牛仔布前處理染色一浴法工藝探討

1、五邑大學(xué)本科畢業(yè)論文摘 要本文主要對牛仔布前處理染色一浴法進行可行性研究。通過分析比較前處理后牛仔布的白度、毛效和強力以及還原染料染色后牛仔布的K/S值大小、摩擦牢度和皂洗牢度的高低，得到較佳雙氧水濃度、氫氧化鈉濃度、精煉劑濃度、還原劑濃度、還原染料用量、燒堿用量及處理時間。優(yōu)選適用于實際生產(chǎn)的一浴法工藝流程，并將一浴法、兩浴法和傳統(tǒng)工藝的性能作比較，從而達到現(xiàn)代生產(chǎn)實際所提倡的清潔生產(chǎn)、節(jié)能減排理念。關(guān)鍵詞 牛仔布；前處理；染色；一浴法；還原染料AbstractThe jeans pretreatment and dyeing in one-bath process was studied

2、in the paper. The preferred hydrogen peroxide solution concentration，the sodium hydroxide concentration，the refining agent concentration，the reducing agent concentration or dosage, the vat dye dosage ,the caustic soda dosage and time, which was obtained by analyzing and comparing the whiteness, the

3、capillary effect and the brute force after the jeans pretreatment and the K/S value, the colorfastness to crock and the laundering colorfastness of dyed jean with vat dyes. The best in one-bath process was selected to actual production, and the property of in one-bath process was compared to in two-

4、bath process and traditional craft. Consequently, the theory of the cleaner production and the conserve energy and cut emission were achieved.Key words jean; pretreatment and dyeing; in one-bath process; vat dye 27目錄摘 要IAbstractII第1章 緒論11.1課題研究的目的和意義11.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11.3主要研究內(nèi)容2第2章 理論部分32.1棉織物練漂和還原染料染色的傳統(tǒng)工

5、藝及其機理32.1.1 棉纖維的結(jié)構(gòu)和性能32.1.1.1棉纖維素32.1.1.2蠟狀物質(zhì)42.1.1.3果膠質(zhì)42.1.2還原染料的結(jié)構(gòu)42.1.3牛仔布前處理和還原染料染色工藝52.1.3.1前處理52.1.3.2還原染料染色過程52.1.4靛藍染料染色的注意事項62.2.牛仔布還原染料練染一浴的理論探討62.2.1 還原染料一浴法染色理論基礎(chǔ)62.2.2 牛仔布前處理和還原染料染色一浴法中的問題62.3 本章小結(jié)7第3章 實驗部分83.1實驗材料和儀器設(shè)備83.2測試方法83.3工藝流程93.3.1傳統(tǒng)工藝流程93.3.2兩浴法工藝流程93.3.3前處理和染色一浴法工藝流程93.4實驗內(nèi)

6、容93.4.1前處理工藝探討93.4.1.1 不同濃度的雙氧水對前處理性能的影響93.4.1.2 不同濃度氫氧化鈉對前處理性能的影響103.4.1.3不同的處理時間對前處理性能的影響103.4.1.4 精煉劑對前處理性能的影響113.4.1.5 不同濃度的精煉劑對前處理性能的影響113.4.2靛藍染料染色工藝113.4.2.1不同用量的靛藍染料對染色性能的影響113.4.2.2不同用量的保險粉對染色性能的影響123.4.2.3不同用量的燒堿對染色性能的影響123.4.2.4不同的處理時間對染色性能的影響133.5傳統(tǒng)工藝、兩浴法和一浴法的性能比較143.5.1 傳統(tǒng)工藝143.5.2 兩浴法工

7、藝143.5.3 一浴法工藝143.5.4 三種方法的性能比較143.6 本章小結(jié)14第4章 實驗結(jié)果與討論154.1 前處理工藝條件對其性能的影響154.1.1不同濃度的雙氧水對前處理性能的影響154.1.2 不同濃度的氫氧化鈉對前處理性能的影響164.1.3 不同處理時間對前處理性能的影響174.1.4 精煉劑對前處理性能的影響184.1.5不同濃度的精煉劑對前處理性能的影響194.2染色工藝條件對染色性能的影響204.2.1 不同用量的靛藍對染色性能的影響204.2.2 不同用量的保險粉對染色性能的影響214.2.3不同用量的燒堿對染色性能的影響214.2.4 不同處理時間對染色性能的影

8、響224.3前處理和靛藍染料染色一浴法、兩浴法和傳統(tǒng)工藝的染色效果比較224.4 經(jīng)濟效益分析234.5 本章小結(jié)24結(jié)論25參考文獻26致謝27第1章 緒論1.1課題研究的目的和意義清潔生產(chǎn)是一種全新的發(fā)展戰(zhàn)略，它借助于各種相關(guān)理論和技術(shù)，在產(chǎn)品的整個生命周期的各個環(huán)節(jié)采取“預(yù)防”措施，通過將生產(chǎn)技術(shù)、生產(chǎn)過程、經(jīng)營管理及產(chǎn)品等方面與物流、能量、信息等要素有機結(jié)合起來，并優(yōu)化運行方式，從而實現(xiàn)最小的環(huán)境影響、最少的資源、能源使用，最佳的管理模式以及最優(yōu)化的經(jīng)濟增長水平，達到節(jié)能減排的目的。更重要的是，環(huán)境作為經(jīng)濟的載體，良好的環(huán)境可更好地支撐經(jīng)濟的發(fā)展，并為社會經(jīng)濟活動提供所必須的資源和能源

9、，從而實現(xiàn)經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。隨著整個社會的發(fā)展和進步，人們對自然環(huán)境、資源的保護越來越重視，節(jié)能減排是目前生產(chǎn)所要面對的問題，如何在使用盡量低成本和減少污染的同時而又得到良好的質(zhì)量是我們迫切需要解決的問題。而在織物退煮漂和染色的時候，難免會產(chǎn)生成本和污染的問題。棉織物傳統(tǒng)染色工藝是退漿、煮練、漂白、染色一步步進行，穩(wěn)重、重演性好。但此工藝的缺點在于所需時間長，操作過程較為復(fù)雜，工作人員勞動量大，用水量大，耗能大，而且污水處理負(fù)擔(dān)非常重。隨著我國印染產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展以及近來國家政府對能源問題和環(huán)保問題的日益重視，工藝的簡化工作成了染整工作者的一個非常重要的課題。為了簡化棉機織物的染色工藝，人們先后

