1、染整助剂课件染整助剂课件目录目录 第一章第一章 绪论绪论 第二章第二章 助剂化学根底助剂化学根底 第三章第三章 外表活性剂类助剂外表活性剂类助剂 第四章第四章 高分子类助剂高分子类助剂 第五章第五章 整理用助剂整理用助剂 习习 题题 第一章第一章 绪论绪论 1.1 1.1 染整助剂定义及其作用染整助剂定义及其作用 1.2 1.2 染整助剂的开展历史染整助剂的开展历史 1.3 1.3 助剂的分类助剂的分类定义定义在染整加工中，除染料或其它主体化学在染整加工中，除染料或其它主体化学品以外的所有化学品，统称为染整助剂，品以外的所有化学品，统称为染整助剂，简称助剂。简称助剂。作用作用在染色中，除染料以
2、外，还需要参加匀在染色中，除染料以外，还需要参加匀染剂等助剂，以使染料上色均匀，节约染剂等助剂，以使染料上色均匀，节约染料用量。染料用量。在印花时，色浆中需参加增稠剂，才能使印制花纹精细，轮廓明晰。目的：(1)缩短工序、进步消费效率；(2)节能节水、降低消费本钱；在服装成型的四个主要过程中，印染环节的水资源消耗占到85%，能源消耗占80%，化学品消耗占65%。(3)改善品质、增加最终制品的附加值；赋予特殊的性能和效果；减少环境污染、保护自然生态环境。染整助剂的应用已有很长的历史，肥皂、动植物油、淀粉等很早就能使用。据史籍记载，中国在春秋末期就出现了“石染，即采用蛋白、熟漆和树胶等作为粘合剂，将
3、朱砂、黑墨等矿物颜料涂染在织物上，制成絢丽多彩的纺织品。肥皂：很早就有人使用。大约在四五千年前，有人采用脂肪与木碳和石碳共沸的方法制取肥皂；但肥皂不耐硬水及酸，其它如淀粉等古代的纺织品整理剂均属于天然化合物，而且几乎没有进展改性加工，因此，其应用性能不稳定，所加工的纺织品质量不理想，这就促使人们寻找其它代用品。西方工业革命以来，近代化学工业西方工业革命以来，近代化学工业的开展促使精细化工的迅速开展，的开展促使精细化工的迅速开展，18701870年出现了硫酸化蓖麻油土耳其红油，年出现了硫酸化蓖麻油土耳其红油，被公认为第一个近代意义上的纺织品整被公认为第一个近代意义上的纺织品整理剂。它能耐硬水和酸
4、，并且具有浸透、理剂。它能耐硬水和酸，并且具有浸透、乳化、分散等性能，是最早出现的合成乳化、分散等性能，是最早出现的合成纺织助剂纺织助剂长时间里作为润湿、匀染及长时间里作为润湿、匀染及柔软剂。柔软剂。第一次世界大战是纺织品整理剂的外第一次世界大战是纺织品整理剂的外表活性剂大开展时期，那时一些国家，如表活性剂大开展时期，那时一些国家，如德国感到油脂供给缺乏，于是全力开展合德国感到油脂供给缺乏，于是全力开展合成洗涤剂。德国成洗涤剂。德国BASFBASF制造了一系列短链烷制造了一系列短链烷基苯磺酸：烷基苯磺酸钠基苯磺酸：烷基苯磺酸钠ABSABS，“洗涤洗涤之王胰加漂之王胰加漂T T油酰氯油酰氯C17
5、H33COCIC17H33COCI和和N-N-甲甲基牛胆酸基牛胆酸H3C-HN-CH2CH2-SO3NaH3C-HN-CH2CH2-SO3Na；再如英再如英ICIICI公司英国化学工业公司消费公司英国化学工业公司消费了了Lissapal LSLissapal LS，它是油酰氯，和，它是油酰氯，和 OMeNH2SO3Na反响而得，米黄色粉末，易溶于水，乳反响而得，米黄色粉末，易溶于水，乳化、浸透、匀染、柔软。化、浸透、匀染、柔软。这些产品均有良好的性能，至今仍在纺这些产品均有良好的性能，至今仍在纺织工业中使用。织工业中使用。1920-1940年间:大力合成各种外表活性剂.在这以后,各种类型的外表
6、活性剂不断增多，用处也随之扩大,表一活产量和消费量最大的是美国,1970年表一活产量为T,1975T,1982年为253万T。日本外表活性剂产量居世界第二位,1981年总产量77万T。我国外表活性剂的消费始于五十年代末期,最初使用在洗涤剂上。经过二十多年的开展,民用与工业外表活性剂的消费已具备了一定的规模。在纺织工业消费中，各种类型的表一活得到了广泛应用。二十世纪中叶，高分子科学的进步，促使合成聚合物不断出现。首先，丙烯酸系聚合物和乙烯类聚合物在纺织工业中得到广泛应用，然后，聚硅氧烷和聚氨酯开展很快，逐渐成为纺织品整理剂中最重要的四大聚合物。二十世纪八十年代以来，聚合物类纺织品整理剂得到了宏大
