染整实验报告.docx
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染整实验报告
化学化工与生物工程学院
染整工艺设计与试验报告
刖言
实验内容
第一部分:
无色部分
一、实验原理
二、实验工艺
三、实验内容
(1)棉织物前处理
(2)混纺织物前处理
(3)棉针织物前处理第二部分:
一、全棉平纹机织物染色
二、全棉针织物染色
三、棉/锦混纺染色
四、涤纶分散染料染色第三部分:
一、扎染
二、印花第四部分:
一、全棉平纹机织物防缩防皱整理二、织物上游离甲醛测定
三、全棉机织物柔软整理5、棉织物紫外线防护整理
参考文献
感想体会
引言
“染整工艺设计与试验”这门课程,是我们东华大学轻化工程专业的一大特色课程,它对提高我们学生的专业素质有很大的帮助。
本次大型试验通过让我们学生独立完成从坯布到染整成品加工的全过程,我
们自己制定配方、确定工艺过程,对不同阶段不同产品进行不同的处理以达到最后对产品的各种指标。
该试验拓宽了我们在专业领域的知识面,并让我们系统的消化、吸收并巩固所学专业染整知识,同时提高了染整工艺设计的能力和独立完成工作的能力。
本试验从全棉机针织、涤棉等不同织物坯布开始,依次经过前处理、染色、印花、后整理等一系列工艺流程。
前处理包括:
全棉织物前处理,涤棉织物前处理以及涤棉针织坯布的前处理;染色包括:
活性染料对棉丝光织物的染色、分散染料对涤纶织物的染色,以及生动有趣的艺术性扎染染色;印花囊括:
转移印花,静电植绒印花,烂花等;后整理包括:
柔软整理,抗紫外整理,抗皱整理等;与此同时我们还在其中穿插了织物坯布纤维成分的鉴定等试验。
(具体内容见一下正文部分)
此次大型试验把我们大学期间对专业实践的知识全部串连在一起,使我对染
整专业有了更加系统的掌握,同时生动有趣的试验内容更是让我对染整专业感兴趣!
这是一个极其有意义的试验课程!
实验内容
第一部分:
前处理
一、全棉平纹机织物前处理
实验原理
1:
退浆——机织物在织造时,经纱会反复受到摩擦力和张力的作用,导致纱线起毛断纱,为使制造加工得以顺利进行,通常在制造前要对织物实施上浆处理,而浆料的存在,会阻碍染化料像纤维内部的渗透,故在染整加工中,首先要对织物进行退浆。
退浆的方法主要有碱退浆和酶退浆两种,本实验采用的是碱退浆。
碱可使淀粉浆料、化学浆料等发生一系列程度的溶胀,使其有凝胶状态转化为溶胶状态,对纤维的附着力降低,在水洗的过程中,经水的冲刷作用浆料脱离纤维,从而达到退浆的目的,该法适用于大部分浆料的退浆。
2:
煮练——煮练主要是去除棉纤维上的伴生物,主要是果胶物质、棉籽壳、油脂、蜡质、含氮物质以及灰分,伴生物的主要成分是果胶中的钙盐、镁盐、甲酯的衍生物,高级一元脂肪醇、游离脂肪酸、蛋白质、硝酸盐、亚硝酸盐、木质素、半纤维素等。
在氢氧化钠的作用下,这些杂质大部分可以转化成水溶性的物质或皂化,皂化物质又可以乳化高级脂肪醇,最终是杂质脱落,。
煮练液中加入的高效精炼剂,具有优异的渗透、乳化、分散和螯合功能,是前处理中不可缺少的助剂。
去除棉纤维的杂质后,织物的吸湿性提高、重量下降,根据毛效和失重率可以测定棉织物的煮练效果。
3:
漂白——退煮布已去除大部分杂质,但天然色素和棉籽壳依然存在它们的存在会影响植物的白度、鲜艳度和色泽,因此需要漂白,另外棉织物的漂白还可去除天然色素,进一步提高织物的白度,满足漂白织物和浅色织物的加工要求漂白的方法主要有氧漂和氯漂两种,他们都是通过氧化反应,破坏色素的共轭体系达到漂白效果,但氯漂对环境污染严重且之后还要进行酸洗和脱氯,比较麻烦,本实验采用氧漂,但双氧水在有金属离子的存在下会迅速分解,因此要加入双氧水稳定剂。
