水和表面活性劑課件

染整工藝原理（一）

（練漂整）學(xué)時(shí)數(shù)：40第一章

水和表面活性劑

在染整加工過程中是以水為介質(zhì)的，水質(zhì)的好壞直接影響染化藥劑的穩(wěn)定性以及加工產(chǎn)品的質(zhì)量，因此，必須熟悉和掌握：●水的性質(zhì)●水的處理方法●衡量水質(zhì)的基本指標(biāo)§2染整用水一、水和水質(zhì)1、水據(jù)印染廠調(diào)查統(tǒng)計(jì)，平均每生產(chǎn)103M織物，約耗水20噸左右，其中練漂用水量占一半以上。水源：

地面水：江、河、湖水等。水質(zhì)受流量、季節(jié)及周圍環(huán)境的影響，并含有較多的懸浮物。

地下水：井水、泉水等。水質(zhì)穩(wěn)定，但受地質(zhì)的影響，并含有較多的礦物質(zhì)。2、水質(zhì)天然水并不純凈，通常含有以下雜質(zhì)：（1）有機(jī)懸浮物、泥沙；（2）礦物質(zhì)如鈣、鎂、鐵、鋁、錳、氯、硫酸根等離子化合物；如果水中含有上述雜質(zhì)通常稱為硬水。

4）硬水

其一：對鍋爐的安全形成隱患，嚴(yán)重時(shí)會引發(fā)爆炸；其二：形成的鍋垢對燃料的節(jié)約影響很大；

其三：會引起鍋爐的腐蝕，水中的氧及二氧化碳和鐵作用形成碳酸亞鐵，然后進(jìn)一步水解成氫氧化亞鐵即二、染整廠對水質(zhì)的要求外觀：無色、無臭、透明pH值：6.5－7.4總硬度（ｐｐｍ）：0－25鐵（ｐｐｍ）：0.02－0.1錳（ｐｐｍ）：0.02總堿度（ｐｐｍ）：35－64總含固量（ｐｐｍ）：65－150三、

衡量水質(zhì)的重要指標(biāo)1、硬度

暫時(shí)硬度：由Ca＋＋、Mg＋＋所形成的重碳酸鹽而造成的硬度稱為暫時(shí)硬度；這些物質(zhì)加熱煮沸能被除去。Ca（HCO3）2→CaCO3↓+CO2↑+H2OMg（HCO3）2→MgCO3↓+CO2↑+H2O永久硬度：由Ca＋＋、Mg＋＋所形成的氧化物、氯化物、硫酸鹽等而造成的硬度稱為永久硬度。這些物質(zhì)經(jīng)加熱煮沸時(shí)，不會發(fā)生沉淀而被去除?？傆捕龋簳簳r(shí)硬度和永久硬度之和。

水中雜質(zhì)量越多，總硬度也就越高，水質(zhì)就越差。四、水質(zhì)的分析方法1、

總硬度的測定（EDTA法）1）測定原理在ｐH＝10的條件下，指示劑鉻黑T（EBT）能和水中的Ca＋＋、Mg＋＋形成紅色的絡(luò)合物，滴定時(shí)加入乙二氨四羧酸二鈉鹽（EDTA）后，轉(zhuǎn)變成EDTA與Ca＋＋、Mg＋＋的絡(luò)合物而放出鉻黑T指示劑本身的純蘭色，這時(shí)即為終點(diǎn)。2）操作方法(1)取水樣100ml，置于250ml的錐形瓶中；(2)加入5mlNH4OH－NH4CL緩沖液，控制ｐH＝10；(3)加入5滴0.5%EBT指示劑；(4)用0.05N的EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，瓶中的顏色變化過程為：紅色→紫色→藍(lán)色（終點(diǎn)），記錄消耗的EDTA的毫升數(shù)即：VEDTA（ml）；3）計(jì)算總硬度（以CaCO3、ppm計(jì)）

＝＝25VEDTA（ml）4）硬水和軟水的區(qū)別水質(zhì)ppm以CaCO3計(jì)軟水0－57略硬水57－100硬水100－286極硬水＞2863）計(jì)算

總堿度（以CaCO3、ppm計(jì)）＝＝50VH2SO4（ml）3、總含固量

指水中可溶性固體和懸浮固體的總和。測定時(shí)，取一定量（100ml）水樣，置于預(yù)先已稱量的蒸發(fā)皿中，移于烘箱內(nèi)，于1050C烘至恒重，冷卻至室溫后，迅速稱取其重量。

總含固量（以CaCO3、ppm計(jì)）

＝

式中：W－蒸發(fā)皿與總固體總量之和；W1－蒸發(fā)皿重量；§3水的軟化一、石灰-純堿沉淀法1、石灰的作用去除造成暫時(shí)硬度的重碳酸鹽Ca(HCO3)2＋Ca(OH)2→2CaCO3＋2H2OＭg(HCO3)2＋Ca(OH)2→ＭgCO3＋CaCO3＋2H2O

2、純堿的作用去除造成永久硬度的硫酸鹽

使用該法軟化水，可使水的硬度降到10ppm以下。2、磺化煤法

將褐煤用濃硫酸在150－1800C下處理后得到的產(chǎn)物為H型產(chǎn)品；若再用燒堿處理得到的為Nａ型產(chǎn)品?？煞謩e用H（K）、Nａ（K）表示。其軟化作用如下所示。3、離子交換樹脂1）陽離子交換樹脂

如國產(chǎn)732離子交換樹脂，是具有磺酸基的強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂，能交換水中的鈣、鎂等陽離子。2）陰離子交換樹脂如國產(chǎn)的717離子交換樹脂，，是具有季銨鹽結(jié)構(gòu)的強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂，具有與水中陰離子交換的能力。

