染整概論

輕化工程教研室王曉春材料樓5172014.02染整在紡織工業中的地位和作用染整加工基本工序及印染產品染整加工的基本概念第一章緒論纖維（cotton）紗線（yarn）織造（weaving）

染整(dyeingandfinishing)由纖維到成衣的關鍵步驟之一坯布（greyfabric）絕大部分染整在紡織工業中的地位和作用印染布Fabric產業用服裝裝飾品床上用品民用工業用布農業用布國防用布染整加工基本工序及印染產品坯布——練漂——整理普通布特種布：防水、防火、抗菌、抗靜電… 印花布染色布漂白布坯布——練漂——染色——整理

坯布——練漂——印花——整理ScouringandbleachingDyeingPrintingFinishing染整加工的基本概念染整加工的對象(object)染整加工的目的(purpose)染整加工的方法(method)染整加工的工具(equipment)Fabrics染整加工的對象(object)——Yarns棉毛滌綸…高分子高分子物理高分子化學纖維的結構和性質Fibres染整加工的目的(purpose)——

美觀：色彩圖案光澤平挺┄舒適：柔軟吸濕┄特殊功能：防水防油阻燃抗菌┄

各種符合人們需要的紡織品染整加工的方法(method)——

物理方法：濕、熱、拉力、壓力、摩擦力┄化學方法：酸、堿、氧化劑、還原劑、染料、表面活性劑┄

化學物理加工染整加工的工具(equipment)——

按用途分類練漂設備染色設備印花設備整理設備按操作方式分類連續間歇按織物狀態分類

平幅

繩狀印染設備染整概論本課程內容第一節緒論第二節纖維素纖維的基本結構及其性質第三節蛋白質纖維的基本結構及其性質第四節合成纖維的基本結構及其性質

第二章紡織原料第一節

緒論

一、紡織纖維的特征二、紡織纖維的來源及分類分子組成：線形高分子化合物為主長度：10毫米以上棉25-45毫米短纖維

毛50-150毫米中等長度纖維

蠶絲6105長絲細度：棉18-25微米

毛18-60微米機械性能：強度、延伸性、柔軟性、彈性…物理性能：吸濕性、透氣性、導熱性…化學性能：染色性、化學穩定性…一、紡織纖維的特征二、紡織纖維的來源及分類植物纖維動物纖維合成纖維人造纖維天然纖維化學纖維纖維素纖維蛋白質纖維再生纖維紡織纖維纖維素纖維CelluloseFiber——來自于植物的果實、韌皮或葉

棉cotton 苧麻ramie 亞麻flax 黃麻jute 大麻hemp苧麻亞麻來自于動物的皮毛或分泌物羊毛wool兔毛rabbithair駱駝毛camelshair馬海毛mohair桑蠶絲silk柞蠶絲tussahsilk蛋白質纖維ProteinFiber——/u11/v_NDcwMzg2NjE.html人造纖維regeneratedfiber——以天然高分子物質為原料，經過一定的化學加工制成粘膠纖維rayon銅氨纖維copperrayon醋酯纖維acetaterayon天絲Tencel、lyocell合成纖維syntheticfiber——

以簡單的化合物為原料，用有機合成的方法制得高分子物，再經紡絲加工而成滌綸polyesterfiber錦綸polyamidefiber腈綸polyacrylicfiber

丙綸維綸芳綸氨綸第二節纖維素纖維的

基本結構及其性質棉麻粘膠天絲竹彩棉cottonbastfiberrayontencelbamboo結構決定性質性質反映結構一、形態結構二、組成三、超分子結構四、機械性能五、物理性能六、化學性能一、形態結構

Morphologicalstructure1.棉纖維的橫截面：初生胞壁次生胞壁胞腔較薄的初生胞壁較厚的次生胞壁（棉纖維主體）中空的胞腔腰子形或耳狀2．棉纖維的縱向形態扁平帶狀，有天然扭曲3.麻纖維的形態結構4.粘膠纖維的形態結構

