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前处理 Pretreatment

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www.gditt.edu.cn. 前处理 Pretreatment. 轻化工程系. 项目三 棉织物的前处理. 1. 2. 3. 4. 5. 退浆. 原布准备. 烧毛. 煮练. 漂白. 6. 7. 8. 9. 开轧烘. 增白. 丝光. 短流程. 任务. ◆. 任务三 退浆. 经纱上浆目的:增加经纱表面的光滑度,从而提高经纱的断裂强度和耐磨性能 ,减少断经。 经纱浆料:天然浆料 ( 淀粉、海藻酸钠 ) 、 变性浆料 ( 可溶性淀粉、羧甲基纤维素 ) - PowerPoint PPT Presentation

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Page 1: 前处理 Pretreatment

前处理前处理 PretreatmentPretreatment

轻化工程系轻化工程系

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Page 2: 前处理 Pretreatment

项目三 棉织物的前处理

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任务1

原布准备

2

烧毛3

退浆4

煮练5

漂白

6

增白7

开轧烘

8

丝光9

短流程

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任务三 退浆 经纱上浆目的:增加经纱表面的光滑度,从而提高经

纱的断裂强度和耐磨性能 ,减少断经。 经纱浆料:天然浆料 ( 淀粉、海藻酸钠 ) 、 变性浆料 ( 可溶性淀粉、羧甲基纤维素 )

合成浆料 ( 聚乙烯醇 PVA 、聚丙烯酸酯PA)

纯棉织物一般采用淀粉类天然浆料或天然浆料-合成浆料的混合浆 。

经纱上浆率 :一般上浆率为 4 %~ 8 %。 纱特细、密度大的织物,经纱上浆率较高,如府绸类

可高达 8 %~ 14 %、 线织物一般不上浆或上浆率在 1%以下。 针织物一般不上浆。

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经纱上浆对染整加工的影响:它不仅影响织物的润湿渗透性,阻碍染料、化学药品和纤维的接触,增大染化料的耗用量,增加练漂加工的负担,而且还会造成印染疵病,影响印染产品质量。

结论: 棉织物在煮练、漂白前一般都要进行退浆处理。 退浆的目的: 去除坯布上的大部分浆料及少部分天然杂质,以

利后加工的进行,保证印染产品的质量。

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一、常用浆料及其性能 1. 淀粉 淀粉是由 α-葡萄糖通过 1 , 4 -苷键连接而成

的链状化合物,其分子式为 (C6H10O5)n。 淀粉按其分子结构不同分为直链淀粉和支链淀粉。 直链淀粉的聚合度较低,约为 200 ~ 1000 。 支链淀粉的聚合度较高,大约在 600 ~ 6000 ,其

结构较直链淀粉复杂。

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直链淀粉

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支链淀粉

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淀粉的主要性能: 直链淀粉微溶于水,遇碘呈深蓝色;支链淀粉则

难溶于水,遇碘呈紫红色。 实用中常因直链淀粉和支链淀粉的混合物特征,

显色较为复杂不易判别,故在具体区别时可选直链淀粉作碘显色参照。

直链淀粉遇碘呈深蓝色 支链淀粉遇碘呈紫红色

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热水中发生膨化,直链淀粉溶液黏度较小,支链淀粉溶液黏度较大。

低温下,在烧碱溶液中发生剧烈膨化。 思考:直链淀粉和支链淀粉哪种比较容易退除?

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高温及有氧存在时,碱能使淀粉分子链中的苷键断裂,聚合度降低,黏度下降。

苷键遇酸发生水解,形成分子量较小、黏度较低和溶解度较高的可溶性淀粉、糊精等中间产物,最后水解成葡萄糖。

淀粉遇氧化剂会被氧化分解。 淀粉易被淀粉酶水解。

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AA酶退浆

BB碱退浆

CC酸退浆

DD氧化退浆

淀粉退浆方法

淀粉退浆方法

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2 .聚乙烯醇 (PVA)— 一种典型水溶性合成高分子物 。 结构:

性能: 聚乙烯醇一般为白色或微黄色粉末状或纤维状固体。 有一定的水溶性,其水溶性随聚合度的增大而下降;

黏度随聚合度、浓度的升高而升高,随温度的升高而降低。

CH2 CHn

OH

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对酸碱的作用比较稳定,不致发生降解。 遇氧化剂被氧化而降解,形成黏度较低、分子量

较小的产物,经剧烈氧化后的产物是二氧化碳和水。 在高温作用下,聚乙烯醇的物理状态或性能发生

变化,水溶性降低,如果条件剧烈甚至使羟基之间发生脱水反应,使溶解度进一步下降。

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聚乙烯醇的退浆方法

热水退浆

碱退浆

氧化剂退浆

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3 .聚丙烯酸类 (PA)— 聚丙烯酸类是一类水溶性优良的合成高分子物,是丙烯酸类单体的均聚物、共聚物或共混物的总称。

