编辑推荐
《染整助剂化学》:普通高等教育“十一五”部委级规划教材
内容简介
《染整助剂化学》主要介绍了表面活性剂、生物酶和高分子化合物等纺织品染整助剂主要原料的结构、种类以及它们的应用性能;重点介绍了表面活性剂的作用机理和影响因素;按纺织品染整加工的工序依次介绍了各类前处理助剂、染色助剂、印花助剂及后整理助剂的结构与性能。《染整助剂化学》内容深入浅出、系统全面,注重理论与实例的结合。
《染整助剂化学》可作为应用化学、轻化工程等相关专业的本科生教材,也可作为精细化工、印染加工、纺织工程等专业技术人员的自学参考书。
内页插图
目录
第一章 绪论
第一节 纺织品染整助剂及加工概述
一、纺织品前处理及助剂
二、纺织品的染色、印花及助剂
三、纺织品后整理及助剂
第二节 染整助剂的发展趋势
复习指导
思考题
第二章 表面活性剂
第一节 表面活性剂的相关概念
一、表面张力与表面自由能
二、表面活性与表面活性剂
三、表面活性剂的结构与分类
第二节 常用表面活性剂
一、离子型表面活性剂
二、非离子型表面活性剂
三、特殊种类表面活性剂
第三节 表面活性剂的基本性能
一、表面活性剂的界面吸附
二、表面活性剂水溶液的性质
三、表面活性剂的亲水亲油平衡值
四、表面活性剂的溶解性
五、表面活性剂表面活性的影响因素
六、表面活性剂的生物降解性
第四节 表面活性剂的应用性能
一、表面活性剂的润湿和渗透作用
二、表面活性剂的乳化和分散作用
三、表面活性剂的起泡作用
四、表面活性剂的洗涤作用
五、添加剂对表面活性剂溶液性能的影响
复习指导
思考题
第三章 生物酶
第一节 概述
一、酶的本质
二、酶的命名和种类
第二节 酶的催化特性及酶的活力
一、酶的催化特性
二、酶的活力
第三节 酶的生产及常用生物酶
一、酶的生产
二、纺织品加工中常用的生物酶
复习指导
思考题
第四章 高分子化合物
第一节 概述
一、高分子化合物的分类
二、高分子化合物的结构
三、高分子化合物的制备
四、高分子化合物的溶解性能和溶液特性
第二节 天然高分子及其改性物
一、淀粉改性物
二、纤维素醚一
三、海藻酸钠及其衍生物
四、壳聚糖及其衍生物
第三节 合成高分子化合物
一、丙烯酸及其酯类聚合物
二、聚氨酯
三、有机硅类化合物
四、聚乙烯吡咯烷酮
复习指导
思考题
第五章 染整前处理助剂
第一节 精练助剂
一、纤维素纤维及其混纺织物的精练助剂
二、真丝织物的精练助剂
第二节 双氧水漂白稳定剂
一、双氧水漂白稳定剂的作用机理
二、双氧水漂白稳定剂的结构及种类
第三节 其他前处理助剂
一、退浆助剂
二、涤纶碱减量促进剂
复习指导
思考题
第六章 染色印花助剂
第一节 匀染剂
一、匀染剂的作用机理
二、常用匀染剂的组成
第二节 固色剂
一、固色剂的作用机理
二、常用的固色剂
第三节 涂料印花助剂
一、涂料印花黏合剂
二、涂料印花增稠剂
三、涂料印花交联剂
第四节 其他染色印花助剂
一、消泡剂
二、染色增深剂
三、印花糊料
复习指导
思考题
第七章 后整理助剂
第一节 抗皱整理剂
一、抗皱整理机理
二、抗皱整理剂的种类
第二节 柔软整理剂
一、柔软整理的原理
二、表面活性剂类柔软剂
三、有机硅类柔软剂
四、聚乙烯乳液柔软剂
第三节 阻燃整理剂
一、阻燃整理的原理
二、阻燃整理剂的种类
第四节 防水防油整理剂
一、防水防油整理的基本原理
二、防水防油整理剂的种类
三、涂层整理剂
第五节 抗静电整理剂
一、暂时性抗静电剂