縱向：光滑、平直的圓柱體橫向：

不規則的鋸齒形普通粘膠纖維截面富強纖維截面二、組成纖維素共生物or纖維素衍生物主體：纖維素三、纖維素纖維的結構棉纖維的分子結構式-動畫演示元素組成：C、H、O分子式：（C6H10O5）n纖維素是由β-d-葡萄糖?；舜艘?-4甙鍵相聯結而成的線型大分子。14重復單元纖維素大分子結構特征由-d-葡萄糖?；ㄟ^1,4-甙鍵連接而成。在晶區，相鄰葡萄糖環倒置。含有大量羥基聚合度 棉 麻 粘膠

＞2000＞2000250-50014四、超分子結構

supermolecularstructure棉纖維的超分子結構

棉纖維的超分子結構即微結構，實質指次生胞壁中纖維素分子相互排列的情況。

（1）結晶度(crystallinity)

： 麻 棉 粘膠

70-90% 70% 40%（2）取向度(orientation)： 麻 棉 粘膠

6-8° 20-35° 34°

＞＞＞＞1＞＞＞＞＞＞23＞＞＞＞⌒分子鏈軸取向軸1-完全取向，θ=0゜，f(取向度或取向因子）=1θ2-無規取向，θ=54.5゜，f(取向度或取向因子）=03-垂直取向，θ=90゜，f(取向度或取向因子）=1/2θ—取向角，分子鏈主軸與取向軸之間的夾角b斷裂強度五、機械性能斷裂強度及斷裂延伸度(breakstrengthandelongationatbreak)棉亞麻粘膠應力應變纖維素纖維的應力-應變曲線斷裂強度斷裂延伸度麻棉粘膠麻棉粘膠斷裂延伸度麻：棉：粘膠：硬、脆韌性較大較軟弱，易變形＞＞＜＜adca’d’b’c’斷裂強度棉亞麻粘膠應力應變纖維素纖維的應力-應變曲線斷裂強度斷裂延伸度麻（90%）棉（70%）粘膠（40%）麻棉粘膠斷裂延伸度＞＞＜＜原因：結晶度：取向度：麻棉粘膠＞＞麻棉粘膠＞＞聚合度：麻、棉粘膠＞

：纖維內水分重量與未經烘干纖維重量之比的百分數。六、物理性能吸濕量的表示方法：回潮率（moistureregain)、含水率(watercontent)RG0-GG100%G0：未經烘干纖維的重量；

G：絕對干燥纖維的重量

：纖維內所含水分重量與絕對纖維重量之比的百分數。回潮率（R）含水率（M）MG0-GG0100%1、吸濕性（hygroscopicity)纖維素H2OH2OH2O直接吸附H2OH2OH2OH2OH2OH2O

間接吸附

吸濕主要發生在纖維的無定形區及晶區的表面標準回潮率：棉：7～

8%

粘膠：12～

13%(溫度：20℃，相對濕度：65%，1個大氣壓——國內）吸濕中心：親水性羥基2、溶脹纖維在吸濕的同時伴隨著體積的增大的現象，稱之溶脹主要發生在纖維的無定形區溶脹具有異向性。溶脹后的纖維△V△D△L原來的纖維ADVL七、化學性能1、纖維素纖維化學反應的特征

分子結構：

a聯結葡萄糖?；倪版I

b葡萄糖?；系娜齻€自由羥基超分子結構：化學反應的不均一性14236C2-OH、C3-OH仲羥基C6-OH伯羥基1-4甙鍵水解反應（降解，分子鏈斷裂）吸附、氧化、酯化、醚化、交聯、接枝….2、酸的作用

對纖維素分子中的甙鍵的水解起催化作用，導致纖維素聚合度降低，纖維強度下降。意義：染整加工中要盡量避免使用酸??！纖維素對堿有較高的穩定性！！3、堿對纖維素的作用意義：染整加工常在堿性條件下進行，如

退漿、精煉（稀燒堿）

絲光（濃燒堿）變化 染色注意： 在空氣存在下，會發生堿氧化損傷！CellOH+NaOHCellONa+H2O堿纖維素可逆CellOH+NaOHCellOH·NaOH可逆4、氧化劑的作用或或非均一反應，主要發生在纖維無定形區和晶區表面。氧化產物不單一、混合物氧化纖維素降解不降解聚合度下降強度下降聚合度不下降強度不下降氧化損傷5.其他一般酯化、醚化反應醋酯纖維活性染料染色防皺整理...光氧化反應霉菌降解...蛋白質纖維ProteinFiber——

