染整用水和表面活性劑ppt課件

1、 第二章第二章染整用水和外表活性劑染整用水和外表活性劑 授授 課課 要要 點(diǎn)點(diǎn) 染整用水的根本要求和水染整用水的根本要求和水質(zhì)軟化方法質(zhì)軟化方法; 染整助劑的作用及常用產(chǎn)染整助劑的作用及常用產(chǎn)品品; 外表活性劑的根本觀念和外表活性劑的根本觀念和主要功能。主要功能。第一節(jié)第一節(jié) 染整用水染整用水 紡織工業(yè)總用水量為紡織工業(yè)總用水量為9292億噸，其中新穎水量億噸，其中新穎水量6666億噸，位居全國各行業(yè)第二位。億噸，位居全國各行業(yè)第二位。 印染工業(yè)總用水量印染工業(yè)總用水量6464億噸，占紡織業(yè)的億噸，占紡織業(yè)的7070，新穎水取用量新穎水取用量5858億噸，占紡織業(yè)億噸，占紡織業(yè)8888，水的回

2、收，水的回收利用率僅利用率僅1010。 平均每消費(fèi)平均每消費(fèi)1000m1000m印染布約耗水印染布約耗水20t20t，其中煮練，其中煮練占一半。占一半。一、水一、水 源源 1. 1.地面水地面水江、河、湖水江、河、湖水 特點(diǎn)：懸浮雜質(zhì)含量較高，礦物質(zhì)含量特點(diǎn)：懸浮雜質(zhì)含量較高，礦物質(zhì)含量較少，水質(zhì)的處置較容易。較少，水質(zhì)的處置較容易。 2 2地下水地下水泉水和井水泉水和井水 特點(diǎn)：含懸浮性雜質(zhì)極少，水質(zhì)廓清，特點(diǎn)：含懸浮性雜質(zhì)極少，水質(zhì)廓清，但礦物質(zhì)含量多、硬度大，須軟化后再運(yùn)用。但礦物質(zhì)含量多、硬度大，須軟化后再運(yùn)用。 3 3 自來水自來水 質(zhì)量好，但本錢高。質(zhì)量好，但本錢高。 二、水質(zhì)硬度

3、二、水質(zhì)硬度 暫時硬度：由酸式碳酸鹽所表示的硬暫時硬度：由酸式碳酸鹽所表示的硬度，經(jīng)煮沸后可以去除，故稱為暫時硬度，經(jīng)煮沸后可以去除，故稱為暫時硬度。度。 永久硬度：由鈣、鎂等的氯化物、永久硬度：由鈣、鎂等的氯化物、硫酸鹽或硝酸鹽等雜質(zhì)所表示的硬度，硫酸鹽或硝酸鹽等雜質(zhì)所表示的硬度，雖經(jīng)煮沸也不發(fā)生沉淀，必需經(jīng)化學(xué)處雖經(jīng)煮沸也不發(fā)生沉淀，必需經(jīng)化學(xué)處置才干去除。置才干去除。 總硬度：總硬度： 用暫時硬度和永久硬度的總和表示。用暫時硬度和永久硬度的總和表示。 水質(zhì)硬度的表示方法：水質(zhì)硬度的表示方法： 通常以一百萬份水中碳酸鈣鎂鹽換通常以一百萬份水中碳酸鈣鎂鹽換算成碳酸鈣的份數(shù)來表示。算成碳酸鈣的

4、份數(shù)來表示。 簡稱簡稱ppm或或mg/L。三、染整加工對水質(zhì)的要求三、染整加工對水質(zhì)的要求 1、硬水和軟水區(qū)分表、硬水和軟水區(qū)分表 水水 質(zhì)質(zhì) ppm（mg/ /L） 極軟水極軟水軟軟 水水略硬水略硬水硬硬 水水 極硬水極硬水 15155050100100200 200 2、 染整用水水質(zhì)目的 除要求無色、無臭、透明、pH6.57.4之外，還要求到達(dá)如下目的。 項(xiàng)項(xiàng) 目目 ppm（mg/ /L） 總硬度總硬度鐵鐵錳錳堿度堿度溶解的固體物質(zhì)溶解的固體物質(zhì) 025(060)0.10.02356465150 針織物染整用水硬度要求針織物染整用水硬度要求 染色染色,皂洗用水皂洗用水 20 mg/L 普