7、开展，应用领域逐渐扩大，普及纤维、织造、染整及其它纤维的化学加工中，大有与外表活性剂产品并驾齐驱之势，在纺织工业中受到越来越广泛的重视。近年来，随着合成纤维工业的开展，尤其是纺织品的后整理逐渐向高级化、多样化及功能性加工的方向开展，各种新型整理剂陆续开发与应用，树脂整理剂、柔软剂、防水剂、防油剂、抗静电剂、阻燃剂等已组成了纺织助剂的一个大类。但必须指出，我国助剂化学的研究起步但必须指出，我国助剂化学的研究起步较晚，助剂产品还不多，与国外相比，或是较晚，助剂产品还不多，与国外相比，或是按国民经济的开展衡量，都还存在着差距，按国民经济的开展衡量，都还存在着差距，根本原料缺乏，品种少，种类不全。比方
8、匀根本原料缺乏，品种少，种类不全。比方匀染剂：染剂：5050种日一公司、种日一公司、3 3种上海纺织种上海纺织助剂厂，柔软剂品种多，但高质少。因此，助剂厂，柔软剂品种多，但高质少。因此，为赶超世界先进程度，必须大力开展理论和为赶超世界先进程度，必须大力开展理论和应用方面的研究，尽快消费更多的纺织助剂，应用方面的研究，尽快消费更多的纺织助剂，以满足消费的需要。以满足消费的需要。在研究助剂中，必须做到：在研究助剂中，必须做到：本钱低：化工原料本钱低：化工原料 环境保护好：二十世纪九十年代，随着全民环环境保护好：二十世纪九十年代，随着全民环境保护意识的增强和政府环境保护法规的公布，境保护意识的增强和
9、政府环境保护法规的公布，环保型纺织品整理剂的开发成为热点，欧洲和环保型纺织品整理剂的开发成为热点，欧洲和日本率先研究制造，商品化程度逐渐进步。日本率先研究制造，商品化程度逐渐进步。质量高：更新换代质量高：更新换代 能耗少：高能耗少：高低温低温 总之，随着高新技术的兴起，作为精总之，随着高新技术的兴起，作为精细化工领域的一个重要分支的染整助剂的细化工领域的一个重要分支的染整助剂的开展突飞猛进，新品种层出不穷，产量逐开展突飞猛进，新品种层出不穷，产量逐年增加，质量大为改进，正朝着多功能、年增加，质量大为改进，正朝着多功能、系列化、配套化和环保型的方向开展。系列化、配套化和环保型的方向开展。纺织助剂
10、主要包括两大类：一类是纤维纺织加工助剂，例如纺丝油剂、卷绕油剂、编织油剂等。用这些油剂的目的，主要是为了进步纺织加工效率。另一类是纤维染整加工助剂，如浸透剂、匀染剂、柔软剂等。目的是：缩短加工周期，进步产品质量，改善服用性能。本课程主要谈染整加工助剂。染整助剂有几种分类方法：染整助剂有几种分类方法：v按组成中是否含有表一活按组成中是否含有表一活v按照纺织品的染整加工工序来分按照纺织品的染整加工工序来分v也有从助剂的化学特性来分也有从助剂的化学特性来分v助剂形态分类助剂形态分类 v第一种：按组成是否含有外表活性剂第一种：按组成是否含有外表活性剂v含外表活性剂含外表活性剂(非，阴，阳，两性非，阴，
11、阳，两性)：如净洗：如净洗剂、剂、v润湿剂、匀染剂、乳化剂，阳离子型柔软剂。润湿剂、匀染剂、乳化剂，阳离子型柔软剂。v非外表活性剂：螯和剂、助溶剂、树脂整理非外表活性剂：螯和剂、助溶剂、树脂整理剂，阻燃剂等剂，阻燃剂等v这种分类方法过于笼统，对实际应用并无多这种分类方法过于笼统，对实际应用并无多大大v意义，但突出了助剂的离子属性。意义，但突出了助剂的离子属性。v第二种：按照纺织品的染整加工工序来分如第二种：按照纺织品的染整加工工序来分如练漂助剂，染色助剂，印花助剂，后整理剂等。练漂助剂，染色助剂，印花助剂，后整理剂等。v练漂助剂：退浆剂、精练剂、脱胶剂、浸透练漂助剂：退浆剂、精练剂、脱胶剂、浸