10、開發(fā)了前處理堿氧一浴處理法、冷軋堆等工藝技術(shù)。以上方法，雖然較好地簡化了工藝流程，縮短了時間，但仍因成本較高或工藝時間較長，以及一些工藝條件對染料和助劑選取的條件限制，在實際的生產(chǎn)使用過程中并不理想。因此國內(nèi)外印染工作者都在尋找一種能縮短工藝流程、簡化設(shè)備、降低能耗、保證質(zhì)量的辦法，即退煮漂染一浴法，該方法的最大優(yōu)點就在于：（1）產(chǎn)品質(zhì)量可達到或超過國標(biāo)；（2）流程短，效率高；（3）節(jié)約能源，符合環(huán)保要求。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀為解決傳統(tǒng)工藝的工藝流程長、效率低、能耗高等問題，人們一直進行著退煮漂一浴法的研究，這些研究主要有高級直接染料煮漂染一浴法中淺色染色的可行性研究，不但質(zhì)量提高，水電汽也節(jié)

11、省，同時產(chǎn)品（正品率）可得到很大提高；對退煮漂三合一前處理劑TL的研制2，從而實現(xiàn)退煮漂染一??；棉織物前處理染色一浴兩步法工藝的研究3，縮短了工藝流程，降低了生產(chǎn)成本，節(jié)省能源；棉機織物煮漂和活性染料染色一浴法工藝的探討4，除了染色的上染率稍低外，其染色成品在固著率、毛效、撕裂強度、干摩擦牢度、染色重現(xiàn)性等其他方面均能達到傳統(tǒng)染色法的基本要求，而且與傳統(tǒng)染色工藝相比較又具有節(jié)時、節(jié)能、節(jié)水、生產(chǎn)效率高、污水處理負(fù)擔(dān)輕等優(yōu)點。在以上研究的基礎(chǔ)上，加上牛仔布靛藍浸染工藝5中對溫度、濃度、染色時間、氧化時間、染色和氧化次數(shù)的試驗我們可以對牛仔布練染一浴進行可行性的研究和最佳工藝的探討。1.3主要研究

12、內(nèi)容本論文主要探討了牛仔布前處理和還原染料染色一浴法工藝。該工藝中退漿、煮練、漂白、還原染料染色過程在同一浴中完成。針對還原染料，解決前處理和還原染料同浴染色過程所產(chǎn)生的矛盾；并通過進一步的實驗分析與探討，確定牛仔布前處理和還原染料染色一浴法的最佳工藝條件。主要研究內(nèi)容包括：（1）牛仔布前處理和還原染料染色一浴法工藝條件（雙氧水濃度、堿劑濃度、精煉劑濃度、靛藍染料用量、保險粉用量、燒堿用量及時間等）對還原染料染色性能的影響。（2）牛仔布前處理和還原染料染色一浴法工藝的確定以及和兩浴法染色工藝、傳統(tǒng)染色工藝的性能比較。第2章 理論部分2.1棉織物練漂和還原染料染色的傳統(tǒng)工藝及其機理2.1.1 棉

13、纖維的結(jié)構(gòu)和性能棉纖維是從棉籽表皮上細(xì)胞突起生長而成的。每根棉纖維就是一個細(xì)胞，棉纖維的生長、發(fā)育分為纖維細(xì)胞延長生產(chǎn)和胞壁增厚兩個階段。成熟棉纖維組成成分如表2-1所示。棉纖維組織層次比較復(fù)雜，由內(nèi)到外，依次為中腔、次生胞壁、初生胞壁、角質(zhì)層。角質(zhì)層是棉纖維的最外層，主要有蠟質(zhì)、果膠質(zhì)和蛋白質(zhì)組成。角質(zhì)層是棉花生長過程中表面物質(zhì)硬化形成，因而具有疏水性。初生胞壁主要為纖維素的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，也包含一定量的蠟質(zhì)和果膠質(zhì)。初生胞壁很薄，約為30%，是堿處理或石磨處理的主要對象。次生胞壁是纖維的主體，約占纖維總量的90%以上，次生胞壁纖維素含量很高，雜質(zhì)含量較低。中腔大小與棉纖維胞壁厚度有關(guān)系，胞壁厚，

14、中腔就小，反之中腔就大，因而對同一棉纖維來說，胞壁的厚度和成熟度成反比。中腔內(nèi)含有細(xì)胞核殘余，殘余物質(zhì)有潔白和淺黃等顏色，這些決定了棉纖維的本色。表2-1成熟棉纖維組成（以絕對干燥纖維重量計算）成分含量（%）成分含量（%）纖維素94.0有機酸0.8蠟狀物質(zhì)0.6果膠質(zhì)0.9灰分1.2多糖類0.3含氮物質(zhì)1.3未定部分0.92.1.1.1棉纖維素(1)纖維素是一種多糖物質(zhì)，其分子主要是由很多葡萄糖?；B接起來的，分子式可寫成(C6H10O5)n。由于大分子具有多分散性，實際上纖維素是一個復(fù)雜同系物的混合物，式中n為聚合度。棉纖維的聚合度為600011000。(2)纖維素大分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)是由-d-

