染整用水和表面活性剂.ppt

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1、关于染整用水和表面活性剂现在学习的是第1页，共38页 2-1 2-1 2-1 2-1 染整用水染整用水染整用水染整用水 背景：染厂在染整加工中用水量很大，平均每生背景：染厂在染整加工中用水量很大，平均每生产产1000m1000m印染布约耗水印染布约耗水20t20t左右。从煮练、漂白到染左右。从煮练、漂白到染色、印花、整理以及锅炉供汽都要耗用大量的水。水色、印花、整理以及锅炉供汽都要耗用大量的水。水质的好坏直接影响到产品质量、锅炉使用安全性与效质的好坏直接影响到产品质量、锅炉使用安全性与效率和染化料、助剂的消耗。率和染化料、助剂的消耗。现在学习的是第2页，共38页一、水质及其对纺织品染整加工的影

2、响一、水质及其对纺织品染整加工的影响 (一一)水的硬度水的硬度 1.1.暂时硬度暂时硬度水中含有钙、镁的酸式碳酸盐，这种水称为水中含有钙、镁的酸式碳酸盐，这种水称为暂时硬水。其硬度称为暂时硬度暂时硬水。其硬度称为暂时硬度 Ca(HCOCa(HCO3 3)2 2 CaCO CaCO3 3 +H +H2 2O+COO+CO2 2 2.2.永久硬度永久硬度以硫酸盐、硝酸盐或氯化物形式存在于水中的钙、以硫酸盐、硝酸盐或氯化物形式存在于水中的钙、镁离子称为称永久硬水，其硬度称永久硬度。须经镁离子称为称永久硬水，其硬度称永久硬度。须经化学处理才能除去。化学处理才能除去。水的硬度暂时硬度永久硬度水的硬度暂时

3、硬度永久硬度 水的硬度表示方法水的硬度表示方法:1 1升水中所含的钙、镁盐换算成碳酸钙的毫克数升水中所含的钙、镁盐换算成碳酸钙的毫克数现在学习的是第3页，共38页(二二)水质对染整加工方面的影响水质对染整加工方面的影响1.1.对皂煮的影响对皂煮的影响 肥皂与水中的钙、镁离子会生成不溶性钙皂、肥皂与水中的钙、镁离子会生成不溶性钙皂、镁皂沉积在织物上。镁皂沉积在织物上。2.2.对漂白的影响对漂白的影响 漂白时起催化作用，引起纤维的脆损和织物发黄漂白时起催化作用，引起纤维的脆损和织物发黄 。3.3.对染色的影响对染色的影响 易使某些染料和助剂沉淀。造成色泽鲜艳度和牢易使某些染料和助剂沉淀。造成色泽鲜

4、艳度和牢度下降并导致染色不匀和染化料浪费。度下降并导致染色不匀和染化料浪费。4.4.对锅炉用水的影响对锅炉用水的影响锅炉用水会产生水垢，降低热传导率，浪费能源，锅炉用水会产生水垢，降低热传导率，浪费能源，甚至发生爆炸事故。甚至发生爆炸事故。现在学习的是第4页，共38页二、染整加工对水质的要求二、染整加工对水质的要求1.1.无色、无臭、透明；无色、无臭、透明；2.pH2.pH值值6.56.57.47.4；3.3.铁、锰盐的含量不超过铁、锰盐的含量不超过0.1mg/L0.1mg/L；4.4.水的硬度视具体要求而定：水的硬度视具体要求而定：煮练、染色、印花、皂洗宜采用软水。煮练、染色、印花、皂洗宜采

5、用软水。锅炉用水要用极软水。一般水洗可用硬水。锅炉用水要用极软水。一般水洗可用硬水。现在学习的是第5页，共38页三、水的软化水的软化 软水剂软化法：软水剂软化法：1 1、石灰、纯碱沉淀法：、石灰、纯碱沉淀法：NaNa2 2COCO3 3CaCa2+2+(Mg(Mg2+2+)CaCOCaCO3 3(MgCO(MgCO3 3)2Na2Na+2 2、络合法：、络合法：NaNa4 4NaNa2 2（POPO3 3）6 6+Ca+Ca2+2+NaNa4 4CaCa（POPO3 3）6 6 2Na2Na+现在学习的是第6页，共38页 离子交换树脂软化法：离子交换树脂软化法：离子交换树脂中的活性基团上的离子