12、透剂、氧漂稳定剂等；剂、氧漂稳定剂等；v染色助剂：匀染剂、分散剂、固色剂、载体、染色助剂：匀染剂、分散剂、固色剂、载体、防泳移剂等；防泳移剂等；v印花助剂：印花糊料、增稠剂、涂料印花粘印花助剂：印花糊料、增稠剂、涂料印花粘合剂等；合剂等；v后整理剂：树脂整理剂、防水剂、防油剂、后整理剂：树脂整理剂、防水剂、防油剂、阻燃剂、柔软剂等。阻燃剂、柔软剂等。v这种分类方法，主题突出，对使用者比较这种分类方法，主题突出，对使用者比较方便，被广泛采用。方便，被广泛采用。v第三种：从助剂的化学特征来分第三种：从助剂的化学特征来分v纤维加工助剂：抗静电剂、柔软平滑剂、纤维加工助剂：抗静电剂、柔软平滑剂、防水拒
13、水剂。防水拒水剂。v高分子助剂：粘合剂、交联剂、增稠剂高分子助剂：粘合剂、交联剂、增稠剂及化学浆料。及化学浆料。v外表活性助剂：发泡、消泡剂、润湿及外表活性助剂：发泡、消泡剂、润湿及再润湿剂、乳化剂、分散剂，净洗剂等。再润湿剂、乳化剂、分散剂，净洗剂等。v染料加工助剂：匀染剂、促染剂、增浓染料加工助剂：匀染剂、促染剂、增浓剂、固色剂等。剂、固色剂等。v氧化复原及螯合助剂：漂白助剂、防拔氧化复原及螯合助剂：漂白助剂、防拔染助剂及螯合助剂等。染助剂及螯合助剂等。v感光助剂：光敏交联剂、感光树脂、非感光助剂：光敏交联剂、感光树脂、非银盐感光胶片等。银盐感光胶片等。v 参考书：参考书：1 1、程靖环编
14、、程靖环编?染整助剂染整助剂?纺织工业出版社纺织工业出版社2 2、陈荣圻编、陈荣圻编?表一活化学与应用表一活化学与应用?纺织工业出纺织工业出版社版社3 3、刘正超编、刘正超编?染化药剂染化药剂?纺织工业出版社纺织工业出版社4 4、A.A.达泰纳达泰纳?表一活在纺织染加工中的应用表一活在纺织染加工中的应用?纺织工业出版社纺织工业出版社5 5、董永春编、董永春编?纺织品整理剂的性能与应用纺织品整理剂的性能与应用?中国中国纺织工业出版社，纺织工业出版社，199919996 6、M.J.RosinM.J.Rosin：Surfactants and interfacial Surfactants and
15、 interfacial phenomenaphenomena。第二章第二章 助剂化学根底助剂化学根底2.1 2.1 分子间引力分子间引力2.2 2.2 氢键氢键2.3 2.3 水和水合作用水和水合作用2.4 2.4 外表活性外表活性2.5 2.5 外表活性剂的分子构造与性质的外表活性剂的分子构造与性质的关系关系2.6 2.6 纤维外表的动电现象纤维外表的动电现象 助剂与纤维、染料；助剂助剂与纤维、染料；助剂及水的互相反响，大部分是通过及水的互相反响，大部分是通过分子间引力而发生的。因此对分分子间引力而发生的。因此对分子间引力作深化介绍是必要的。子间引力作深化介绍是必要的。在物质聚集态中，分子
16、与分子间还存在着一在物质聚集态中，分子与分子间还存在着一种较弱的吸引力，这种吸引力导致实际气体种较弱的吸引力，这种吸引力导致实际气体并不完全符合理想气体的状态方程式，早在并不完全符合理想气体的状态方程式，早在18731873年年Vander Walls Vander Walls 就提出了著名的范德就提出了著名的范德华状态方程式华状态方程式 P+an2/V2P+an2/V2(V-nb)=nRT(V-nb)=nRT a a、分子间引力的量度，常数分子间引力的量度，常数 b b、压缩气体所占据的有效体积。压缩气体所占据的有效体积。分子间引力叫分子间引力叫范德华引力范德华引力，关于该力的本质，关于该力
17、的本质，一般认为有下面三种力组成：一般认为有下面三种力组成：2.1.1 2.1.1、静电力、静电力 2.1.2 2.1.2、诱导力、诱导力2.1.32.1.3、色散力、色散力2.1.12.1.1、静电力：、静电力：19121912年年KessonKesson认为极性分子的永久偶极矩间认为极性分子的永久偶极矩间有静电互相作用有静电互相作用2.1.22.1.2、诱导力：、诱导力：19201920年年DebbyDebby发现非极性分子在极性分子的发现非极性分子在极性分子的 诱导的影响下也会变成极性分子，产生力的诱导的影响下也会变成极性分子，产生力的作用。作用。2.1.32.1.3、色散力色散力 实验
