更新时间:2023-12-29 19:30
scouring
该工艺是各种织物必须进行的加工内容之一。其目的是改善织物物理性能,如吸水性,白度,手感等。
所用之煮炼剂因纤维与煮炼条件而异。棉及涤/棉混纺织物为氢氧化钠碱剂。羊毛织物用合成洗涤剂或用碳酸钠与肥皂。丝织物的煮炼工艺称为脱胶。
棉及棉型织物经过退浆后,大部分的浆料、油剂以及小部分的天然杂质可被去除,但是大部分天然杂质的存在和浆料、油剂的残留,使织物色泽发黄、吸水性很差,同时棉籽壳的存在也影响了织物的外观和手感。
煮炼(精练)的目的:(1)主要去除天然杂质;(2)除去未退浆的浆料和油剂;(3)获得良好的吸水性和较洁净的外观。
精练液组成:稀烧碱(丝光后的淡碱),乳化剂、分散剂、络合剂、还原剂等。
绝大部分天然杂质可与烧碱反应生成可溶性产物除去。精练后首先要用80度以上热水洗涤,低于此温度,已溶解的杂质会重新玷污到织物上去。在热水洗涤过程中还要用酸中和。
碱精练消耗大量的水和能源,碱性废水使化学需氧量/生化需氧量(COD/BOD值)相当高。可以采用酶退浆和酶精练一步完成,或开发少碱或无碱的精练。也可以将精练、漂白合并为一个工序。
煮炼用剂及其作用
1.烧碱
(1)果胶
主要存在于初生胞壁中,成熟棉纤维含量约为0.9%~1.2%,不成熟可达6%
主要为果胶酸的衍生物,果胶酸的化学组成是α-D半乳糖醛酸彼此以1,4-苷键相联的线性大分子,部分以甲脂或Ca、Mg盐的形式存在
亲水性比纤维素低,影响纤维的润湿性,对纤维的色泽和染色牢度有不良影响。
去除:使酯键水解,成为可溶性的羧酸钠盐
果胶大分子断裂,水中溶解度提高
(2)含氮物质
主要以蛋白质形式存在于胞腔中,含氮量大约在0.2%~0.6%之间。
蛋白质在织物服用过程中,与有效氯接触,容易形成氯胺,引起织物泛黄。
分为两类:无机盐类(如硝酸盐和亚硝酸盐),约占15%~20%,能与水在60度共热1h除去;蛋白质,在烧碱溶液中长时间煮沸,酰胺键发生水解断裂,形成氨基酸钠盐除去。
(3)蜡状物质
主要存在于初生胞壁中,含量约为0.5%~1.3%。
为混合物,主要含有脂肪族高级一元醇、脂肪酸、高级一元醇的酯和碳氢化合物。
脂肪酸类物质在热稀烧碱溶液中发生皂化而溶解,水洗去除;
其余的高级醇和碳氢化合物经乳化去除,助练剂肥皂、平平加等净洗剂起乳化作用。
经过精练后蜡状物质含量一般比原来减少2/3左右,棉布的吸水性并不完全与蜡状物质的含量成比例。蜡状物质主要存在于棉纤维的表面层,如果破坏其连续覆盖的状态,纤维吸水性都会得到改善。因此,吸水性的提高不仅是蜡状物质含量降低的缘故,还与精练处理中纤维表面受到机械力的揉搓,使蜡状物质的覆盖状态受到破坏有关。
蜡状物质的存在使织物具有柔软的手感,利于起毛加工。
(4)无机盐
含量约为1%~2%,影响吸水性、白度和手感,部分盐类和氧化铁对漂白剂的分解有催化作用,从而引起纤维的降解。
水溶性好的可以溶解去除,其他只能经过酸洗和水洗去除。
(5)棉籽壳
质地硬且颜色深,严重影响织物外观。
主要组成是:木质素、单宁、纤维素和半纤维素以及其他的多糖类,还有少量的蛋白质、油脂和矿物质,但以木质素为主。
油蜡、蛋白质、单宁和一些多糖与烧碱作用后,溶解度提高而被去除。
木质素发生结构上的分解,相对分子质量降低,溶解度提高而去除。
棉籽壳在高温烧碱长时间的作用下,发生溶胀,变软,经水洗和机械揉搓去除。
2.表面活性剂
