现代染色技术及其发展
摘要:本文简要回顾了染色的发展,重点分析了现在染色的发展趋向和成就,特别对生态染色,新纤维和多组分纺织品染色作了评述,还结合作者研究成果,介绍了一些新的染色技术,文章最后对未来染色作了预测,认为除了发展生态染色外,新纤维、新材料会更快速度出现,非水、节水染色会更成熟,信息网络生产会更普遍,染色是高度自动化的。作者还认为仿生着色,包括多功能染色和色素生色与结构生色有机结合将会大大改善目前的染色效果,提高纺织品染色水平。
中国是丝绸的故乡,很早就掌握了丝绸的染色技术,这在明代科学家宋应星所著的《天工开物》一书中有详细的记载,包括如何提取植物染料,如何进行染色。近几十年我国纺织染整工业有了长足进步,已是世界纺织大国,从纤维生产,纺织染整加工到服装生产,其产能已处世界前列,并带动了染料、助剂和化学品的迅速发展。但是,纺织染整这个传统工业,也遇到许多问题,特别是生态环境压力愈来愈大,作为世界最大生产国的我国,尤为突出。
支持纺织染整技术发展的要素很多,有“硬件”因素,也有“软件”因素,“硬件”因素主要指纤维材料、染化料、加工机械和配套设备等几方面,“软件”因素则主要指信息产品设计、加工工艺和管理技术等几方面。当然这些因素都支持纺织染整技术的发展,对我国来说,这些因素和世界先进水平相比,有很大差距。
纺织品染色的近代进展也是直接决定于这些因素的发展。本文主要分析染色技术的近代进展,特别是新纤维、多组分纤维纺织品染色和生态染色。
1.现代染色技术
近代纺织品染色始于18世纪,它是随着化学纤维、染料和化学品、以及设备的发展逐步建立起来的,现在已成为独立的一个学科。
促使现代染色技术发展的因素主要有以下一些:
(1)新纤维和新的组织结构纺织品的快速出现;
(2)新染料和化学品、加工设备的不断开发和应用;
(3)纺织品的生态要求不断严格和新的环保法规不断颁布和实施;
(4)世界资源和劳动力供应不断紧张和加工成本不断上升;
(5)现代染色理论不断深入和近代科学技术成果不断应用于染色加工。
现对近代发展最快和最重要的因素和染色技术介绍于下:
1.1新纤维和多组分纤维纺织品染色
随着人们生活质量不断提高,也随着现代新材料的不断开发,新型纤维出现愈来愈快,品种愈来愈多,仅从我国生产的化纤来看,目前已有275大类之多。已经大量商品化的新合成纤维包括超细、PLA、PTT和PDT和相关的异形、差别化纤维等;新再生纤维包括Lyocell、竹原纤维等,以及各种多组分化学纤维,包括大豆蛋白、蚕蛹蛋白和牛奶蛋白纤维等。
纺织品的组成和组织结构也日新月异,特别是多种纤维的混纺、交织和复合纺织品愈来愈多。在这方面,目前我国和世界先进水平还存在较大差距,例如从最近统计的国内出口面料平均纤维组分仅为13种,而同时进口的国外面料平均纤维组分则为56种,个别面料多达7~8种纤维。
正在开发的新纤维还有许多,包括各种转基因纤维。
纤维和纺织品的“新”和“多”对纺织品染色提出了新的要求,要求有新的染色技术相适应[3]。它们染色特点之一是为适应“新”特性,需要选用新的染料和采用新的工艺,例如涤纶超细纤维染色的分散染料,要求显色性、匀染性和色牢度特别好,配套的助剂和升温工艺也与常规纤维不同,其它新纤维染色适用的染料也都有新的要求,为此近年来国内外染料生产公司通过筛选和研发,有各种系列专用染料供应。特点之二是为了适应“多”组成,使多种组分都能染上颜色,而且不同组分间的同色性要好。因此,近年来开发了多种染料分浴或同浴染色的染料和工艺,例如分散/活性染料染色、分散/酸性染料染色、活性/酸性染料染色,以及分散/阳离子染料染色等,以适用于涤纶与纤维素纤维、锦纶和腈纶;纤维素纤维与锦纶、羊毛和蚕丝,以及它们与氨纶的多组分纤维纺织品染色,染色工艺有两浴法、一浴两步法和一浴法等。
为了简化工艺节水节能,各大公司和一些研究单位还在研究用单种染料染多种组分的染料和染色工艺,这包括用单种分散染料染涤纶和羊毛,锦纶及蚕丝;用单种活性染料染纤维素纤维和羊毛、蚕丝和锦纶,也包括含多种组分的蚕蛹蛋白纤维、大豆白纤维等。近年来还在开发分散-活性、分散-阳离子-活性染料,以便适用于染多种组分。我们研究证明,在专用助剂存在时,分散染料可以充分上染羊毛、蚕丝、锦纶和氨纶[4,5],因而可以一浴染多种纤维的纺织品。
无论是用两种染料同浴染色,或是一种染料染多种组分,为了使染料对多种组分均衡上染,提高同色性和包牢度,需要制定新的染色工艺,特别是控制升温程序和调节染浴中的PH值,目前已有许多控制PH值的助剂供应,大多数是利用升温过程使PH值从碱性滑向中性和酸性,也有反向滑动的,这对PH值敏感的纤维和染料染色非常有效,不仅减少纤维和染料的损伤,还可以提高上染率、同色性、匀染性和色牢度。我们利用此原理,使活性染料与酸性染料可以同浴染棉/锦织物,并利用其水解染料具有酸性染料的性能,在酸性介质可上染锦纶,充分利用染料,并减少了污水中的水解染料〔6〕。
1.2新染料、助剂和设备
为了适应染色需要,近年来新染料和助剂不断涌现[7],新染料和助剂的开发主要为了适应以下一些要求:
(1)替代禁用染料和助剂,开发环境友好的染料和助剂;
(2)适应新纤维和多组分纺织品染色的需要;
(3)适应新工艺、新设备加工的需要;
(4)适应高效、节水、节能加工的需要。
虽然各类染料和助剂都有了明显的发展,但发展最快和最重要的仍是活性和分散染料及相关助剂[7-8]。
活性染料的开发包括新的发色体、活性基及其在分子中的组合、连接基和不同染料的拼混,此外,商品染料的后加工也有了很大提高,新的活性染料性能主要表现在:
(1)高发色强度、高直接性和固色性;
(2)高牢度,包括耐晒、摩擦、汗光、耐氯和皂洗牢度等;
(3)低盐、低碱或中性染色和固色;
(4)环境友好,不含有害的芳胺,重金属和甲醛等物质;
(5)匀染性、重现性和配伍性好。
除此之外,为了适应染色或印花新工艺的推广,还开发了许多专用活性染料,例如喷墨印花,小浴比,一浴法染色用的活性染料。