6、能够与水溶液离子交换树脂中的活性基团上的离子能够与水溶液里的同性离子发生交换作用，而去除水中的钙镁离子里的同性离子发生交换作用，而去除水中的钙镁离子 R-SOR-SO3 3H H R-SOR-SO3 3-+H+H+2R-SO 2R-SO3 3-+Ca+Ca2+2+（R-SOR-SO3 3）2 2CaCa 2R-SO 2R-SO3 3-+Mg+Mg2+2+（R-SOR-SO3 3）2 2MgMg现在学习的是第7页，共38页2-2 2-2 表面活性剂表面活性剂一、一、表面活性剂的基本知识表面活性剂的基本知识二、二、表面活性剂的基本作用表面活性剂的基本作用三、三、表面活性剂的分类和常用表表面活性剂的

7、分类和常用表面活性剂的性能面活性剂的性能现在学习的是第8页，共38页一、表面活性剂的基本知识一、表面活性剂的基本知识 表面张力、表面活性与表面活性剂表面张力、表面活性与表面活性剂 1.表面张力表面张力是垂直通过液体表面上任一单位是垂直通过液体表面上任一单位长度、与液面相切并使液面收缩的力。长度、与液面相切并使液面收缩的力。图图2-1 分子在液体内部和表面所受吸引力场分子在液体内部和表面所受吸引力场不同不同图图12液体的表面张力液体的表面张力现在学习的是第9页，共38页 2.2.表面活性表面活性能使溶剂能使溶剂表面张力降低的性质。表面张力降低的性质。3.3.表面活性剂表面活性剂 加入很加入很少量

8、时就能显著降低溶少量时就能显著降低溶剂的表面张力剂的表面张力(或界面张或界面张力力)，并改变体系的表面，并改变体系的表面或界面状态或界面状态(从而产生润从而产生润湿、乳化、分散、增溶、湿、乳化、分散、增溶、起泡、消泡、洗涤等一起泡、消泡、洗涤等一系列作用系列作用)的物质称为表的物质称为表面活性剂。面活性剂。图图2-2-2 各类物质水溶液的表面各类物质水溶液的表面张力张力 现在学习的是第10页，共38页 表面活性剂的结构特征表面活性剂的结构特征：疏水部分疏水部分亲水基亲水基图图2-3 表面活性剂结构特征表面活性剂结构特征如肥皂：如肥皂：CHCH3 3-CH-CH2 2-CH-CH2 2-COO-

9、COO-Na Na+(其中其中C C原子数在原子数在8-20)8-20)现在学习的是第11页，共38页图图2-4 2-4 表面活性剂溶液的胶团化过程表面活性剂溶液的胶团化过程 1.1.界面吸附界面吸附引起溶液表面张力降低。引起溶液表面张力降低。2.2.胶团化胶团化表面活性剂在溶液中会从单体缔合表面活性剂在溶液中会从单体缔合成为胶态聚集物。成为胶态聚集物。临界胶束浓度临界胶束浓度 表面活性剂形成胶束时的最低表面活性剂形成胶束时的最低浓度，也是溶液的表面张力降低到最低时的浓度。浓度，也是溶液的表面张力降低到最低时的浓度。在临界胶束浓度时许多性质发生突变，如表面张力、在临界胶束浓度时许多性质发生突变

10、，如表面张力、电导率、渗透压和洗涤作用。电导率、渗透压和洗涤作用。表面活性剂溶液的性质表面活性剂溶液的性质现在学习的是第12页，共38页二、表面活性剂的基本作用二、表面活性剂的基本作用图图2626接触角与界面张力之间的关系接触角与界面张力之间的关系 润湿和渗透作用润湿和渗透作用 1 1.润湿作用润湿作用液体沿着固体表面展开，把空气固体界液体沿着固体表面展开，把空气固体界面代之以液体固体界面的过程，叫润湿作面代之以液体固体界面的过程，叫润湿作用。用。表面活性剂之所以具有润湿和渗透作用，表面活性剂之所以具有润湿和渗透作用，是由于表面活性剂显著地降低了水的表面张是由于表面活性剂显著地降低了水的表面张

11、力的缘故力的缘故。现在学习的是第13页，共38页在气（在气（V V）、液（）、液（L L）、固（）、固（S S）三相交界点，气）三相交界点，气-液与气液与气-固界固界面张力之间的夹角称为面张力之间的夹角称为接触角接触角，通常用，通常用 表示。表示。接触角接触角接触角接触角现在学习的是第14页，共38页图图2626接触角与界面张力之间的关系接触角与界面张力之间的关系润湿方程润湿方程现在学习的是第15页，共38页时，液滴在固体表面铺展，称为完全润湿；时，液滴在固体表面铺展，称为完全润湿；时，液滴呈球状，称为完全不润湿；时，液滴呈球状，称为完全不润湿；时，称不润湿。时，称不润湿。A A、固体表面张力