18、发现，对极性分子来说，用实验发现，对极性分子来说，用E EK K 和和 E ED D计算出来的力教实验值小得多，同时惰性气体计算出来的力教实验值小得多，同时惰性气体分子的电子云分布是球形对称，即没有偶极矩，分子的电子云分布是球形对称，即没有偶极矩，应该没有静电力和诱导力。应该没有静电力和诱导力。这二个事实，使这二个事实，使LondonLondon在在19301930年用量子力年用量子力学的近似算法，证明分子间存在着第三种力，学的近似算法，证明分子间存在着第三种力，即色散力，它产生的原因：原子和分子都在振即色散力，它产生的原因：原子和分子都在振动，每一瞬间核和电子的位置是不同的，因此动，每一瞬间
19、核和电子的位置是不同的，因此分子具有瞬间周期变化的偶极矩，偶极矩能使分子具有瞬间周期变化的偶极矩，偶极矩能使附近分子瞬间极化，附近分子的极化反过来又附近分子瞬间极化，附近分子的极化反过来又使瞬变偶极矩的变化幅度增加。使瞬变偶极矩的变化幅度增加。色散力就是这样反复作用产生的。色散力就是这样反复作用产生的。总的来说，分子间引力具有下述特征：总的来说，分子间引力具有下述特征：(1)(1)这是存在于原子、分子之间的一种作用这是存在于原子、分子之间的一种作用(2)(2)这是互相吸引的，作用能级只在数这是互相吸引的，作用能级只在数Kcal/molKcal/mol之间。之间。(3)(3)与共价键不同，分子间
20、引力一般没有方向性与共价键不同，分子间引力一般没有方向性和饱和性。和饱和性。(4)(4)分子间引力作用范围只在几个分子间引力作用范围只在几个之间。之间。v色散力是最重要的力，对纤维加工教重要。色散力是最重要的力，对纤维加工教重要。2.22.2、氢键、氢键 甲酸蒸气在甲酸蒸气在33时，经电子衍射法，测时，经电子衍射法，测得得93%93%是以二聚分子形式，这种二聚分子是以二聚分子形式，这种二聚分子是藉氢键而形成的：是藉氢键而形成的：这种氢原子可以同时和二个电负性很大而这种氢原子可以同时和二个电负性很大而 半径较小的原子如半径较小的原子如O O、F F、N N相结合，这种相结合，这种结合叫结合叫氢键
21、氢键。CHOHOCHOHO产生氢键的本质，一般认为：产生氢键的本质，一般认为：X X H H Y YY Y中带负电中带负电 共价键共价键 强的分子间引力强的分子间引力因为因为H H，Y Y可以充分接近可以充分接近它，产生相当强的静电力。它，产生相当强的静电力。氢键具有饱和性和方向性。氢键具有饱和性和方向性。饱和性表如今饱和性表如今XHXH只能和一个只能和一个Y Y原子相结合，原子相结合，这是因为这是因为H H原子非常小，而原子非常小，而X X和和Y Y却相当大；却相当大；方向性是指方向性是指XHXH与与Y Y的互相作用，只有当的互相作用，只有当XXH-YH-Y在同一直线上最强烈，在同一直线上最
22、强烈，Y Y有孤独电子对。有孤独电子对。氢键的间隔氢键的间隔 比共价键要长一些，但比分比共价键要长一些，但比分子子间引力要短，氢键的结合能在间引力要短，氢键的结合能在5-5-10Kcal/mol10Kcal/mol之间，比分子间引力的结合能大一些，但之间，比分子间引力的结合能大一些，但属属于分子间引力范围之内。于分子间引力范围之内。H H键有分子间氢键和分子内键有分子间氢键和分子内H H键键:CONH2OH2.3 2.3 水与水合作用水与水合作用2.3.1 2.3.1 液体水的构造液体水的构造2.3.2 2.3.2 疏水基团的水合作用疏水基团的水合作用 液体水有很多特异性质，分子量液体水有很多
23、特异性质，分子量1818，但具有非常高的沸点、融点、热容量等，但具有非常高的沸点、融点、热容量等，这种特异性能，归因于水的构造有很强的这种特异性能，归因于水的构造有很强的H H键，能与许多化合物起缔合反响。键，能与许多化合物起缔合反响。过去曾单纯认为水作为介质参与了反过去曾单纯认为水作为介质参与了反响过程。实际上水分子参加反响历程是复响过程。实际上水分子参加反响历程是复杂的多杂的多,也微妙的多，有很多现象还没有也微妙的多，有很多现象还没有从本质上加以认识，尤其在助剂方面，对从本质上加以认识，尤其在助剂方面，对水作一些讨论是非常必要的。水作一些讨论是非常必要的。实际上纺织工业的加工过程，差不多每