必须强调的是,在这些改进中,开发多活性基,包括相同和相异的多活性基染料最为突出,不仅已有一大批双活性基染料问世,还开发了三或四活性基染料,这样可以大大提高活性染料的固色率和湿牢度。通常活性染料的母体结构是酸性染料,直接性不高,为了提高直接性,使活性染料分子线形结构特牲增强,少数芳环共平面性也很强,这些染料有较高的直接性。
除了纤维素纤维用活性染料外,还开发了不少毛用活性染料。
前面已经指出,一些新纤维和多组分纤维,例如蚕蛹蛋白纤维和竹纤维非常适合用活性染料染色,我国技术人员对此作了筛选,使活性染料对这些纤维有很好的效果。
分散染料也是近年来发展的重点之一,也出现了不少新品种,它们有的具有新的特别是一些新杂环结构发色体,有的在剂型上有了改进,使分散染料具有高上染率,深染性或提升性和高牢度,包括水洗、摩擦、耐热迁移和沾色牢度。
同理,新开发的分散染料是环保型的,不含有害芳胺、重金属等物质。为了适应碱性染色或与活性染料一浴染色,开发了一批耐碱性强的分散染料。
为了适应超细涤伦、PLA、PTT和PDT新纤维染色开发了一系列新的分散染料。适合超细涤纶染色的分散染料显色性和提升性要好,匀染性、色牢度和重现性也好,各公司都有系列染料供应,适合PLA纤维染色的分散染料应具有染色温度低、上染率和提升性好,此外,还特别要求耐光和湿牢度好。适合PTT和PDT纤维染色的染料。为了适应超临界CO2流体染色,含氨纶纺织品染色和喷墨印花,也开发了或正在开发专用分散染料。
除了开发新的活性和分散染料外,为适应多组分纤维纺织品或新工艺染色,正在开发可染多种纤维的复合性染料,例如,分散-活性染料,分散-阳离子-活性染料等,不过它们目前还未能大量工业化生产和应用。
新的染色设备主要表现在缩短染色时间,减小浴比,例如降到3:1,甚至更低,降低化学品、水、能量消耗,提高自动化程度以求减少劳动力,甚至达到全自动控制,应用最多的喷射染色机采用气流喷射后,不仅减少了水耗,还可以大大提高能量转换、降低织物在湍流液体中的摩擦力,新设备还可在加料、升温、控时和在线监测等方面高度自动控制,使从小样到大样生产的误并得到控制,做到“一次正确”染色和“受控”染色[9]。
1.3染色新技术
近年来随着纤维、染料和助剂化学品的发展,也随着设备和计算机的发展和应用,染色技术也有了很大进步,特别表现在加工坚牢、环保的产品,提高加工效率,降低能耗,节约染化料,改善生态环境的一些新工艺。
染色用的染料以活性和分散染料最重要,因此,许多染色新工艺也是属这两类染料。此外,其它染料,包括还原,硫化染料的染色新工艺也有出现。
1.3.1活性染料染色
活性染料不仅用于染纤维素纤维纺织品,也开发用于蛋白质纤维和一些合成纤维,例如锦纶,还用于多组分纤维及其纺织品,例如蚕蛹蛋白和大豆蛋白纤维和各种混纺、交织物。
1.3.1.1受控染色
近年来一些染料生产公司,生产了许多配伍性能良好的活性染料,并应用染色特征值表示各染料的染色性能,供应用厂家选用,最重要的染色特征值有S、E、M1或LDF、T50或R和F值,它们分别表示活性染料浸染时第一次、第二次的上染率,移染或匀染性、固色速率和最后固色率,这些特征值反映了染料的直接性、移染性、固色速率和固色准备就绪等性能。当然,这些特征值是在一定染色条件下得到的,染色条件和工艺变化,它们会变化,但用推荐的染色工艺染棉纤维,这些特征值相近时,各染料有良好的配伍性或配伍因子RCM(Reactive dye Compatibility Matrix )。
各染料公司生产的染料,染色特征值相同或相近时,有很好的染色效果,这些染料包括ProcionH-EXL、 Procion XL Remazol RR、 IntracronCDX和Sumifix HF等。
应用上述染料,结合应用电脑技术,建立严格的染色监测系统和质量控制和修正系统后,就可以进行受控染色,大大提高染色一次成功率(RFT),降低成本,提高效率,减少污水,节约染化料和能源[8]。
1.3.1.2湿短蒸染色
活性染料轧染工艺有多种,最常见的是轧-烘-蒸工艺,此工艺常需用尿素,带来不少环保问题。此外,染料泳移,染料固色率低和耗能高也影响它的应用。根据此工艺染料上染、固着与织物的湿度及含水率存在紧密关系,特别是织物经过浸轧,烘干后,进入蒸箱时,升温快,并会发生过热(即超过蒸汽温度)的现象,大大降低了染料的上染速度,降低了固色率,透染和匀染性也不高,为此近年来开发了多种加热载体的湿短蒸工艺。
通常干织物进入蒸箱,即使是饱和蒸汽蒸箱,也会出现以下四个过程,即预热升温-过热-降温-与蒸汽温度平衡。第一阶段预热升温是通过和蒸汽发生汽热交换,当达到蒸汽温度(100℃)后,不仅由于水分子与纤维素分子发生化学吸附(氢键)放热,迅速使织物过热,这样减少了纤维溶胀和染料的溶解,并加快了染料的水解,对活性染料上染和固色极为不利。湿布进入蒸箱不仅可以延缓升温速度,使纤维保持较多的水分,并可防止发生过热现象,有利于染料上染和固色,只要织物含温率控制适应还可减少染料水解。当然,织物带水量过多,不但升温太慢,水解速度反而会加快,对棉织物来说,含水率25-30%较合适。
近年来开发的湿短蒸工艺,虽然设备不同,但都是湿蒸,特别是通过电脑进行严格精确的控制,使温度和染料的上染和固着速度相适应,可以达到最佳的上染和固色,例如Monforts和BASF联合开发的Econtrol的轧染湿蒸联合机,不仅可适用于机织物,也可适用于针织物的湿短蒸染色加工。国产也有类似的设备,并对染色工艺进行了研究。
应用这种工艺的最大特点是流程短,固色率高,节能和化学品,可以不用尿素,减少了污染,匀染和透染性也好,由于这种工艺需精确调节温度和湿度,这两个参数又是相关的,并直接影响染料的上染(扩散)和固色速度,因此对设备要求高,对不同的染料(反应性和扩散速度)、纤维(吸湿性、微结构)和染色深度(染料浓度和提升性),染色条件应不同。虽然可以不用尿素,但并不是说,助剂对它不起作用,适当的助剂可以提高固色率,或降低固色温度,减少碱剂用量,我们研发的中性固色剂NF原来是为了分散/活性染料中性一浴固色用的,配套助剂是双氰胺,固色温度为200-210℃。一些单位将它应用于湿短蒸染色,由于湿短蒸工艺固色温度相对较低,织物含湿率较高(25-30%), 应用这只助剂虽然有一定的效果,但不是非常理想。应该研发对应的染色助剂,对不同类别的活性染料和织物,染色工艺也应不同,这些都有待今后继续研究。
