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第一章 绪论
一、针织物染整加工的目的和内容
针织物染整是针织物编织、染整、缝纫三大生产工序之一，它对提高和改善针织物的外观和服用性能，提供产品质量，增加花色品种并赋予新的功能等有重要的作用。
针织物染整是从针织物坯布（或纱线）开始，经过精炼（煮练）、漂白、碱缩、丝光、染色、印花、整理等加工过程，使之成为具有色泽鲜艳、形式多样的花形，并具有良好的服用性能或特殊性能的产品，为下一阶段缝纫加工提供原料。工序中有物理机械加工和化学染整加工。
三、主要针织物染整工艺流程 （一）棉针织物
1、全棉漂白针织物 坯布→（碱缩）→煮练→水洗→氯漂（亚漂）→水洗→氧漂→水洗→增白→上蜡（柔软处理）→脱水→烘干→预缩→轧光→检验
2、全棉染色针织物 坯布→（碱缩）→煮练→水洗→（氯漂→水洗）→染色（印花）→柔软处理→脱水→烘干→检验→翻布→预缩→轧光→检验
3、高档针织品 坯布→（烧毛）→丝光→练漂→浴→染色（或增白）→水洗→脱水→开幅→烘干→浸轧树脂→焙烘→轧光→检验
（二）合成纤维
1、特白产品 坯布→松弛精炼→水洗→氯漂（亚漂）→水洗→加白上蓝→（柔软、抗静电整理）→脱水→烘干→热定型→检验
2、染色产品 坯布→平幅松弛精炼（吸油）→水洗→（预定形）→染色→水洗→（柔软整理）→脱水→烘干→热定形→检验 3、印花产品 坯布→松弛煮练→（加白上蓝）→烘干→预定形→印花→蒸化→柔软→烘干→热定形→检验
第二章 针织物及其常用纤维的结构和性能 二、天然纤维素的结构和性能
棉纤维素由初生胞壁、次生胞壁和胞腔组成
纤维素分子中葡萄糖剩基数叫做纤维素分子的聚合度。聚合度的大小影响其强度。 四、蛋白质纤维的结构和性能 蚕丝的结构性能
桑蚕丝每根茧丝由两根单丝（丝素）外包丝胶组成，显微镜下，其纵向平滑无特殊结构，横截面为两个底边平行的三角形。 蚕丝主要由丝素和丝胶组成，其比例为4:1，占丝总重的90%以上。此外有少量脂蜡、色素、碳水化合物、无机物。
第三章 针织物染整用水和表面活性剂 第一节 染整用水 一、水源和水质
1、硬水和硬度 含有可溶性钙、镁离子的水叫做硬水。
暂时硬度 以钙和镁的酸式碳酸盐（如碳酸氢盐）构成的硬度叫做暂时硬度或称碳酸盐硬度。暂时硬度经过加热煮沸可以除去。
永久硬度 水中的钙和镁以硫酸盐或氯化物的形式存在，构成的硬度叫非碳酸盐硬度，即永久硬度，不能以煮沸方式去除。 2、硬度的表示方法
（1）ppm(mg/L)：定义为一百万份水中的钙镁盐，换算成碳酸钙的份数。或1L水中所含的钙镁盐换算成碳酸钙的毫克数。 （2）德度：每升水中含有10mg的氧化钙，叫做1德度硬度。 （3）毫克当量(mmol)：每升水含有1mmol的钙或镁，叫做1mmol硬度 换算如下
1ppm=0.056德度=0.02mmol/L; 1德度=17.9ppm=0.357mmol/L
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水质硬度划分（mg/L）：0～15很软水，15～50软水，50～100略硬水，100～200硬水，大于200极硬水。 三、水的软化
悬浮物的去除包括凝聚沉淀、澄清、过滤
降低水中的钙镁等离子含量的过程成为水的软化，软化方法分为化学软化法和离子交换软化法
1、化学软化法 又称软水剂法，是在水中石灰、纯碱、磷酸三钠或六偏磷酸钠、乙二胺四乙酸钠等软水剂，与水中的钙镁离子作用生成不溶于水的沉淀物或络合物从水中去除，从而降低水的硬度的方法。 (1)沉淀法
