 0 一 2 0 m i n . 传化公司资料 :漂白排液后水洗 1 次，加温至5 0 6 0， 加人去除 酶0 . 1 一 1 g / L , p H 值6 一 8 ， 处理1 6 一 2 0 mint“.扬州华源彩虹针织公 a纺织导报 2 0 0 1 N o .5 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDF

28、WatermarkR to remove the watermark 纺织2程 T e x t i l e E n g i n e e r i n g 司资料:漂后排液以1 : 1 0 浴比清洗 1 次，用H A C中和至p H值6 .5 一 7 , 加去除酶0 . 1 g / L , H A C 1 . 2 m l / L , 浴比1 : 1 0 ， 温度4 5， 时fn 1 5 m i n , 同 浴 染 色 ，121 1 . 3 短流程前处理设备趋于高效、 节能 1 .3 . 1 高给液装置 这是冷轧堆、汽蒸法碱氧一浴 工艺，快速高效练漂工艺和酶退浆 工艺的关键单元设备。 由于短流程工

29、艺中化学品的浓度增加，这不利于 工作液在织物上的渗透扩散，因此 降低工作液浓度、提高织物的带液 量， 就成为短流程工艺的关键。 国外 在成功开发各种高给液装置的基础 上，开发了各类短流程前处理联合 机， 国内也成功开发了高给液装置。 这有助于短流程前处理工艺的发展。 常州纺机厂在消化吸收国外先 进经验的基础上，开发出了高给液 装置。 织物经重轧车轧压脱水， 带水 5 0%进入浸渍区的三角波纹狭缝， 在强力喷液中挤搓后进人轧吸区。 织物经卧式重轧瞬间进入 “ V形抽 吸槽” ，槽内产生剧烈的气液交换。 工作液在负压下逼迫渗透进入织物。 增效区起着维持负压、延长织物逼 迫渗透及对“ V 形抽吸槽”

30、 的补液作 用。 织物在浸渍、 轧吸、 增效后经定 量控制带液( 1 0 0 %一1 5 0 %可调) 进 人蒸箱或打卷装置。 张家港三得利染整厂在专家指 导下， 结合本厂实践， 对冷轧堆打卷 装置进行了创造性的技术改造，浸 渍槽由2 只平洗槽组成， 第一槽后配 一台三辊立式轧车，第二槽后配一 台二辊卧式轧车，在卧式轧车上配 一个喷淋给液装置，后边再配一台 5 7 1 二辊轧车，进入打卷装置( 主动 打卷) 。织物经第一浸渍槽浸渍后， 经三辊轧车重轧后，在进入第二浸 渍槽时靠压差提高渗透力。再进入 卧式轧车时织物中的空气和水分已 被充分挤走。此时织物( 纤维) 中已 形成负压。 由于织物是自下

31、而上， 当 织物刚出轧辊时( 不接触空气) ，就 进入工作液楔槽中使工作液能更快 渗透到织物纤维中去。这是提高带 液率的关键，最后一道轧车可控制 打卷时布面带液率。 1 . 3 .2 节能型高效水洗联合机 由江苏江阴福达印染机械厂研 制开发。在单元配置中主要采用了 该厂研制设计生产的G P X系列高效 六辊强力喷淋水洗机， 多浸多轧， 高 温洗涤， 以蒸箱取代一般平洗， 低水 位， 逐格倒流， 采用动态高效洗涤， 缩短了水洗流程。该机采用交流变 频技术及P L C 控制技术， 可靠性好， 同步性能强。 1 .3 . 3 高效短流程前处理联合机 由张家港市第一印染机械厂在 原高效练漂机基础上研制

32、开发的。 全机由浸轧槽、 反应箱、 堆置箱、 水 洗烘干等组成。反应箱采用回形穿 布法， 箱内采用蒸汽直接加热， 织物 在2 s 内升到1 0 0，穿布量为1 2 0 m，可汽蒸2 m i n 以上。堆置箱内装 有可随车速调节的不锈钢网，网下 为1 0 0热水，织物可在网上堆置 3 0 一 6 0 m i n ，水洗部分由4 一 5 只高 效水洗蒸箱组成。烘干部分由3 0 只 烘筒组成。6 0 m / m i n 的车速可烘干 厚织物。 2 染整短流程前处理工艺、助 剂与设备在应用上存在的问题 短流程前处理工艺在国内已推 广1 0 多年， 特别是自1 9 9 7 年石家庄 西柏坡第四届全国染整