1.3.1.3交联染色
交联染色原主要针对一些不能和纤维发生共价键结合的染料,例如直接染料,应用交联剂,将它们交联结合在纤维上的染色工艺。
近年来,为了提高活性染料的固色程度和染色牢度,也研究了不少交联剂和交联染色工艺,我们对此也作了一些研究。交联染色实际上就是利用交联剂,在活性染料染色过程中,将水解染料交联固着在纤维上。活性染料的水解染料的数量有时可高达30-40%,不仅降低了染料利用率,还降低了染色牢度,也增加了污染,基于水解染料都含有水解后产生的羟基,而母体结构和活性染料完全一样,染色时也同时上染吸附在纤维上,所以用交联剂将它们固着在纤维上后,色光和活性染料完全一样,牢度也很好,活性染料染构用的交联剂实际上是一些不含发色体的“活性染料”,含有两个以上的活性基,性能和活性染料近似,应用工艺也完全一样。
应用交联剂后,可以将大部分水解染料固着在纤维上,湿摩擦牢度可提高1级左右,这是近年来研究的一种新的活性染料染色工艺,有关它的详细知识,我们将另有专文介绍。
1.3.2其它类染料染色
近年来,其它类染料染色也有进展,其中尤以电化学还原染色受到大家的注意,传统还原或硫化染料染色都是用化学还原剂对染料还原,例如用保险粉,工业生产会产生大量废水,生产成本也不断上升,很早以前人们就设想通过电化学使染料直接从电极获得电子,还原成隐色体后进行染色,而不用还原剂,这样无污染问题。在上世纪60年代初我们就曾在熔态金属机上,以熔态金属作为电极,使还原染料母体还原成可溶性的隐色体,并在熔态金属的轧压下,渗透进织物,防止空气氧化,上染纤维。实验证明可以染浅中色,不必用保险粉,只需用还原染料的悬浮体和NaOH,浸轧时间很短,只有几十秒名,由于不能染深色,当时未继续试验下去国外在1960年左右,澳大利亚发表了还原染料电化学还原染色的专利,后来BASF公司等又相继开发了染色工艺和设备,由于它的良好环保性,备受大家注意[7,13]。
电化学还原染色有直接法和间接法两种。直接法是使染料直接从阴极得到电子,变成隐色体,并溶于碱性溶液中,间接法则是通过媒体先与电极反应,生成还原态媒体再将染料还原成隐色体上染纤维。由于染料母体不溶于水,较难直接被电极还原,故通常用间接法效率极高。
可作为媒体的化合物很多,有无机化合物和有机化合物两大类,无机化合物多为一些金属络合盐,特别是一些Fe2+的络合物,它有许多不同的配位体,特别是一些在碱性溶液中稳定的络合物,而且易于从Fe3+还原成Fe2+(在碱性溶液中氧化还原电拉至少低于-600mv,最好低于-1000 mv),这样可以使包括靛蓝等的还原染料还原成隐色体。此外,从阴极转移电子至氧化态媒体(Fe3+络合物)的速度应高,同理还原态媒体(Fe2+络合物)转移电子到染料母体的速度也应快,媒体可以重复循环使用。
间接法电化学还原机理如下(以Fe2+三乙醇胺络合物为例);
第一步还原是Fe3+络合物在阴极还原;
Fe3+L+e= Fe2+L(L为三乙醇胺配体)
被还原后的络合物从电极扩散至染料母体,并将它还原
上染的染料隐体最后氧化成难溶性的染料母体固着在纤维上:
对复杂结构的还原染料,有多个羰基,还原反应较复杂,也和常规还原方法一样,会出现过还原等问题,所以对不同染料应选用不同的电化学还原条件,有关它们的具体工艺还需进一步研究,由于它可以不用或少用还原剂,也较容易控制,所以是值得开发的。当前特别适合用于单一染料染稳定的产品,例如靛蓝染牛仔布,据说国外已有应用。另外对我国生产的蜡染产品,也是适用的,因为这类产品,应用染料单一,对匀染要求较低。此外,为了稳定工艺,在常规染色时,应用电化学还原来降低保险粉用量也是可行的。
其它类染料染色新工艺还有不少,包括分散、酸性染料的染色新工艺,已有不少文章介绍,本文不再重复,它们的特点都是朝高效、坚牢、清洁环境友好方向发展,本文后面也将作一些介绍。
1.4染后水洗技术
活性染料固色后要充分水洗,特别是近年来深色产品,如果水洗不充分,不仅影响产品的色牢度,还会加速染色产品在应用时发生断键,使产品颜色不稳定。在染色湿牢度中,除了皂洗牢度外,湿摩擦牢度往往成为产品最重要的一个技术指标,而它又和染后水洗密切有关。
近年来对染后水洗进行了大量研究,一方面是为了改善产品的牢度,另一方面是为了节水和减少污水,为了提高水洗效益,首先对水洗原理和评估标准作了深入研究,提出了间歇式和连续式换水的理论关系式。并根据水洗不同阶段去除物性质不同,设计了不同阶段的水洗技术参数,认为水洗主要由三个步骤组成,即:
(1)稀释交换阶段,此时主要通过水的交换,冲稀一些对纤维无直接性的物质,例如盐类和浮色。
(2)加速水解染料从纤维内扩散出来的阶段,为了加速扩散速度,必须提高温度至近沸(皂洗)。
(3)使已扩散出来的水解染料洗除,先用热水,后用冷水进行稀释交换。
根据上述水洗过程,设计了声名狼藉种水洗工艺,改进了水洗设备,其中最重要的发展有以下几点:
(1)将过去染后大流量冷水洗,改为热水洗(60-70℃),有的工艺还将间歇式换水改为连续式换水,但水流量精确控制,大大减少:
(2)大浴比水洗不断改为小浴比或超小浴比水洗;
(3)缓流式水洗,不断改为快速液液水洗
(4)经验式控制水洗改为受控水洗;
(5) 应用常规水洗助剂改用高效分散螯合剂帮助水洗。
其中,特别是采用受控水洗后,流程大大缩短,用水量大大减少,污水也大大减少。加工成本也大大减少,而效率则大为提高。新式小浴比染色机均可进行受控水洗。
1.5染色加工的环境压力
染色加工受到的最大压力还是环境压力,目前主要包括含致癌芳胺和重金属(六价铬等)禁用染料的替代,严格选用各类化学品,治理三废,节水节能,监测和控制产品的生态标准等,这些问题不解决,染色加工的生存也将有问题。
生态染色是一个系统工程,首先要合理选用原材料,包括纤维、染料、助剂和化学品。其次要建立生态生产,减少染料、助剂和化学品、水和能源的消耗,并对三废进行有效治理,污水达标排放。最后对产品要有严格的监测和控制其生态标准,生产安全健康的产品。