15、六環(huán)葡萄糖?；舜艘?-4甙鍵連接而成。纖維素分子中的葡萄糖?；嫌腥齻€自由存在的羥基，其中兩個是仲羥基，一個是伯羥基，具有一般醇的特性。化學(xué)性質(zhì)比較活潑，親核反應(yīng)比水強，可以與染料和水發(fā)生吸附、氧化、酯化、醚化、交聯(lián)和接枝等反應(yīng)，在酸性條件下容易發(fā)生水解反應(yīng)。(3)從纖維素纖維的形態(tài)和超分子結(jié)構(gòu)來看，在保持纖維狀態(tài)進行化學(xué)反應(yīng)時，具有反應(yīng)不均一的特征，染整加工所進行的化學(xué)反應(yīng)往往多屬于此類。這種現(xiàn)象主要與纖維的形態(tài)和超分子結(jié)構(gòu)的不均一性有關(guān)。纖維素纖維分子在纖維中組成原纖、晶區(qū)和無定型區(qū)，形成了特定的形態(tài)和超分子結(jié)構(gòu)。不同的試劑在不同的介質(zhì)中只能深入到纖維中某些區(qū)域，而不能到達纖維內(nèi)排列緊密

16、的晶區(qū)，造成各部分所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)程度不同。(4)從棉纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu)來看，棉纖維是一種細(xì)而長的物體。一根成熟棉纖維由梢部、中部和基部組成。棉纖維梢部圓形度最高，中部次之，基部最低；橫截面積為中部最大，基部次之，梢部最??；周長則梢部最小，中部和基部無明顯差異。一般纖維頂端封閉，中部略粗，兩端略細(xì)，纖維長度與寬度之比約為10003000倍。正常成熟的棉纖維，縱向外觀上具有天然轉(zhuǎn)曲，即棉纖維縱面呈不規(guī)則的而且沿纖維長度方向不斷改變轉(zhuǎn)向的螺旋形扭曲。天然轉(zhuǎn)曲是棉纖維所特有的縱向形態(tài)特征，在纖維鑒別中可以從天然轉(zhuǎn)曲這一特征將棉與其他纖維區(qū)別開來。天然轉(zhuǎn)曲一般以棉纖維單位長度(厘米)中扭轉(zhuǎn)半周(180&#

17、176;)的個數(shù)表示。細(xì)絨棉的轉(zhuǎn)曲數(shù)約為3965個/cm，比正常成熟的長絨棉少。正常成熟棉纖維的轉(zhuǎn)曲在纖維中部較多，梢部最少，成熟度低的棉纖維，則縱向呈薄帶狀，沒有或很少轉(zhuǎn)曲。過成熟的棉纖外觀呈棒狀，轉(zhuǎn)曲也少。天然轉(zhuǎn)曲使棉纖維具有一定的抱合力，有利于紡紗工藝過程的正常進行和成紗質(zhì)量的提高。但轉(zhuǎn)曲反向次數(shù)多的棉纖維強度較低。2.1.1.2蠟狀物質(zhì)蠟質(zhì)不溶于水，但能溶于有機溶劑，含量大約為0.50.6%。蠟狀物質(zhì)和果膠質(zhì)是造成天然棉纖維潤濕性差的主要原因，蠟狀物質(zhì)和脂肪存在于棉纖維的最外層，對內(nèi)部的纖維素起到了保護作用，同時也阻止了前處理時堿劑對基質(zhì)的可及性。2.1.1.3果膠質(zhì)果膠質(zhì)是一種由兩種

18、以上的單糖構(gòu)成的雜環(huán)多糖，它的基本結(jié)構(gòu)是聚半乳糖醛酸，可分為原果膠、過膠脂酸和果膠酸。棉織物中果膠質(zhì)的含量隨著棉纖維成熟度提高而降低。成熟的棉纖維果膠質(zhì)的含量低于0.91%，在不成熟的纖維中可高達6%。棉纖維中的果膠質(zhì)主要存在于纖維的初生胞壁中。果膠酸雖有大量的親水性的羥基和羧基，但是在棉纖維上果膠質(zhì)卻是以鈣鹽和鎂鹽的形式存在，因此果膠質(zhì)的親水性比纖維素要低，它的存在會影響棉纖維的吸水性，必須加以除去，否則會影響纖維的色澤和潤濕性，不利于后續(xù)的染色、印花等加工。2.1.2還原染料的結(jié)構(gòu)還原染料按化學(xué)結(jié)構(gòu)分為蒽醌類及其衍生物和靛類。本論文用的是還原染料中的靛藍染料，靛藍的分子結(jié)構(gòu)如圖2-1所示6

19、。圖2-1靛藍的分子結(jié)構(gòu)2.1.3牛仔布前處理和還原染料染色工藝2.1.3.1前處理牛仔布傳統(tǒng)的前處理工藝一般都要經(jīng)過退漿、煮練、漂白三個工序，工藝流程較長，可以除去棉纖維中的天然雜質(zhì)以及紡織過程中帶來的漿料等污物，獲得比較純凈的牛仔布，為后續(xù)印染加工做好準(zhǔn)備。(1)退漿是織物練漂的基礎(chǔ)，主要是為了去除原布上大部分的漿料，以利于煮練和漂白加工，另外也能去除部分天然雜質(zhì)。棉織物一般用淀粉或變形淀粉漿料與聚乙烯醇混合漿料上漿，由于漿膜包住了經(jīng)紗表面，影響了植物滲透性，阻礙染料等化學(xué)品與纖維接觸，漿料的存在會污染染液，耗用染料和助劑，甚至阻礙染料的上染，進而影響了印染產(chǎn)品的質(zhì)量，因此含有漿料的織物都

20、要進行退漿加工。常用的退漿劑及退漿工藝包括：酶退漿、堿退漿及氧化劑退漿。(2)煮練是棉織物前處理工藝中的一道主要工序。棉織物經(jīng)過退漿后，大部分的漿料、油劑及小部分天然雜質(zhì)已被去除，但棉纖維上的一些伴生物、棉籽殼及退漿后殘余漿料都必須通過煮練除去，從而使織物獲得良好的吸水性和一定的白度，以利于印染過程中染料的吸附、擴散。燒堿作為棉織物煮練過程的主要煮練劑，在較長時間加熱的作用下，可以與織物上各類雜質(zhì)作用使之除去。(3)經(jīng)過煮練后，雜質(zhì)明顯減少，吸水性有很大改善，已經(jīng)能夠滿足一些品種的加工要求，但由于纖維上還有天然色素存在，其外觀尚不夠潔白，需要進一步漂白。另外仍然有部分雜質(zhì)未能全部除去，因此必須

