纺织品染整学.pptx
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1、1纺织品整理学主目录纺织品整理学主目录第一章第一章 纺织纤维的结构和性能纺织纤维的结构和性能第二章第二章 水和表面活性剂水和表面活性剂第三章第三章 纺织品的印染前处理纺织品的印染前处理 第四章第四章 纺织品染色纺织品染色第五章第五章 纺织品印花纺织品印花第六章第六章 纺织品一般整理纺织品一般整理第七章第七章 纺织品功能整理纺织品功能整理序序言言第1页/共50页2纺织品染整学目的:使机织或针织坯布外观和使用性能改善,赋予纺织品使机织或针织坯布外观和使用性能改善,赋予纺织品特殊功能,提高纺织品附加价值。用于服装、装饰、工特殊功能,提高纺织品附加价值。用于服装、装饰、工农业、国防等各种用途。农业、国
2、防等各种用途。纺织品染整前预处理;纺织品染整学内容:染色/印花;后整理 一般整理、功能整理。染整原理化学或化学物理方法纺织品染整学要素:染整工艺操作步骤、参数,如:温 度、压力、试剂浓度、时间等 染整设备处理织物、实施工艺所用 的机器装备序序 言言第2页/共50页3第一章 纺织纤维的结构和性能纺织纤维的结构和性能要 点纤维有形态结构、超分子结构、分子结构层次,了解分子结构是纤维物性的纤维有形态结构、超分子结构、分子结构层次,了解分子结构是纤维物性的基础,但高级结构也对纤维物性起作用,有时是决定性作用。基础,但高级结构也对纤维物性起作用,有时是决定性作用。纤维结构与纤维的化学性能之间的关联纤维结
3、构与纤维的化学性能之间的关联纤维结构与纤维的物理性能之间的关联纤维结构与纤维的物理性能之间的关联第3页/共50页4纤维决定染整所用方法。因为大多数染料、助剂和功能试剂是与纤维分子相作用,因为大多数染料、助剂和功能试剂是与纤维分子相作用,将进入纤维内部或留置纤维表面与纤维产生结合作用。将进入纤维内部或留置纤维表面与纤维产生结合作用。纤维结构特点:纤维长度远大于其宽度,长度在厘米级、直径却只有微米级,属细长、有韧性和强度的材料。纤维自身的基本结构单元是高分子化合物,构成纤维的高分子化合物是分子量很大的、大约一万到数百万相对分子质量的长链线状分子,它们的直径在纳米级、长度在微米级,肉眼看不见,放大几
4、千倍后就象纤维那样呈细长形状。纤维中许多长链高分子集合在一起,有序、沿纤维轴向排列,形成了纤维内部结构。正是这种结构决定了纤维的化学和物理性质。第4页/共50页5纤维的结构层次:化学结构化学结构分子结构,纤维最小结分子结构,纤维最小结构元素(纳米、埃)构元素(纳米、埃)超分子结构超分子结构分子聚集体结构(超分子聚集体结构(超微观)微观)形态结构形态结构分子聚集体的聚集结构分子聚集体的聚集结构(微观)(微观)纤维纤维结构结构三个三个层次层次影响影响纤维纤维物化物化性能性能决定纤维物理化学性能第5页/共50页6第一节第一节 纤维的分子结构和化学性质纤维的分子结构和化学性质成纤成纤 高分子:高分子:
5、1 1)线性、长链的分子结构,即使有)线性、长链的分子结构,即使有侧基或支链,也比较短、小。侧基或支链,也比较短、小。2 2)以碳原子为主链的构成元素,因)以碳原子为主链的构成元素,因此大多数纤维高分子是有机高分子,此大多数纤维高分子是有机高分子,即有机纤维。即有机纤维。3 3)分子链有一定长度,分子间可以)分子链有一定长度,分子间可以达到高的相互作用而有强度。达到高的相互作用而有强度。染整关注:纤维高分子与水有无结合基团、与染料分子有无作用点、与整理剂等有无结合点,是共价键结合、离子键结合、氢键结合还是范得华作用力结合。第6页/共50页7例 如:棉纤维麻纤维聚乙烯纤维聚丙烯纤维分子结构差异大