①:
Naclo[OH-]条件下——clo-存在,通过取代反应作用于色素分子,打开共轭体系,达到漂白目的。
②:
H2O2[OH-]条件下一一[0-]存在,通过加成反应作用于色素分子,打开共轭体系,达到漂白目的。
白度值是评价织物漂白效果的重要指标,漂白后,织物的白度提高,但纤维会受到不同程度的损伤,由于氧化漂白的同时,纤维素纤维被氧化生成氧化纤维素纤维,氧化纤维素纤维具有较多的醛基,因此利用醛基的还原性来测定纤维素的氧化损伤强度,另外纤维受损也会造成织物强力下降,所以测定漂白前后织物的强力也可检验纤维受损的程度。
4:
增白——棉织物经漂白后织物的白度增加,但仍有一定的浅黄褐色,吸收蓝光,反射黄光,加入荧光增白剂,可以吸收紫外线,发出蓝紫光,与黄光混合成白光,增加白度,达到增白效果。
5:
丝光——织物在一定浓度的烧碱中,发生不可逆的剧烈溶胀,纵向的天然扭曲消失,在一定的张力条件下,纤维纵向变成十分光滑的圆柱体,对入射光的规则反射增加,结晶区减少,无定形区增大,在宏观上织物的尺寸稳定,表面光泽增强,对染料的吸附性能增加。
5.1:
钡值——钡值常用于评价棉纤维丝光后吸附性能提高的特性,他是利用丝
光和为丝光试样吸附氢氧化钡量的比值,再乘以100.钡值在150以上为充分丝
光;一般丝光要求钡值在135以上
5.2:
切片——通过丝光后纤维内部纤维细胞的变化来判断纤维的丝光效果。
5.3:
染色一一通过对丝光和未丝光的纤维进行染色,来判断纤维的丝光效果
实验工艺
2:
煮炼工艺
(1)工艺处方
NaoH:
1Og/L
精炼剂Sp-1:
4g/L
JAC:
2g/L
硅酸钠:
0.2g/L
浴比:
1:
40(维持浴比)
(2)工艺流程
配置工作液(精炼剂、NaoH依次放入)一投入退浆布一加热工作液至沸一保温
精炼120min-热水洗8次一冷水冲洗一漂白
(3)工艺流程图
入布
3:
漂白工艺
(1)工艺处方
H2O2:
4.5g/L
硅酸钠:
10g/L
PH:
10.5~11
浴比:
1:
30
(2)工艺流程
配置工作液一退煮布润湿挤干后投入一加热工作液至沸一保温漂白60min一冷
水冲洗——热水洗——冷水洗
(3)工艺流程图
4:
增白工艺
(1)工艺处方
增白剂:
0.4%
元明粉:
20%
浴比:
1:
40
(2)工艺流程
保温5
配置工作液(不加元明粉)-投入漂白布一加热工作液至40。
至150
(3)工艺流程图
5:
丝光工艺
(1)工艺处方
NaoH:
250g/L
(2)工艺流程
配置工作液一一将待处理布绷紧放入丝光槽中一一浸渍5分钟一一热水冲洗一
—冷水洗一一烘干
5.1:
钡值工艺
(1)处方
Ba(OH)2:
0.25mol/L
Hcl:
0.0994mol/L
(2)工艺流程
丝光前后试样各备一份分别剪成小于5mm直径的小碎片分别放入
110C的烘箱烘两个小时一一各准确称取2g,放入150ml锥形瓶中,加入30ml氢氧化钡溶液,放置两个小时,并不断摇动,一一分别从两个瓶中移取10ml
放入50ml锥形瓶中,加入酚酞指示剂,用Hcl滴定,平行做两次,计算钡值。
5.2:
切片工艺
(1)处方:
丝光和未丝光纤维束
(2)工艺流程
先制作纤维束切片,然后再将其制成玻片,放于纤维镜下观察。
5.3:
染色工艺
(1)处方:
5cmX5cm丝光和未丝光布各一块
0.3g直接铜盐蓝2R50ml+水50ml
(2)工艺流程
保温染
配液一一两块布一起润湿挤干放入工作液一一升温工作液至95C
色10分钟冷水洗净烘干
(3)
工艺流程图
实验数据
1、棉胚布前处理
白度:
53.4断裂强度:
1
633.4
347.3
2
653.7
328.6
3
551.4
332.2
平均
612.8
336.0
2、各项处理后的数据
(1):
退浆
布样
大块布
小块布
胚布重(g)
87.11
76.61
NaoH(g)
21.78
19.15
水(ml)
4355.5
3830.5
(2):
煮练
布样
大布
小布
胚布重(g)
87.11
76.61
NaoH(g)
43.56
38.30
精炼剂Sp-1(g)
17.42
15.32
硅酸钠
0.87
0.77
水(ml)
4355.5
3830.5
煮练过程中NaoH的消耗数据记录
T(min)
移取含NaoH液量
(ml)
HCl浓度
(mol/l)
HCl使用量
(ml)
0
10
0.0994
25.2
30
10
0.0994
23.9
60
10
0.0994
22.7
90
10
0.0994
21.8
120
10
0.0994
21.1
煮练开始时NaoH浓度=0.0994X27.8-10=0.25(mol/l)
煮练结束时NaoH浓度=0.0994X16.1-10=0.21(mol/l)
煮练中NaoH消耗率=1-0.21/0.25=16
煮练后布重:
76.37(大布)+68.85(小布)=145.22(g)
煮练后失重率=1-145.22/(87.11+76.61)=11.3%
煮练后毛效:
14cm
煮练后断裂强度:
编号
T
W
1
486.7
294.8
2
563.7
308.2
3
483.8
314.3
平均
511.4
305.8
3:
漂白
布重(g)
121.9
30%H2O2(g)
54.86
硅酸钠(g)
36.57
水(ml)
3657
漂白过程中H2O2的消耗
T(min)
移含H2O2液量
(ml)
加6N硫酸液量
KMnO4浓度
(N)
使用KMnO4液量
(ml)
0
5
10
1.1091
11.3
30
5
10
1.1091
8.05
60
5
10
1.1091
6.95
漂白过程中H2O2的消耗率=1-6.95/11.3=38.5%
漂白后白度:
84.5
漂白都断裂强度:
T
W
1
325.6
267.7
2
335.4
250.6
3
304.1
233.4
平均
321.7
250.6
断裂强度保留率:
4:
增白
T(%)
W(%)
52.5
74.6
布重(g)
3.23
VBL增白剂(g)
0.01615
元明粉(g)
0.646
水(ml)
129.2
增白后白度:
103
5:
丝光
布样(经*纬)(cm)
NaoH浓度(N)
丝光时间(min)
18*7
260
5
5.1:
丝光后钡值:
将丝光前后试样各准备两份,剪碎成小于5mm的碎片,105-110C烘2h,迅速放入干燥器中平衡至室温。
准确称取2g(精确至0.0002g),分别放入150ml带塞的锥形瓶中,加入30ml浓度为0.25mol/L的氢氧化钡溶液,浸2h,并不断摇动。
领取两个150ml带塞锥形瓶,加入30ml氢氧化钡溶液,放置2h,做空白试验用。
分别从每个锥形瓶中吸取10ml浸渍液放入50ml锥形瓶中,加数滴酚酞指示剂,用盐酸标准溶液滴定。
数据:
项目次序
1
2
3
平均
空白液消耗HCI量(ml)
22.6
22.0
22.0
22.2
未丝光液消耗HCI量
(ml)
20.01
20.0
20.02
20.01
丝光液消耗HCI量(ml)
18.22
18.20
18.42
18.28
HCl浓度(mol/L)
0.0994
钡值
179
VoV1
钡值=V0V2
其中:
V0空白液消耗盐酸标准溶液体积(ml)
Vi丝光液消耗盐酸标准溶液体积(ml)
V2未丝光液消耗盐酸标准溶液体积(ml)
5.2:
丝光后切片效果图
5.3:
丝光后染色效果(见贴样报告)
数据表格记录
棉胚布
煮练
白度
断裂强力(N)
失重率
%
断裂强力(N)
毛效
(cm)
NaoH用量
(N)
NaoH
消耗
率%
经
纬
经
纬
原
后
53.4
612.8
336.0
11.3
511.4
305.8
14
0.25
0.21
16
H2O2漂白
白度
%
H2O2
分解
率%
断裂强力(N)
断裂强力保留率%
经
纬
经
纬
84.5
38.5
321.7
250.6
52.5
74.6
丝光
增白
混纺组成
切片
钡值
染色
白度%
棉
179
103
锦纶
二、全棉针织物前处理
实验原理
1:
退浆一一机织物在织造时,经纱会反复受到摩擦力和张力的作用,导致纱线起毛断纱,为使制造加工得以顺利进行,通常在制造前要对织物实施上浆处理,而浆料的存在,会阻碍染化料像纤维内部的渗透,故在染整加工中,首先要对织物进行退浆。
退浆的方法主要有碱退浆和酶退浆两种,本实验采用的是碱退浆。
碱可使淀粉浆料、化学浆料等发生一系列程度的溶胀,使其有凝胶状态转化为溶胶状态,对纤维的附着力降低,在水洗的过程中,经水的冲刷作用浆料脱离纤维,从而达到退浆的目的,该法适用于大部分浆料的退浆。
2:
煮练一一煮练主要是去除棉纤维上的伴生物,主要是果胶物质、棉籽壳、油脂、蜡质、含氮物质以及灰分,伴生物的主要成分是果胶中的钙盐、镁盐、甲酯的衍生物,高级一元脂肪醇、游离脂肪酸、蛋白质、硝酸盐、亚硝酸盐、木质素、半纤维素等。
在氢氧化钠的作用下,这些杂质大部分可以转化成水溶性的物质或皂化,皂化物质又可以乳化高级脂肪醇,最终是杂质脱落,。
煮练液中加入的高效精炼剂,具有优异的渗透、乳化、分散和螯合功能,是前处理中不可缺少的助剂。
去除棉纤维的杂质后,织物的吸湿性提高、重量下降,根据毛效和失重率可以测定棉织物的煮练效果。
3:
漂白——退煮布已去除大部分杂质,但天然色素和棉籽壳依然存在它们的存
在会影响植物的白度、鲜艳度和色泽,因此需要漂白,另外棉织物的漂白还可去除天然色素,进一步提高织物的白度,满足漂白织物和浅色织物的加工要求漂白的方法主要有氧漂和氯漂两种,他们都是通过氧化反应,破坏色素的共轭体系达到漂白效果,但氯漂对环境污染严重且之后还要进行酸洗和脱氯,比较麻烦,本实验采用氧漂,但双氧水在有金属离子的存在下会迅速分解,因此要加入双氧水稳定剂。
①:
Naclo[OH-]条件下——clo-存在,通过取代反应作用于色素分子,打开共轭体系,达到漂白目的。
②:
H2O2[OH-]条件下一一[0-]存在,通过加成反应作用于色素分子,打开共轭体系,达到漂白目的。
白度值是评价织物漂白效果的重要指标,漂白后,织物的白度提高,但纤维会受到不同程度的损伤,由于氧化漂白的同时,纤维素纤维被氧化生成氧化纤维素纤维,氧化纤维素纤维具有较多的醛基,因此利用醛基的还原性来测定纤维素的氧化损伤强度,另外纤维受损也会造成织物强力下降,所以测定漂白前后织物的强力也可检验纤维受损的程度。