21、通過漂白劑的作用，來完全去除這些雜質(zhì)。常用的漂白工藝有：氯漂、氧漂以及亞漂。氧漂即使用雙氧水來漂白織物。過氧化氫是一種比較緩和、性能優(yōu)良的漂白劑，漂白出來的織物白度較高，而且比較穩(wěn)定，不易泛黃，漂白織物手感較好，纖維損傷較小。漂白過程中為了獲得良好的漂白效果，又不使纖維過度損傷，適當(dāng)加入適量的雙氧水穩(wěn)定劑，一般使用硅酸鈉?，F(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用于棉織物的漂白處理中。通過以上分析，我們知道要想在棉織物染色過程得到良好的透染就需要對織物進行精心的準(zhǔn)備，前處理就是一個重要的階段。2.1.3.2還原染料染色過程（1）染色過程：染料的還原,使不溶性還原染料轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄缘碾[色體；染料隱色體上染纖維；上染纖維的隱

22、色體經(jīng)氧化轉(zhuǎn)為原來不溶性的還原染料；皂洗處理,以獲得穩(wěn)定的色光和良好的染色牢度。（2）靛藍染料的染色機理：靛藍染料在氫氧化鈉和保險粉的作用下，還原成隱色體鈉鹽；染料還原后，由于鈉離子的供電子效應(yīng)，破壞了染料原來的共軛體系，顏色由深藍變成淺黃色，染色后通過氧化，又變回了原來的深藍色。（3）牛仔布靛藍染料染色的傳統(tǒng)工藝盡管能夠得到比較好的染色效果，但缺點在于所需時間長，操作過程較為復(fù)雜，工作人員勞動量大，用水量大，耗能大，而且污水處理負(fù)擔(dān)非常嚴(yán)重，完全不符合現(xiàn)在所提倡的清潔生產(chǎn)、節(jié)能減排的理念，有待改善。2.1.4靛藍染料染色的注意事項(1)靛藍染料的溶解一般用少量清水進行調(diào)漿，然后在含有保險粉的

23、溶液溶解。(2)溶解染料時需用軟水，硬水會使染料生成不溶性色淀，造成染料損失和坯布染成色斑等疵病。(3)保險粉和燒堿的用量要根據(jù)染液濃度、染料的染色性能、染色浴比等情況而定。如果用量太少，染料的還原和溶解不完全，造成染色不勻，染色后摩擦牢度較低，用量過多會造成上染率降低。(4)靛藍染料染色是靠濃度差上染的。當(dāng)紗線上的染料氧化后與染缸染液中染料隱色體不是同一種組分時，它就會再上染一次，因為紗線上的染料是氧化后的靛藍，染液中是靛藍隱色體鈉鹽，它們不是同一類組分，所以平衡就會向紗線移動，當(dāng)達到平衡后，它就不再上染，就是經(jīng)過這樣的氧化染色再氧化再染色，使紗線上的染料逐步增加，才能染成深色7。(5)靛藍

24、隱色體的擴散性能較差，在染色中染液對紗線的滲透能力弱，因此需在染液中加入適量的滲透劑，幫助增進滲透性能8。(6)染色后必須及時進行水洗，充分去除浮色。如果未經(jīng)清洗就進行氧化，會產(chǎn)生嚴(yán)重色斑。2.2.牛仔布還原染料練染一浴的理論探討2.2.1 還原染料一浴法染色理論基礎(chǔ)牛仔布的前處理和還原染料染色兩者的工藝條件差異不大。牛仔布前處理過程中，漂液呈堿性，而還原染料也是在堿性條件下染色，因此在這里彼此沒有沖突。但是采用前處理和染色一浴法仍會遇到一些問題。在前處理完畢后，漂液中仍殘留著一些雙氧水，對后面的染色就會造成一定的影響。為了解決前處理和染色的連續(xù)進行，加入一定的雙氧水消除劑把殘余的雙氧水去除，

25、盡量減少前處理后的殘液對后面的染色造成色斑等問題。同時殘余的消除劑也應(yīng)當(dāng)不會對染色造成影響。只要處理好前處理后染色前的殘留雙氧水問題以及選擇適當(dāng)?shù)碾p氧水消除劑，還原染料一浴法染色對于實際生產(chǎn)來說，完全是可以接受的。因此，從理論上說，采用前處理和染色一浴法染色的設(shè)想是可行的。2.2.2 牛仔布前處理和還原染料染色一浴法中的問題棉織物的前處理和染色在一浴中進行時，如何消除前處理過程在染浴中加入的雙氧水對染色的影響，成為本實驗需要首先考慮的問題。(1)棉織物的漂白過程大多數(shù)都是使用雙氧水來進行漂白。我們使用的30%雙氧水對熱比較穩(wěn)定，但通過加入適量的堿，可促使其進一步分解。雖然雙氧水的分解過程與所加

26、堿成比例關(guān)系，但是必須控制堿的加入量。在整個漂白過程中，雙氧水和氫氧化鈉在高溫下極不穩(wěn)定：一方面會生成大量的羥基自由基，降低纖維素的聚合度，損傷棉纖維；另一方面也會有大量未參與漂白反應(yīng)的雙氧水白白浪費掉。因此在染浴中加入穩(wěn)定劑是必須的，主要的作用是降低雙氧水的分解率，充分發(fā)揮有效氧的效率，并避免產(chǎn)生污斑。(2)在牛仔布的前處理和靛藍染料染色一浴法的合理化過程中，所使用的雙氧水漂白劑在產(chǎn)生有效作用后，如何從染浴中將其去除，而且不會產(chǎn)生什么后續(xù)問題，這是關(guān)鍵。雙氧水的分解可以采用還原劑還原。考慮到靛藍染料染色需要使用保險粉去還原染料，因此在中和雙氧水時使用保險粉。另外，我們要注意加入還原劑的量，每