33、前处理学术 讨论会以来， 有了较大发展， 但与国 外先进比较，还存在一定差距。 2 . 1 短流程前处理工艺对于某些地 区和品种的覆盖率还不高，特别是 地区之间的发展很不平衡。有些完 全可采用短流程工艺的品种，仍然 采用传统的退煮漂三步法工艺。 2 .2 短流程工艺未能很好推开， 特 别是冷轧堆工艺，加工的半制品质 量不高， 浆退不尽， 杂质去不尽， 毛 效不高，大大影响了后道染整加工 质量。 2 .3 短流程前处理配套助剂的质量 不够稳定， 仍然是缺乏系列化、 专用 化、 标准化和统一的测试标准， 助剂 品种的开发满足不了短流程工艺发 展要求。特别是适用于短流程工艺 的环保型助剂的开发，远远

34、满足不 了清洁生产工艺的要求。 2 .4 短流程前处理配套设备的开发 也跟不上短流程工艺发展要求。特 别是自 动化和机电一体化程度较低， 缺乏工艺参数的在线检测和计量装 置。 轧卷装置极大部分为被动， 而不 是中心辊主动驱动。给液装置不是 高给液。 汽蒸设备有些漏汽严重， 温 度达不到要求， 预热时间不足， 履带 式蒸箱易产生横档风干印，在导辊 式蒸箱中织物易游动压皱。至今还 没有一台符合工艺要求的高温热碱 处理设备。 总之助剂、 设备的开发适 应不了工艺品种的发展要求，未能 与工艺、品种的开发同步发展。 3 短流程前处理工艺、助剂和 设备今后发展的趋向 3 . 1 重视短流程前处理工艺化学反

35、 应的特点，掌握短流程前处理工艺 条件的选择原则 3 . 1 . 1 短流程前处理工艺化学反应 的特点，表现为参与反应物质的多 样性及反应类型的复杂性。其化学 反应的理论是建立在动力学的基础 上，它包含二方面含义: ( 1 ) 去除织物杂质的程度，是以 达到半制品质量( 白度、 毛效、强力 等) 为目的。 在加工过程中只要能控 制好反应速率，就可控制各种杂质 纺织导报 2 0 0 1 N o . 5 11 9 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 纺织工程 T e

36、 x t i l e E n g i n e e r i n g 去除的程度，而浓度、 温度、时间、 p H值等工艺参数都与反应速率有 关。 ( 2 ) 织物上各类杂质以及纤维素 本身的反应速率并不相同，一般无 机物低分子物的反应速率远小于有 机物高分子物，同时反应物存在的 位置不同也会影响反应速率。根据 这种特点，利用各类反应速率的不 同， 在规定加工时间内， 使杂质的去 除程度达到半制品质量指标，而同 时又使纤维素本身的损伤达到半制 品的强力指标，因而半制品质量指 标，就体现了对去杂和保持织物强 力之间的平衡。在生产中也就是通 过对各项工艺参数的控制，使加工 结束时，上述二类反应达到最佳平

37、 衡 点 131 3 . 1 .2 工艺条件的选择原则是要选 择一个适宜的反应速率，使各类去 杂反应在加工时间内基本完成。并 使二类反应达到平衡( 一方面使漂白 去杂反应完成，同时又使纤维的氧 化反应不致过剧) 。 因此工艺条件的 选择就要按坯布类型、 纤维品种、 加 工要求、 设备条件、 水质等情况来确 定各化学品的用量及加工时间、温 度、 p H值等。由于工艺条件的各因 素是相互关联的，因此凡改变其中 一个条件， 都将使反应失去平衡。 故 改变一个因素必须同时调整其他因 素，以保持其反应速率的平衡点稳 定 不 变 ，。 3 . 2 高温热碱处理工艺的重要性 当前采用冷轧堆工艺存在最大 的问

38、题是各项指标很不理想，尤其 是纯棉厚重紧密织物的关键性质量 指标， 毛效有时几乎为零。 而影响毛 效的杂质， 主要是果胶物质， 棉蜡及 浆料等，其影响程度与它们的化学 性质及存在的状态密切相关。根据 生产实践及有关文献介绍，经高温 热碱处理，各项指标能得到满意结 果，在这里高温热碱处理及充分净 洗是关键。 因此， 必须搞清楚高温热 碱处理的机理及影响毛效的主要杂 质的性质、存在状态和去除原理。 3 . 2 . 1 果胶物质主要成分是果胶酸 的衍生物， 果胶酸本身是聚- D 一 半乳 糖醛酸， 与淀粉、 纤维素具有相似的 糖环结构， 有大量亲水性经基。 所不 同的是果胶酸分子中C 。 是一个梭