4:
增白——棉织物经漂白后织物的白度增加,但仍有一定的浅黄褐色,吸收蓝光,反射黄光,加入荧光增白剂,可以吸收紫外线,发出蓝紫光,与黄光混合成白光,增加白度,达到增白效果。
实验工艺
1:
退浆工艺
(1)工艺处方
NaoH:
5g/L
浴比:
1:
50(维持浴比)
(2)工艺流程
配置工作液一胚布润湿挤干后投入工作液一加热工作液至沸一保温15分(过程
中不断翻动坯布)-冷水冲洗一精炼
(3)工艺流程图
入布
2:
精炼工艺
(1)工艺处方
NaoH:
50%(o.w.f)
精炼剂Sp-1:
20%(o.w.f)
硅酸钠:
1%(o.w.f)
浴比:
1:
50(维持浴比)
(2)工艺流程
配置工作液(精炼剂、NaoH依次放入)一投入退浆布一加热工作液至沸一保温
精炼120min-热水洗8次一冷水冲洗一漂白
(3)工艺流程图
入布
3:
漂白工艺
(1)工艺处方
H2O2:
4.5g/L
硅酸钠:
10g/L
PH:
10.5~11
浴比:
1:
30
(2)工艺流程
配置工作液一退煮布润湿挤干后投入一加热工作液至沸一保温漂白60min一冷
水冲洗——热水洗——冷水洗
(3)工艺流程图
入布
4:
增白工艺
(1)工艺处方
增白剂:
0.5%
元明粉:
20%
浴比:
1:
40
(2)工艺流程
配置工作液(不加元明粉)-投入漂白布一加热工作液至40。
至150°――保温5
分钟一一加入元明粉一一继续保温15分一一冷水冲洗一一烘干
(3)工艺流程图
实验数据记录与处理
(1)胚布处理前的数据
白度:
51.0
毛效:
0cm
顶破强力:
477.6N
(2)各项处理后的数据
退浆
胚布重(g)
34.36
NaoH(g)
8.585
水(ml)
1717
煮练
胚布重(g)
34.36
NaoH(g)
17.18
精炼剂Sp-1(g)
6.872
硅酸钠
0.3436
水(ml)
1717
煮练过程中NaoH的消耗数据记录
T(m)
移取含NaoH液
量(ml)
HCl浓度(mol/l)
HCl使用量(ml)
0
10
0.0994
24.2
30
10
0.0994
21.5
60
10
0.0994
20.9
90
10
0.0994
20.3
120
10
0.0994
19.8
煮练中NaoH消耗率=1-19.8/24.2=18.2%
漂白
布重(g)
27.39
100%H2O2(g)
3.7
硅酸钠(g)
8.217
水(ml)
821.7
漂白过程中H2O2的消耗
T(m)
移含H2O2
液量(ml)
加6N硫酸
液量
KMnO4浓
度(N)
使用
KMnO4液
量(ml)
0
5
10
1.1091
11.0
30
5
10
1.1091
8.8
60
5
10
1.1091
7.2
漂白过程中H2O2的消耗率=1-7.2/11.0=34.6%
漂白后白度:
84.6
顶破强力:
420N
断裂强力保留率:
420.0/477.6=88%
增白
布重(g)
22.6
VBL增白剂(g)
0.113
元明粉(g)
4.52
水(ml)
940
增白后白度:
99.8
数据表格记录
棉针织胚布指标
前处理T/C机织布指标
毛效
白度%
顶破强
精炼烧
精炼后
H2O2
漂白后
(cm)
力(N)
碱含量
毛效
分解
白度
消耗
(cm)
率%
率%
0
51.0
477.6
18.2
20.5
34.6
84.6
T/C机织半制品扌曰标
增白后白度%