27、次雙氧水剩余的量都不盡相同，還原劑的量無論是多了還是少了都會對后續(xù)的染色有影響。還原劑的量少了雙氧水就會去除不凈，剩余的雙氧水就會消耗保險粉，影響染料還原，使染料還原不充分，進而導(dǎo)致染色不勻；如果還原劑的量多了，就會使染色不穩(wěn)定，使染料上染困難。2.3 本章小結(jié)本章介紹了棉織物練漂和還原染料染色的傳統(tǒng)工藝及其機理和牛仔布還原染料練染一浴的理論。通過分析，可以得到牛仔布前處理染色一浴法工藝是可行的，為實驗的進行做好充分的準(zhǔn)備。第3章 實驗部分3.1實驗材料和儀器設(shè)備（1）織物：牛仔布（2）染料：靛藍染料（3）化學(xué)藥劑：氫氧化鈉、30%雙氧水、硅酸鈉、平平加O、滲透劑JFC、精煉劑、靛藍、連二亞硫

28、酸鈉（保險粉）、肥皂、無水碳酸鈉。（4）實驗儀器和設(shè)備：燒杯、錐形瓶、吸液管、洗耳球、剪刀、鋼尺、藥匙、PH試紙、溫度計、玻璃棒、量筒、電子天平、HH6數(shù)顯恒溫水浴鍋、WSB-V智能白度測定儀、織物毛細(xì)效應(yīng)儀、YG026PC型織物強力機、Color Eye7000A 測色配色儀、AD-12型常溫小樣染色機、Y571L染色摩擦牢度測試儀、Model SW耐洗牢度試驗機。3.2測試方法（1）白度的測定：使用WSB-V智能白度測定儀，打開電源，放上黑筒按校零，顯示屏上顯示倒數(shù)120秒后出現(xiàn)0.0，取下黑筒放上工作白板，按校零，顯示屏上顯示當(dāng)前工作白板的白度，把前處理后的布樣對折，放在指定的位置測試，

29、然后讀數(shù)，測布樣不同的位置三次，取其平均值。（2）毛細(xì)效應(yīng)的測定：按要求設(shè)置溫度取25cmX2cm前處理后的布樣，用小夾子夾住布樣的一端，把布樣放到水中，水面剛好浸過小夾子，測量水在30min后沿棉織物所上升的高度，然后讀數(shù)，測不同位置的布樣兩次，取其平均值。（3）強力的測定：使用溫州方圓儀器有限公司生產(chǎn)的“YG026PC型織物強力機”進行測試，取15cmX5cm的前處理后的布樣在YG026PC型織物強力機上拉伸，測試其斷裂強力，其中試樣夾持距離為75mm，測試不同位置的布樣兩次，取其平均值。（4）表面染色深度（K/S值）的測定：K/S即表面深度。表面深度是指不透明固體物質(zhì)的顏色給予人們的直觀

30、深度感覺。K/S越大，表示顏色越深，即染料的上染百分率較好；K/S越小，表示顏色越淺，即染料的上染百分率較差。使用Color Eye7000A 測色配色儀，分別在布樣3個不同點測試K/S值，取其平均值。（5）耐摩擦色牢度的測定：使用Y571L染色摩擦牢度測試儀測其耐摩擦色牢度，其操作程序如下：（1）用夾緊裝置將試樣固定在試驗機上，使試樣的長度方向與儀器的動程方向一致。（2）干摩擦：將干摩擦布固定在試驗機的摩擦頭上，使摩擦布的橫向與摩擦頭運行方向成45度角，在干摩擦試樣的縱向方向上，在10秒內(nèi)摩擦10次，往復(fù)動程為 10cm，垂直壓力為9N。（3）濕摩擦：更換試樣，用濕摩擦布按(2)中所述重復(fù)操

31、作，濕摩擦布必須用三級水潤濕，并放在滴水網(wǎng)上或使用軋液裝置，使其含水量在95%105%，摩擦結(jié)束后，在室溫下晾干。（4）去除摩擦布上的試樣纖維。（5）評定摩擦布上的沾色級數(shù)：用GB251- 1995沾色用灰色樣卡評定。（6）皂洗牢度的測定：使用耐洗色牢度試驗機測其耐洗色牢度，按要求準(zhǔn)備布樣后，將試樣和鋼珠儀器放入不銹鋼容器，注入皂液，然后將試樣杯被蓋緊固；將試驗機工作室、預(yù)熱室注入蒸餾水，水位在工作室內(nèi)高低位刻度線之間，開啟電源，根據(jù)要求設(shè)置工作室、預(yù)熱室的溫度及試樣杯旋轉(zhuǎn)時間；將試樣杯均勻插入旋轉(zhuǎn)軸各面插口，蓋上測試儀門蓋，按旋轉(zhuǎn)按鈕，試樣杯旋轉(zhuǎn)至設(shè)定時間自動停止，取出試樣，用冷水沖洗，懸掛

32、晾干；評級，對照灰色樣卡評定試樣的變色。3.3工藝流程3.3.1傳統(tǒng)工藝流程退煮漂白染色3.3.2兩浴法工藝流程前處理染色3.3.3前處理和染色一浴法工藝流程圖3-1 前處理和染色一浴法工藝流程圖3.4實驗內(nèi)容3.4.1前處理工藝探討3.4.1.1 不同濃度的雙氧水對前處理性能的影響（1）處理液的處方：氫氧化鈉：20 g / L 30%雙氧水（g / L）：1、2、4、8 硅酸鈉：2 g / L 平平加O：2 g / L 滲透劑JFC：2g/L浴比：1：30（2）工藝流程以及條件：首先把坯布放到95的水中預(yù)潤濕10min，然后在常溫下配制處理液（平平加O、硅酸鈉、氫氧化鈉、雙氧水、滲透劑JFC