指其基本組成物質為蛋白質的一類纖維。

第三節蛋白質纖維的結構與性質羊毛wool兔毛rabbithair駱駝毛camelshair馬海毛mohair蠶絲silk再生植物蛋白質纖維再生動物蛋白質纖維天然蛋白質纖維再生蛋白質纖維蛋白質纖維三、蠶絲的結構和性能二、羊毛的結構和性能一、蛋白質的基礎知識基本組成：氨基酸

蛋白質protein

水解

氨基酸（α-氨基酸）Aminoacid一、蛋白質的基礎知識1、化學組成及分子結構概況

元素組成：C、H、O、NS、P（少量）分子結構

酰胺鍵=肽鍵側鏈：主鏈上的分支氨基酸殘基重復單元

肽鍵：蛋白質分子中的酰胺鍵肽、二肽、多肽：主鏈：由肽鍵所連接的長鏈大分子鏈分子間力a-離子鍵

b-氫鍵c-疏水鍵d-范德華力e-二硫鍵

b

c

c

d

e2、蛋白質的兩性性質多肽鏈等電點(Isoelectricpoint)

：蛋白質上正負電荷數相等時溶液的pH值羊毛：4.2-4.8

桑蠶絲：3.5-5.2

兩性

amphotericproperty

酸堿性基團:-NH2

、-COOH…….

酸堿性條件下的電離平衡二、羊毛和蠶絲的結構羊毛纖維特點光澤柔和富有彈性耐磨良好的吸濕性良好的保溫性……………毛發纖維的品種綿羊毛：細羊毛、粗羊毛山羊絨其他：駱駝毛、兔毛……高貴典雅舒適1、特點華麗http://ww/programs/view/gOVX0kO5TXM/舒適蠶絲纖維的品種家蠶絲mulberrysilk：桑蠶絲野蠶絲Wildsilk：柞蠶絲蓖麻蠶絲木薯蠶絲蠶絲的特點明亮的光澤平滑和柔軟的手感較好的吸濕性輕盈的外觀…………高貴(1)羊毛2、形態結構外內鱗片層(Scalelayer)

皮質層(Cortexlayer)髓質層(Cortexlayer)：細羊毛無鱗片層皮質層鱗片層(Scalelayer)

扁平形角質細胞組成，保護羊毛內層組織鱗片具有方向性約占羊毛總重量的10%羊毛鱗片的結構皮質層(Cortexlayer)

皮質細胞（O-正皮質細胞、P-副皮質細胞）細羊毛：雙邊結構（doublesidestructure)羊毛主體，決定羊毛性能羊毛鱗片的結構鱗片層皮質層（細）羊毛雙邊結構O皮質細胞（正皮質細胞）:含硫量低，外側P皮質細胞（副皮質細胞）:含硫量高，內側髓質層(Cortexlayer)各種形狀的髓質1-死毛的髓層；2-有髓毛的髓層；3-兩型毛的髓層；4、5、6、7-無髓毛(2)蠶絲橫向：縱向：橫向:縱向：光滑、均勻的棒狀桑蠶絲銳角三角形或楔形有一定的卷曲和條紋柞蠶絲鈍三角形生絲絲膠（Sericin）：單絲的主體絲膠絲素絲素（Fibroin）：親水性較大，起粘結作用脫膠去除α-氨基酸主要氨基酸組成：谷氨酸（二羧基氨基酸）：-COOH

二氨基氨基酸：-NH2

胱氨酸（-S-S-）：鱗片層?皮質層?髓質層近程結構3、分子鏈結構及鏈間結構(1)羊毛α-螺旋構象遠程結構注：只存在于約50%的低硫蛋白質多肽鏈中，高硫蛋白的多肽鏈為無規則卷曲。

聚集態結構鱗片層皮質層α螺旋體基本原纖微原纖原纖基質絲素：a

側基小的氨基酸殘基含量高

b含羥基氨基酸較多

含S甚少

絲素絲膠R：-H、-CH3R：-CH2OH(2)蠶絲近程結構遠程結構SilkⅠ

:無規線團、α-螺旋結構SilkⅡ:

反平行β–折疊結構聚集態結構1、機械性能屈服點明顯屈服應力：蠶絲羊毛斷裂強度：蠶絲羊毛斷裂延伸度：羊毛蠶絲彈性：羊毛蠶絲羊毛的彈性回復性能優良三、羊毛和蠶絲的性能羊毛：結晶度<20%蠶絲：結晶度約50%、取向度高????過縮

overshrink暫時定形

Temporal

setting永久定形

Permanent

setting原長拉伸并受熱很短時間去除負荷原長拉伸并受熱較長時間去除負荷再受更高溫度處理原長拉伸并受熱長時間去除負荷——定型和過縮分子間力的拆散和重建再受熱水處理2.羊毛的可塑性3.羊毛的縮絨性

羊毛在濕、熱條件下經外力的反復作用，纖維之間互相穿插糾纏，纖維集合體逐漸收縮緊密，稱之。

染整應用：縮絨或縮呢

羊毛表面鱗片結構導致的定向摩擦效應所致。

4、吸濕性和水的作用吸濕性好標準回潮率：蠶絲10%；羊毛14%劇烈條件下水的作用a肽鍵（）水解b二硫鍵斷裂和重建如溫度達到200°C幾乎全部水解蠶絲

酸縮：濃無機酸處理蠶絲很短時間，蠶絲發生顯著收縮

“絲鳴”：無機酸、有機酸

增重：增重劑（單寧酸）（25%）(1)酸的作用羊毛耐酸性較好：對稀酸穩定，濃酸會使羊毛水解H+pH<2染整加工盡量在酸性條件進行5、化學性能（2）堿的作用羊毛CNaOH、t羊毛溶解率

肽鍵水解二硫鍵斷裂和重建

蠶絲

室溫對弱堿穩定高溫下，強堿損傷大不耐堿意義：染整加工中要盡量避免使用堿！！（3）還原劑的作用蠶絲

穩定性較好可用還原劑漂白

羊毛破壞二硫鍵

（4）氧化劑的作用蠶絲和羊毛:

對氧化劑敏感

H2O2：漂白含氯氧化劑破壞鱗片層

（6）鹽的作用羊毛

由于鱗片層的作用，影響較蠶絲小

蠶絲

鹽縮：如濃氯化鈣、硝酸鈣

鹽類的水溶液促進蠶絲與羊毛纖維的溶脹或溶解。

一、合成纖維概述二、滌綸纖維的結構和性質三、錦綸纖維的結構和性質四、腈綸纖維的結構和性質第四節合成纖維的基本結構和性質第四節合成纖維的基本結構和性質1、合成纖維概念以簡單化合物為原料合成高分子物，然后通過紡絲加工而成的纖維。一、合成纖維概述優點強度高彈性好耐穿耐用光澤好化學穩定性強耐霉腐耐蟲蛀…2、合成纖維的優缺點缺點吸濕性差耐熱性差導電性差防污性差易起毛起球…3、合成纖維的品種錦綸丙綸氨綸維綸芳綸腈綸滌綸…..…長絲：短纖維

化學纖維：幾厘米<x<十幾厘米4、常見術語

原指單孔噴絲頭紡制而成的一根連續單纖維單絲

由數十根單纖維組成的絲條復絲

由一百多根至幾百根單纖維組成的用于制造輪胎簾子線的絲條。簾線絲

長度:25cm～38cm;細度：1.3dtex～1.7dtex棉型短纖維

長度:70cm～150cm;細度：3.3dtex～7.7dtex毛型短纖維

長度:51cm～76cm；細度中長纖維差別化纖維：

異形纖維

泛指在原有化學基礎上經物理變形或化學改性而得到的纖維材料。

采用異形噴絲孔紡制的具有非圓形橫截面的纖維或中空纖維。復合纖維：

在纖維橫截面上存在兩種或兩種以上不相混合的的聚合物。

并列型、皮芯型雙層型：

放射型、多芯型、嵌入型、海島型、裂離型……多層型：并列型皮芯型海島型超細纖維高性能纖維納米纖維

5、合成纖維的生產方法

滌綸、錦綸66等熔體紡絲

腈綸、維綸等濕法紡絲

醋酯纖維、維綸干法紡絲

……..二、滌綸的結構和性質分子量：18000-25000柔性剛性1、分子結構Molecularstructure合成原料：對苯二甲酸、乙二醇基本組成：聚對苯二甲酸乙二酯（PET）分子結構式：柔性剛性結構特征