生态纺织品应符合Eco-Tex Standard 100的环保标准,即具有“六不:不含致癌芳胺或不会裂解释放致癌芳胺,不含过敏性染料、助剂和化学品,不超标含重金属,不超标含甲醛,不含可吸收有机卤化物和不易产生污染环境或三废治理达标。 这些环保生态要求不断在提高,今后要求更加严格。
在纺织品染色加工过程中,目前面临的主要生态问题是节水、节能和减少污水排放问题。
染色加工用水量大、污水排放量也大,不仅因水价上涨而增加成本,更为严重的是世界各国包括我国在内水资源不足,同时污水处理后排放标准也愈来愈严格。采用短流程染色、小浴比染色,高效洗涤可大大节约水,也减少污水排放。另外,实现循环用水,重复用水和提高污水处理效率,水回收再利用。目前污水处理主要有以下三种途径:
(1)薄膜过滤;
(2)用吸附剂去除染料和化学品;
(3)化学或高能射线(臭氧紫外线处理)脱色;
这样处理的污水一般还难用于染色,还要经过一些处理才有可能利用。比较实际的是,经过处理后的水分别用在不同场合。
染料回收利用也是重点研究的内容,回收的染料再利用来染色也遇到不少问题,据报导靛蓝回收后得到了再利用。
生产过程和产品的生态标准检测和控制愈来愈受到重视,各国的要求也愈来愈高,是产品质量的重要指标。
2.染色技术预测
未来的染色加工,首先是清洁的加工,而且纺织品也不仅是要求有防寒保暖,美化人体的功能,而是具有高新性能和多种功能的产品。因此,未来染色特别在以下几方面将优先发展。
2.1生态染色
未来染色加工将建立在更加安全完善的生产加工链上进行,纤维材料、染料和化学品是环境友好的,对人体和环境不产生有害影响;生产加工是安全、生态的,不会破坏资源和污染环境;是高效和高度自动化的;产品是安全、有益健康和多功能的,以及整个生产链是受到严格监控的。为了建立清洁染色加工链,需要从原料、产品设计、加工和应用整个过程共同努力,建立一个清洁染色生产体系。
2.2新纤维和新组织结构纺织品染色
随着科学技术飞速发展,新的纤维,特别是多种纤维复合纺织材料会愈来愈多,纺织品的组织和结构会愈来愈复杂,要求的性能会愈来愈新和多,它们的加工,包括染色会愈来愈复杂,目前国外的纺织布料纤维种类已达5~6种,将来我国的纺织产品所含纤维种类也会愈来愈多。与此相适应的染料和化学品种类也会增多。因此,染色工艺和染色方法也将会迅速发展,与此同时对染色理论也会不断深入研究。
一些目前正在开发的染色新技术将逐步成熟和得到应用。例如高效短流程染色、电子束和紫外线等的射线固色、喷墨印染和电子成相印染等,更新的染色技术还将不断出现。
2.3非水和节水染色
目前水仍是染色不可缺少的介质,而且用水多,排放的污水也多,节水染色,包括各种小浴比、低带液率的染色会继续不断发展,此外就是循环用水,加工后的水溶液通过净化,使水得到重复利用[10]。
开发非水染色将会更加重视,目前研究的超临界CO2流体染色,虽然希望它完全代替水作为染色介质是不现实的,但在一些特殊的染色体系有望应用。另一种非水染色介质,即离子液体也有可能开发作为一种染色介质,由于它无蒸汽压力,在常压下进行染色,染色设备简单,而且通过调节离子液体的疏水组成,可以作为多类染料的染色介质。我们试验证明,不仅直接、酸性、活性染料等离子染料有很好的溶解性和上染率,非离子染料,例如分散染料等也有好的上染率,因此它是一种较好的染色介质。
非水介质染色的一个共同问题就是提高这些介质的循环利用率和降低成本。除此之外,一些新的非水染色介质还会被开发出来。
2.4高信息网络和高自动化染色
未来是高度信息化网络时代,这也会反映到染色加工中来。
为了适应高效快速反映,将建立多种通讯方式,从市场需求,原料供应,产品设计,定货交接,技术信息分析到各道生产加工的连接和管理等方面都将建立在信息网络上进行。
未来的染色也是高度自动化的,为了减少劳动力和提高加工效率和质量,所有加工都在自动化设备控制下进行,这样将大大改善生产环境,无人生产车间将会愈来愈普遍。
2.5仿生着色
自然界各种物质的组成和结构是最合理的配置,它们的功能效率是最高的,包括各种物体所产生的颜色。
天然物体,特别是生物的颜色丰富多彩,色彩缤纷,产生颜色的途径多种多样,大致上可分色素生色和结构生色两大类。色素不仅结构各不相同,它们还有各自的特殊功能,例如叶绿素虽然是绿色的,它在植物中的功能主要是光合作用,将光能转化为电能、化学能和生物能。结构生色是通过对光的散射、干涉和衍射作用产生颜色的,一些动物,例如蝴蝶美丽的颜色和结构生色紧密有关,许多物体的颜色是色素生色和结构生色相互结合才显出的。目前已有结构生色的彩色纤维和薄膜,它是一种不需化学品,无污染的生色途径,许多结构生色的特种纺织品将会受到重视。另外,新的仿生着色产品会愈来愈多。仿生着色纺织品将是多功能性的,产品不仅有美丽的颜色,还有抗菌、保湿、抗紫外线和具有光-热、光-电等转换功能[11-12]。因此,所使用的染料既能生色,又具有其它功能性能。今后已有的一些功能染料应用会增多,还会开发新的功能染料和化学品。
未来染色技术发展会愈来愈快,不是目前完全能够预料的,上述仅是一些粗略的分析。
结语:
传统古老的染色,随着现代科技发展和人们生活质量的提高,将会永葆青春,并进一步成为人类不可缺少的加工技术。
目前已作为纺织染整加工生产大国的我国,应该紧跟时代的进步,加强科技开发,特别是原创性技术开发,使我国尽快成为世界纺织染整强国,使染色加工处在世界领先地位。
一)基本整理工艺
1拉幅(stentering)
拉幅整理是利用纤维素、蚕丝、羊毛等纤维在潮湿条件下所具有的可塑性,将织物幅宽逐渐拉阔至规定尺寸并进行烘干,使织物形态得以稳定的工艺过程,故也称定整理。织物在整理前的一些加工如练漂、印染等过程中,经常受到经向张力,迫使织物的经向伸长,纬向收缩,并产生其他一些缺点,如幅宽不匀、布边不齐、手感粗糙、平带有极光等。为了使织物具有整齐划一的稳定门幅,同时又能改善上述缺点并减少织物在服用过程中的变形,一般织物在染整加工基本完成后,都需经拉幅整理。欢迎相互交流纺织问题QQ:5577349
2.预缩(pre—Shrinking)
