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论文题目：

表面活性剂在棉麻及其混纺织物

染整加工中的应用

年级：

2007级应用化工技术

院系：

生物与环境工程学院

学生姓名：

胡素萍

指导教师：

陈则立

2010年6月

目录

第一章绪论1

1.1染整与棉织物概要1

1.1.1纤维与棉织物1

1.1.2染整概述2

1.2表面活性剂在纺织印染加工中的发展及应用3

1.3表面活性剂的结构、性质、类别和作用3

1.3.1表面活性剂的结构特征3

1.3.2表面活性剂的性质3

1.3.3表面活性剂的分类5

1.3.4表面活性剂的作用5

第二章表面活性剂在前处理加工中的应用6

2.1表面活性剂在前处理加工中的应用6

2.2退浆加工6

2.2.1碱退浆、酸退浆7

2.2.2酶退浆7

2.3煮炼加工7

2.3.1煮炼和煮炼剂7

2.3.2煮炼助剂8

2.4漂白加工8

2.4.1棉麻及其织物的漂白工艺8

2.5丝光加工9

2.6棉织物的前处理应用举例10

第三章表面活性剂在染色加工中的应用11

3.1染色助剂及其基本性能11

3.1.1匀染剂11

3.1.2固色剂11

3.1.4棉麻及其混纺织物的染色应用举例12

第四章表面活性剂在印花工艺中的应用12

4.1印花助剂及其基本性质12

4.1.1拔染剂12

4.1.2防染剂13

4.1.3印花糊料13

第五章表面活性剂在后整理加工中的应用13

5.1后整理对整理剂的基本要求13

5.2整理剂的大类品种14

5.2.1与润湿有关的整理14

5.2.2抗静电整理14

5.2.3柔软整理15

5.2.4防皱整理15

参考文献16

致谢17

摘要

印染行业是纺织品进行深加工、精加工和提高附加值的关键行业。

它在纤维原料、纺织和服装、服饰用品，产业用布之间起着桥梁和纽带作用；是纺织工业发展水平和技术的综合体现。

从我实习的天津天纺印染分公司所在的纺织工业园的规模可以看出，纺织在一个国家产业中占的重要地位。

染整加工大多数情况下是利用化学药剂进行湿加工的过程。

在纺织染整加工过程中，除使用染料药剂外，经常使用助剂，以提高产品质量并有助于加工的顺利进行。

在所有助剂中，表面活性剂是最常见和最重要的一类。

所在实习单位染整加工分为前处理、染色、印花、后整理四大部分。

表面活性剂在各道工序中分别起到不同作用。

表面活性剂素有“工业味精”之称是重要的精细化工产品之一。

表面活性剂有润湿、渗透、乳化、分散、洗涤等作用将棉织物赋予不同特性，大大增加染整产品的花色品种，提高产品质量和档次，赋予纺织物丰富的色彩和美观的图案、舒适的手感及满意的性能，一定程度上满足了消费者对纺织品的不同需求。

关键词：

染整加工表面活性剂棉织物煮炼整理

ABSTRACT

TextileprintingandDyeingindustryisadeepandpurefabricationandincreaseingtheaddedvalueofthekeyindustries.Itisontherawmaterials,textileandclothingandequipmentandtheclothofindustrialusingthatasthebridgesandtiesbetweentheroleofthetextileindustry.Dyeingindustryisthedevelopmentoftextileindustryandtechnologyofthecomprehensiveembodiment.FromonthescaleoftheTianjinTianfanginvestmentholdingCO.LTDprintinganddyeingbranchcanbeseenthatparkofthetextileindustrypark,thetextileindustrycountryhaveanimportantpositioninthecountry.

Dyeingandfinishingprocessinmostcasesistheuseofchemicalagentstowettheprocessingprocedure.Inthetextiledyeingandfinishingprocesses,besidesusingthedyepotionalsousingtheauxiliariestoimproveproductqualityandhelptoprocesssuccessfully.Alltheadditiveused,thesurface-activeagentisthemostcommonandthemostimportantone.