24、实际上纺织工业的加工过程，差不多每道工序直接或间接地和水打交道，由于能源道工序直接或间接地和水打交道，由于能源及水源问题，近年来做过大量有机溶剂代替及水源问题，近年来做过大量有机溶剂代替水作为反响介质的研究，但由于本钱及劳动水作为反响介质的研究，但由于本钱及劳动保护问题，迄今未见大量推广。可以说水还保护问题，迄今未见大量推广。可以说水还是最重要的反响介质，今后假设干世纪也可是最重要的反响介质，今后假设干世纪也可能能仍旧如此。仍旧如此。水分子构造：水分子构造：O O原子有二对孤独电子原子有二对孤独电子对，与邻近个水分子形成四面结晶体，具对，与邻近个水分子形成四面结晶体，具有相当规那么性：冰。近程
25、有序互相连结有相当规那么性：冰。近程有序互相连结形成一个多面体，此种多面体同水、甲烷、形成一个多面体，此种多面体同水、甲烷、乙烷等常温高压形成的结晶水合物的结晶乙烷等常温高压形成的结晶水合物的结晶构造是一样的。在多面体的空穴中，单分构造是一样的。在多面体的空穴中，单分子的水分子可自由落入，但数目受到限制。子的水分子可自由落入，但数目受到限制。在不同温度下，水分别以在不同温度下，水分别以H2OH2O、H20H202 2、H20H204 4H20H208 8 缔合体的形式存在。不同温度存在不缔合体的形式存在。不同温度存在不同同比例之间的平衡。比例之间的平衡。60 60 1 1 40 40 20 2
26、0 2 2 8 8 4 4 温度对不同缔合水分子比例的影温度对不同缔合水分子比例的影响响2.3.2 2.3.2 疏水基团的水合作用疏水基团的水合作用 jazzman jazzman提出了疏水结合的概念，他认为提出了疏水结合的概念，他认为蛋白质水溶液中蛋白质分子间的互相作用以及蛋白质水溶液中蛋白质分子间的互相作用以及蛋白质和其它物质间的互相作用主要是以疏水蛋白质和其它物质间的互相作用主要是以疏水结合实现的。结合实现的。当疏水性物质参加到水溶液中，疏水性分当疏水性物质参加到水溶液中，疏水性分子周围排列着规那么性高似冰一样的结晶构造，子周围排列着规那么性高似冰一样的结晶构造，好象大海中冰山一样，称为
27、好象大海中冰山一样，称为Ice-bergIce-berg。外表。外表活性剂疏水部份也是呈现同样状态。活性剂疏水部份也是呈现同样状态。1 1、溶解度的差异：当简单碳氢化合物溶于水时，、溶解度的差异：当简单碳氢化合物溶于水时，其溶解度的次序为乙烷其溶解度的次序为乙烷 丙烷丙烷 甲烷。因为对水的甲烷。因为对水的构造空孔的适应性乙烷最理想，丙烷稍大一些，构造空孔的适应性乙烷最理想，丙烷稍大一些，甲烷稍小一些。甲烷稍小一些。2 2、溶解热效应：在室温附近，水的纲状构造改变、溶解热效应：在室温附近，水的纲状构造改变不大时，空穴内落入碳氢分子藉分散力与周围分不大时，空穴内落入碳氢分子藉分散力与周围分子进展微
28、弱的互相作用，同时水分子以互相间的子进展微弱的互相作用，同时水分子以互相间的H H键生成稳定的纲状构造。此种稳当性高的水分键生成稳定的纲状构造。此种稳当性高的水分子比自由水分子有较高的规那么性，形成子比自由水分子有较高的规那么性，形成Ice-Ice-bergberg。碳氢化合物溶于水时，需要拆散强的水分。碳氢化合物溶于水时，需要拆散强的水分子间的氢键引力及碳氢化合物分子间的色散力引子间的氢键引力及碳氢化合物分子间的色散力引力。力。甲烷甲烷 乙烷乙烷 丙烷丙烷苯苯甲苯甲苯H H0 0S S2525-形成新的弱的水形成新的弱的水碳化合物间的互相作用的力，碳化合物间的互相作用的力，无疑地此种溶解应为
29、吸热反响。实际情况并非如无疑地此种溶解应为吸热反响。实际情况并非如此，当溶解时形成此，当溶解时形成Ice-bergIce-berg放出热量，为放热放出热量，为放热反响。反响。碳氢化合物对水的亲和力是相当小的。放碳氢化合物对水的亲和力是相当小的。放热原因决不是由于亲和力的作用，完全是熵热原因决不是由于亲和力的作用，完全是熵的变化所致。的变化所致。在水中有这么大的值变化，不仅限于烃类，在水中有这么大的值变化，不仅限于烃类，一切含有疏水基因的极性化合物，一切含有疏水基因的极性化合物，例如表一活，都有同样情况，不过程度不例如表一活，都有同样情况，不过程度不同而已。同而已。3 3、体积变化：这种类冰体与