5、通洗滌用水普通洗滌用水 100 mg/L 水質(zhì)不合格對染整加工的影響水質(zhì)不合格對染整加工的影響 某些助劑如肥皂遇到鈣、鎂離子會生成不溶某些助劑如肥皂遇到鈣、鎂離子會生成不溶性的鈣、鎂鹽而堆積在織物上，會呵斥斑漬，沾污性的鈣、鎂鹽而堆積在織物上，會呵斥斑漬，沾污織物，影響手感?？椢铮绊懯指?。 硬水能使某些染料發(fā)生沉淀，呵斥染色不勻等。硬水能使某些染料發(fā)生沉淀，呵斥染色不勻等。 鐵、錳等離子，在漂白時不但影響織物的白度，鐵、錳等離子，在漂白時不但影響織物的白度，還能誘發(fā)纖維的脆損。還能誘發(fā)纖維的脆損。 硬水能在鍋爐體內(nèi)壁及爐管的內(nèi)外表構(gòu)成水垢，硬水能在鍋爐體內(nèi)壁及爐管的內(nèi)外表構(gòu)成水垢，降低熱傳導(dǎo)

6、率，甚至由于導(dǎo)熱不勻釀成鍋爐爆炸。降低熱傳導(dǎo)率，甚至由于導(dǎo)熱不勻釀成鍋爐爆炸。四、水質(zhì)軟化四、水質(zhì)軟化 為了保證染整用水的質(zhì)量，應(yīng)根據(jù)需求采用適當(dāng)?shù)臑榱吮ＷC染整用水的質(zhì)量，應(yīng)根據(jù)需求采用適當(dāng)?shù)姆椒ń档退械拟}、鎂等離子的含量，這種處置過方法降低水中的鈣、鎂等離子的含量，這種處置過程稱為水質(zhì)的軟化。程稱為水質(zhì)的軟化。 1、沸煮法去除暫時硬度：、沸煮法去除暫時硬度： Ca(HCO3)2 沸煮沸煮 CaCO3H2OCO2 2、化學(xué)法去除永久硬度、化學(xué)法去除永久硬度 ： 1沉淀法：沉淀法： CaSO4Na2CO3 CaCO3Na2SO42絡(luò)合法絡(luò)合法 如采用六偏磷酸鈉如采用六偏磷酸鈉 Na4Na2PO

7、36Ca2 Na4CaPO362Na Na4Na2PO36Mg2 Na4MgPO362Na 3 3、離子交換法、離子交換法1 1運(yùn)用陽離子交換樹脂運(yùn)用陽離子交換樹脂 陽離子交換樹脂可交換水中的各種陽陽離子交換樹脂可交換水中的各種陽離子，如離子，如Ca2Ca2、Mg2+Mg2+等。等。其作用原理如下：其作用原理如下： 先將比較穩(wěn)定的鈉型樹脂用酸轉(zhuǎn)型為先將比較穩(wěn)定的鈉型樹脂用酸轉(zhuǎn)型為活性較高的氫型樹脂：活性較高的氫型樹脂： R RSO3NaSO3NaH H SO3HSO3HNaNa 然后將硬水緩慢經(jīng)過氫型樹脂層，產(chǎn)然后將硬水緩慢經(jīng)過氫型樹脂層，產(chǎn)生離子交換作用，使水軟化：生離子交換作用，使水軟化：

8、 2R 2RSO3HSO3HCa2Ca2 ( (SO3)2Ca SO3)2Ca 2H 2H 2運(yùn)用陰離子交換樹脂運(yùn)用陰離子交換樹脂 可交換水中的各種陰離子，如可交換水中的各種陰離子，如Cl、SO42等。等。 首先也將比較穩(wěn)定的氯型用堿轉(zhuǎn)型為活性較高首先也將比較穩(wěn)定的氯型用堿轉(zhuǎn)型為活性較高的氫氧型樹脂：的氫氧型樹脂： RCH2N(CH3)ClOH CH2 N (CH3)3OHCl再與經(jīng)陽離子軟化的水或硬水緩慢接觸，發(fā)生離再與經(jīng)陽離子軟化的水或硬水緩慢接觸，發(fā)生離子交換，使軟水變?yōu)橹行曰蜻M(jìn)一步凈化水質(zhì)：子交換，使軟水變?yōu)橹行曰蜻M(jìn)一步凈化水質(zhì)： 2RCH2N(CH3) 3OHSO422H CH2N(