39、基，按理它在热水及碱液中有良好 的溶解性，但存在于原棉中的果胶 酸并非游离状态，它的部分竣基与 钙镁离子结合成溶解度很小的盐， 部分竣基则以甲醋形式存在，部分 与纤维素的经基以醋键形式结合在 一起， 因此果胶物质失去了亲水性。 加上果胶物质主要存在于棉初生胞 壁中，将纤维素大分子间的空隙完 全堵塞， 因而影响了毛效。 而果胶物 质在1 0 g / L的烧碱溶液中煮0 . 5 h , 就可将其完全去除。 3 .2 .2 棉蜡主要存在于棉纤维最外 层的角皮层中，其组成大体分两大 类:第一类为高级脂肪醇( C二2 4 - 3 0 ) ，它们既不溶于水，也不能被碱 皂化( 约占棉蜡总量的4 4 % )

40、 ，第二 类为分子量较高脂肪族的醋类，能 被碱皂化。由于初生胞壁中的果胶 物质及角皮层中的棉蜡的双层拒水 作用， 棉纤维失去了亲水性。 棉蜡的 拒水性， 还取决于其分布状态， 有时 大部分棉蜡已被除去， 如条件合适， 它们又会均匀地涂布在初生胞壁外 面， 犹如一层连续的膜， 同样也影响 毛效。 因此， 在生产中必须尽量减少 棉蜡含量， 并使织物中的棉蜡， 在干 燥过程中难以形成连续蜡膜。 3 . 2 .3 浆料( 主要为淀粉与P V A ) 为 高分子化合物， 附着在棉纤维表面， 从而阻碍了水分的渗人与扩散。由 于P V A是非等规聚合物， 其大分子 链上有相当一部分经基处于相邻的 碳原子上，

41、加上它们相互的极化作 用，变得较为活泼，易被氧化成援 基， 而一旦被氧化， 其相邻的拨基就 更活泼， 就会在热碱溶液的作用下， 水解断键。P V A浆料很易去除，而 淀粉中的经基更易被氧化成援基， 就会在热碱条件下发生R 醚键断裂 反应。 将被碱水解， 使淀粉降解， 被 热碱洗去。 3 . 2 .4在冷堆时， 碱性双氧水将对淀 粉、P V A浆料及果胶物质等发生氧 化作用，由于处于低温状态，其水 解、 断键的反应进行得较慢， 所以在 冷堆后必须安排高温热碱处理以促 成 R 醚键断裂。在热碱溶液中果胶 质竣基的钙镁盐转化成钠盐，使果 胶质的水溶性增加，同时也促进杂 质的碱水解。 棉蜡皂化成钠盐，

42、 果胶 酸醋皂化成钠盐及蛋白质被碱水解， 由于皂化反应在冷堆时进行得不充 分， 因此需要进行高温热碱处理， 以 促使其加速完成。对不能被皂化的 棉蜡， 更具有特殊作用， 棉蜡的熔点 在7 0 - 8 0， 冷堆时处于固态， 表 面活性剂也难于将其乳化。 当进入高温时棉蜡热熔成液体， 在机械振荡作用下很容易分散成微 粒进入表面活性剂的胶束内，借助 孚 L 化作用将它们去除， 如冷堆后立即 用大量热水冲洗将会使上述降解。 碱水解、 皂化作用反应不完全， 不利 于浆料、 棉蜡、 果胶质等的去除。 由 于上述情况和分析还未被人们认识 和重视，因而冷堆工艺未能很好推 广。 上述分析可把冷堆工艺划分 为:

43、第一阶段 :冷堆，主要完成对 杂质的溶胀及氧化反应。 第二阶段 高温热碱处理，主要完成对氧化产 物的化学降解、 碱水解、 皂化反应及 棉蜡的乳化、 分散、 增溶的物理化学 反应。第三阶段:高效水洗，主要 通过物理机械作用，将已降解、皂 化、 乳化、 碱水解的杂质用大量的流 】20纺织导报 2 0 0 1 N o .5 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 纺织工程 T e x t i l e E n g i n e e r i n g 动 热 水 洗 净 。，。

44、3 . 3 合理掌握短流程前处理工艺的 几个关键 3 . 3 . 1 织物的带液量要高，必须要 有一台高给液设备，靠最佳的浸轧 把织物内部空气排除，以致产生织 物内外的压力差，则工作液能很快 渗透到织物纤维内部，达到较高的 带液率，才能满足短流程工艺的要 求，并保证打卷时，织物带液量( 轧 余率) 和张力、线速度的前后一致， 必须采用中心辊主动驱动的打卷方 式( 中心传动) 。 3 . 3 .2 浸轧碱氧液的液温以室温为 宜。 液温不能高于布温。 如液温高于 布温， 则当织物浸入溶液中时， 布的 空隙中所含空气将受热膨胀而阻碍 液体的渗入。另外液温低还有助于 防止双氧水的分解。 3 .3 .