33、），投入預(yù)潤濕后的坯布，升溫到80練漂60 min后再經(jīng)熱水洗和冷水洗，晾干。流程圖如圖3-2所示。圖3-2 前處理工藝流程圖3.4.1.2 不同濃度氫氧化鈉對前處理性能的影響（1）處理液的處方：氫氧化鈉（g / L）：4、8、12、16、20 30%雙氧水：1 g / L 硅酸鈉：2 g / L 平平加O：2 g / L 滲透劑JFC： 2g/L浴比：1：30（2）工藝流程以及條件：首先把坯布放到95的水中預(yù)潤濕10min，然后在常溫下配制處理液（平平加O、硅酸鈉、氫氧化鈉、雙氧水、滲透劑JFC），投入預(yù)潤濕后的坯布，升溫到80練漂60 min后再經(jīng)熱水洗和冷水洗，晾干。流程圖同圖3-2。3

34、.4.1.3不同的處理時間對前處理性能的影響（1）處理液的處方： 處理時間（min）：45，60，75，90氫氧化鈉： 12g / L 30%雙氧水： 1g / L 硅酸鈉：2 g / L平平加O：2 g / L滲透劑JFC：2g/L浴比：1：30（2）工藝流程以及條件：首先把坯布放到95的水中預(yù)潤濕10min，然后在常溫下配制處理液（平平加O、硅酸鈉、氫氧化鈉、雙氧水、滲透劑JFC），投入預(yù)潤濕后的坯布，升溫到80在不同的時間練漂后再經(jīng)熱水洗和冷水洗，晾干。流程圖同圖3-2。3.4.1.4 精煉劑對前處理性能的影響（1）處理液的處方： 處理時間： 60min 氫氧化鈉： 12g / L 30

35、%雙氧水： 1g / L 硅酸鈉： 2 g / L 平平加O： 2 g / L滲透劑JFC： 2g/L精煉劑： 2 g / L浴比： 1：30（2）工藝流程以及條件：首先把坯布放到95的水中預(yù)潤濕10min，然后在常溫下配制處理液（平平加O、硅酸鈉、氫氧化鈉、雙氧水、滲透劑JFC、精煉劑），投入預(yù)潤濕后的坯布，升溫到80練漂60min后再經(jīng)熱水洗和冷水洗，晾干。流程圖同圖3-2。3.4.1.5 不同濃度的精煉劑對前處理性能的影響（1）處理液的處方： 處理時間： 60min 氫氧化鈉： 12g / L 30%雙氧水： 1g / L 硅酸鈉： 2 g / L 平平加O： 2 g / L 滲透劑JF

36、C： 2g/L 精煉劑（g / L）：1、2、3、4 浴比：1：30（2）工藝流程以及條件：首先把坯布放到95的水中預(yù)潤濕10min，然后在常溫下配制處理液（平平加O、硅酸鈉、氫氧化鈉、雙氧水、滲透劑JFC、精煉劑），投入預(yù)潤濕后的坯布，升溫到80練漂60min后再經(jīng)熱水洗和冷水洗，晾干。流程圖同圖3-2。3.4.2靛藍染料染色工藝3.4.2.1不同用量的靛藍染料對染色性能的影響（1）染液處方：靛藍（owf，%）： 1、1.5、2、2.5、3 保險粉（owf，%）：1.65 燒堿（owf，%）： 1.525浴比：1：30皂煮處方： 工業(yè)皂： 4 g / L 無水碳酸鈉： 2 g / L 溫度：

37、 90 時間： 10min 浴比： 1：30（2）工藝流程以及條件：把經(jīng)過最優(yōu)前處理工藝處理的牛仔布放到95的水中預(yù)潤濕10min，然后在80的水中加入保險粉，同時靛藍染料加入少量的水進行調(diào)漿后，倒入保險粉溶液中，最后加入燒堿還原10分鐘；接著將充分還原后的靛藍染料放到常溫的水浴鍋中降溫至25，然后投入預(yù)潤濕后的牛仔布，并經(jīng)過7次浸染（15s）、氧化（3min）和10min的皂煮后，冷水洗，晾干。流程圖如圖3-3所示。圖3-3 染色流程圖3.4.2.2不同用量的保險粉對染色性能的影響（1）染液處方：靛藍（owf，%）： 2.5 保險粉（owf，%）：1、1.65、2 燒堿（owf，%）： 1.

38、525浴比： 1：30皂煮處方： 工業(yè)皂： 4 g / L 無水碳酸鈉：2g / L 溫度： 90 時間： 10min 浴比： 1：30（2）工藝流程以及條件：把經(jīng)過最優(yōu)前處理工藝處理的牛仔布放到95的水中預(yù)潤濕10min，然后在80的水中加入保險粉，同時靛藍染料加入少量的水進行調(diào)漿后，倒入保險粉溶液中，最后加入燒堿還原10分鐘；接著將充分還原后的靛藍染料放到常溫的水浴鍋中降溫至25，然后投入預(yù)潤濕后的牛仔布，并經(jīng)過7次浸染（15s）、氧化（3min）和10min的皂煮后，冷水洗，晾干。流程圖同圖3-3。3.4.2.3不同用量的燒堿對染色性能的影響（1）染液處方：靛藍（owf，%）：2.5 保

39、險粉（owf，%）：1.65 燒堿（owf，%）：1、1.525、2浴比：1：30皂煮處方：工業(yè)皂： 4 g / L 無水碳酸鈉：2 g / L 溫度： 90 時間： 10min 浴比： 1：30（2）工藝流程以及條件：把經(jīng)過最優(yōu)前處理工藝處理的牛仔布放到95的水中預(yù)潤濕10min，然后在80的水中加入保險粉，同時靛藍染料加入少量的水進行調(diào)漿后，倒入保險粉溶液中，最后加入燒堿還原10分鐘；接著將充分還原后的靛藍染料放到常溫的水浴鍋中降溫至25，然后投入預(yù)潤濕后的牛仔布，并經(jīng)過7次浸染（15s）、氧化（3min）和10min的皂煮后，冷水洗，晾干。流程圖同圖3-3。3.4.2.4不同的處理時間對