9、CH3) 32 SO42H2O3、離子交換法的優(yōu)點(diǎn)、離子交換法的優(yōu)點(diǎn) 可再生之后循環(huán)運(yùn)用。可再生之后循環(huán)運(yùn)用。 適宜于工業(yè)化大規(guī)模消費(fèi)。適宜于工業(yè)化大規(guī)模消費(fèi)。 第二節(jié)第二節(jié) 染整助劑染整助劑 一、根本定義一、根本定義 染整加工中運(yùn)用的輔助化學(xué)品或公用化學(xué)品。染整加工中運(yùn)用的輔助化學(xué)品或公用化學(xué)品。 二、其他說法二、其他說法 1 1、染整加工中除染料和顏料色素之外的一、染整加工中除染料和顏料色素之外的一切化學(xué)品。切化學(xué)品。 2 2、染整加工中運(yùn)用的精細(xì)化學(xué)品。、染整加工中運(yùn)用的精細(xì)化學(xué)品。 主要作用：主要作用： 提高紡織品的質(zhì)量，提高紡織品的質(zhì)量， 改善加工效果，改善加工效果， 提高消費(fèi)效益，

10、提高消費(fèi)效益， 簡化工藝過程，簡化工藝過程， 降低消費(fèi)本錢，降低消費(fèi)本錢， 提高服用性能，提高服用性能， 便于三廢處置。便于三廢處置。 染整助劑的分類染整助劑的分類 練漂助劑：退漿劑、煮練劑、漂白練漂助劑：退漿劑、煮練劑、漂白劑、增白劑、洗滌劑、浸透劑等。劑、增白劑、洗滌劑、浸透劑等。 印染助劑：勻染劑、促染劑、洗滌印染助劑：勻染劑、促染劑、洗滌劑、浸透劑、乳化劑、分散劑、固色劑、浸透劑、乳化劑、分散劑、固色劑、黏合劑、增稠劑、助溶劑等。劑、黏合劑、增稠劑、助溶劑等。 整理助劑：防皺劑、柔軟劑、阻燃整理助劑：防皺劑、柔軟劑、阻燃劑、拒水劑、防油劑、殺菌劑、樹脂劑、拒水劑、防油劑、殺菌劑、樹脂整

11、理劑等。整理劑等。 染整助劑的類型特點(diǎn)染整助劑的類型特點(diǎn) 50%以上都是外表活性劑；以上都是外表活性劑； 以外表活性劑作為主要成分。以外表活性劑作為主要成分。第三節(jié)第三節(jié) 外表活性劑外表活性劑 一、外表活性劑的定義 少量運(yùn)用即可顯著降低溶劑普通為水的外表張力或兩相間界面張力的一類物質(zhì)。 外表張力與外表活性劑濃度關(guān)系的三種類型外表張力與外表活性劑濃度關(guān)系的三種類型曲線曲線 外表張力可定義為：垂直經(jīng)過液體外表上任一單外表張力可定義為：垂直經(jīng)過液體外表上任一單位長度，與液面相切的、收縮外表的力。位長度，與液面相切的、收縮外表的力。二、外表活性劑的構(gòu)造特征二、外表活性劑的構(gòu)造特征 * 外表活性劑分子都

12、是由非極性的疏水基和極外表活性劑分子都是由非極性的疏水基和極性的親水基兩部分構(gòu)成，是一種兩親分子，既性的親水基兩部分構(gòu)成，是一種兩親分子，既具有親油性又具有親水性。具有親油性又具有親水性。 三、外表活性劑的外表吸附功能三、外表活性劑的外表吸附功能 * * 外表吸附功能：疏水基容易與非極性物質(zhì)吸附，親水基那么容易與極性物質(zhì)吸附，這外表吸附功能：疏水基容易與非極性物質(zhì)吸附，親水基那么容易與極性物質(zhì)吸附，這種功能被稱為種功能被稱為“外表活性。外表活性。四、外表活性劑的兩大技術(shù)目的四、外表活性劑的兩大技術(shù)目的 1、臨界膠束濃度、臨界膠束濃度CMC值：值： 外表活性劑在水溶液中構(gòu)成大量膠束時所需外表活性