30、普通冰不同、体积变化：这种类冰体与普通冰不同之处，在于水结冰时体积之处，在于水结冰时体积mlml，而生成类冰，而生成类冰体时，体积体时，体积mlml。这说明由于疏水基因此引起水分子排列的这说明由于疏水基因此引起水分子排列的严密程度是相当剧烈的。严密程度是相当剧烈的。2.4 2.4 外表活性外表活性 2.4.12.4.1外表活性剂的根本特征外表活性剂的根本特征 2.4.22.4.2胶束及临界胶束浓度胶束及临界胶束浓度 外表活性剂的根本特征 亲水剂、疏水剂 高级脂肪酸的构造：锯齿状 分类 在水溶液里发生缔合 2.4 2.4 外表活性外表活性 外表吸附1.1.外表吸附外表吸附 水和无机盐、低级酸的溶
31、水和无机盐、低级酸的溶介介均质溶液。均质溶液。外表活性剂在水中会形成单分外表活性剂在水中会形成单分子层膜。子层膜。膜层的形成导致外表浓度上升，膜层的形成导致外表浓度上升，此种将此种将物质吸附在液体外表的物质叫外表物质吸附在液体外表的物质叫外表活性剂活性剂C123 CMC Critical micelle concentrationCMC 吉布斯于1879年用热力学方法导出了反映溶液外表张力随浓度的变化率d/dc 与间关系的公式。Gibbs吸附式：=-C/RTd/dc：表示表活溶液的外表浓度+值，那么为正吸附，外表浓度 溶液浓度值，那么为负吸附，外表浓度-N+CI-OPO3Na-SO3Na-N+
32、CI-OPO3Na、-COONa-COONa-OH-OH、-O-O-1)1)不同的亲水性基因，具有不同的对水亲和不同的亲水性基因，具有不同的对水亲和力，并对表一活的性质直接产生影响。力，并对表一活的性质直接产生影响。2)2)疏水基一定，亲水基数量增加，疏水基一定，亲水基数量增加，HLBHLB值增值增加加,CMC,CMC值增加，外表活性减少。值增加，外表活性减少。3)3)亲水基位置在疏水基末端的，比靠近中间的亲水基位置在疏水基末端的，比靠近中间的去污力好，但浸透性差。去污力好，但浸透性差。因为不易在溶液中形成胶束，而在外表定向因为不易在溶液中形成胶束，而在外表定向排列，较大地降低外表张力排列，较
33、大地降低外表张力4)4)离子性表一活，温度增加，亲水性增加，溶离子性表一活，温度增加，亲水性增加，溶解度增加，非离子型表一活，温度增加，水溶解度增加，非离子型表一活，温度增加，水溶性减少。性减少。1 1Krafft Point Krafft Point 2 2浊点浊点Cloud PointCloud Point 两个概念：两个概念：水溶性水溶性T T离子型外表活性剂到达离子型外表活性剂到达CMCCMC时溶解度急速时溶解度急速增大时的温度称之为增大时的温度称之为Krafft PointKrafft Point1)1)Krafft PointKrafft Point如棕榈酸钠皂如棕榈酸钠皂C C1
34、515H H3131COONaCOONa：冷水冷水微温水微温水,微溶至不溶；微溶至不溶；6060时时溶解溶解5%5%；6464时时溶解溶解10%10%；6969时时溶解溶解20%20%。2 2浊点浊点Cloud PointCloud Point 浊点：非离子表一活溶液，当到达一定温度时，浊点：非离子表一活溶液，当到达一定温度时，透明的溶液会变为混浊的乳白状，该温度称之透明的溶液会变为混浊的乳白状，该温度称之为为“浊点。浊点。无色透明无色透明加热至浊点以上加热至浊点以上乳浊液乳浊液回复至透明溶液回复至透明溶液水层水层油层油层加热并静置加热并静置冷却冷却 2.5.3 2.5.3 疏水基与性能的关系