顶破强力(N)
顶破强力保留率%
99.8
420
88
三、涤棉平纹机织物前处理
实验原理
涤棉混纺织物的退煮漂一浴法工艺,就是将常规的退浆、煮练、漂白三步加工合并为一步完成,常常被成为短流程前处理工艺。
高效前处理助剂和新型前处理设备的开发为短流程前处理工艺的实现提供了保证,因而在现代纺织品前处理中被越来越广泛的使用。
在整个流程中,对前处理助剂要求较高,主要助剂是碱性溶剂和氧化剂。
涤棉一浴法加工半成品,其质量主要用毛细效应白度和织物断裂强力指标
进行考核和评价。
实验工艺
(1)退煮漂一浴法
①:
工艺处方
NaoH:
8g/L
H2O2:
5g/L
H2O2稳定剂:
3g/L
耐碱渗透剂JFC:
2g/L
高效精炼剂:
2g/L
浴比:
1:
30
②:
工艺流程
配工作液(不含H2O2)――加热工作液至80C――加入H2O2――胚布润湿挤干后投入工作液一一升温至95C并保温60分钟一一冷水洗一一热水洗一一冷水洗――烘干③:
工艺流程图
|加入H2O2
(2)增白
1:
工艺处方
增白剂:
0.5%
元明粉:
20%
浴比:
1:
40
2:
工艺流程
40。
到
—烘
配液(不加元明粉)一一胚布润湿挤干后投入工作液一一加热工作液至
50°――保温5分钟一一加入元明粉一一继续保温15分一一冷水冲洗
干
3:
工艺流程图
(3)热定型
原理:
热定形的主要目的是消除织物上已有的折痕、提高织物尺寸的热稳定性、形态稳定性,保证产品在使用和后续加工中不易产生难以消除的折痕。
热定形在一定程度上还能改善或改变织物的手感、强力、起毛起球和染色性能。
涤纶属热塑性纤维,在有张力作用下热处理时,大分子链段热运动加剧,并在作用力的方向上重排,使纤维内部完整性差的较小结晶体熔化,形成较大尺寸的结晶,从而使完整性和取向度提高,因而获得稳定的结构。
在张力一定的条件下,涤纶的定形效果主要受温度和时间的影响。
主要实验材料和仪器:
精炼后的涤棉织物定型机
实验工艺条件:
温度:
190C
时间:
50s
实验步骤:
剪取一定大小的涤棉织物,在调整好幅宽的定形机上,按工艺条件进行热定形。
实验数据记录及处理
(1)胚布处理前的数据
白度:
68.5
毛效:
1cm断裂强度:
T(N)
W(N)
1
795.3
439.3
2
948.3
430.5
3
768.0
442.8
平均
837.2
437.5
(2)—浴法处理理后的数据
胚布重(g)
101.82
100%NaoH(g)
24.44
H2O2(g)
15.273
H2O2稳定剂(g)
9.162
耐碱渗透剂JFC(g)
6.11
高效精炼剂(g)
6.11
水(ml)
3055
H2O2含量的变化
T(min)
移含H2O2液量
加6N硫酸
KMnO4浓
使用
(ml)
液量
度(N)
KMnO4液
量(ml)
0
5
10
1.1091
12.1
30
5
10
1.1091
10.2
60
5
10
1.1091
9.0
H2O2消耗率=1-9.0/12.1=25.5%
NaoH含量变化
T(m)
移取含NaoH液
量(ml)
HCl浓度(mol/l)
HCl使用量(ml)
0
10
0.0994
20.3
30
10
0.0994
17.9
60
10
0.0994
16.0
NaoH消耗率=1-16.0/20.3=21.3%
白度:
84
毛效:
16cm
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