文档介绍：第十五章棉纤维制品丝光
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丝光:棉制品(纱线、织物)在有张力的条件下,用浓的烧碱溶液处理,然后在张力下洗去烧碱的处理过程。
碱缩:棉制品(通常为棉针织物)在松驰的状态下用浓的烧碱液处理,使纤维任意收缩,然后洗去烧碱的过程,也称无张力丝光。
一丝光原理
丝光是一个复杂的过程,关于棉纤维在浓碱液中发生剧烈溶胀的原因如下理论(水合理论)作出解释。
1 烧碱与天然纤维素(纤维素Ⅰ)作用,生成碱纤维素,主要有两种类型:
①醇化合物:Cell-ONa ②分子化合物(加成化合物):Cell-
两种产物都不稳定,经水洗便水解成水合纤维素,再通过脱水烘干后即成为丝光纤维素(纤维素Ⅱ),整个过程纤维素的变化表示如下:
-H2O
H2O
NaOH
纤维素Ⅰ Na-纤维素 Ⅱ
天然纤维素碱纤维素水合纤维素丝光纤维素
2 棉纤维经浓NaOH处理发生剧烈的不可逆溶胀原因是:
钠离子体积小,不仅可以进入纤维的无定形区,还可以进入到纤维的部分结晶区;同时Na+是一种水化能力很强的离子,环绕在一个Na+周围的水分子多达66个之多,以至形成一个水化层,当Na+进入fibre内部并与fibre结合时,大量的水分也被带入,因而引起了剧烈溶胀,由于能进入晶区,因此,溶胀是不可逆的。
二丝光棉的性质
1 光泽
经浓碱液处理后,由于不可逆溶胀作用,纤维直径增大变圆,纵向天然扭曲率改变(80%→%),横截面由腰子形变为椭圆形,甚至圆形,胞腔缩为一点,若施加适当张力,纤维圆度增大,表面原有皱纹消失,表面平滑度,光学性能得到改善(对光线的反射由漫反射转变为较多的定向反射),增加了反射光的强度,织物显示出丝一般的光泽。
织物内纤维形态的变化是产生光泽的主要原因,张力是增进光泽的主要因素。
2 吸附性能及化学反应性能
处理后棉纤维结晶度↓(70%→50%),无定形区域↑,使原来在水中不可及的羟基变为可及,因此纤维对dye的吸附性能和化学反应性能都有所提高,另外,由于丝光后,纤维形态变化,表面和内部的光散射减少,因此同浓度染料染色时,染色深度也增加。
钡值:为了衡量棉纤维对化学药品吸附能力的大小,用棉纤维吸附氢氧化钡的能力来表示。
3 定形作用
棉纤维在浓碱液中发生溶胀后,大分子链间的氢键被拆散,舒解了织物中贮存的内应力,通过拉伸,大分子进行取向排列,在新的位置上建立起新的分子键,且分子间力比溶胀前大。最后在张力下去碱,已取向排列的纤维间的氢键被固定下来(是在更为自然,稳定的状态下被固定下来的),这时的纤维处于较低的能量状态,因此尺寸稳定。
4 强度
纤维溶胀后,大分子间的氢键被拆散,在张力作用下,大分子的排列趋向于整齐,使取向度提高,同时,纤维表面不均匀变形被消除,减少了薄弱环节。使纤维能均匀的分担外力,从而减少了因应力集中而导致的断裂现象。加上膨化重排后的纤维相互紧贴,纤维间抱合力提高,另也减少了因大分子滑移而引起断裂的因素。
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丝光工艺的基本条件是NaOH溶液的浓度,温度,作用时间,张力和去碱。
一碱液浓度
是影响丝光效果的主要因素之一,只有当碱液浓度达到某一临界值后才能引起棉纤维剧烈的膨化。
①当浓度低于100 g/l时,不起丝光作用。