Inthedyeingandfinishingplant,dyeingandfinishingprocessinthetreatmentofpre-processingincludepre-processing,dyeing,printed,finishing,thefourmajorparts.surface-activeagentinthedifferentprocesshavethevarietyroles.Surface-activecalledby“monosodiumglutamate”playanimportanceroleinthefinechemicals.Surface-activeagentofawetting，permeatingemulsificating,scattering,washingandlaunderingmakingthedifferentcharacteristicsoftheproduct.Itincreasethedyeingandfinishinginmanyvarieties,improveproductqualityandelegancetotherichandbeautifulcolorsanddesigns,comfortableandsofttothesatisfactionofcertainextentfortheconsumertotextilesofthedifferentneeds.

Keywords：

dyeingandfinishingprocesssurfactantcottonwovenscouringagentfinishingprocess.

第一章绪论

1.1染整与棉织物概要

1.1.1纤维与棉织物

天然纤维大多是从生物体纺织材料直接间接从自然界、动植物上获取。

化学纤维主要以天然高聚物、人工合成高聚物为原料经化学、物理加工制成纺织纤维的[1]。

化学纤维制造过程如下图所示：

短纤维、芦苇、木材等高聚物

棉的化学组成如下：

（%）

纤维素

果胶物

水分

油脂物

水溶物

未知部分

94.00

1.14

1.13

0.63

1.30

0.90

从表中可以看出棉的纤维含量很高。

棉织物品种规格表示形式：

例：

C40*40/133*72C为纯棉cotton

分别为经纱支、纬纱支，经纱密度和纬纱密度。

公制支数（公支）：

公定回潮率下，质量为1g的纤维或纱线所具有的质量克数。

棉纤维的结构是中段最粗，梢部最细，根部居中。

显微镜下的剖视图如下：

可以看出棉纤维横截面干瘪腰形、有胞腔，纤维纵向扁平带状，有自然扭曲。

棉纤维的密度即纤维粗细程度可用分特数（dtex）来表示。

过去习惯用公制支数为细度指标。

纤维密度值越小，纤维越细，同样规格纱线内包含纤维的根数越多，成纱强力越大，纤维条干均匀性越好。

1.1.2染整概述

染整是借助化学、物理、物理化学或生物等作用赋予纤维、纱线和织物以色彩、光泽、手感及功能效果的加工过程。

染整工艺可分为练漂前处理、染色、印花和整理4个重要步骤。

各种不同的纤维经纺纱织布后得到的织物称为坯布（或原布），这种坯布常含大量的杂质，一般手感粗糙，色泽不够洁白，吸水性差[3]。

只有通过染整加工，赋予织物丰富的色彩、美观的图案、舒适的手感及满意的性能，才能成为广大消费者接受的纺织品。

这些纺织品有两大领域：

民用和产业用。

染整加工的对象主要是纤维织成的织物（也可对纱线、纤维直接进行），纤维有许多品种，如棉、麻、羊毛等天然纤维，涤纶、锦纶、腈纶等合成纤维，但由于它们的性能各不相同，织物也各有自己的特点，所以要做好染整加工就必须知道纤维的性能，依据纤维的特点确定不同加工工艺[2]。

染整加工的方法包括物理和化学的加工。

物理加工主要是利用湿、热、拉力、摩擦等改变织物、纱线和纤维的某些结构、功能和表面形态。

化学加工则是用各种化学试剂处理织物（纱线、纤维），常伴随某种化学反应。

用于染整加工的化学品主要有两大类；一是各种有颜色的物质---染料和颜料，它们为纺织品提供了丰富的色彩和图案；二是酸、碱、表面活性剂等，能够改善和提高织物的性能或利于染整加工的顺利进行[8]。