6、,分子结构差异大,左左者所用染料和整理剂,者所用染料和整理剂,右者就无法使用右者就无法使用。超分子结构、形态结构不一样,染料结合虽同,染色工艺、效果不一样。第7页/共50页8一、纤维分类第8页/共50页9二、纤维素纤维的分子结构和化学性质纤维素分子结构式:结构特点:1)环上三个OH,反应活性点2)环间O,酸分解之,碱稳3)链端:有一隐-CHO,M低还原性4)链刚性,H-键多,强度高5)聚合度 第9页/共50页10(二)纤维素分子化学性质1、与酸作用酸促使苷键水解酸促使苷键水解:(反应式反应式)由纤维素分子由纤维素分子化学结构所决化学结构所决定,受超分子定,受超分子结构、形态结结构、形态结构影响
7、。构影响。第10页/共50页11 酸使纤维素纤维织物初始手感变硬酸使纤维素纤维织物初始手感变硬,然后强度严重然后强度严重下降。下降。纤维结构、酸的种类、作用时间、温度、纤维结构纤维结构、酸的种类、作用时间、温度、纤维结构影响水解反应速率。影响水解反应速率。生产上应用:含氯漂白剂漂白后,稀酸处理起进一步漂白作用;中和过剩碱;烂花、蝉翼等新颖印花处理。用酸注意:稀酸、低温、洗净,避免带酸干燥。酸作用情况:第11页/共50页122、与氧化剂作用纤维素氧化后分子断裂,基团氧化变化,织物强度损伤。纤维素氧化后分子断裂,基团氧化变化,织物强度损伤。纤维素分子对不同氧化剂作用有不同的敏感程度。纤维素分子对不
8、同氧化剂作用有不同的敏感程度。强氧化剂完全分解纤维素。中、低强度氧化剂在一定条件下强氧化剂完全分解纤维素。中、低强度氧化剂在一定条件下氧化分解纤维素能力弱,可用来漂白织物。注意:空气中氧化分解纤维素能力弱,可用来漂白织物。注意:空气中O O2 2在强碱、高温条件易氧化、脆损纤维素织物,应避免。在强碱、高温条件易氧化、脆损纤维素织物,应避免。氧化反应:氧化反应:Cell-OH+O Cell-CHO,Cell-C=O,Cell-COOH 还原型-CHO,=C=O,潜在损伤氧化纤维素:酸型-COOH注:纤维素分子对还原剂稳定。第12页/共50页13第13页/共50页14第14页/共50页153、与碱
9、作用 常温稀碱中稳定,浓碱中溶胀,高温稀碱有氧气易氧化、断裂苷键,强力下降。浓碱溶胀:各向异性、不可逆。纯水溶胀:异向溶胀:径向溶胀大,纵向小。碱中反应:纤维素分子(酸)与碱拟醇钠反应 C2H5OH+NaOH C2H5ONa+H2O Cell-OH+NaOH Cell-ONa+H2O ;or Cell-OHNaOH 虽然反应可逆,水洗除碱后,恢复纤维素分子;但反应可逆,水洗除碱后,恢复纤维素分子;但纤维素纤维高层次结构被变化、不可逆。纤维素纤维高层次结构被变化、不可逆。-是棉是棉织物丝光、碱缩处理的理论根据织物丝光、碱缩处理的理论根据。第15页/共50页164、纤维素分子其它反应A)酯化反应纤
10、维素分子与(羧)酸类物质反应生成酯:纤维素分子形成磷酸酯后能使织物具有阻燃性;与醋酸酐反应生成纤维素醋酸酯是制造人造纤维醋酯纤维的原料。第16页/共50页17B)醚化反应 纤维素分子与氯乙酸在碱性条件下的反应产物称羧甲基纤维素钠,可用作纺织浆料和增稠剂;与缩水甘油三甲基氯化铵反应后形成阳离子衍生物,使纤维素纤维织物在用阴离子染料染色和其它染料染色时上染率和染色牢度大为提高,同时兼有抗静电、抗菌、防霉等功效,用于难染色的苎麻纤维织物上尤其有效。第17页/共50页18C)加成反应纤维素分子与上述试剂反应后,氰乙基化产物使纤维素纤维织物具有纤维素分子与上述试剂反应后,氰乙基化产物使纤维素纤维织物具有
11、防腐性;防腐性;氨基甲酰乙基化产物使纤维素纤维织物对活性染料染色反应性提高;氨基甲酰乙基化产物使纤维素纤维织物对活性染料染色反应性提高;乙烯砜型加成产物其本身就是乙烯砜型活性染料染色反应时与纤维素乙烯砜型加成产物其本身就是乙烯砜型活性染料染色反应时与纤维素纤维进行共价键结合反应的一步。纤维进行共价键结合反应的一步。第18页/共50页19D)接枝反应 M:接上丙烯酸后,纤维素纤维织物就可接上丙烯酸后,纤维素纤维织物就可用阳离子染料染色和印花,耐洗牢度用阳离子染料染色和印花,耐洗牢度和颜色都有较好的效果。和颜色都有较好的效果。第19页/共50页20三、蛋白质纤维的分子结构和化学性质蛋白质分子构成的