45、3 工艺条件必须优化，特别是 碱氧的合理用量显得尤为重要，可 采用中心旋转法来优化工艺，它能 从最少的试验中得到最大量的信息， 根据回归方程的预测值，用微机绘 制二维恒值图，可直接寻找最优化 区域， 但其试验仪器和试验条件， 对 所有试验都必须一致。 3 . 3 . 4轧液打卷后是 “ 保温冷堆” 还是“ 加热温堆” 还需在实践中进一 步论证。 采用 “ 加热温堆” 可加快化 学反应速率， 缩短堆放时间， 其关键 和难点是要保持温度恒定。这在无 自动测控的设备上很易造成布卷内 外及布卷各片段间效果不一致，同 时也增 加能源消耗和11 2 0 2 分解速率 及降低双氧水的利用率。 3 . 3 .

46、5 必须强化水洗，冷堆后经高 温热碱处理后， 还必须强化水洗， 选 用高温低水位蛇形逐格倒流的高效 水洗设备【 13 1 3 . 4 开发系列、 标准化的短流程前 处理配套助剂 采用高新技术开发适用于短流 程工艺、易于生物降解和利于环保 的环保型助剂，以满足清洁生产工 艺发展和2 1 世纪染整新技术、新品 种发展的要求。 应开发专用、系列、 标准化的优良助剂，这些助剂必须 保证质量的稳定性，并能满足不同 品种、 不同工艺的要求， 并建立完善 统一的测试标准。 3 .5 对短流程前处理配套设备发展 的要求 短流程前处理工艺必须要有合 理先进的设备， 才能达到透、 匀、 净 的工艺要求，因此配套设

47、备必须具 备高给液装置和采用中心辊驱动的 高给液打卷装置。需要具有国际先 进水平的汽蒸设备，织物在蒸箱内 要保持均匀的低张力、良好的堆置 成形及恒定可控的反应时间，使加 工效果的重现性达到预期目标。需 要具有国际先进水平的高效水洗设 备、 高温热碱处理装置， 该设备应具 有强化的洗涤能力、较高的扩散系 数、高的浓度梯度和较短的扩散路 程。 另外还要以印染机械一体化的 高新技术来加快设备的升级换代: ( 1 ) 具有基础自动化控制系统。 ( 2 ) 具有高层次自动化系统。 ( 3 ) 具有数据登录功能的全工艺 流程自动化系统。 ( 4 ) 在装备方面要加紧开发:不 停车大卷装进出布换轴;大卷装恒

48、 张力退卷 ;齐边中心传动收卷;无 折皱居中导布装置;快速小惯量纠 偏准确定位装置;蒸汽温度调节装 置;矢量控制位置跟随交流变频传 动方案;工作液浓度及计量施液控 制等， 以实现单机台最优化控制 1 3 1 3 . 6 重视短流程前处理新工艺、 新 技术的开发应用 如绿色前处理无碱工艺、高温 高压快速煮漂工艺、前处理染色一 浴二步法工艺、棉织物电解煮漂工 艺、 超声波退浆漂白工艺、 混合酶退 煮工艺、对生态有利的漂白剂 过醋酸的应用等。上海王崇明先生 提出的超前的前处理工艺是一条新 颖的工艺技术路线。设想把染整厂 的工作放在纺织厂之前进行( 还有一 些染整产品必须在纺织厂之后进 行) ， 这样

49、改变后新产品的设计可不 受限制，同时可避免各种混纺交织 物的加工矛盾，可配出无限的层次 和色泽， 开发出很多花色品种， 纺织 厂织出的不是原坯白布，而是各种 色彩的混纺交织的色织布、 提花布， 各种概念都将改变1 4 1. 注:本文为作者在2 0 0 1 年9 月 “ 第五届全国 染整前处理学术讨论会” 上所做的主题报告， 发表时经作者同意已作删节。 参考文献 1 李育 德等. 绿色 前处理生产工艺 初探. 印染 ， 2 0 0 0 ( 5 ) : 1 6 2刘昌龄译.过醋酸一一种对生态有利的漂 白剂. 印染译L, 2 0 0 0 ( 5 ) : 3 一 5 3 刘昌 龄译. 着重于棉前处理过程的废水处理 的改进. 印染译&, 2 0 0 0 ( 2 ) : 1 一 2 ,6 一 8 4 尚松民 . 高温快速棉织物漂染 技术. 印染 ， 1 9 9 9 ( 9 ) : 1 9一2 0 5 朱虹.棉织物前处理染色 一浴二步法工艺研 究. 印染，2 0 0 0 ( 1 1 ) : 1 3 一1 4