二、抗静电多功能整理剂
第六节 抗菌整理剂
一、抗菌整理的原理
二、抗菌整理剂的种类
第七节 抗紫外线整理剂
一、有机类抗紫外线整理剂
二、无机抗紫外线整理剂
复习指导
思考题
参考文献
精彩书摘
煮练主要是去除棉织物上的天然杂质以及进一步去除残存的浆料,提高织物的吸水性。棉织物煮练以烧碱为主要试剂,添加一些具有渗透、洗涤、乳化效果的助剂以提高煮练效果。
漂白主要是去除棉纤维上的天然色素,赋予织物稳定的白度,棉织物漂白的方法主要有氧漂、氯漂和亚漂,所用的漂白剂分别为过氧化氢(双氧水)、次氯酸钠和亚氯酸钠,目前以采用双氧水漂白为主。在双氧水漂白过程中一般需要添加渗透剂和双氧水稳定剂。
丝光是在张力条件下,用浓碱溶液处理棉织物,使棉纤维的超分子结构和形态结构发生变化,从而获得丝一般的光泽,同时提高织物的尺寸稳定性和染色性能。在丝光过程中,为了提高丝光的效率,一般需要添加渗透剂。
2.蚕丝织物的前处理
蚕丝织物的前处理一般称为精练,目的是要去除织物上的杂质,包括蚕丝本身固有的丝胶、油蜡、色素等物质以及生丝在前道加工施加的泡丝剂等外加杂质。由于蚕丝坯绸所含的丝胶量较大,另外其他杂质主要附着在丝胶上,所以蚕丝的精练效果主要针对丝胶的去除效果而定的,一般又称为脱胶。丝织物的精练根据所用助剂和条件的不同,主要可分为皂碱法、酶法、复合精练剂法、酸精练法等。在各种精练方法中均需要添加一定量的助剂。
3.羊毛及其织物的前处理
原毛在纺纱前必须去除原毛中的大量杂质,包括羊毛脂、羊汗等天然杂质和草屑、草籽、泥土等附加杂质。一般通过洗毛、碳化等工序,洗毛主要有皂碱法、合成洗涤剂法和溶剂法等;碳化是采用强酸将纤维素类的杂草脱水碳化或水解而去除。毛织物在纺纱、织造过程中需要施加和毛油、平滑剂、浆料等物质,因此,毛织物染色印花加工前还需要经过洗呢,通过洗涤剂的润湿、洗涤、乳化等作用将杂质去除。
4.再生纤维素纤维织物的前处理
黏胶纤维、竹浆纤维等再生纤维素纤维织物的前处理主要有烧毛、退浆、漂白的工序,加工方法与棉织物类似,但由于黏胶纤维对化学试剂的稳定性较差,一般采用的条件相对缓和。所用助剂主要为退浆助剂、精练助剂等。
5.合成纤维织物的前处理
以涤纶为主的合成纤维织物的前处理,主要是去除纺丝过程中所施加的油剂和织造时所施加的浆料,一般采用碱和洗涤剂通过水解、乳化、分散等作用加以去除。所用助剂主要为退浆助剂、精练助剂等。
前言/序言
染整助剂在纺织品加工中的地位越来越受到人们的重视,纺织印染企业为了提高印染产品的质量、赋予纺织品特殊的功能,提高产品的档次和附加值,需要越来越多高品质的纺织染整助剂,纺织染整助剂已成为纺织印染工业发展中十分重要的一个方面。工业发达国家的纺织染整助剂产量与纤维产量之比为15:100,我国纺织染整助剂的质量、产量和消耗量还处于较低的水平,提高纺织染整助剂的开发和应用水平十分必要。作为轻化工程(染整)的本科毕业生通过学习染整助剂化学,结合染料化学和染整工艺原理的相关知识,将有利于掌握染整助剂的作用机理、结构与性能的关系,获得开发和使用染整助剂的基本理论和技能,为提高我国染整助剂的研究和应用水平作贡献。
本书第一章 为绪论;在各类染整助剂中,表面活性剂产品占了较大的比例,因此第二章 主要介绍表面活性剂的相关内容,包括各类表面活性剂的结构、性质及用途,表面活性剂的应用性能及其影响因素;第三章 、第四章 分别介绍了生物酶和高分子化合物两类染整助剂中常用的原料;第五章 ~第七章 按照助剂在纺织品印染加工中的作用,分别介绍了前处理助剂、染色助剂、印花助剂及后整理助剂的作用原理、种类、结构与性能的关系等。