要生产出美观、舒适、有特殊功能的纺织品，必须经过染整加工过程。

一般染整加工有前处理、染色、印花、后整理四大部分。

例如所在实习的印染厂对棉织物的加工一般经练漂、染色、印花、整理等车间。

例如棉织物经不同工序生产出不同特点和用途的纺织品；生产出来的织物按色彩可分为漂白布、染色布和印花布，此外还可赋予一些防水、阻燃、防红外等特殊功能。

棉织物染整加工基本工序及其所对应的产品如下：

工序

产品

坯布-练漂-整理（加白）

漂白布

坯布-练漂-染色-整理

染色布

坯布-练漂-（染色）-印花-整理

印花布

1.2表面活性剂在纺织印染加工中的发展及应用

在纺织品印染加工中，除了使用染料、药剂外，还经常使用助剂，以提高从产品质量并有助于加工的顺利进行。

在所有助剂中表面活性剂是最常见和最重要的一类。

表面活性剂的功能主要表现在它能改变表（界）面的物理化学性质，从而产生一系列的应用性能。

表面活性剂素有“工业味精”之称，是重要的精细化工产品之一。

表面活性剂已渗透到包括纺织工业在内的一切工业技术部门。

成为人类日常生活不可缺少的消费品[4]。

表面活性剂的大发展始于一战期间，德国的巴斯夫（BASF）G公司制造了短链烷基磺酸（Nekal.BX）。

一战后，德IG公司又提供2个脂肪酸的缩合物，即胰加漂A与胰加漂T。

1920-1940期间，国际上大力发展各种表面活性剂,此后各种类型的表面活性剂不断增多，用途也扩大[7]。

1.3表面活性剂的结构、性质、类别和作用

1.3.1表面活性剂的结构特征

不管表面活性剂属于何种类型，它们的分子结构都有一个共同特点：

表面活性剂都是两亲化合物[17]。

分子结构由两部分组成：

易溶于水的具有亲水性的极性基团“亲水基”和另一部分不溶于水而易溶于油、有亲油性质的非极性基团“亲油基”或“疏水基”。

亲油基一般由长链烃基构成，结构上差别小。

亲水基部分基团种类繁多，差别很大。

如磺酸基-SO3,硫酸酯基-OSO3，羧酸基-COOH

等。

所以表面活性剂分子是由较长的碳氢链和较短极性基组成。

1.3.2表面活性剂的性质

表面活性剂的性质分为基本性质和附加性质。

表面活性剂的基本性质包括润湿、分散、增溶、起泡、消泡、洗涤、去污等[9]。

润湿是固体表面与液体接触时，原来的固气界面消失，形成新的固液表面的现象。

由于表面活性剂能降低水的表面张力，使水与固体的接触面θ变小，固体就容易被润湿和渗透。

乳化：

互不相溶的两种液体以微小粒子分散于另一种液体中的现象。

分散：

一种固体以微小粒子均匀分散于另一种液体中的现象。

表面活性剂被吸附于固体微粒表面，降低了固-液界面张力，阻止了固体微粒的再结合，稳定了固体微粒在液相中的分散作用。

对含表面活性剂的液体进行搅拌或鼓泡，是空气进入到液体中，则会形成气泡。

气泡是液体薄膜包围着一些气体，在液膜的内侧，表面活性剂的疏水基伸向气泡内部的空气，而在液膜的外侧，表面活性剂的疏水基向气泡外部的空气，因此气泡膜是双分子膜结构，双分子膜之间于一定的厚度和强度，容易起跑的表面活性剂所形成的气泡是比较稳定的。

有些表面活性剂不但不容易起泡，反而会削弱的气泡厚度和强度，起到消泡作用。

由于表面活性剂降低了水的表面张力，并产生润湿、分散、增溶、起泡、消泡等作用，这些作用联合起来并作用于被洗涤物，先经润湿、渗透使含表面活性剂的溶液进入被洗涤物的内部，削弱了污垢与被洗涤物之间的结力，再经机械的作用，把脱落下来的污垢进行乳化、分散于水中，最后经清水漂洗掉，从而起到洗涤去污的效果，洗涤去污的效果与表面活性剂的性能有关。

表面活性剂的附加性质包括润湿柔软性、杀菌性、抗静电性、匀染性、防水性等。

纤维织物使用了含有以表面活性剂为主要成分的纤维油剂后，由于表面活性剂的亲水基被纤维表面吸附，疏水基背离纤维表面而朝向空气，使纤维表面间的摩擦力降低，因而使人感到纤维柔软润滑。