①石灰软化法 适用于碳酸盐硬度较高，非碳酸盐硬度较低、且软化要求不高的水，也可用于离子交换前的处理。 Ca(HCO3)+Ca(OH)2→2Ca(CO3)↓+H2O
②纯碱软化法 加纯碱 煮沸 与硫酸盐氯化物反应生成碳酸盐沉淀 可去除非碳酸盐硬度
③石灰—纯碱软化法：适于处理总硬度大、碱度低的水。①②中生成的MgCO3在水中还有一定溶解度 MgCO3+Ca(OH)2→Mg(OH)2↓+CaCO3↓
④磷酸钠软化法：磷酸三钠与钙镁离子作用生成磷酸钙、磷酸镁沉淀，具有较好的软化效果，可降水软化到100mg/L以下 3Ca+2NaPO4→Ca3(PO)4↓+6Na 3Mg+Na3PO4→Mg3(PO)4↓+6Na⑤石灰—苏打—磷酸钠软化法，可较上述方法除去更多的硬度。 (2)络合法 多聚磷酸钠、乙二胺四乙酸钠 2、离子交换树脂软化法
离子交换树脂是在合成树脂中引入酸性或碱性基团制成的，引入酸性基团的称为阳离子交换树脂，可交换水中各种阳离子；引入碱性基团的称为阴离子交换树脂，可交换水中各种阴离子。水经过阳离子交换树脂再经过阴离子交换树脂就可去除水中的各种离子，称为无离子水或要求很高的高压锅炉用水。使用久后可用NaOH和HCl溶液分别使有对应酸碱基团的交换树脂再生。
第二节 表面活性剂
表面活性剂 低浓度下，能显著降低溶液表面或界面张力的物质，称为表面活性剂。 表面活性剂的分子结构特征 由性质不同的亲水基（疏油基）和疏水基（亲油基）两部分组成
2+
+
2+
+
O CH3·CH2·CH2……CH2 亲油基
表面活性剂的分类
溶液中不能电离的为非离子型表面活性剂，能电离的为离子型表面活性剂
离子型表面活性剂 按其离解后生成离子的类型又分为阳离子型、阴离子型、两性离子型表面活性剂。
阳离子性表面活性剂在溶液中离解后，亲水基团带正电荷；阴离子型表面活性剂在溶液中离解后亲水基团带负电荷；两性离子型表面活性剂在溶液中离解后，亲水基团既带有正电荷又有负电荷，在碱溶液中呈阴离子性，在酸性溶液中呈阳离子性，在中性溶液中呈两性。
非离子型表面活性剂 在水溶液中不能离解，亲水基团不带电荷，主要由具有一定数量的含氧基团构成，靠整个分子中的极性部分和非极性部分显示表面活性。与离子型相比的优点为在溶液中不易受强电解质和pH值的影响，稳定性高，与其他表面活性剂相容性好。
特殊类表面活性剂 含氯表面活性剂、含硅表面活性剂、高分子表面活性剂 二、表面活性剂的基本作用 （一）润湿和渗透作用
1、润湿与渗透 水滴能很快地在物体表面铺开是，称物体能被水润湿，若水保持球状不能在物体表面铺开，说明水不能润湿物体。
针织物纤维内部以及纤维、纱线之间都有无数大小不同的空隙，称为毛细管。未煮练的棉布含有疏水性的杂质，如蜡状物质，因此水滴不能润湿。把少量拉开粉类的表面活性剂溶液滴在不上，织物很快就被润湿，这是表面活性剂起的作用称为润湿或
C O－
亲水基
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渗透作用。
2、表面张力与润湿的关系 液滴在固体表面上，由于润湿程度的不同，可以呈现不同状态。
如右图，θ=0°时，液滴在物体表面铺展，完全润湿；0°＜θ＜180°时，液滴在固体表面部分润湿；=180°时，液体呈球状，为完全不润湿。
液体对固体的润湿与液体的表面张力有关，表面活性剂的润湿很渗透作用，是由于显著地降低了水的表面张力。 γS为固体表面张力，γL为液体表面张力，γ关系。 γS=γ
SL+γL·COSθ
SL为固液界面张
力，液体在固体表面达到平衡时作用于O点的力应保持以下
或COSθ=（γS-γ于特定的γ利于润湿
SL）/γL