13、劑在水溶液中構(gòu)成大量膠束時所需求的最低濃度。求的最低濃度。* 正吸附： CMC值之前，* 膠束化： CMC值之后。 2、外表活性劑的親疏平衡值、外表活性劑的親疏平衡值 HLB值：值： 表示外表活性劑分子構(gòu)造中親水性與疏水性之間平衡關(guān)系表示外表活性劑分子構(gòu)造中親水性與疏水性之間平衡關(guān)系的數(shù)值，即的數(shù)值，即HLB Hydrophilic Lipophilic Balance值。值。 * HLB值越大表示親水性越強(qiáng)、疏水性越弱；反之，值越大表示親水性越強(qiáng)、疏水性越弱；反之，HLB值值越小表示疏水性越強(qiáng)、親水性越弱；越小表示疏水性越強(qiáng)、親水性越弱； * 離子型外表活性劑的離子型外表活性劑的HLB值在值

14、在140之間以油酸的之間以油酸的HLB=1、油酸鈉的、油酸鈉的HLB=18作為基準(zhǔn)；作為基準(zhǔn)； * 非離子型外表活性劑的非離子型外表活性劑的HLB值在值在020之間以石蠟的之間以石蠟的HLB=0、聚乙二醇的、聚乙二醇的HLB=20作為基準(zhǔn)。作為基準(zhǔn)。 五、外表活性劑的根本作用五、外表活性劑的根本作用 一潤濕和浸透作用一潤濕和浸透作用 潤濕是固體外表上一種流體被另一種流體所取潤濕是固體外表上一種流體被另一種流體所取代的過程。代的過程。 染整加工中，多為纖維固體外表上的氣體染整加工中，多為纖維固體外表上的氣體一種流體被水另一種流體所取代的過程。一種流體被水另一種流體所取代的過程。 液體在固體外表潤

15、濕的平衡關(guān)系液體在固體外表潤濕的平衡關(guān)系式：式： cosSSLL 液體中參與外表活性劑，可使L和SL都顯著降低，從而使角變小，到達(dá)提高液體潤濕性能的作用。 在染整加工中常用的潤濕浸透劑產(chǎn)品有浸透劑JFC、浸透劑T、拉開粉BX、浸透劑5881、絲光浸透劑MP等。二乳化和分散作用二乳化和分散作用 1乳化作用：將兩種不相溶的液體如油和水放在一同，使一種液體以極微小的液滴均勻地分散在另一種液體中，這種體系就稱為乳狀液或乳液，這種作用稱為乳化作用。 2分散作用：將固體物質(zhì)以極其微小的顆粒均勻地分散在液體中所構(gòu)成的體系稱為分散液或懸浮液，這種作用稱為分散作用。 * 乳化和分散兩種作用極為類似，其主要區(qū)別在

16、于它們的內(nèi)相，前者為液體液液之間，而后者為固體固液之間 。3 3乳液：乳液： 1水包油型或油/水型O/ W型水是延續(xù)相外相，而油是不延續(xù)相內(nèi)相。2油包水型或水/油型W/O型油是延續(xù)相外相，而水是不延續(xù)相內(nèi)相。 * 染整加工中常用的乳化劑、分散劑以油水型居多，如平平加O系列、OP系列、分散劑NNO、分散劑CNF、分散劑WA等。 三增溶作用三增溶作用 在溶劑中完全不溶或微溶的物質(zhì)，進(jìn)入外表活性劑構(gòu)成在溶劑中完全不溶或微溶的物質(zhì)，進(jìn)入外表活性劑構(gòu)成的膠束中得到溶解，這種景象稱為增溶作用。的膠束中得到溶解，這種景象稱為增溶作用。 增溶作用與乳化、分散作用的區(qū)別在于：增溶作用與乳化、分散作用的區(qū)別在于：