作为润滑柔软剂的表面活性剂，其疏水基应具有较长的链烃结构。

例如柔软剂IS：

C17H35CONHCH2CH2N－CH2－

∣

H35C17C＋CH2CH3－COO-

￤/

NH

由于表面活性剂的存在增加了纤维的润滑性，降低了纤维的摩擦系数，使静电不容易产生，再加上表面活性剂的亲水性还能从空气中吸收一些水分，即便由于摩擦而产生少量静电，也由于这些水分的存在而使产生的静电容易传递到大气中去，从而避免了静电。

匀染（缓染）是防止印染工业中能使染料在纤维织物上均匀上色或延缓上色，并能使染料从纤维的重要区域转移至浅色区域的功能，这样一些纺织印染助剂就叫匀染剂或缓染剂。

纤维织物、纸张等表面常带有负电，由于一些阳离子表面活性剂由于电荷的相互作用，能吸附在纤维表面上，表面活性剂的疏水基朝外，在纤维表面上形成连续的放水膜，从而产生防水性。

1.3.3表面活性剂的分类

常用表面活性剂大致可分为阴离子、阳离子、非离子和两性型四大类。

阴离子表面活性剂一般由长烃链Cl0～C20及亲水基羧酸、磺酸、硫酸、磷酸等组成表面活性部分，在水溶液中带有阴离子电荷。

其中在工业应用中较为广泛的产品是磺酸盐和硫酸盐[5]。

阳离子表面活性剂含有一个或二个长链烃疏水基，并与一个或二个亲水基相连接。

在水溶液中离解为带有表面活性的阳离子和平衡阴离子。

根据其种类可分为季铵盐、胺盐和咪唑啉盐等，其中，其中以烷基季铵盐类最为重要。

阳离子表面活性剂近年来发展较快，用途日益扩大，重要性也愈来愈明显，现已作为织物柔软剂、染料固色剂、抗静电剂等在工业上广泛应用。

非离子表面活性剂不能在水溶液中离解为离子，因此，稳定性高，也不受酸、碱、盐所影响，相溶性较好。

根据分子结构不同可分为酯类、醚类、胺类和酰胺类等，其中以醚类最重要，如脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚。