具有對稱性苯環結構的線型大分子，無大的支鏈；

基團剛性大；分子鏈的結構具有高度的規整性；分子間無特強定向作用力。2、形態結構縱向：光滑、均勻、無條痕橫向：圓形滌綸的形態示意3、聚集態結構

初生纖維：處理后纖維：

拉伸熱處理

共存無定形、取向度差

結晶度40~60%取向度較高提高取向度和結晶度有利于分子鏈產生規則折疊

折疊鏈結晶Ⅰ型伸直鏈結晶Ⅱ型（1）熱性能：熱性能常數

Tg（玻璃化溫度）

TmT軟

Tg255-260℃238-240℃67-81℃無定形部分：67℃結晶部分：81℃染整加工溫度要小于軟化點4、滌綸的性能熱塑性纖維“洗可穿”性耐磨性好彈性好彈性模量較大回復性能好（2）機械性能一般聚酯纖維負荷延伸度高強度聚酯纖維棉纖維某些纖維的負荷-延伸曲線初始模量較高；斷裂強度、斷裂延伸度較棉大；吸濕性很差：缺乏吸濕中心

回潮率（moistureregain）：0.4%

絕緣性好不霉爛排汗差，悶熱靜電大易沾污(3)吸濕性能（4）染色性能染色較困難對策：分散染料

缺少極性基團無活性基團分子結構致密高溫高壓法：

染色溫度?100℃，120-130℃水溶液熱熔染色：干態高溫固色，180-220℃載體染色：以載體為助劑，如酚、芳胺、聯苯(5）化學性能

酸的作用：

分子中的酯鍵染整加工盡量在酸性條件下進行

生產滌棉爛花織物強酸高溫

穩定性良好

在強酸中仍較穩定

滌綸強度與硫酸濃度的關系堿的作用：滌綸的耐堿性差!

在燒堿中分子鏈發生水解，斷鍵，聚合度降低分子中的酯鍵“剝皮現象”：

堿對酯鍵的水解由表及里的進行，當表面的分子被損傷到一定程度后，便在堿液中發生溶解而產生剝皮現象。

燒堿處理寬度重量聚合度基本不變疏水性超分子結構（結晶度、取向度高）

滌綸堿減量氧化劑和還原劑的作用：穩定性很高

漂白三、錦綸的結構和性質（聚酰胺纖維）

如錦綸6碳原子數二胺碳原子數二元酸碳原子數64HOHA

由二元胺、二元酸縮聚而成如錦綸66：1、分類B

內酰胺開環聚合5HOH錦綸形態示意2、形態結構圓形的橫截面光滑、均勻而無條痕的縱向3、聚集態結構結晶度crystallinity：50~70%

取向度degreeoforientation：聚集態結構與滌綸相似錦綸的折疊鏈較滌綸更多部分拉伸

較滌綸易結晶4、錦綸的性能

高溫降解(C-N鍵斷裂、環化）強度降低

熱性能常數constant

TmT軟

Tg

錦綸6215-220℃120-180℃32-50℃錦綸66250-265℃235℃47-50℃

（1）熱性能Tg（錦綸）?Tg（滌綸）錦綸的熱轉變點要略低于滌綸熱塑性纖維聚酰胺6的氫鍵形成模型（1）正平行（2）反平行氫鍵密度：錦綸6<錦綸66（2）機械性能

形變回復率（%）棉羊毛錦綸滌綸5%拉伸52698965

10%拉伸-519051強度、伸長率較高耐磨性好（常見纖維中最好）彈性（elasticity)好大量的亞甲基，大分子柔性好結構較疏松，無定形區易充分卷曲玻璃化溫度較低

（3）吸濕和染色性能吸濕性

疏水性纖維回潮率：錦綸664.2%，錦綸64%

溶脹異向性小合纖中較高與滌綸相似的基團比滌綸易染色染色性能

分散染料染色（亞甲基疏水區）酸性染料染色（氨基、羧基（末端））與羊毛相似的基團（4）化學性能

酸和堿：

酰胺鍵水解

OH-或H+化學活潑性主要決定于酰胺基和端基。對酸