17、 1 1增溶作用的溶解物質(zhì)，既可以是液體也可是固體。增溶作用的溶解物質(zhì)，既可以是液體也可是固體。 2 2乳化作用和分散作用構(gòu)成的是熱力學(xué)不穩(wěn)定多相乳化作用和分散作用構(gòu)成的是熱力學(xué)不穩(wěn)定多相分散體系，而增溶作用構(gòu)成的是熱力學(xué)穩(wěn)定的均相體系。分散體系，而增溶作用構(gòu)成的是熱力學(xué)穩(wěn)定的均相體系。 3 3乳狀液和分散液多為乳白狀和懸濁狀，而增溶溶乳狀液和分散液多為乳白狀和懸濁狀，而增溶溶液為透明狀。液為透明狀。 其聯(lián)絡(luò)在于：增溶作用可以看作是乳化作用或分散作其聯(lián)絡(luò)在于：增溶作用可以看作是乳化作用或分散作用的極限階段、理想形狀，它們之間可相互轉(zhuǎn)化。用的極限階段、理想形狀，它們之間可相互轉(zhuǎn)化。 構(gòu)成條件：構(gòu)

18、成條件：* *適宜的外表活性劑；適宜的外表活性劑；* *足夠的用量。足夠的用量。 四起泡和消泡作用四起泡和消泡作用 氣體分散在液體中構(gòu)成的分散體系稱為泡沫氣體分散在液體中構(gòu)成的分散體系稱為泡沫, ,氣體氣體叫分散相內(nèi)相，液體叫分散介質(zhì)外相。叫分散相內(nèi)相，液體叫分散介質(zhì)外相。 外表活性劑有良好起泡作用，能促進(jìn)泡沫生成或穩(wěn)定存在的外表活性劑稱為發(fā)泡劑或穩(wěn)泡劑。 泡沫同樣是熱力學(xué)不穩(wěn)定體系，容易因排液景象和氣泡合并作用，而使氣泡不斷破裂、泡沫消逝。能促使泡沫迅速消逝的外表活性劑或助劑稱為消泡劑。 * 染整加工中多用消泡劑。五洗滌作用五洗滌作用 從浸在某種介質(zhì)多為水中的固體外表除去異物或污從浸在某種介

19、質(zhì)多為水中的固體外表除去異物或污垢的過程稱為洗滌。垢的過程稱為洗滌。 能發(fā)揚(yáng)洗滌作用的化學(xué)品稱為洗滌劑，洗滌劑多以外表能發(fā)揚(yáng)洗滌作用的化學(xué)品稱為洗滌劑，洗滌劑多以外表活性劑作為主要成分?；钚詣┳鳛橹饕煞帧?洗滌作用較復(fù)雜，是外表活性劑的潤濕、乳化、分散、洗滌作用較復(fù)雜，是外表活性劑的潤濕、乳化、分散、增溶等綜協(xié)作用以及攪拌、揉搓、水流等機(jī)械作用的共增溶等綜協(xié)作用以及攪拌、揉搓、水流等機(jī)械作用的共同結(jié)果。以織物為例，洗滌過程可用下式表示：同結(jié)果。以織物為例，洗滌過程可用下式表示： 織物織物污垢洗滌劑污垢洗滌劑 織物織物洗滌劑污垢洗滌劑污垢洗滌劑洗滌劑 織物洗滌劑織物洗滌劑 污垢去除的詳細(xì)方式：

20、污垢去除的詳細(xì)方式： 1 1洗滌劑向纖維和污垢作定向界面吸附，并向纖維與污垢之間潤濕、浸透。洗滌劑向纖維和污垢作定向界面吸附，并向纖維與污垢之間潤濕、浸透。 2 2在洗滌劑分割、取代作用下，污垢與纖維間結(jié)合力減弱、在機(jī)械或水流作用下脫離纖維。在洗滌劑分割、取代作用下，污垢與纖維間結(jié)合力減弱、在機(jī)械或水流作用下脫離纖維。3 3脫離下來的污脫離下來的污垢在水溶液中被洗垢在水溶液中被洗滌劑乳化分散或增滌劑乳化分散或增溶，不使其再堆積溶，不使其再堆積回織物外表。回織物外表。4 4污垢與洗滌污垢與洗滌劑被水溶液沖洗除劑被水溶液沖洗除去，吸附于織物表去，吸附于織物表面的剩余洗滌劑也面的剩余洗滌劑也一同被沖