预缩是用物理方法减少织物浸水后的收缩以降低缩水率的工艺过程。织物在织造、染整过程中,经向受到张力,经向的屈曲波高减小,因而会出现伸长现象。而亲水性纤维织物浸水湿透时,纤维发生溶胀,经纬纱线的直径增加,从而使经纱屈曲波高增大,织物长度缩短,形成缩水。当织物干燥后,溶胀消失,但纱线之间的摩擦牵制仍使织物保持收缩状态。机械预缩是将织物先经喷蒸汽或喷雾给湿,再施以经向机械挤压,使屈曲波高增大,然后经松式干燥。预缩后的棉布缩水率可降低到1%以下,并由于纤维、纱线之间的相互挤压和搓动,织物手感的柔软性也会得到改善。毛织物可采用松弛预缩处理,织物经温水浸轧或喷蒸汽后,在松弛状态下缓缓烘干,使织物经、纬向都发生收缩。织物缩水还与其组织有关。织物的缩水程度常用缩水率来考核。
3.防皱(CreaSe—reSiSting)
改变纤维原有的成分和结构,提高其回弹性,使织物在服用中不易折皱的工艺过程称为防皱整理。主要用于纤维素纤维的纯纺或混纺织物,也可用于蚕丝织物。
防皱整理的发展大致分为三个阶段:①20世纪50年代中期以前,脲醛初缩体的防皱整理主要用于粘胶纤维织物,使其尺寸稳定,缩水率降低。②20世纪50年代中期到60年代中期,美国开始生产免烫棉织物,该织物在干、湿状态下都有良好的防皱性。在此期间还出现了不少新的整理剂。⑧20世纪60年代中期以后,出现了耐久压烫整理。整理的产品多为涤纶与棉的混纺织物,经成衣压烫以后,对合成纤维起热定形作用,因此在服用中能保持平挺和褶裥。
织物防皱整理后,回复性能增加,一些强度性能和服用性能等得以改善。如棉织物的抗皱性能和尺寸稳定性有明显的提高,易洗快干性能也可获得改善,虽然强度和耐磨性能会有不同程度的下降,但在正常的工艺条件控制下,不会影响其穿着性能。粘胶织物除抗皱性能有明显提高之外,其断裂强度也稍有提高,湿断裂强度增加尤为明显。但防皱整理对其他相关的性能有一定的影响,如织物断裂伸长有不同程度的下降,耐洗涤性随整理剂而不同,染色产品的水洗牢度有所提高,但有些整理剂会降低某些染料的日晒牢度。 欢迎相互交流纺织问题QQ:5577349
4.热定型(heat Setting)
热定型是使热塑性纤维及其混纺或交织物形态相对稳定的工艺过程,主要用于受热后易收缩变形的锦纶或涤纶等合成纤维及其混纺物的加工。热塑性纤维的织物在纺织过程中会产生内应力,在染整工艺的湿、热和外力作用下,容易出现褶皱和变形。故在生产中(特别是湿热加工如染色或印花),一般都先在有张力的状态下用比后续工序微高的温度进行处理,即热定型,以防止织物收缩变形,以利于后道加工。此外,利用热定型工艺并结合其他物理或机械作用还可以制得弹力纱(丝)、低弹纱(丝)和膨体纱等纱线。
经过热定型的织物,除了提高尺寸稳定性外,其他性能也有相应变化,如湿回弹性能和起毛起球性能均有改善,手感较为硬挺;热塑性纤维的断裂延伸度随热定型张力的加大而降低,而强度变化不大,若定型温度过高,则两者均显著下降;热定型后染色性能的变化因纤维品种而异。欢迎相互交流纺织问题QQ:5577349
(二)外观风格整理工艺
1增白(whitening)
利用光的补色原理增加纺织晶白度的工艺过程称为增白整理,又称加白。经过漂白的纺织品仍含有微**的物质,加强漂白会损伤纤维。运用增白剂能使蓝色和**相补,在对纤维无损伤时可提高纺织品的白度。增白方法有上蓝和荧光两种。前者在漂白的织物上施以很淡的蓝色染料或颜料,借以抵消**,由于增加了对光的吸收,织物的亮度会有所降低而略显灰暗。而荧光增白剂是接近五色的有机化合物,上染于织物后,受紫外线的激发而产生蓝、紫色荧光,与反射的黄光相补,增加织物的白度和亮度,效果优于上蓝。荧光增白也可以结合漂白、上浆或防皱整理同浴进行。
2.轧光(Calendering)
轧光整理是利用纤维在湿热条件下的可塑性将织物表面轧平或轧出平行的细密斜线,以增进织物光泽的工艺过程。轧光机由若干只表面光滑的硬辊和软辊组成。硬辊为金属辊,表面经过高度抛光或刻有密集的平行线,常附有加热装置。软辊为纤维辊或聚酰胺塑料辊。织物经过更、软辊组合轧压后,纱线被压扁,表面平滑,光泽增强,手感硬挺,称为平轧光。织物经两只软辊组合轧压后,纱线稍赢平,光泽柔祝,手惑柔软,矿b为软轧光。使用不同钠匠辊组合和压力、温度、穿引方式的变化,可得到不同的光泽。轧光整理是机械处理,其织物光泽效果耐久性差,如果织物先浸轧树脂初缩体并经过预烘拉幅,轧光后可得到较为耐久的光泽。欢迎相互交流纺织问题QQ:5577349
3.轧纹(embOSSing)
利用纤维的可塑性,以一对刻有一定深度花纹的硬、软、凹、凸的轧辊在一定的温度下轧压织物,使其产生凹凸花纹效果的工艺过程称为轧纹整理,又称轧花整理。染色或印花后的棉或涤/棉混纺织物,在轧纹整理中若浸轧树脂工作液,可形成耐久性的轧纹效果。合成纤维织物染色印花后可直接进行轧纹。以刻有凹纹的铜辊作硬辊,以表面平整的高弹性橡胶辊作软辊轧压织物的工艺,便称拷花。
4.磨绒、磨毛(Sanding)
用砂磨辊(或带)将织物表面磨出一层短而密的绒毛的工艺过程称为磨绒整
理,又称磨毛整理。磨毛织物具有厚实、柔软而温暖等特性,可改善织物的服用性能。变形丝或高收缩的涤纶针织物或机(梭)织物磨毛后,能制成一种仿麂皮绒织物。以超细合成纤维为原料的基布,经过浸轧聚氨酯乳液和磨毛,可获得具有仿真效果的人造麂皮。磨毛(或磨绒)整理的作用与起毛(或拉绒)原理类似,都是使织物表面产生绒毛。不同的是,起毛整理一般用金属针布(毛纺还有用刺果的),主要是织物的纬纱起毛,且茸毛疏而长。磨绒整理能使经纬纱向同时产生绒毛,且绒毛短而密。磨绒整理要控制织物强力下降幅度,其质量以绒毛的短密和均匀程度为主要指标。
5.柔软(softening)
纺织品在染整过程中,经各种化学助剂的湿热处理并受到机械张力等作用,往往产生变形,而且能引起僵硬和粗糙的手感。柔软整理是弥补这种缺陷使织物手感柔软的加工过程。柔软整理有机械和化学两种方法,机械法采用捶布等工艺,使纱线或纤维间相互松动,从而获得柔软效果。化学法是用柔软剂的作用来降低纤维间的摩擦系数以获得柔软效果。
不同的柔软剂所适应的纤维及产生的柔软效果和对其他性能的影响也有所不同。化学方法较为常用,有时也辅以机械法。 欢迎相互交流纺织问题QQ:5577349