12、、固体表面张力 为一常数，由固体的种类决定。为一常数，由固体的种类决定。B B、当水中加入表面活性剂，水的表面张力显著下降，固、当水中加入表面活性剂，水的表面张力显著下降，固液界面张力液界面张力 降低。从润湿方程可以看出，这将使降低。从润湿方程可以看出，这将使减小，故能显著提高对固体的润湿性。减小，故能显著提高对固体的润湿性。(润湿方程润湿方程)现在学习的是第16页，共38页为什么棉坯布的润湿性能差？为什么棉坯布的润湿性能差？现在学习的是第17页，共38页2 2.渗透作用渗透作用对多孔体系固体的润湿对多孔体系固体的润湿P=2 cos/r 当当0，上升压力，上升压力P为正，且随毛为正，且随毛细管

13、半径下降而增大。细管半径下降而增大。对织物来说，只要能产生良好的润湿，液体便对织物来说，只要能产生良好的润湿，液体便能通过相互贯通的毛细管自动发生渗透作用，从能通过相互贯通的毛细管自动发生渗透作用，从而有利于染整加工的进行。而有利于染整加工的进行。润湿作用发生在物体的表面，而渗透作用是在润湿作用发生在物体的表面，而渗透作用是在物体内部，两者可使用相同的表面活性剂，因而物体内部，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。润湿剂也可称为渗透剂。在纺织品毛细管中的上升压力与表面张力的关在纺织品毛细管中的上升压力与表面张力的关系为：系为：现在学习的是第18页，共38页 乳化和分散作用乳化和

14、分散作用1.乳化作用乳化作用使一种液体以极细小的液滴均匀分散在另一种互不相容的使一种液体以极细小的液滴均匀分散在另一种互不相容的液体中形成分散液的作用液体中形成分散液的作用，称为乳化作用，称为乳化作用。水包油型水包油型(油油/水型水型)，以，以/表示；表示；乳液的类型乳液的类型 油包水型油包水型(水水/油型油型)，以，以/表示。表示。图图2727肥皂作乳化剂时的乳液情况肥皂作乳化剂时的乳液情况 现在学习的是第19页，共38页2.2.分散作用分散作用将不溶性固体以微小粒子均匀地分散在液体中所形将不溶性固体以微小粒子均匀地分散在液体中所形成稳定分散体系的作用称为分散作用。成稳定分散体系的作用称为分

15、散作用。如：涤纶用分散染料不溶于水，易形成沉淀；加如：涤纶用分散染料不溶于水，易形成沉淀；加入分散剂后，充分搅拌超细染料粒子后能入分散剂后，充分搅拌超细染料粒子后能“溶解溶解溶解溶解”于水，形成稳定的悬浮液。于水，形成稳定的悬浮液。染料粒子沉淀染料粒子沉淀 分散剂增溶分散剂增溶 稳定分散液稳定分散液图图2-8 分散作用过程分散作用过程 现在学习的是第20页，共38页图图2-9 增溶作用的方式示意增溶作用的方式示意增溶于胶束内核增溶于胶束内核增溶在增溶在“栅栏栅栏”处处增溶在胶束表面增溶在胶束表面增溶在极性基之间增溶在极性基之间a.a.非极性有机化合物的加溶；非极性有机化合物的加溶；b.b.长链

16、的醇、胺等极性有机两亲分子加溶；长链的醇、胺等极性有机两亲分子加溶；c.c.既不溶于水又不溶于油的小分子极性化合物的加溶；既不溶于水又不溶于油的小分子极性化合物的加溶；d.d.非极性有机物还可加溶于聚氧乙烯醚的外壳之中。非极性有机物还可加溶于聚氧乙烯醚的外壳之中。增溶作用增溶作用 具有能使不溶或微溶于水的有机化合物的溶解具有能使不溶或微溶于水的有机化合物的溶解度显著增大的能力，且溶液呈透明状的作用。度显著增大的能力，且溶液呈透明状的作用。现在学习的是第21页，共38页（四）（四）洗涤作用洗涤作用 自固体自固体(又称为基体又称为基体)表面上去除污垢的过程。表面上去除污垢的过程。它包括机械作用及表