两性表面活性剂在水溶液中同一分子上有一阴离子及一阳离子在分子内构成内盐，根据介质pH值的大小，它可以呈阴离子性质（碱性）或阳离子性质（酸性），在等电点时为中性。

两性表面活性剂与其它表面活性剂（阴、阳、非）混合时相溶性及协同作用很好，功能性较强，所以它在市场上的位置愈来愈明显，发展速度较快[6]。

从趋势来看，目前，国际上表面活性剂的发展倾向于生态安全、无环境污染、生物降解完全、功能性强、化学稳定性及热稳定性良好，而成本低的产品。

因此，来自动植物原料的“绿色’’原料受到重视，而高分子表面活性剂、仿生表面活性剂、反应性表面活性剂、元素表面活性剂及生物表面活性剂的开发又成了新的领域。

1.3.4表面活性剂的作用

织物比一般固体表面复杂得多。

织物中有许多毛细血管，毛细管中充满空气。

同时由于坯布上含有天然杂质如蜡状物质等，所以将水滴滴在坯布上，不能在纤维表面展开，更不能透入纤维内部。

若将含有少量渗透剂JFC等表面活性剂的水溶液滴在坯布上，则水滴很快在坯布上展开并渗透到坯布内部，把空气取代出去。

渗透作用就是借助于表面活性剂使水渗透到织物内部的作用，润湿作用和渗透作用相同。

两者可使用相同的表面活性剂，因而润湿剂也可称为渗透剂[18]。

润湿剂、渗透剂能促进水对织物的润湿和渗透，在印染工业中广泛应用于退浆、煮炼、丝光、漂白、染色、印花及后整理等各个工序。

主要是阴离子、非离子表面活性剂及其混合物。

常用有一下几种：

1）渗透剂JFC、脂肪醇聚氧已烯醚类化合物

2）渗透剂T，阴离子型，可溶于水，不耐强酸、强碱、还原剂、重金属。

主要用于棉纱染色、棉布煮炼

3）渗透剂BX，阴离子型，组成为二丁基本磺酸钠

4）丝光渗透剂MP，阴离子型，为脂肪醇硫酸酯化合物

染整工业常用的乳化剂主要是表面活性剂。

常用平平加O作油/水型乳化剂匀染剂[19]。

染整加工起泡作用有利有弊。

有利表现在泡沫对洗涤能起到辅助作用，稳定泡沫使泡沫上浆。

泡沫丝光、印花、整理等新型染整技术得以发展。

不利一面表现在染液色浆中的泡沫造成染色或印花疵病。

此时需加消泡剂破坏或抑制泡沫。

表面活性剂的洗涤作用是表面活性剂具有最大实际用途的基本特征。

广泛用于日常生活和染整加工及其他行业中。

洗涤剂广泛用于纺织印染各个工序。

如织物的煮炼、退浆、合纤油剂的去除、织物染色、印花后洗除未固色的染料及织物的后整理中。

随着合成洗涤工业的发展，一种或多种表面活性剂及助洗剂复配的合成洗涤剂被大量应用在各个相关行业。

柔软剂在织物后整理时改善手感，可使织物具有滑爽、柔软、丰满的手感。

柔软剂获得柔软效果主要因为柔软剂吸附在纤维表面后，防止纤维与纤维直接接触，降低了纤维与纤维间动摩擦力，减少织物与人体间的摩擦力，从而达到手感柔软爽滑。

柔软剂很少是单一化学结构的物质，多是有几种组分复而成，表面活性剂型柔软剂为其中一类。

第二章表面活性剂在前处理加工中的应用

2.1表面活性剂在前处理加工中的应用

未经染整加工的原色坯布除少量直接供应市场外，绝大多数是供给染整厂进一步加工成漂白布、染色布、印花布供消费者使用。

原布中含有大量的杂质，包括棉、麻纤维的天然共生物、合成纤维上的油剂、经纱上的浆料以及污垢等。

它们使布面手感粗糙、色泽不亮、吸水性差。

若要将原布加工为洁白、柔软的漂白布或色泽鲜艳坚牢的花、色布，必须对原色坯布进行充分、合理的前处理[14]。

前处理加工主要可以分纯物理加工和化学加工。

纯物理加工：

为去除布面绒毛的烧毛加工和为达到棉涤、麻涤尺寸稳定为目的稳定型加工。

化学加工则是用化学药剂、助剂在特定加工条件下，对坯布进行加工以达到所需的目的如退浆、漂白。

2.2退浆加工

织造时为减少段经，使织造顺利进行。

制造前一般要经过上浆处理，使浆纱中的纤维粘着抱合，在纱线表面形成一层坚韧薄膜，从而增加经纱强力和耐磨性。

给织造带来方便但给染整带来麻烦。

因为浆料的存在不仅会玷污工作液、或耗费染化料，甚至阻碍染化料与纤维的接触，使染整加工困难。

因此，织物在进行染整前，一般要经过退浆处理。

经纱上浆常用浆料有天然浆料和化学浆料两大类。

天然浆料包括淀粉和一些天然胶类如海藻胶。

化学浆料则有聚乙烯醇（PVA）、羧甲基纤维素（CMC）、聚丙烯酸酯类（PA）等。

根据不同浆料选用不同退浆方法。

常用退浆方法有碱、酸、酶以及氧化剂退浆等。

2.2.1碱退浆、酸退浆

这是印染厂常用的退浆方法。

碱退浆是使织物通过一定温度的碱液，这样一方面经纱上的浆料，不论是天然浆料淀粉还是化学浆料PVA、CMC,在热碱液作用下都会发生溶胀，以凝胶状态转变为溶胀状态，与纤维的粘着变松，浆料就比较容易从织物上洗脱下来。