6.硬挺(Starching)
织物浸涂浆液并烘干以获得厚实和硬挺效果的工艺过程,是改善织物手感为目的的整理方法。它利用具有一定粘度的天然或合成的高分子物质制成的浆液,在织物上形成薄膜,从而使织物获得平滑、硬挺、厚实、丰满等手感,并提高其强力和耐磨性,延长使用寿命。由于整理时所用的高分子物质一般称为浆料,故也称上浆整理。硬挺整理的浆液主要用浆料和少量防腐剂配成,也可加入柔软剂、填充剂或荧光增白剂等。根据上浆量的多少,有轻浆和重浆之分。用纤维素锌酸钠浆液浸轧棉织物,再经稀酸处理,使纤维素凝固在织物上,可取得较为耐洗而硬挺的仿麻整理效果。
7.增重(weighting)
增重整理是使用化学方法使丝织物增加重量的工艺过程。在18世纪的欧洲,为了弥补真丝绸在精练后的重量损失,曾采用加重整理方法以维护商业利润和使用价值。增重整理主要有锡加重法和单宁加重法。经锡加重法整理的丝织物比重增加,手感厚实、滑爽,光泽丰润,悬垂性增加,吸湿后的收缩率减少乙处理一次可增重20%,反复处理,增重量可达100%。但经增重整理后的丝织物强度、伸长和耐磨牢度都有所下降,且不利储存,日光曝晒后更易脆损。如整理后经肥皂或合成洗涤剂处理去除附着表面的锡盐,可减轻脆化。单宁加重法因单宁遇铁盐变为黑色而不适宜于白色和浅色丝织物的整理。 欢迎相互交流纺织问题QQ:5577349
8.减重(deweighting)
减重整理是利用涤纶在较高的温度和一定浓度苛性碱溶液中产生的水解作用,使纤维逐步溶蚀,织物重量减轻(失重一般控制在20%~25%),并在表面形成若干凹陷,使纤维表面的反射光呈现漫射,形成柔和的光泽,同时纱线中纤维的间隙增大,从而形成真丝绸风格(外观和手感)的工艺过程,又称减量或碱减量整理。涤纶长丝织物经整理后,光泽柔和,轻盈柔软,悬垂性能大为改善,可制成仿乔其、双绉等仿丝绸产品。涤纶短纤及其混纺纱线与纬长丝交织的织物经整理后,平挺滑爽,也可获得类似效果。
目前,减重整理主要是指减轻涤纶纤维在织物中的重量。实际上,其他纤维织物采用适当的化学晶进行部分溶蚀也属减量整理的范畴。例如涤纶和棉或粘胶混纺织物,用65%以上冷硫酸溶液处理后,使棉或粘胶完全溶蚀,同样使产品风格产生明显的改变。这种减量整理,习惯卜称为酸减量。
9.煮呢(crabbing)
煮呢整理是羊毛织物在张力下用热水浴处理,使之平整且在后续湿处理中不易变形的工艺过程。
煮呢主要用于精纺毛织物整理,在烧毛或洗呢后进行。羊毛在纺织过程中纤维受到外力作用发生各种变形,松弛后会产生收缩,浸湿时更为显著。在煮呢的热水浴过程中,纤维的分子结构先遭破坏、断裂,再重新生成更为稳定的结构,对纤维起定型作用。所以,煮呢整理能使织物获得良好的尺寸稳定性,避免以后湿加工时发生变形、褶皱现象,手感也有改善。欢迎相互交流纺织问题QQ:5577349
10.缩绒(fulling)
缩绒整理是利用羊毛毡缩性使毛织物紧密厚实并在表面形成绒毛的工艺过
程,也称缩呢。缩绒可改善织物手感和外观,增加其保暖性和手感等风格。缩绒尤其适用于粗纺毛织物等产品。机织物的缩绒在滚筒式缩绒机上进行,针织物的缩绒可在转筒或洗衣机等设备中进行。
11.起毛(raiSing)
起毛整理是用密集的针或刺将织物表层的纤维剔起,形成一层绒毛的工艺
过程,又称拉绒整理。主要用于粗纺毛织物、腈纶织物和棉织物等。织物在干燥状态起毛,绒毛蓬松而较短。湿态时由于纤维延伸度较大,表层纤维易于起毛。所以,毛织物喷湿后起毛可获得较长的绒毛,浸水后起毛则可得到波浪形长绒毛。而棉织物只宜用干起毛。经起毛整理后的绒毛层可提高织物的保暖性,遮盖织纹,改善外观,并使手感丰满、柔软。将起毛和剪毛工艺配合,可提高织物的整理效果。
12.剪毛(Shearing)
剪毛整理是用剪毛机剪去织物表面不需要的茸毛的工艺过程。其目的是使织物织纹清晰、表面光洁,或使起毛、起绒织物的绒毛和绒面整齐。一般毛织物、丝绒、人造毛皮等产品,都需经剪毛工艺,但各自的要求有所不同。如精纺毛织物要求将表面绒毛剪去,使呢面光洁,织纹清晰。而粗纺毛织物要求剪毛后,绒面平整,手感柔软,尤其要把起毛或缩绒后织物表面参差不齐的绒毛剪平,并保持一定的长度,使外观平整。为了提高剪毛效果,可将剪毛和刷毛工艺配合进
13.蒸呢(decatizing blowing)
蒸呢整理是利用毛纤维在湿热条件下的定型性,通过汽蒸使毛织物形态稳定,手感、光泽改善的工艺过程。蒸呢和煮呢的原理基本相同,但处理方式不同。蒸呢主要用于毛织物及其混纺产品,也可用于蚕丝、粘胶纤维等织物。经蒸呢整理后的织物尺寸形态稳定,呢面平整,光泽自然,手感柔软而富有弹性。
14.压呢(pressing)
压呢整理是在湿热条件下以机械加压使毛织物平整,增进光泽,改善手感的工艺过程,近似于其他织物的轧光整理。但压呢常用于精纺毛织物的整理。压呢的方式有回转式压呢(又称烫呢或热压)和纸板电热压呢(又称电压)两种。前者通过挤压和摩擦将织物熨烫平整,并赋以光泽。织物伸长小,生产率高,但效果不持久。且由于处理后的织物带有强烈的光泽,故常在蒸呢前进行。后者大多用于精纺织物,尤其是薄型精纺织物的最后一道加工工序。整理时毛织物分层折叠,中间夹人硬质光纸板和电热纸板,然后在一定的条件下通过液压机加压完成。电压后的毛织物表面平整挺括,光泽柔和,手感柔软润滑,并有暂时性效果,但其设备庞大,生产率
低。
15.防毡缩(antifelting)
防止或减少毛织物在洗涤和服用中收缩变形,使服装尺寸稳定的工艺过程称防毡缩整理。毛织物的毡缩是由于羊毛具有的鳞片在湿态时有较大的延伸性和回弹性,以致在洗涤搓挤后容易产生毡状收缩。故防毡缩整理的原理是用化学方法局部浸蚀鳞片,改变其表面状态,或在其表面覆盖一层聚合物,以及使纤维交织点粘着,从而去除产生毡缩的基础。防毡缩整理织物能达到规定水平的,称为超级耐洗毛织物。 欢迎相互交流纺织问题QQ:5577349
16.液氨整理(Uquid ammonia finishing)