接触角θ可以衡量液体对固体的润湿程度，θ越小，润湿越好。对
S
固体一定，γ
L
和γ
SL
越小，cosθ值越大，θ越小，有
SL降低，润湿性增强。针
液体中加入表面活性剂，表面张力γL和γ
织物练漂中加入润湿剂可以提高练漂效果，利用就是这一作用。
（二）、乳化分散作用 将两种不相溶的液体放在一起，使一种液体以极微小的液滴均匀分散在另一种液体中，这种体系称为乳液或乳状液，这种作用称为乳化作用。将不溶性的固体以极其微笑的粒子状态均匀地分散在液体中所形成的体系，称为分散液或悬浮液，这种作用称为分散作用
（三）、发泡与消泡作用 气体作为内相分散在液体中所形成的分散体系称为泡沫。工业消泡剂都是表面张力较低、易于在溶液表面铺展的液体。消泡机理一般是消泡剂在液膜表面铺展是会带走临近表面的一层溶液，使液膜局部变薄，表面张力分布不均，产生薄弱环节，从而使液膜破裂，泡沫消失。
（四）增溶作用 一些非极性的碳氢化合物，如苯、矿物油在水中的溶解度很小，但是可以溶解在表面活性剂的胶束中，形成类似透明的真溶液，表面活性剂的这种作用称为增溶作用。
（五）洗涤作用 洗涤是针织物染整重要的工序，有效的洗涤剂都是表面活性剂，但表面活性剂并不都是好的洗涤剂。因为洗涤作用是表面活性剂各种基本性能的综合，因此洗涤性能又称表面活性剂的“衍生性能”。好的洗涤剂要同时具备润湿、乳化分散、和增溶性能等。
洗涤过程：织物·污垢 ＋ 洗涤剂 ? 织物·洗涤剂 ＋ 污垢·洗涤剂 →漂洗
洗涤剂与污垢反生一系列的物理化学作用，如润湿、渗透、乳化、增溶、分散和起泡作用等，以及机械作用，是污垢从织物表面脱离下来，分散悬浮与水溶液中，漂洗除去。优秀的洗涤剂应当能降低污垢与织物表面的结合力，防止在玷污。
CMC 当表面活性剂浓度增加到一定程度时，表面吸附达到饱和状态，形成一个非常紧密的单分子膜，溶液的表面张力降到最低，接近于油的表面张力。继续增加表面活性剂的浓度，表面张力不再下降，在溶液内部的表面活性剂分子增加，形成疏水基向内，亲水基向外的胶束。表面活性剂在溶液中刚形成胶束的浓度，称为“临界胶束浓度”，用CMC表示。实际使用表面活性剂时，其浓度应稍大于CMC，才能充分发挥其作用。
HLB 对于非离子型表面活性剂，亲水基聚氧乙烯的相对分子质量越大，亲水性越强，通常采用亲水亲油平衡值（即HLB值），衡量表面活性剂的亲水性能。
石蜡没有亲水基，HLB值为0；聚乙二醇完全为亲水基，HLB为20 。所以聚氧乙烯非离子表面活性剂的HLB值介于0~20之间。HLB值越高亲水性越强。
第四章 针织物的前处理
针织物的前处理，主要目的是除去坯布上的杂质和色素，也称为练漂。练漂后的针织物可以获得洁白、柔软和良好的调整、
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渗透性能，以便于染整加工顺利进行，并提高服用性能。
第一节 棉针织物的前处理
烧毛：针织物以平幅（圆筒）状迅速通过高温火焰，利用绒毛与布身升温速度不同的原理，把表面绒毛烧去，而织物本身并未受到损伤的加工。
精炼（又称煮练）的主要目的是去除纤维素的共生物等天然杂质和织造时沾上的油污等，改善织物的润湿性、手感等性能，以利于后续加工。
漂白是在纤维不明显受到损伤的前提下，去除色素，提高织物白度的过程。而在漂白过程中，棉纤维上残留的杂质等，可进一步去除
（一）精炼用剂的使用与杂质的去除
1、烧碱（煮练剂） 果胶、含氮物质：果胶质在烧碱的作用下，生成可溶性的果胶酸钠盐被除去，烧碱在高温下能使果胶中酯键水解成可溶性的羧酸钠除去；含氮物质在热的烧碱溶液作用下，分子中的酰胺键水解，生成简单的可溶性氨基酸钠盐被除去。