21、洗除去。一同被沖洗除去。六、常用外表活性劑產(chǎn)品六、常用外表活性劑產(chǎn)品 一陰離子型外表活性劑： * 肥皂，是高級脂肪酸的鈉鹽、通式為RCOONa，如： C17H35COONa、 C15H31COONa、 C17H33COONa等。 * 烷基苯磺酸鈉： C12H25 SO3Na。 * * 亞甲基二萘磺酸鈉分散劑亞甲基二萘磺酸鈉分散劑NNONNO： * *脂肪醇硫酸酯鈉：脂肪醇硫酸酯鈉： C12H25SO4Na C12H25SO4Na 。 * *乙二醇單丁醚乙二醇單丁醚磷酸酯鈉鹽：磷酸酯鈉鹽： 二陽離子型外表活性劑： * 十二烷基二甲基芐基氯化銨勻染劑1227、緩染劑TAN * 十八烷基二甲基羥乙基

22、季銨硝酸鹽抗靜電劑SN： C18H37N+(CH3)2CH2CH2OHNO3 三非離子型外表活性劑 * 平平加O系列產(chǎn)品： C18H37O(CH2CH2O)nH C12H25O(CH2CH2O)nH n =1525 * 浸透劑JFC： CH3(CH2)6CH2O(CH2CH2O)5H * 乳化劑OP： * 聚醚類 RO(C2H4O)a(C3H6O)b(C2H4O)cH 。 * * 烷基醇酰胺類烷基醇酰胺類 如尼納爾、如尼納爾、65016501、704704等。等。 * * 多元醇型非離子外表活性劑多元醇型非離子外表活性劑 司盤司盤SpanSpan系列和吐溫系列和吐溫TweenTween系列產(chǎn)品

23、。系列產(chǎn)品。 * * 其他非離子型外表活性劑其他非離子型外表活性劑 如聚氧乙烯蓖麻油、如聚氧乙烯蓖麻油、PEGPEG脂肪酸酯系列、甘油聚氧脂肪酸酯系列、甘油聚氧 乙烯醚、硬脂酸甘油酯、三乙醇胺油酸酯等。乙烯醚、硬脂酸甘油酯、三乙醇胺油酸酯等。 四兩性離子型外表活性劑 * 十二烷基二甲基乙羧基季銨BS12： C12H25N+(CH3)2CH2COO 染整加工中可用作抗靜電劑、柔軟劑、鈣皂分散劑、縮絨劑、水質(zhì)穩(wěn)定劑等。 * 椰油酰胺基丙基甜菜堿(雙鯨CAB30) C11H23CONHC3H6N+(CH3)2CH2COO 具有柔軟、凈洗、抗靜電、殺菌等性能，是紡織染整中一種優(yōu)良凈洗劑及柔軟整理劑。

24、五構(gòu)造混合型外表活性劑 分子構(gòu)造中的親水基團(tuán)是由非離子部分和陰離子部分共同構(gòu)成的一類外表活性劑。 * 月桂醇醚硫酸鈉鹽AES，其分子構(gòu)造式為： C12H25O(CH2CH2O)3SO3Na 在紡織、染整加工中廣泛作為洗滌劑運(yùn)用，也可作為合纖油劑的主要組分。 * 烷基醇醚磷酸酯鹽 具有良好的抗靜電、平滑、潤濕、乳化、分散等性能，在紡織染整加工中可作為合纖油劑中的抗靜電劑、棉織物的精練助劑或絲光助劑。 六有機(jī)硅外表活性劑六有機(jī)硅外表活性劑 分子主鏈?zhǔn)怯晒柩蹑I分子主鏈?zhǔn)怯晒柩蹑ISiO而構(gòu)成的一類而構(gòu)成的一類新型外表活性劑，目前被廣泛用作織新型外表活性劑，目前被廣泛用作織物柔軟整理劑。物柔軟整理劑。如氨基硅油：如氨基硅油： 七有機(jī)氟外表活性劑七有機(jī)氟外表活性劑 疏水基中的氫原子全部或部分被疏水基中的氫原子全部或部分被氟原子所取代的一類新型外表活性氟原子所取代的一類新型外表活性劑。劑。 這類外表活性劑的主要用途是將這類外表活性劑的主要