17、面化学的作用它包括机械作用及表面化学的作用（润湿、乳化、（润湿、乳化、分散、增溶等作用）分散、增溶等作用）。现在学习的是第22页，共38页1.1.洗涤机理洗涤机理图图2-10 固体污垢的去除机理固体污垢的去除机理 平衡时满足下列关系平衡时满足下列关系:gso=gsw-gwo cos 使使g gwo和和g gsw降低，而降低，而g gso未变。为维持新的平衡，未变。为维持新的平衡，-cos-cos值必须值必须增大，即接触角增大，即接触角从从9090变为变为9090。在某种适宜条件下，。在某种适宜条件下，接触角接近接触角接近180180，即洗涤剂几乎完全润湿固体表面时，油污膜，即洗涤剂几乎完全润湿

18、固体表面时，油污膜变为油珠自行脱离。变为油珠自行脱离。现在学习的是第23页，共38页2.2.洗涤过程洗涤过程基体基体污垢污垢+洗涤剂洗涤剂基体基体洗涤剂洗涤剂+污垢污垢洗涤剂洗涤剂 再籍机械力将它们分离；再籍机械力将它们分离；通过乳化、分散、增溶，防止污垢再沾污，通过乳化、分散、增溶，防止污垢再沾污，被清洗去除。被清洗去除。图图2-11 2-11 污垢卷离过程示意污垢卷离过程示意现在学习的是第24页，共38页图图2-12 洗涤剂的防止再沾污过程洗涤剂的防止再沾污过程 洗涤过程是一个可逆过程，洗涤的逆过程称为污垢洗涤过程是一个可逆过程，洗涤的逆过程称为污垢再沉积（或织物再沾污）。因此，一种优良的

19、洗涤剂应再沉积（或织物再沾污）。因此，一种优良的洗涤剂应具备两种作用：具备两种作用：A A、降低污垢与织物表面的结合力，具有使污垢脱、降低污垢与织物表面的结合力，具有使污垢脱离织物表面的能力；离织物表面的能力；B B、是具有防止污垢再沉积的能力。、是具有防止污垢再沉积的能力。现在学习的是第25页，共38页(五五)其他作用其他作用 1.1.柔软作用柔软作用 a.a.针织物编织前纱线过蜡（上柔软剂、浆料添针织物编织前纱线过蜡（上柔软剂、浆料添加物）；加物）；b.b.染色后进行柔软整理，减少缝纫时针洞产生；染色后进行柔软整理，减少缝纫时针洞产生；c.c.羊毛的仿羊绒整理。羊毛的仿羊绒整理。2.2.抗

20、静电作用抗静电作用 用于涤纶等疏水性纤维的整理，亲水性提高、舒适、用于涤纶等疏水性纤维的整理，亲水性提高、舒适、抗静电性提高。抗静电性提高。现在学习的是第26页，共38页3、起泡和消泡作用、起泡和消泡作用现在学习的是第27页，共38页(一一)表面活性剂的分类表面活性剂的分类1.1.按表面活性剂在水中电离与否分类：按表面活性剂在水中电离与否分类：离子型：阴离子型、阳离子型、两性型离子型：阴离子型、阳离子型、两性型 非离子型；非离子型；2.2.按应用分：纺织助剂、印染助剂等等。按应用分：纺织助剂、印染助剂等等。3.3.按用途分：润湿、渗透、乳化、分散、增溶、洗按用途分：润湿、渗透、乳化、分散、增溶

21、、洗涤等等。涤等等。三、表面活性剂的分类和常用表面活性剂的性能三、表面活性剂的分类和常用表面活性剂的性能现在学习的是第28页，共38页1.1.阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂 羧酸盐类羧酸盐类 脂肪羧酸盐结构通式为脂肪羧酸盐结构通式为R-COONa R-COONa 烷基酰胺羧酸盐烷基酰胺羧酸盐 C C1717H H3333CO(NRCO(NR1 1CRCR2 2HCO)HCO)n n-ONa -ONa 或或 C C1717H H3333CONRCONR1 1H(CONRH(CONR2 2H)H)n n COONa COONa 烷基醚羧酸盐烷基醚羧酸盐 R(OCHR(OCH2 2CHCH2 2)

22、n nOCHOCH2 2COONa COONa 硫酸酯盐硫酸酯盐 脂肪醇硫酸盐脂肪醇硫酸盐 ROSOROSO3 3-M M+仲烷基硫酸盐仲烷基硫酸盐 R R1 1C(RC(R2 2)HOSO)HOSO3 3Na Na 硫酸化油硫酸化油(二二)常用表面活性剂（乳化、扩散、渗透、洗涤）常用表面活性剂（乳化、扩散、渗透、洗涤）现在学习的是第29页，共38页 磺酸盐类磺酸盐类 烷基磺酸钠烷基磺酸钠 R-SO3Na (R=CnH2n+1,n=1520)烷基苯磺酸钠烷基苯磺酸钠 烷基萘磺酸盐烷基萘磺酸盐 如双异丁基萘磺酸钠如双异丁基萘磺酸钠(拉开拉开粉粉BX)BX)：（4）磷酸酯类：磷酸酯类：现在学习的是