生产上常用的丙烯酸类浆料是含固量约在 15%~ 50 %的水分散性乳液或溶液,呈白色或带蓝光的乳白色胶体状。

O

ONa

O

ONaO

O

n

ONaONa

聚丙烯酸钠

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主要性能: 具有一定的水溶性。 对酸较稳定。 对碱很不稳定 。 在双氧水的作用下可发生降解。 退浆方法: 碱退浆、双氧水退浆。

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4 .羧甲基纤维素 (CMC)— 一种水溶性阴离子型线形高分子化合物,由纤维素和一氯醋酸在烧碱存在下经醚化反应而得。

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主要性能:外观为白色粉状或纤维状,无毒、无味。 其水溶性主要取决于聚合度和醚化度的大小,有的能

溶于水,有的仅能溶于碱。 低黏度的 CMC 能溶于水,并形成透明的黏糊状。 热碱能使 CMC 膨化。 氧化剂能使 CMC 降解。 有良好的混溶性,增稠效果好,所以常与其他浆料混

合使用。 退浆方法: 热水退浆、碱退浆和氧化剂退浆。

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二、常用退浆方法与工艺

棉织物常用的退浆方法主要有酶退浆、碱退浆、氧化剂退浆和酸退浆。在实际生产中,可根据织物品种、浆料组成、退浆要求和设备条件等选用适当的退浆方法。

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1 .酶退浆 酶—具有特殊催化能力的蛋白质。 酶的催化特点 :催化专一性强(一种酶只能催化一种或一类反应)。催化效率很高。催化条件缓和。运用工艺环保。

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酶的种类:酶的种类繁多,分类也有多种方法。 根据酶的来源不同分为动物酶、植物酶和微生物酶。 按其催化作用的性质分为氧化还原酶、水解酶、裂解

酶、转移酶等。 淀粉酶:对淀粉水解具有催化作用的酶。 淀粉酶又分为两种: α-淀粉酶和 β-淀粉酶。

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α-淀粉酶能催化水解淀粉分子链中任意位置的 α-苷键,迅速形成糊精、麦芽糖和葡萄糖等水解产物。 α-淀粉酶有很强的液化能力,因此又称为液化酶或糊精化酶。

β-淀粉酶只能从淀粉分子链的非还原性末端作用于 α- 1 , 4 -苷键,逐步水解生成麦芽糖和葡萄糖,而对支链淀粉分支处的 α- 1 , 6 -苷键不起作用,因而淀粉的黏度下降不如前者快,但形成的葡萄糖累积量较大,淀粉液的还原能力上升快,所以又称糖化酶。

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实际生产中,应用于退浆的淀粉酶主要是 α-淀粉酶,并以 BF - 7658 淀粉酶和胰酶应用最广。

胰酶取自动物的胰腺。 BF - 7658 淀粉酶是从枯草杆菌中分泌出来的

细菌酶。

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淀粉酶的退浆原理: 淀粉大分子中的 α-苷键在 α-淀粉酶的催化作用

下发生水解断裂,生成相对分子量较小、黏度较低、溶解度较高的一些低分子化合物,然后经水洗后处理除去水解产物,从而达到退浆的目的。

淀粉酶用于退浆,就是改变了淀粉水解的反应过程,降低了活化能和增加了反应分子间的碰撞率,从而使淀粉的水解作用迅速进行。

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酶的催化能力: 通常用酶的活力(或转化率)表示。 活力是指一克酶粉或一毫升酶液在特定条件下( 60℃, pH 为 6.0 , 1h)转化淀粉的克数来表示。

BF - 7658 淀粉酶的活力为 2000 ,即一克淀粉酶在上述条件下可以转化淀粉 2000克。

胰酶的活力为 600 。

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影响淀粉酶催化作用的因素:①pH值: pH值对酶的活力及稳定性(指活性的保持程度)影响很大。

a. 淀粉酶 b.胰酶酶的活度、稳定性与 pH值的关系

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②温度 酶的活性即反应性随温度的升高而加强。 酶本身的稳定性却随温度的升高而下降。 酶的最适温度——酶的活力表现最高时的温度。 当温度超过最适温度后,酶的活力迅速下降。 临界失效温度——酶的活力在一小时内丧失一半时

的温度。 当温度超过临界失效温度,酶的活力丧失极快,所以酶有它的稳定温度范围。

稳定温度—指酶在该温度范围内是稳定的,不发生或极少发生失活现象。

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细菌淀粉酶的活力与温度的关系

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③活化剂与抑制剂 淀粉酶对淀粉的催化作用常受到一些药品的