本书是在苏州大学编写的轻化工程(染整)专业《纺织助剂化学》课程讲义的基础上,进行了较大幅度的修改而成的。
在本书编写过程中,轻化工程教研室的各位老师和研究室的研究生给予了热情的帮助,在此一并表示衷心地感谢。
鉴于编者水平有限,书中不足乃至疏漏之处在所难免,敬请广大读者和专家不吝批评指正,我们将不胜感激。
纤维的色彩交响:现代纺织印染工艺与功能性整理技术 本书聚焦于纺织品从原料到成品过程中,实现美观、耐用与高附加值的核心技术体系。它全面剖析了现代纺织印染行业所依赖的物理化学原理、先进的化学助剂应用,以及面向未来的功能性整理技术,旨在为纺织工程师、染整专业人员以及相关科研人员提供一本兼具深度与广度的专业参考手册。 --- 第一部分:纺织前处理的精细化与绿色化 纺织品的最终品质,在很大程度上取决于前处理的彻底与否。本部分深入探讨了从原坯到可染色状态所经历的每一步骤的科学基础与操作优化。 第一章:脱浆、煮练与精练的化学动力学 本章详述了原胚布料上天然杂质(如蜡质、果胶、蛋白质)和浆料(淀粉、PVA等)的去除过程。 浆料水解与去除机制: 详细解析了酶法、氧化法(如高锰酸钾、过氧化氢)和酸性水解在去除淀粉类浆料时的反应机理、速率控制因素以及对纤维素骨架的潜在损伤评估。 煮练与精练的界面化学: 重点介绍表面活性剂在油污和蜡质乳化、分散过程中的作用。探讨了不同类型表面活性剂(阴离子、非离子、两性离子)在不同pH值和温度下的性能差异及其在降低表面张力方面的效率指标。 绿色前处理趋势: 比较了传统的碱性煮练与低温、低浓度酶法处理的能耗与三废排放差异,引入了超临界二氧化碳脱脂的理论基础及其在精细纤维处理中的应用前景。 第二章:漂白工艺的精准控制与纤维保护 漂白是确保白度以及后续染色均匀性的关键步骤。本章侧重于控制氧化反应的专有技术。 过氧化氢漂白体系的稳定性控制: 深入分析了稳定剂(如硅酸盐、有机螯合剂)在过氧化氢分解过程中的作用。阐述了金属离子对漂白效率的负面影响,并介绍了高效螯合剂的选择策略。 亚氯酸钠与保险粉的差异化应用: 针对棉、麻、涤纶等不同纤维的特性,对比了这些还原性或氧化性漂白剂的反应路径、残留物处理及其对纤维强度的影响曲线。 光学增白剂的理论基础: 介绍荧光增白剂分子结构与紫外光吸收、蓝光发射的斯托克斯位移机制。讨论了增白剂在不同纤维素基材上的吸附动力学和洗涤牢度提升技术。 --- 第二部分:印染过程中的色彩重现与固色技术 本部分是全书的核心,探讨了染料分子与纤维分子之间相互作用的物理化学本质,以及实现稳定、鲜艳色彩的工艺控制。 第三章:各类染料的分子结构与应用特性 本章系统分类和解析了应用于主流纺织品的染料体系。 活性染料的共价键合机制: 详述了三嗪类、乙烯砜类活性基团与纤维素羟基反应的亲核取代机理。重点分析了“高盐低碱”与“低盐高碱”工艺对上染率、固色率及水解副反应的控制影响。 分散染料的固着与迁移: 针对聚酯纤维,探讨了分散染料在高温高压(HTHP)染色过程中的溶解、分散、扩散与固着过程。解析了载体、助分散剂对染料小颗粒稳定性和扩散系数的调节作用。 阳离子染料与酸性染料的离子交换: 阐述了阳离子染料与改性腈纶的静电结合模式,以及酸性染料在聚酰胺纤维上通过离子键固定的化学基础。 