另一方面则是某些浆料，例如CMC、PVA,在热碱液中的溶解性能较好。

再经水洗有良好的退浆效果。

酸退浆则是使织物在稀H2SO4中浸轧，使淀粉发生一定程度的水解，并转化成水溶性较好的产物，易从织物上洗去，获得良好的退浆效果。

为达到良好的退浆的效果。

酸碱退浆工艺均需加入一定量的渗透剂且必须耐酸或耐碱。

如渗透剂JFC为脂肪酸氧化乙烯醚，有良好的耐酸耐碱稳定性，是常用的碱退浆或酸退浆渗透剂。

2.2.2酶退浆

是使用对淀粉分解有催化作用的淀粉酶使淀粉浆料水解除去。

常用的酶退浆用酶有胰酶和BF-7658淀粉酶。

为使酶活性增加，可加入一定量的食盐。

另外，为促进退浆溶液渗透通过纤维的浆料达到纤维表面，使退浆作用均匀、快速的进行，并使浆料内蜡质等组分同时乳化或分散在溶液中而去除，在酶退浆时需加入少量表面活性剂。

对面活性剂在功能方面有一下要求①润湿②渗透③乳化④分散⑤净洗。

一般使用非离子表面活性剂，少数也使用阴离子表面活性剂或这两种活性剂的混合物。

酶退浆常用的活性剂有：

渗透型BX、渗透剂AP-810、leophenM。

2.3煮炼加工

2.3.1煮炼和煮炼剂

棉及棉型织物经退浆后，虽大部分浆料、油剂及小部分天然杂质已经除去，但仍有残留使布面色泽较黄，吸水性差。

因此，对棉及棉型织物来说退浆后还需进行除去天然杂质为主要目的的精炼，进一步降低织物的杂质含量，以利于后续加工的顺利进行，使织物获得良好的外观和吸水性，有效提高印染和整理效果[20]。

棉布的煮炼通常采用稀烧碱溶液作煮炼剂，烧碱在适当条件下和棉布上绝大部分天然杂质发生作用，并使他们转变为容易洗去的产物。

合成纤维不需煮炼，但和棉的混纺织物由于棉纤维杂质较多，仍需煮炼。

2.3.2煮炼助剂

在煮炼液中加入一些表面活性剂，可增强碱液对纤维的渗透作用，有助于提高精炼效果。

煮炼剂有以下作用：

①帮助碱液渗透到纤维内部②促进蜡状物的乳化③使已脱离纤维的杂质进一步乳化分散在煮炼浴内，防止重新附着与纤维上[10]。

煮炼助剂以渗透剂、润湿剂为主。

用作渗透剂和润湿剂的主要是阴离子型和非离子型表面活性剂。

在阴离子型表面活性剂中，作为煮炼润湿剂和渗透剂的主要磺基琥珀酸辛酯钠盐（AerosolOT）、十二烷基苯磺酸钠、月桂醇硫酸酯钠盐、烷基萘磺酸钠（NekalBX）。

非离子表面活性剂中作为润湿剂和渗透剂的主要有壬基酚或辛基酚氧化乙烯醚及碳链较短的脂肪醇聚氧已烯醚。

2.4漂白加工

织物退浆煮炼后，由于纤维上原有的天然色素、杂质有一小部分未被去净，同时纤维上的杂质在煮炼时变成褐色物，在煮炼液中又能重新部分吸收而不易洗去，因此织物在煮炼后仍稍带棕褐色。

为进一步除去纤维上残存的色素和杂质，使之色泽洁白，并使其在印花或染色后色光较鲜艳，就需进行漂白。

漂白就是纤维上的色素通过氧化或还原反应成为无色的物质的过程。

漂白工艺分为还原法和氧化法。

还原法一般使用保险粉，氧化法分氧漂和氯漂。

氯漂常用的漂白剂有次氯酸钠、次氯酸钙及亚氯酸钠等。

氧漂主要是双氧水、过硼酸钠等。

2.4.1棉麻及其织物的漂白工艺

棉织物的漂白常用次氯酸钠、亚氯酸钠和双氧水漂白。

漂白工艺中除使用漂白剂外，还常添加一些表面活性剂。

例如，漂白剂作用的活化剂，抑制漂白剂分解的稳定剂，渗透剂等。

双氧水漂白是使用最多的工艺。

双氧水漂白用到活化剂和稳定剂。

活化剂有碱