12、纤维 天然人造动物植物蛋白质高分子的单元结构是氨基酸残基(下式左):-氨基酸 纤维蛋白质分子的构成主要有纤维蛋白质分子的构成主要有C、H、O、N、S五种元素。五种元素。第20页/共50页21蛋白质的三级结构*蛋白质分子中氨基酸序列结构称为蛋蛋白质分子中氨基酸序列结构称为蛋白质分子的一级结构白质分子的一级结构 、或初级结构、或初级结构:*蛋白质分子空间构象有几个层次,分别称为蛋白质的二级结构:螺旋、直链、无规线团第21页/共50页22蛋白质的第三级结构:多肽链侧基之间因氢键等相互作用使多肽链进一步盘旋和折叠,整个分子所形成的不规则的特定构象。血红素第22页/共50页23蛋白质分子副键:由分子主链
13、、侧基的极性或非极性基团、离子基团相互作用而成。由于副键数量众多而能稳定蛋白质分子空间构象。副键种类如下图:ssoHocNHoccooCH2NH3疏水键疏水键二硫键二硫键离子键离子键氢键氢键蛋白质副键图:COOCH2酯键酯键第23页/共50页24蛋白质分子的化学性质蛋白质两性性质:H+3N-P-COOH H2N-P-COOH H2N-P-COO-H+3N-P-COO-等电点:蛋白质分子上正、负电荷数量相等时溶液的蛋白质分子上正、负电荷数量相等时溶液的pHpH值,值,不会向电极移动。不会向电极移动。羊毛的:4.2-4.8,桑蚕丝的:3.5-5.2。等电点时纤维溶胀、溶解度最低。低pH值时:高pH
14、值时:酸碱浓度高、或盐多时,内外pH一致。H+OH-OH-H+pH内pH外pH内pH外-NH3+H+-COO-OH-第24页/共50页25羊毛分子反应2、与酸 耐酸,pH2-4沸染,H2SO4炭化除草。高浓酸,损伤羊毛:水解、氨离子化、离子键拆开。3、与碱 碱使羊毛严重损伤、变黄、溶解、含S降低:主链水解、氨基酸水解、离子键拆开、二硫键断开重接。CO CO CO CO CH-CH2-S-S-CH2-CH -CH-CH2-NH-(CH2)4-CH NH NH NH NH4、与还原剂 羊毛二硫键、离子键被还原剂断开,羊毛损伤5、与氧化剂 强氧化剂分解羊毛,中强氧化剂对羊毛有损伤作用,控制条件可漂白
15、羊毛:NaClO,H2O2OH-第25页/共50页266、蛋白质与其它物质作用 水:长时间高温条件下可发生水解作用 盐水:促进蛋白质纤维溶胀或溶解,浓的CaCl2、Ca(NO3)2处理蚕丝,会使纤维急剧收缩;碱式ZnCl2等溶液能使丝纤维溶解。改性反应:有羟基、酚羟基、羧基和氨基等(1)蚕丝纤维甲基化使丝活性基团变成不活泼基团,抑制丝泛黄,甲基化试剂为重氮甲烷(CH2N2):第26页/共50页27(2)蚕丝纤维酰基化可使丝弹性、绝缘性改善,吸蚕丝纤维酰基化可使丝弹性、绝缘性改善,吸湿性降低湿性降低(3)蚕丝甲醛交联可提高丝耐碱性、湿强度)蚕丝甲醛交联可提高丝耐碱性、湿强度:第27页/共50页2
16、8四、合成纤维的分子结构与化学性质聚对苯二甲酸乙二醇酯(聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)PET)。分子结构只有弱极性。分子结构只有弱极性基团,吸湿性差、染色性差。基团,吸湿性差、染色性差。-COO-酯基具有反应性,如水解;但苯基、亚乙基稳酯基具有反应性,如水解;但苯基、亚乙基稳定,故涤纶稳定性好。定,故涤纶稳定性好。-OCH2CH2O-具柔性,故可折具柔性,故可折叠。叠。分子线性、规整,分子聚集时容易紧密堆积(结晶),使纤维形状、强度好。涤纶分子结构涤纶分子结构:HO-CH2-CH2-O-C-C O-CH2-CH2-OHnOO第28页/共50页29涤纶高分子的化学性质 主要由酯基决定,在强酸、强
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- 纺织品 染整
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