第四章:印花工艺的精确制备与转移技术 印花是实现图案复杂性和色彩层次的关键。 印花糊料的流变学特性: 分析了淀粉类、海藻酸钠类、合成聚合物类印花糊料的剪切稀化行为。探讨了粘度、屈服值对印花清晰度(如线条边缘的锐利度)的影响模型。 蒸化固色技术: 详细对比了不同蒸化条件(常压、高压、冷轧堆)对活性染料固色反应的影响。探讨了蒸汽压力、时间及PH值对固色率和色光重现性的耦合作用。 热升华印花原理: 剖析了染料分子在受热后从固态直接升华为气态,并渗透到聚酯纤维内部的物理过程。讨论了墨水配方、热转印温度和压力的优化匹配。 第五章:后处理与固色技术的效能提升 染色后处理是决定产品最终耐洗、耐晒等牢度的决定性环节。 皂洗与还原清洗的化学原理: 阐述了皂洗过程中表面活性剂和碱剂如何有效去除纤维表面的未固着染料。重点解析了还原清洗(如保险粉或保险粉/纯碱体系)对残留氧化性物质的还原清除效果。 固色剂的应用与机理: 区分了提高湿处理牢度的阳离子固色剂(通过形成不溶性络合物或离子键)与提高日晒牢度的紫外吸收剂/自由基捕获剂。分析了固色剂残留物对后续加工的影响。 水洗性能的动力学评估: 介绍了几种国际公认的洗涤牢度测试方法(如牛津色牢度计),并结合染色后处理工艺参数,建立牢度损失率的预测模型。 --- 第三部分:功能性整理:赋予纺织品附加价值 本部分关注现代纺织品对环保、舒适性、保护性等功能性提出的高要求,以及实现这些功能的化学整理技术。 第六章:亲水性、拒水性与拒油性的表面化学 功能性整理的核心在于精确调控织物表面的润湿性。 拒水拒油整理剂的分子设计: 深入介绍含氟化学品(如C6/C8 PFCs的替代技术)的结构特点。解析其低表面能、高接触角形成的表面能量控制理论。 超疏水表面的构建: 探讨了微纳结构(如硅烷化纳米颗粒、氟化聚合物簇)与化学整理剂的协同作用,如何通过构建仿生荷叶效应,实现近乎完美的疏水性。 亲水整理技术: 针对聚酯等疏水纤维,介绍通过接枝亲水性聚合物(如PEG)或使用特殊环氧树脂整理剂,提高织物对汗液的吸收与扩散性能。 第七章:阻燃、抗菌与抗紫外整理技术 本章着眼于纺织品在特定环境下的安全与健康防护功能。 无卤阻燃整理体系: 重点分析了磷系、氮系阻燃剂(如磷酸酯、膨胀型阻燃剂)的作用机理,包括气相阻燃(自由基捕获)和凝聚相阻燃(形成炭层保护)。 抗菌整理的持久性策略: 详述了银离子、季铵盐型和壳聚糖等抗菌剂的释放机理与固定技术。评估了不同固定方法对抗菌剂长期有效性和皮肤刺激性的影响。 抗紫外整理剂(UVA/UVB 屏蔽): 解析了氧化锌、二氧化钛等无机纳米粒子和有机苯并三唑类化合物的紫外吸收机制及其在整理液中的分散稳定性控制。 --- 第四部分:可持续发展与过程控制 本部分面向未来,探讨了印染行业在环保法规日趋严格下的工艺革新方向。 第八章:废水处理与染色过程的节水减排 高色度废水的脱色技术: 对比了物理吸附法(活性炭、沸石)、化学氧化法(芬顿试剂、臭氧氧化)和生物降解法在去除难降解偶氮染料方面的效率与成本。 水资源优化利用: 深入研究了无水染色技术(如超临界CO2染色)在能耗、水耗和染料利用率上的优势与挑战。 数字化控制在印染中的应用: 介绍利用在线传感器(如浊度计、色度计)对染色终点进行实时监控,减少多次补染和过度染色,实现工艺的闭环控制。 本书力求在扎实的化学理论基础上,紧密结合工业化生产的实际需求,为读者提供一套系统、前沿、实用的纺织品色彩与功能实现的技术框架。