影响而变得活泼或迟钝,这种现象叫活化 (激化 ) 或抑制 ( 阻化 ) ,这种化学药品称为活化剂(激化剂 ) 或抑制剂 ( 阻化剂 ) 。

某些金属离子和盐 (NaCl 和 CaCl2 ) 可以活化酶的反应。

而另一些重金属盐类如Fe3+ 、 Cu2+ 、 Hg2+ 、 Ag+ 、 Zn2+ 等离子的盐类则能使活化作用减弱。

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酶退浆工艺: 一般由四个工艺过程组成: 预水洗、浸轧或浸渍酶液、保温处理、水洗后处理

洗水预 浸酶

保温

水洗

预水洗

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①预水洗 作用:促使浆膜的溶胀,使酶液较好地渗透到

浆膜中去;去除织物上的防腐剂、酸性物质等杂质,有利于淀粉酶对淀粉浆的作用。

洗涤温度: 80 ~ 95℃

为提高预水洗的效果,可在洗液中加入适量的非离子表面活性剂。

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②浸酶(浸轧或浸渍酶液) 作用:使织物吸收酶液 主要工艺条件: 温度( T)和 pH 值——随酶制剂的性能不同

而不同 酶的浓度——与加工的方法有关,一般连续轧蒸法的酶浓度应高于堆置和轧卷法。

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③保温 作用:使酶在一定温度和时间条件下对淀粉进行充分

的水解。 方法:堆置法、汽蒸法、浸渍法或以其中二者结合。 主要工艺参数:温度和时间。 ④水洗 作用:洗去黏附在织物上的水解物及其杂质。

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酶退浆的特点:方法简便。退浆率高(可达 90 %)。退浆速率快。不损伤棉纤维。去除棉纤维共生物及淀粉以外的浆料效果差。

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2. 碱退浆 特点:适用性广,退浆率不高(一般约 50 %~ 70

%)。 原理: a)各种天然浆料以及合成浆料,在热碱溶液中都

会发生溶胀,从凝胶状态变为溶胶状态,与纤维的黏着变松,再经机械作用,就比较容易从织物上脱落下来;

b)某些浆料如羧甲基纤维素、聚乙烯醇等在热碱液中本身溶解度较高,再经水洗便可获得较好的退浆效果。

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工艺 堆置法:平幅轧碱 →堆置 →热水洗 →冷水洗汽蒸法:平幅轧碱 →汽蒸 →热水洗 →冷水洗

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3. 酸退浆 原理: 稀硫酸在适当条件下能使淀粉等浆料发生一定

程度的水解,转化为水溶性较高的产物,从而易从织物上洗去,达到退浆的目的。

特点: 对纤维素有一定的损伤—较少单独使用,常与

碱退浆或酶退浆联合进行。

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工艺:工艺流程: 碱退浆(或酶退浆)→水洗→脱水→轧酸→堆置→水洗

工艺条件:碱退浆或酶退浆工艺同前 硫酸 3 ~ 5g/L

轧酸温度 30℃

堆置时间 30 ~ 60min

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4 .氧化剂退浆 特点: 退浆迅速,退浆率较高,并兼有部分漂白作用,但对纤维素有一定的损伤。

原理: 碱性条件下,氧化剂使浆料氧化、降解,使其相

对分子质量降低,水溶性增大,再经水洗去除而达到退浆的目的。

常用氧化剂:过氧化氢、亚溴酸钠等。 氧化剂退浆多在碱性条件下进行,可以与煮练或

漂白同浴处理。

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( 1)过氧化氢退浆 不仅对聚乙烯醇( PVA)退浆有着独特的效果,

而且对天然浆料如木薯淀粉也有良好的作用。 双氧水-烧碱退浆可采用一浴法或二浴法。其退

浆工艺详见教材。

( 2)亚溴酸钠退浆 作用快速,退浆率较高,对浆料适用范围广。

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亚溴酸钠退浆工艺:

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三、织物上浆料的定性分析和退浆效果的评定 1 .织物上浆料的定性分析原理:以浆料所具有的颜色反应或沉淀反应为基础a)淀粉与碘作用可以形成一种蓝紫色的复合物; b ) PVA 在硼酸存在下,与碘作用形成一种蓝绿色

的络合物; c ) CMC 在中性条件下与一些重金属盐作用形成

不溶于水的沉淀物,再经酸化可以重新溶解。

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2 .退浆效果的评定 主要评定指标:退浆率

退浆率 ( % )=

生产上一般要求退浆率在 80 %以上。

100%退浆前织物含浆率

浆后织物含浆率退浆前织物含浆率-退

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思考: 1 浆料的作用及常用浆料的品种? 2 淀粉的基本性质? 3 退浆质量的评价方法及其测定?

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