40、染色性能的影響（1）染液處方：靛藍（owf，%）： 2.5 保險粉（owf，%）：1.65 燒堿（owf，%）： 1.525浴比：1：3皂煮處方：工業(yè)皂： 4 g / L 無水碳酸鈉：2 g / L 溫度： 90 時間： 10min 浴比： 1：30（2）工藝流程以及條件：把經(jīng)過最優(yōu)前處理工藝處理的牛仔布放到95的水中預(yù)潤濕10min，然后在80的水中加入保險粉，同時靛藍染料加入少量的水進行調(diào)漿后，倒入保險粉溶液中，最后加入燒堿還原10分鐘；接著將充分還原后的靛藍染料放到常溫的水浴鍋中降溫至25，然后投入預(yù)潤濕后的牛仔布，并經(jīng)過5、7、9、10、11、12、13次浸染（15s）、氧化（3min

41、）和10min的皂煮后，冷水洗，晾干。流程圖如圖3-4所示。圖3-4 染色流程圖3.5傳統(tǒng)工藝、兩浴法和一浴法的性能比較3.5.1 傳統(tǒng)工藝 傳統(tǒng)工藝為退煮、漂白和染色一步步進行。首先在常溫下配制處理液（氫氧化鈉、平平加O、硅酸鈉、滲透劑JFC），升溫到80，進行60min的退煮處理；然后在常溫下配制處理液（雙氧水、硅酸鈉），投入煮練后的布升溫到80進行60min的漂白處理；最后在80的水中加入保險粉、加少量水調(diào)成漿狀的靛藍染料、燒堿，還原10分鐘后在常溫的水浴鍋中降溫至25時進行10次浸染和氧化，最后經(jīng)過10分鐘皂煮，冷水洗，晾干。3.5.2 兩浴法工藝兩浴法即分為前處理和染色兩部分，首先把

42、坯布放在95的水中預(yù)潤濕10min，然后在常溫下配制處理液（平平加O、硅酸鈉、氫氧化鈉、精煉劑、雙氧水），投入預(yù)潤濕后的坯布，升溫到80練漂60min后再經(jīng)熱水洗和冷水洗，晾干。接著就是染色部分，把前面前處理后的布在95的水中預(yù)潤濕10min，然后在80的水中加入保險粉，靛藍染料中加入少量的水進行調(diào)漿倒入保險粉溶液中，再加入燒堿還原十分鐘后，在常溫的水浴鍋中降溫至25，投入布樣，進行10次浸染和氧化，最后經(jīng)過皂煮，冷水洗，晾干。3.5.3 一浴法工藝一浴法的工藝流程為：首先把坯布放到95的水中預(yù)潤濕10min，然后在常溫下配制處理液（平平加O、硅酸鈉、氫氧化鈉、精煉劑、雙氧水），投入預(yù)潤濕后的

43、坯布升溫到80，練漂60min，取出經(jīng)過練漂的牛仔布樣；加入保險粉；10min后接著加入保險粉、已經(jīng)用水調(diào)成漿狀的靛藍、燒堿，還原十分鐘后，在常溫的水浴鍋中降溫至25，投入剛?cè)〕龅呐Ｗ胁紭樱M行10次浸染和氧化，最后經(jīng)過皂煮，冷水洗，晾干。3.5.4 三種方法的性能比較通過以上三種方法對織物進行前處理和染色，然后對它們的強力、表觀顏色深度、摩擦牢度性能、皂洗牢度性能作比較，分析其染色的效果和不同的染色過程對染色效果的影響。3.6 本章小結(jié)本章研究了牛仔布前處理染色一浴法工藝的工藝條件以及比較了牛仔布經(jīng)過傳統(tǒng)工藝、兩浴法和一浴法三種不同工藝方法處理后的性能。第4章 實驗結(jié)果與討論4.1 前處理工

44、藝條件對其性能的影響4.1.1不同濃度的雙氧水對前處理性能的影響雙氧水不僅起到漂白作用, 而且還可以很好地去除棉織物上雜質(zhì)的作用。但雙氧水濃度過大, 不僅會使棉織物的強力損傷加大, 還會增加后續(xù)還原處理的負(fù)擔(dān)。因為雙氧水存在于染浴中, 會造成保險粉的損耗, 因此必須很好地控制。不同濃度的雙氧水對前處理性能的影響見表4-1。表4-1 不同濃度的雙氧水對前處理性能的影響雙氧水濃度（g/L）12 4 8 白度（%）72.2573.774.877.05毛效（cm）1716.616.616.06強力（N）1414.11426.81362.61179.7圖4-1 不同雙氧水濃度對白度的影響圖4-2 不同雙

45、氧水濃度對毛效的影響圖4-3 不同雙氧水濃度對強力的影響由圖4-1中可知，織物的白度隨著雙氧水濃度的增加而增加；由圖4-2中可知，當(dāng)雙氧水濃度為1g/L的時候，織物的毛效顯得特別的好；由圖4-3中可知，織物的強力隨著雙氧水濃度的增加而降低，雙氧水濃度的增加使得處理過程中對纖維的損傷增加，強力則降低。由于考慮到后續(xù)的染色為靛藍染料染色，一般染中色，白度可以適當(dāng)?shù)牡?。同時，雙氧水濃度為1g/L的時候，織物的白度也有72.25%，因此綜合考慮白度、毛效、強力、成本以及后續(xù)加工等多種因素，可以選擇雙氧水濃度為1g/L進行織物前處理。4.1.2 不同濃度的氫氧化鈉對前處理性能的影響氫氧化鈉不僅對雙氧水有

46、催化作用，而且對纖維和雜質(zhì)的膨化作用都有利于織物上雜質(zhì)去除，隨氫氧化鈉的濃度提高，退漿和除雜效果增強，同時也加大了對纖維的損傷。不同濃度的氫氧化鈉對前處理性能的影響見表4-2。表4-2 不同濃度的氫氧化鈉對前處理性能的影響氫氧化鈉濃度（g/L）48121620白度（%）72.772.572.67271.9毛效（cm）1617.21916.515.75強力（N）1380.81465.951567.151328.851326.1圖4-4 不同氫氧化鈉濃度對白度的影響圖4-5不同氫氧化鈉濃度對毛效的影響圖4-6 不同氫氧化鈉濃度對強力的影響由圖4-4中可知，織物的白度在氫氧化鈉濃度為4g/L到12g