35、疏水基与性能的关系 HLB HLB值一样的外表活性剂，其性质也各不值一样的外表活性剂，其性质也各不一样，主要是由于其化学构造不同所致。一样，主要是由于其化学构造不同所致。疏水基的种类很多，主要为脂肪烃，按其疏水基的种类很多，主要为脂肪烃，按其憎水性能强弱顺序可列举如下憎水性能强弱顺序可列举如下 ：(1)(1)氟代烃基氟代烃基CFCF3 3CFCF2 2CFCF2 2CFCF2 2CFCF2 2-(2)(2)聚二甲基硅氧烷基聚二甲基硅氧烷基(3)(3)脂肪烃基脂肪烃基十二烷基十二烷基 C C1212H H2525疏水性：烷烃疏水性：烷烃 烯烃烯烃 芳香烃芳香烃十二烯基十二烯基 C C1818H
36、H3535(4)(4)带有脂肪烃侧链的芳香烃基带有脂肪烃侧链的芳香烃基 十二烷基苯基十二烷基苯基 壬基苯酚基壬基苯酚基(5)(5)芳香烃基：萘基，苯基苯酚基，苄基苯酚芳香烃基：萘基，苯基苯酚基，苄基苯酚(6)(6)憎水基中带有弱亲水性基团憎水基中带有弱亲水性基团2.6 2.6 纤维外表的动电现象纤维外表的动电现象2.6.1 2.6.1 双电层双电层2.6.2 2.6.2 纤维纤维zetazeta电位与电位与pHpH值、电解质的关系值、电解质的关系2.6.3 2.6.3 ZetaZeta电位与纺织工业的关系电位与纺织工业的关系 一般情况，两相接触处，电荷分布一般情况，两相接触处，电荷分布不均匀，
37、发生电位差。纤维浸在水中不均匀，发生电位差。纤维浸在水中时，纤维外表产生电荷。产生的原因时，纤维外表产生电荷。产生的原因在于纤维本身电离或从溶液中选择性在于纤维本身电离或从溶液中选择性吸附离子。或偶极子的定向吸附吸附离子。或偶极子的定向吸附吸吸附了正离子，带正电荷；吸附了负离附了正离子，带正电荷；吸附了负离子那么带负电荷。由于整体是中性的，子那么带负电荷。由于整体是中性的，因此在固体外表附近还有等当量的反因此在固体外表附近还有等当量的反离子，形成了双电层。离子，形成了双电层。2.6.1 2.6.1 双电层双电层反离子在溶液中受到两方面力的作用，反离子在溶液中受到两方面力的作用，一方面是外表离子
38、的吸引力，力图把它们一方面是外表离子的吸引力，力图把它们拉向外表，另一方面是离子本身的热运动，拉向外表，另一方面是离子本身的热运动，使它们分开外表到溶液中去，这两方面作使它们分开外表到溶液中去，这两方面作用的结果使反离子在外表形成平衡的分布。用的结果使反离子在外表形成平衡的分布。双电层在电场的作用下，会发生挪动，双电层在电场的作用下，会发生挪动，正电层向电场的负电极挪动，负电层向电正电层向电场的负电极挪动，负电层向电场的正电极挪动，这种现象叫做动电现象。场的正电极挪动，这种现象叫做动电现象。v 纤维外表多带负电荷，反离子是阳离纤维外表多带负电荷，反离子是阳离子电荷。化合价高的阳离子易吸附，吸子
39、电荷。化合价高的阳离子易吸附，吸附后附后zetazeta电位就开场下降，电位就开场下降，Al3+Al3+等强的等强的电解质会导致电位由负变正。电解质会导致电位由负变正。2.6.2 2.6.2 纤维纤维zetazeta电位与电位与pHpH值、电值、电解质的关系解质的关系阳离子阳离子 LiLi+阴离子阴离子2+2+2+2+BaBa2+2+阴离子阴离子SOSO4 42-2-CHCH3 3COCO-CLCL-BrBr-NONO3 3-CLOCLO3 3-I I-SCNSCN-、吸附强弱顺序：吸附强弱顺序：纤维的吸湿、净洗及染色等均与纤维的吸湿、净洗及染色等均与ZetaZeta电位有关。电位有关。如：染
40、色时，直接染料如：染色时，直接染料纤维素纤维，染料和纤维素纤维，染料和纤维具有同一符号的电荷时，那么纤维具有同一符号的电荷时，那么ZetaZeta电位变大，电位变大，由于吸附的位能障垒变高，那么染色困难，为了由于吸附的位能障垒变高，那么染色困难，为了降低电位，可通过添加助剂、电解质或调节降低电位，可通过添加助剂、电解质或调节pHpH到达降低到达降低ZetaZeta电位或使符号逆转，以到达改善染电位或使符号逆转，以到达改善染色效果。色效果。2.6.3 2.6.3 ZetaZeta电位与纺织工业的关电位与纺织工业的关系系 如：净洗性 棉、晴纶、涤纶用十二烷基硫酸酯洗涤，添加剂采用CMC、Na2CO