2、表面活性剂（精炼剂） 蜡状物质：蜡状物质中的脂肪酸类，用碱处理能皂化除去，不能皂化的蜡状物质，在精炼剂的润湿、乳化、洗净作用，与烧碱产生协同效应，使蜡状物质被乳化、分散在碱液中，防止再粘附，经排液和水洗去除。精炼剂一般是阴离子与非离子型表面活性剂的拼混物。
3、亚硫酸钠（或亚硫酸氢钠） 棉籽壳：亚硫酸钠具有还原性，可防止棉纤维在高温带碱情况下被空气氧化脆损。有助于棉籽壳的去除，因其能使木质素变可溶性的木质磺酸钠，是蛋白质及果胶物质分解变成氨基酸等有机酸钠盐溶于碱液中。 4、硅酸钠：吸附精炼液中的铁质，防止织物产生锈渍和锈斑，还能吸附杂质分解后的产物，防止其沉淀到织物上，提高织物润湿性和白度。
5、磷酸三钠：软化水，去除煮练液中的钙镁离子，防止钙斑的形成，提高煮练效果。其溶于水增加了碱度，可减少烧碱消耗。 灰分等无机盐类物质大部分直接溶解于水中去除，少数不溶性部分在煮练后的酸洗中可去除。 色素在漂白过程中被破坏去除，部分色素也溶于沸水。 （二）精炼设备及工艺 1、间歇精炼工艺设备
煮布锅 一中间歇式精炼设备，织物以绳状形式加工，煮布锅精炼去杂效果较好，精炼匀、透，特别对一些紧密织物，效果更显著，但生产劳动强度大，效率较低。高压煮布锅有铁柱圆筒形锅身、加热器、循环泵组成。
2、连续汽蒸精炼设备 由轧碱、汽蒸及水洗等装置组成，汽蒸连续属连续化加工，生成效率高，劳动强度低。 三、棉针织物的漂白 （一）次氯酸钠漂白
1、漂白原理 次氯酸钠漂白，其漂白主要作用的是HClO和Cl2。碱性条件下 HClO是漂白主要成分。pH值低于4时主要是HClO和Cl2起漂白作用。HClO和Cl2可以发生多种形式的分解，与色素中的共轭双键发生加成反应，破坏色素的发色体系，达到消色漂白的目的。分解产物与色素还可能发生取代、氧化、氯化等其他反应。 2、次氯酸钠漂白工艺及影响因素分析
（1）漂白的pH值：漂白速率随pH值的升高而减慢；pH值在7时，纤维损伤较严重，2~4和9~11时，损伤较小；酸性环境下，漂液有大量氯气逸出、酸性对纤维有潜在损伤、速率太快难以控制。一般选择pH值在9~11漂白，纤维损伤低，虽速率较慢，但易于操作。
（2）漂液的浓度 提高漂液浓度，织物白度相应提高，但浓度达到一定程度后，白度的提高不明显、纤维损伤加剧、药品浪费、加重脱氯负担。漂液浓度根据织物的含杂情况及对白度的要求和漂白方法决定，一般有效氯为0.8~2.5g/L，淋漂时浓度低于轧漂。
（3）漂白的温度和时间 提高漂白温度，能提高漂白速率，缩短漂白时间，但同时纤维氧化的速率也大大提高、导致聚合度下降。一般漂白温度控制在35℃以下，时间30~60min 3、次氯酸钠的漂白方法和设备
次氯酸钠漂白有淋漂和轧漂等方法，由于许多金属或重金属化合物对次氯酸钠有催化、分解的作用，是纤维受损因此氯漂常用陶瓷、塑料或石料等容器。
（1）淋漂 将织物导入淋漂槽内进行。淋漂时，用泵把漂液抽到上面的淋液管中，淋洒如淋漂槽，漂液再经假底流入漂液池。
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反复循环漂白。
（2）轧漂 利用绳状或平幅水洗机，使织物多次经过浸压，再堆置于空气中氧化，然后进行水洗、酸洗、脱氯。轧漂可将工艺过程连续化，缺点是机械张力较大，易使针织物拉长变形。由于织物吸收漂白液较少，故浓度比淋漂高。 （二）过氧化氢漂白 1、漂白原理
过氧化氢是强氧化剂，受热、光、催化剂作用容易分解：2H202→2H2O + O2 水溶液中电离：H2O2→H +HO2；HO2 →H +O2
-+
--+
2-
其他形式：HOOH→2OH· ；HOOH→H·+ HO2·