23、第30页，共38页2.2.阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂 主要用途匀染剂、抗静电剂、柔软剂、防水剂、杀菌剂等。主要用途匀染剂、抗静电剂、柔软剂、防水剂、杀菌剂等。烷基铵盐类烷基铵盐类 季铵盐类季铵盐类3.3.非离子表面活性剂非离子表面活性剂 聚乙二醇型非离子表面活性剂聚乙二醇型非离子表面活性剂 R-(OCHR-(OCH2 2CHCH2 2)n-OH)n-OH，其中，其中R=CR=C1010C C1818 烷基酚聚氧乙烯醚的结构通式为：烷基酚聚氧乙烯醚的结构通式为：现在学习的是第31页，共38页 .亲疏平衡值亲疏平衡值(HLB)(HLB)与性能间的关系与性能间的关系 疏水基的分子量愈大，疏水性

24、愈强、水溶性疏水基的分子量愈大，疏水性愈强、水溶性愈差；但亲水基分子量大的，则不一定亲水性愈差；但亲水基分子量大的，则不一定亲水性大大(除非离子表面活性剂除非离子表面活性剂)。非离子表面活性剂的非离子表面活性剂的HLBHLB值：值：完全疏水的石蜡，完全疏水的石蜡，HLB=0HLB=0；完全亲水的聚乙二醇，；完全亲水的聚乙二醇，HLB=20HLB=20，所以聚乙二醇型表面活性剂的，所以聚乙二醇型表面活性剂的HLBHLB值介于值介于0 02020。现在学习的是第32页，共38页 亲疏平衡值与性能间的关系如下图：亲疏平衡值与性能间的关系如下图：18515110HLB 用途用途1518 增溶剂增溶剂1

25、3 15 洗涤剂洗涤剂8 18 油油/水型的乳化剂水型的乳化剂7 9 润湿剂润湿剂 3.5 6 水水/油型的乳化剂油型的乳化剂1.5 3 消泡剂消泡剂现在学习的是第33页，共38页.非离子表面活性的浊点非离子表面活性的浊点 加热聚乙二醇型非离子表面活性剂的溶液，当透加热聚乙二醇型非离子表面活性剂的溶液，当透明的溶液呈现混浊时的温度为非离子表面活性剂的明的溶液呈现混浊时的温度为非离子表面活性剂的“浊点浊点”。因为聚氧乙烯型的非离子表面活性剂以其醚键因为聚氧乙烯型的非离子表面活性剂以其醚键上的氧原子以氢键与水分子结合，但随着温度的提上的氧原子以氢键与水分子结合，但随着温度的提高，氢键被破坏，亲水性

26、降低，溶解度小。高，氢键被破坏，亲水性降低，溶解度小。图图25 25 曲折状聚乙二醇分子链中醚键与水分子形成氢键曲折状聚乙二醇分子链中醚键与水分子形成氢键现在学习的是第34页，共38页4.4.两性表面活性剂两性表面活性剂 现在学习的是第35页，共38页 1.对染整用水的质量要是对染整用水的质量要是、。2.叙述硬水对染整加工的影响。水的软化方法有哪些？叙述硬水对染整加工的影响。水的软化方法有哪些？3.表面活性剂分子是由表面活性剂分子是由和和两部分所两部分所组成；根据其在水中电离与否又可分为组成；根据其在水中电离与否又可分为 型、型、型两大类。型两大类。4.为什么棉坯布的润湿性能差？在对坯布的染整加工中加入表为什么棉坯布的润湿性能差？在对坯布的染整加工中加入表面活性剂能起哪些作用？面活性剂能起哪些作用？5.洗涤作用是洗涤作用是、及机械等共同作及机械等共同作用的结果。用的结果。现在学习的是第36页，共38页预预 习习下织机的纺织坯布，能直接进行染色、印花吗？可下织机的纺织坯布，能直接进行染色、印花吗？可以或不可以的理由？你认为如何加工才比较合理？以或不可以的理由？你认为如何加工才比较合理？现在学习的是第37页，共38页感谢大家观看现在学习的是第38页，共38页