润湿作用:
乳化、净洗作用:蜡状物质,各种杂质乳化、分散,防止重新粘附
要求:耐高温、耐碱
非离子表面活性剂:平平加系列(脂肪醇聚乙烯醚)、烷基酚聚氧乙烯醚
二者相拼,具有协同效应。
3.硅酸钠(水玻璃或泡花碱)
具有吸附精练液中的铁质和其他杂质的能力,防止产生锈渍或杂质的沉淀,有助于提高吸水性和白度。
一般的加入量为1.5~3g/L
4.亚硫酸钠(或亚硫酸氢钠)
能使木质素形成易溶于碱的衍生物去除
能使蛋白质和果胶等杂质分解而溶于碱中
具有还原性,防止棉纤维在高温带碱情况下被空气氧化脆损。
对含杂较多的低级棉去杂效果尤为突出
利用酶的高效性、专一性和温和的反应条件来代替高温强碱的精炼处理是可行的
多采用果胶酶或果胶酶与纤维素酶等混合酶工艺。
用水少(约为碱精炼的一半)、污染物少(BOD/COD少50%~75%)
但精炼效果吸水性差,对棉籽壳的去除效果差
一般需加入表面活性剂作为助练剂。
1、酶精练原理
蜡状物质、果胶等杂质主要存在于角皮层和初生胞壁中
酶通过纤维表面存在的许多微孔和裂缝渗透到角皮层和初生胞壁中,从而接触到杂质并将其溶解
果胶酶将果胶逐步持续反应,将其变成水溶性产物
一般需加入表面活性剂作为助炼剂
果胶和蜡状物质是相互附生的,果胶具有将蜡状物质粘附在纤维中的功能
随着果胶从角皮层和初生胞壁中溶解下来,残留的蜡状物质结构发生波动,与表面活性剂接触而被乳化去除
2、反应过程和参数
(1) 两步反应
果胶酶与果胶的水解反应;
表面活性剂和蜡的乳化反应
(2)工艺参数
温度:蜡的熔点在70℃,高于此温度,乳化顺利进行
1.烧碱浓度
常压平幅汽蒸:轧余率90%左右,浓度25~50g/L
常压绳状汽蒸:120%~130左右,浓度20~40g/L
煮布锅:浴比大约在3:1~4:1,烧碱10~15g/L
2.温度和时间
常压平幅汽蒸:95~100 ℃ 30~60min
常压绳状汽蒸:95~100 ℃ 1~2h
煮布锅:0.2MPa,120~130 ℃ 3~5h
按织物进布方式:可分为绳状精炼和平幅精炼
按设备操作方式:可分为间歇式煮炼和连续式煮炼
1、煮布锅
间歇式煮炼设备,一般以绳状方式加工
去杂效果好,但生产效率低,加工成本高
2、常压绳状连续汽蒸煮炼
轧碱—汽蒸-(轧碱-汽蒸)-水洗
中等厚度织物(烧碱25~30g/L,轧余率120%~130%),温度30~80 ℃ ,蒸气加热到95~100 ℃ ,在J型箱中保温堆置1~1.5h。为使煮炼效果更为匀透,可再进行一次。
在J形箱内沿内壁滑动时易产生擦伤和折痕,卡其等厚重织物不易采用。
稀薄织物易产生纬斜和纬移。
3、常压平幅汽蒸煮炼
轧碱-汽蒸-水洗
轧余率90%左右,碱液浓度为25~30g/L,100~102 ℃ 60~90min。
J形箱式:易产生横向折痕和擦伤,对染色要求高的品质不宜采用
履带式:横向折痕、张力、摩擦小,稀薄、厚重织物和紧密织物采用,会出现干斑和烫折痕,不会产生汽蒸不匀和干斑痕迹
多导辊式:摩擦力比履带式小,织物不易擦伤
轧卷式:间歇式生产设备,结构简单,灵活性强,适应多品质小批量生产,可能会发生质量不匀。
叠卷式:生产氨纶弹性织物,专门设计
4、高温高压平幅汽蒸煮炼
50g/L的烧碱溶液,132~138℃蒸汽中蒸2~5min
5、冷轧堆
室温下浸轧碱液-打卷-室温堆置(12~24h)-水洗
节约能源和设备投资,适合小批量和多品种的加工要求。