①有效分解：HO2是漂白的有效成分，它可能与色素中的双键发生加成反应，是天然色素的共轭发色体系遭到破坏而消色，达到漂白的目的。
②无效分解：分解产物对纤维有损伤的HO2·、HO·、和O2等，虽然对色素也有破坏作用，但对纤维的损伤显著。 实际漂白时，两种分解同时存在，应控制好工艺条件，尽量减少无效分解。 2、过氧化氢漂白的工艺条件
（1）漂液的pH值 pH＜3白度良好纤维强力很低；3~7时，白度较低；7~11之间，织物白度随pH增大和增加；小于3或大于11时，强力较强。pH继续增高，白度和强力两者都很差，可能引起H2O2无效分解，生产O2和过氧氢游离基，使纤维受损。综合白度、强力、纤维聚合度和H2O2的分解率等多种因素，一般控制PH值为10~11。 （2）漂白温度 提高漂白温度，可以缩短漂白时间。选用汽蒸或煮漂，温度为95~100℃。 （3）漂白时间 一般在90~180min。
（4）漂液温度 白度随H2O2浓度增加而提高，当浓度提高到6g/L以上时，白度不再明显提高纤维聚合度有所下降。一般浓度为2~6g/L。
（5）稳定剂作用 消弱重金属离子对H2O2分解的催化作用，常用稳定剂：硅酸钠、非硅氧漂稳定剂。 四、丝光和碱缩
丝光是棉纱线或棉织物在张力状态下，用浓烧碱溶液处理，以获得耐久的光泽，并提高对染料吸附的加工过程。 碱缩是棉针织物在松弛状态下，用浓烧碱溶液处理的过程。主要目的在于增加针织物的组织密度和弹性。
丝光效果的评价，一般是测定丝光纤维对氢氧化钡的吸附能力，即钡值。钡值是指丝光纤维对未丝光纤维吸附氢氧化钡的百分数。
（一）丝光碱缩原理
棉纤维与浓烧碱横向发生剧烈溶胀，长度缩短，纵向由扁平状变为圆滑的柱形，同时纤维的胞腔和天然捻回也消失。若施加张力控制其收缩，纤维表面的皱纹消失变得光滑，对光线产生规则反射，提高了光泽。因为在碱溶液中发生的溶胀不可逆，故所获得的光泽是持久的。 （二）棉针织物的丝光 1、丝光的影响
丝光后，结晶度由70%降为50%，由于结构松弛变化，引起物理化学性能变化。吸附能力增加，水解氧化比未丝光的强。 赋予棉针织物优良特性：尺寸稳定，消除皱痕，降低缩水变形，纺织单面织物卷边现象，光泽提高；改进织物手感，增加织物弹性，布面平滑，提高织物强力，提高化学吸附和上染性能。 2、丝光影响因素分析
（1）碱液浓度 棉纱的收缩率随着烧碱浓度的增加而上升。当烧碱浓度上升到245g/L时，棉纱的收缩率达到最高，继续提高碱液浓度，收缩率反而下降。若在245g/L时及时施加张力，便能得到良好的光泽。棉纱对染料的吸附能力随着碱液浓度的增加而提高，当碱液浓度上升到430g/L时吸附能力最高，但和156~212g/L相比增加的并不多。若以改善光泽为主要目的，最适宜的碱液浓度为245g/L，若以提高吸附能力为主要目的，适合的碱液浓度为156~212g/L。
（2）碱液温度 烧碱与纤维的反应是放热反应，所以随着丝光的进行，碱液的温度升高。温度高，会造纤维素水解或氧化反应速率加快，但温度高有利于碱液想纤维内部渗透。温度低对纤维本身效果好，但由于碱液粘度增加，不易渗入纤维，降低丝光速度。为提高丝光速度，又使丝光均匀、效果好，一般提高碱液浓度，室温丝光。采用带夹层的碱液槽，夹层中通冷水降温。
（3）时间 对于已精炼的棉制品，渗透性良好，易于湿润，所以30s内对碱液的吸附和纤维的收缩可达最大值的90%，50s内丝光作用基本完成。未精炼的棉制品丝光时，由于润湿性差，碱液不易渗入，所需时间一般不少于2min。
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