用液态氨对棉织物进行处理,彻底消除纤维中的内应力,改善光泽和服用性能的工艺过程称之为液氨整理。其可使织物减少缩水,增加回弹性、断裂强度和吸湿性,手感柔韧、弹性良好、抗皱性强、尺寸稳定,同时为洗可穿整理和防缩整理奠定了基础,是提高棉织物服用性能(特别是改善织物的缩水率)的一种重要处理方法。 ,
17.折皱(wrinklng)
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使织物形成形状各异且无规律的皱纹的工艺过程称为折皱整理。其方法主
要有:一是用机械加压的方法使织物产生不规则的凹凸折皱外观,如手工起皱、绳状轧皱、填塞等;二是运用搓揉起皱,如液流染色和转筒烘燥起皱等;此外,采用特殊起皱设备,形成特殊形状的折皱效果,如爪状和核桃状等。折皱整理的主要面料有纯棉布、涤/棉混纺布和涤纶长丝织物等。
(三)功能整理工艺
1.拒水(water—repellenting)
用化学拒水剂处理,使纤维的表面张力降低,致使水滴不能润湿表面的工艺过程称之为拒水整理,又称透气性防水整理。适用于雨衣、旅游袋等材料。织物的拒水整理效果还与织物的组织结构有关。经过拒水处理的织物仍能保持其透气性。但不同的拒水整理剂对纤维的适用性和整理后的拒水效果、耐水洗、干洗、摩擦、耐久性等均有所不同。
拒水整理按拒水效果的耐久性能,可分为半耐久性和耐久性两种。前者处理简便,价格低廉,主要用于棉、麻织物,也可用于丝绸和合纤织物。后者主要用于棉、麻织物。如用有机硅拒水整理剂则不仅适用各种纤维织物,使织物具有良好而且较耐洗的拒水性能,并能增加织物的撕破强度,改善织物的手感和缝纫性能。欢迎相互交流纺织问题QQ:5577349
2.拒油(oil-repellenting)
用拒油整理剂处理织物,在纤维上形成拒油表面的工艺过程称为拒油整理。整理后织物拒油表面张力低于各种油类的表面张力,使油在织物上成珠状而不易透人织物,从而产生拒油效经过拒油整理的织物,兼能拒水,并有良好的透气性。主要用于高级雨衣和特种服用材料。 欢迎相互交流纺织问题QQ:5577349
3.防静电(antistaticing)
纤维、纱线或织物在加工或使用过程中由于摩擦而带静电,给后道工序和服装穿着带来困难和麻烦。防静电整理是用化学药剂施于纤维表面,增加其表面亲水性,以防止在纤维上积聚静电的工艺过程。纤维积聚静电与其吸湿性有关。例如合成纤维的吸湿性很低,表面电阻高,因而容易积聚静电。为了改变这种状况,可采用亲水性物质处理,提高纤维表面的吸湿性,降低表面比电阻。 欢迎相互交流纺织问题QQ:5577349
4.易去污(soil--releaseing)
易去污整理是使织物表面的污垢容易用一般洗涤方法除去,并使洗下的污垢不致在洗涤过程中回污的工艺过程。织物在穿着过程中,由于吸附空气中的尘埃和人体排泄物以及沾污而形成污垢。特别是合成纤维及其混纺织物,容易带静电吸附污垢,并由于表面亲水性差,洗涤中水不易渗透到纤维间隙,污垢难以除去。又因织物表面具亲油性,所以悬浮在洗涤液中的污垢很容易重新沾污到纤维表面,造成再沾污。增加合成纤维及其混纺织物易去污性的基本原理,是用化学方法增加纤维表面的亲水性,降低纤维与水之间的表面张力,最好是表面的亲水层润湿后能膨胀,从而产生机械力,使污垢能自动离去。其方法是在织物表面浸轧一层亲水性的高分子材料。易去污整理后,还可增加织物的抗静电性,穿着舒适,手感柔软,但织物的撕破强度有所下降。 欢迎相互交流纺织问题QQ:5577349
5.防霉防腐(rot ptoofing)
在湿热气候条件下,纺织品含有浆料和脂肪等物质时,微生物很容易繁殖,细菌、放线霉、霉菌所分泌的酶能把纤维分解为它们的食料而造成纤维损伤。防霉防腐整理一般是在纤维素纤维织物上施加化学防霉剂,以杀死或阻止微生物生长。为了防止纺织晶在贮藏过程中霉腐,可使用对产品色泽和染色牢度都无显著影响,对人体健康也比较安全的水杨酸等防霉剂处理。对于露天条件下使用的纤维素纤维纺织晶,可以用比较耐水洗淋的环烷酸铜盐类防霉剂进行浸轧处理。 欢迎相互交流纺织问题QQ:5577349
6.防蛀(moth proofing)
毛织物易受虫蛀,蛀虫的幼虫在生长的过程中是以毛纤维为食料的。最早的防蛀方法是在贮藏毛织物时放人樟脑或萘,利用它们升华产生的气体驱除蛀虫,防虫效力不高,且不持久。染整生产中最常用的防蛀整理是对毛织物进行化学处理,毒死蛀虫,或使羊毛纤维结构产生变化,不再是蛀虫的食粮,从而达到防蛀目的。现常用一些含氯的有机化合物为防蛀剂。其优点是五色无臭,对毛织物有针对性,比较耐洗又无损于毛织物的风格和服用性能,使用方便,对人体安全性高。
7.阻燃(flame—retardaning)
纺织品经过某些化学晶处理后遇火不易燃烧或一燃即熄,这种处理过程称为阻燃整理。纺织品的燃烧是一个非常复杂的过程,它们的易燃性除了纤维的化学组成以外还和织物结构以及织物上染料等物质的性质有关。阻燃剂通常为含有磷、氮、氯、溴、锑、硼等元素的化合物。其主要作用是:改变纤维着火时的反应过程,在燃烧条件下生成具有强烈脱水性的物质,使纤维碳化而不易产生可燃的挥发性物质,从而阻止火焰的蔓延。阻燃剂分解产生不可燃气体,从而稀释可燃性气体并起遮蔽空气作用或抑制火焰的燃烧。阻燃剂或其分解物熔融覆盖在纤维亡起遮蔽作用,使纤维不易燃烧或阻止碳化纤维继续氧化。欢迎相互交流纺织问题QQ:5577349
8.涂层(coating)
在织物表面涂覆或粘合一层高聚物材料,使其具有独特的外观或功能的工艺过程称之为涂层整理。经涂层整理的织物无论在质感还是性能方面往往给人以新材料之感。涂布的高聚物称为涂层剂(或浆),而粘合的高聚物称为薄膜。涂层整理的代表织物有防羽绒、防水透湿、遮光绝热、阻燃、导电以及仿皮革等织物。
染色和整理这两个工序机械油都不会与面料接触的,重金属超标不是因为这个。
一般布料与机械油接触基本上都是在织胚的时候产生的,染色前加除油工序,如果油没有除干净染色后粘有油渍的地方上色较浅,属于疵点。
另外重金属超标有几个方面:
织胚的原料纱线含有重金属,如银线,金线等
为达到某些效果在染整过程中添加助剂含有重金属,如银离子抗菌助剂
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1高分子化学和高分子物理基础