三、化學(xué)軟化法（軟水劑）1、磷酸三鈉通過化學(xué)反應(yīng)使水中的鈣、鎂鹽轉(zhuǎn)變成磷酸的鈣鹽或鎂鹽而沉淀。2、純堿作為軟水劑主要去除水中的鈣、鎂離子

3、六偏磷酸鈉能與鈣、鎂離子形成比較穩(wěn)定的絡(luò)合物，而不再具有硬水的性質(zhì)。4、胺的醋酸衍生物

1）EDTA染整生產(chǎn)加工過程中，在配制染化料溶液時(shí)一般要加入軟水，如果沒有軟水，就必須要加入上述軟水劑。使用成本：純堿、磷酸三鈉＜六偏磷酸鈉＜EDTA軟化效果：純堿、磷酸三鈉＜六偏磷酸鈉＜EDTA§4表面張力和表面吸附現(xiàn)象一、表面張力當(dāng)一滴水或其它液體從滴管中掉下來時(shí)，有形成球形的傾向，并使液滴保持最小的表面積，而獲得相對穩(wěn)定的狀態(tài)。這是因?yàn)樗蚱渌后w表面有一種“力”，通常將其稱為表面張力。圖1－1液體分子受力作用示意圖圖1－2液體的表面張力二、結(jié)構(gòu)特征

盡管表面活性劑種類很多，但它們都有一個(gè)共同的特征，都是由親水基和疏水基兩部分組成，其示意圖如下：

圖1－4S.A.A結(jié)構(gòu)示意圖表面活性劑分類：三、臨界膠束濃度（CriticalMicelleConcentration）

當(dāng)表面活性劑溶解在水中后，由于它的結(jié)構(gòu)特征使其形成如下排列：表面活性劑在溶液中的排列情況又與濃度有關(guān)：

當(dāng)濃度達(dá)到一定大小后，表面活性劑在溶液表面形成單分子膜，將水和空氣隔開；此時(shí)，如果繼續(xù)提高表面活性劑的濃度，則有利于表面活性劑分子在溶液內(nèi)部相互聚集在一起，形成疏水基在內(nèi)，親水基向外的膠束。S.A.A在溶液中形成膠束所需的最低濃度，稱為臨界膠束濃度。CMC值的大小，主要與下列因素有關(guān)，1）疏水基的碳鏈越長，越飽和，CMC赿??；2）溫度越高，CMC越大；3）加入電解質(zhì)，CMC下降；S.A.A膠束的形狀：§6常用的表面活性劑及應(yīng)用分類一、應(yīng)用分類根據(jù)應(yīng)用性能，表面活性劑可作為潤濕劑、乳化劑、分散劑、凈洗劑等。1、前處理助劑主要有滲透劑、精練劑、退漿劑、氧漂穩(wěn)定劑、滲透劑、洗滌劑等。2、染色、印花助劑主要有勻染劑、消泡劑、無醛固色劑、粘合劑、糊料、增稠劑、交聯(lián)劑等。3、后整理助劑主要有柔軟劑、抗靜電劑等。二、常用的表面活性劑1、高級脂肪酸的鈉鹽或鉀鹽如肥皂（Soap）

2、磺酸鹽類如十二烷基苯磺酸鈉（Alkylbenzosulfonate簡稱ABS）3、烷基硫酸酯鹽類如土耳其紅油，是蓖麻油經(jīng)硫酸作用而形成的硫酸酯鹽。4、烷基磷酸酯鹽類主要做前處理助劑的復(fù)配成分。5、陽離子S.A.A如1227表面活性劑：6、非離子S.A.A1）平平加O2）乳化劑EL(EmulsifyingagentEL)3）滲透劑JFC（DispersingagentJFC）7、兩性表面活性劑如十二烷基甜菜堿（洗滌劑、柔軟劑、抗靜電劑）8、綠色表面活性劑

利用天然資源開發(fā)的表面活性劑。如烷基多糖苷又稱APG（AlkylPolyglycoside）,是以淀粉或葡萄糖和天然脂肪醇為原料合成的一種新型表面活性劑，具有無毒、無刺激和生物降解而徹底的優(yōu)點(diǎn)。

APG可以作為漿洗劑、精練劑、乳化劑、潤濕劑、分散劑、消泡劑、增稠劑等使用。采用非離子S.A.A取代陰離子S.A.A也是一個(gè)重要的發(fā)展方向。習(xí)題和思考題1、什么叫硬度、堿度？并簡述硬水對染整加工有何影響？2、什么叫ppm？根據(jù)其值的大小怎樣來劃分水的級別？3、什么叫化學(xué)軟化法？說明常用的3類軟化劑的軟化原理及特點(diǎn)。4、

什么叫S.A.A？并簡述其結(jié)構(gòu)特征及溶液性質(zhì)。5、說明一般情況下雨水、地表水、淺地下水和深地下水中雜質(zhì)的組成及其來源。6、為什么通常見到的液滴都是類似球狀的?粉狀固體(如面粉)長期儲存為什么會有結(jié)塊現(xiàn)象?7、分別進(jìn)行下列操作:①在肥皂稀水溶液的表面用刀片飛快地刮下一薄層溶液；

②在上述肥皂溶液中通入空氣后形成泡沫。將上述薄層溶液收集,并將泡沫收集待其破裂后形成另一溶液。分別對上述兩溶液進(jìn)行濃度測試,所測得的濃度值與肥皂溶液本體濃度之間應(yīng)當(dāng)有什么不同?說明不同的原因。8、在實(shí)際測定液體在固體表面上的接觸角時(shí)為什么要確保固體表面的潔凈?9、采用一些特殊手段在纖