47、/L的區(qū)間幾乎沒有什么變化，12g/L以后就逐漸減小，但變化的范圍并不是很大，證明增加氫氧化鈉的濃度對雙氧水漂白沒有太大的影響；由圖4-5中可知，氫氧化鈉濃度為12g/L的時候就已經(jīng)有很好的毛效，繼續(xù)增加氫氧化鈉的濃度，毛效反而降低；由圖4-6中可知，織物的強力隨著氫氧化鈉的濃度的增加而減少，纖維損傷也逐漸加大，強力自然就降低。因此綜合三方面因素的影響，可以選擇氫氧化鈉濃度為12g/L來進行織物前處理。4.1.3 不同處理時間對前處理性能的影響處理時間對植物前處理也具有一定的影響，隨著處理時間的增加，雙氧水、氫氧化鈉繼續(xù)對織物進行處理，白度和毛效會更加好，但加大了對纖維的損傷，致使強力降幅增大

48、。只要在滿足織物處理效果的條件下，應(yīng)盡量縮短處理時間，同時達到了節(jié)能省時的目的。處理時間的不同對前處理性能的影響見表4-3。表4-3 不同處理時間對前處理性能的影響處理時間（min）45607590白度（%）70.757272.273毛效（cm）15.518.31919.2強力（N）1437.31556.151476.61456.1圖4-7不同處理時間對白度的影響圖4-8不同處理時間對毛效的影響圖4-9 不同處理時間對強力的影響 由圖4-7中可知，隨著處理時間的增加，白度也逐漸增加；由圖4-8中可知，隨著處理時間的增加，毛效也逐漸增加，但增加的幅度不大；由圖4-9中可知，隨著處理時間的增加，強

49、力卻逐漸減小。由于處理時間為45min的時候，處理后的織物效果并不好，仍有一些棉籽殼等雜質(zhì)附在織物表面，另外也有些位置出現(xiàn)泛黃?？梢钥闯?，處理時間的增加，各種化學(xué)藥劑會繼續(xù)作用棉織物，白度和毛效自然變好，強力自然因纖維的損傷增加而降低。因此，綜合三個因素的影響和實際的生產(chǎn)需要，可以選擇處理時間為60min來進行織物前處理，會獲得比較好的效果。4.1.4 精煉劑對前處理性能的影響 精煉劑具有優(yōu)異的潤濕、滲透、乳化和分散作用，可有效地去除纖維上的蠟質(zhì)、油脂、及礦物質(zhì)，對水中的鈣、鎂、鐵離子螯合力好。精煉劑對前處理性能的影響見表4-4。表4-4 精煉劑對前處理性能的影響精煉劑白度（%）毛效（cm）強

50、力（N）不加精煉劑71.615.41679.6加精煉劑73.3517.11523.7由表4中可知，加入精煉劑進行前處理后的織物在白度和毛效上都有所提高，盡管在強力上會比不加精煉劑時低一點，但綜合三個因素的影響，加入精煉劑對前處理性能的影響有良好的效果。4.1.5不同濃度的精煉劑對前處理性能的影響 不同濃度的精煉劑對前處理性能的影響見表4-5。表4-5 不同濃度的精煉劑對前處理性能的影響精煉劑濃度1234白度（%）73.173.87475.2毛效（cm）16.2516.751615.62強力（N）1640.31581.41508.551506圖4-10 不同濃度的精煉劑對白度的影響圖4-11 不

51、同濃度的精煉劑對毛效的影響圖4-12 不同濃度的精煉劑對強力的影響 由圖4-10中可知，隨著精煉劑的濃度增加，白度逐漸增加；由圖4-11中可知，精煉劑的濃度為2g/L的時候，毛效最好，濃度為1g/L時的毛效也比較接近；由圖4-12中可知，隨著精煉劑的濃度增加，強力逐漸減少。因此，綜合三個因素的影響，可以選擇精煉劑濃度為1g/L來進行織物前處理。4.2染色工藝條件對染色性能的影響4.2.1 不同用量的靛藍對染色性能的影響不同用量的靛藍對染色性能的影響見表4-6。表4-6 不同用量的靛藍對染色性能的影響靛藍濃度（%）11.522.53K/S值2.152.853.534.324.53摩擦牢度干摩濕摩

52、干摩濕摩干摩濕摩干摩濕摩干摩濕摩4141414141皂洗牢度3.53.53.53.53.5圖4-13 不同靛藍用量對棉織物K/S值的影響由圖4-13中可知，隨著靛藍染料用量的升高，所染的棉織物的表觀顏色深度呈現(xiàn)增大趨勢，達到2.5%以后，織物的表觀顏色深度基本保持不變。由于本論文討論的是靛藍染中色系列的工藝，所以選用2.5%的靛藍用量即可。另外，摩擦牢度和皂洗牢度變化不大，在此僅作參考。4.2.2 不同用量的保險粉對染色性能的影響不同用量的保險粉對染色性能的影響見表4-7。表4-7 不同用量的保險粉對染色性能的影響保險粉濃度（%）11.652K/S值10.9111.639.862摩擦牢度干摩濕

53、摩干摩濕摩干摩濕摩414141皂洗牢度3.53.53.5圖4-14 不同硫化堿用量對棉織物K/S值的影響由圖4-14中可知，保險粉的用量達到1.65%的時候，織物的表觀顏色深度最好，因為保險粉用量太少，會造成染料的還原和溶解不完全，甚至染色不勻；用量過多，染浴的堿度增加，會造成上染率降低，染色深度就不好，而且加大了染色廢水對環(huán)境造成的危害。4.2.3不同用量的燒堿對染色性能的影響不同用量的燒堿對染色性能的影響見表4-8。表4-8 不同用量的燒堿對染色性能的影響燒堿濃度（%）11.5252K/S值11.84212.81810.526摩擦牢度干摩濕摩干摩濕摩干摩濕摩414141皂洗牢度4.53.53.5圖4-