高分子物的基本概念。高分子物的分子量与聚合度。高分子物的分子量及分布:高分子分子量与其物理性能,高分子物分子量的涵义,高分子分子量的测定方法。高分子物的基本合成反应:逐步聚合反应,连锁聚合反应,共聚合反应。高分子物的结构层次。高分子的链结构:高分子链的近程结构和远程结构。高分子物的聚集态结构:分子间作用力,内聚能密度,聚集态和相态。高分子物聚集态结构模型,结晶的基本结构测定,取向的基本结构及其测定,高分子物的分子运动和热转变。高分子物的力学性质:高分子物力学性能的分类,高分子物的高弹性,高分子物的力学松弛特性¾粘弹性,高分子物的强迫高弹性与脆化,结晶高分子物拉伸过程的形变特性,高分子物的力学强度。高分子溶液:高分子溶液的特点,高分子溶液的性质与其浓度的关系,高分子物溶解热力学,高分子物的溶解过程及特点,高分子物溶剂选择。
2常用纺织纤维及其理化性能
纺织纤维与纺织品。纺织纤维的物理结构:纤维长度,纤维的细度及其表征方法,纤维的横截面及纵向形态结构,纤维的卷曲性能。纺织纤维的力学性质:纤维的拉伸性质,纤维的强度,纤维的伸长性,纤维的拉伸弹性,纤维的断裂功与耐磨性。纤维的弯曲性质、扭转性质和压缩性质。纤维的热学性质:比热容,导热性,耐热性。纤维的燃烧性:点燃温度和火焰最高温度,极限氧指数,燃烧特性。纤维的电学性质:纤维的导电性能,静电及消除。棉、毛、丝、麻、粘胶等纤维的结构:纤维大分子的一次结构(构型)、二次结构(构象)、聚集态结构;物理性能:纤维的吸湿现象及其表征,吸湿量的表示方法,纤维的溶胀与溶解。化学性质:酸、碱和氧化剂及铜氨溶液、光、热等作用情况。合成纤维的基础知识:合成纤维的共性,合成纤维与纺织品,合纤生产方法简述。涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、氨纶、维纶等合成纤维的基本组成物质和生产。形态结构和超分子结构。主要物理和化学性能。
3练漂
纺织品练漂加工的基本原理,典型工艺,主要加工用剂的性质;染整用水和表面活性剂的作用;棉织物练漂、丝光、棉针织物碱缩及液氨处理;苎麻、羊毛、蚕丝和化学纤维等练漂;合成纤维织物及其混纺织物的热定型。节能、节水前处理工艺及发展。
4染色
染色历史、定义、染色目的和要求。染色和着色。染色基本条件。染色方式(浸染、轧染)。上染过程:上染定义,上染过程和染色工艺过程,上染过程的几个阶段和影响因素,上染速率曲线、吸附等温线、吸附平衡、上染百分率、移染、匀染、透染。染料在溶液中的状态:染料的溶解和聚集,染料聚集反应及方式,染料聚集的原因和影响因素,染料聚集对上染的影响,测定聚集程度的方法。染色热力学基础:化学位、亲和力、直接性,染色热、染色熵和亲和力的关系,吸附等温线的类型(能斯忒、朗格缪尔、弗莱得利胥型),亲和力和活度的关系。染色动力学基础:上染速率,菲克扩散定律,扩散系数测定的基本方法,半染时间、扩散的温度效应,搅拌对扩散速率的影响,扩散边界层,染料在纤维中的扩散模型(孔道/自由体积扩散模型)。纺织品染色基本理论和方法、产品的质量要求,具有较牢固的染色专业理论基础和一定的生产工艺分析能力。染料的结构和染色性能,适用的纤维,染色牢度。不同类型染料的染色以及助剂的作用:棉用染料的染色、蛋白质纤维用染料的染色和合成纤维所用染料的染色的原理、工艺、控制及质量分析。
5印花
色浆组成和功用。色浆的基本要求和条件。常用印花糊料及其特性。印花糊料的基本条件和成糊过程。常用印花糊料。印花色浆的流变特性。各种织物印花方法。新型印花方法。
6整理
织物整理含义、整理目的、分类。整理发展概况。各类织物的一般整理要求和过程。机械整理:各种整理(定幅(拉幅),轧光、电光及轧纹,起毛、刷毛、剪毛,蒸呢、蒸绸)的目的、设备及工艺。一般化学整理:手感整理、柔软整理、硬挺整理、机械柔软整理;增白整理、荧光增白原理、常用荧光增白剂结构、性能;丝织物增重、丝鸣整理。防缩整理:缩水、缩水率、不同织物收缩情况;织物缩水机理分析、织缩、缩水率。防缩整理方法:松弛织物结构的整理(机械予缩整理)、几种常用防缩整理机、防缩原理;化学整理方法、采用交联剂或树脂初缩体处理。毛织物的防缩整理:毛织物一般缩水的控制方法;防毡缩方法:“减法”、“加法”防毡缩处理、用剂、原理及工艺。防皱整理:防皱整理含义、发展概况、折皱回复角、回复度定义;常用防皱整理剂及其与纤维素之间的反应,常用N-羟甲基酰胺类化合物的结构、名称及主要性能,羟甲基化反应历程,影响羟甲基化的因素,纤维素对酰胺-甲醛整理剂的吸附,催化机理、催化剂种类及性能,酰胺-甲醛整理剂与纤维素的反应、影响因素、结合方式。整理后纺织品的质量:整理后纺织品的主要服用性能的变化:断裂强度、断裂延伸度、撕破强度、耐磨性;整理品的耐洗性:耐酸碱水解性、吸氯和氯损、甲醛的释放;其它整理方法:湿态、潮态交联、温和焙烘法、两次焙烘法、耐久压烫整理新工艺:泡沫整理、低甲醛和无甲醛整理。低甲醛和超低甲醛防皱整理,无甲醛防皱整理,毛织物的防皱及形态稳定整理。特种整理:防水、防污、阻燃整理及整理剂,整理原理、方法(工艺),纺织品后整理发展动态。
合成纤维(synthetics)是化学纤维的一种,是用合成高分子化合物做原料而制 合成纤维得的化学纤维的统称它以小分子的有机化合物为原料,经加聚反应或缩聚反应合成的线型有机高分子化合物,如聚丙烯腈、聚酯、聚酰胺等从纤维的分类可以看出 粘胶人造丝、醋酯人造丝、铜氨丝、天丝、莫代尔,这些都是以天然纤维素纤维(树皮、纸浆、废棉纱)为原料熔融纺丝、纺纱制造的,都是人造纤维。本质上来说,人造纤维与棉纱在化学成分上没有太大区别。
合成纤维和人造纤维,统称化学纤维,简称化纤。但是目前化纤一词逐渐在向合成纤维靠拢,民众通常所说的“化纤”,绝大多数情况都是指合成纤维。碳纤维:它属于化学纤维的一个类别碳纤维是复合材料 混合物 是含碳量高于90%的无机高分子纤维 可以就当作是碳 不过工业生产中会加入其他材料 本身没有固定化学式
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