41、3、Na5P3O10，发现加了CMC的Zeta电位变大，净洗效果好，而其它Zeta电位变小；一般说来，净洗效果好的织物ZETA电位那么较高。酸性染料染羊毛，加元明粉缓染；活性染料染色，加元明粉促染；润湿作用：纤维同表一活疏水基结合，亲水基朝水进步润湿性。3.1 润湿剂、浸透剂、再润湿剂3.2 净洗剂3.3 乳化剂、分散剂3.4 起泡剂、消泡剂及泡沫稳定剂3.5 增溶剂第三章第三章 外表活性剂类助剂外表活性剂类助剂3.13.1润湿剂、浸透剂、再润湿剂润湿剂、浸透剂、再润湿剂 1.定义定义:润湿润湿 纺织品在染整加工过程中，要求含有染纺织品在染整加工过程中，要求含有染化药剂的溶液能迅速沿着纤维外表
42、展开化药剂的溶液能迅速沿着纤维外表展开，透入纤维，且将空气取代走，这个过程透入纤维，且将空气取代走，这个过程即为润湿即为润湿 润湿剂润湿剂Wetting AgentWetting Agent：是指那些能使液体迅速而均匀地润湿某种是指那些能使液体迅速而均匀地润湿某种固体物质的外表活性剂。固体物质的外表活性剂。浸透剂浸透剂Penetrating AgentPenetrating Agent：是指那些能使液体迅速而均匀地浸透至某是指那些能使液体迅速而均匀地浸透至某种固体物质内部的表一活。种固体物质内部的表一活。#两者所用外表活性剂的种类与作用几乎是一样的。两者所用外表活性剂的种类与作用几乎是一样的。
43、再润湿剂Rewetting Agent：指那些能附着在纤维织物上，经过干燥后，能使枯燥的纤维织物在水中迅速均匀地被润湿的物质。主要有：磺酸盐型，硫酸酯型。如：新毛巾放在水盆内，要求能水后如：新毛巾放在水盆内，要求能水后迅速地被润湿。迅速地被润湿。v事实上极少单独使用再润湿剂，大多事实上极少单独使用再润湿剂，大多v数场合是和柔软剂或其它助剂配合使数场合是和柔软剂或其它助剂配合使用用v可在一般润湿剂或浸透剂中挑选。可在一般润湿剂或浸透剂中挑选。、纤维中存在着空气、纤维外表被疏水的油脂玷污。纯棉坯布难以润湿的原因：纯棉坯布难以润湿的原因：2.润湿及浸透原理lggsglgs=lg.cos+sl gs=
44、lg.cos+sl cos=(gs-sl)/lg cos=(gs-sl)/lgcoscos ,润湿润湿 =0 =0 完全润湿完全润湿 090o 090 o 180 o90 o 不润湿不润湿 =180 o =180 o 完全不润湿完全不润湿 纺织物由无数纤维组成，可以想象纤维之间构成了无数毛细管，假如液体 润湿了毛细管壁，那么液体可以在毛细管内上升至一定高度，从而使高出的液柱产生静压强，促使溶液浸透到纤维内部。lgP=2P=2lglg.cos/r.cos/r1 1接触角；接触角；2 2纱带沉降法纱带沉降法 5 5克未经煮练的纱带，克未经煮练的纱带，3 3克克砝码，记录开场与砝码相碰时的时间。砝码
45、，记录开场与砝码相碰时的时间。3 3帆布沉淀降法帆布沉淀降法 四边形帆布四边形帆布+重锤重锤测测定沉淀时间定沉淀时间4 4毛效法毛效法测试方法测试方法 3.溶液性质与润湿剂、浸透剂的关系溶液性质与润湿剂、浸透剂的关系 随着被浸透的溶液种类不同，要求使用不同种类的浸透剂。在染整加工过程中使用浸透剂时，必须考虑溶液的pH值及无机盐的含量，否那么会影响浸透剂的溶解度，严重时还会使浸透剂分解。如：带酯基的浸透剂浸透剂如：带酯基的浸透剂浸透剂T T不能不能用于强碱性溶液中，因为碱能使酯发用于强碱性溶液中，因为碱能使酯发生皂化。生皂化。再如：用于强酸性溶液，就不能用硫再如：用于强酸性溶液，就不能用硫酸酯盐
46、类外表活性剂，如把十二醇硫酸酯盐类外表活性剂，如把十二醇硫酸酯钠盐酸酯钠盐C12H25OSO3Na+HClH2SO4 C12H25OH+NaClNa2SO4 浸透剂种类和溶液的浸透剂种类和溶液的pHpH值关系从表中值关系从表中可以看出可以看出:中性 碱性阴离子型浸透剂；中性酸性非离子型。表中没有列出阳离子和两性浸透剂，这是因为它们会得到相反效果，且价格高，无实用价值。4.4.常用润湿剂、浸透剂常用润湿剂、浸透剂 这类助剂应用最多，染整工业中如退降、这类助剂应用最多，染整工业中如退降、精练、亚漂：染料的润湿或分散、染色、精练、亚漂：染料的润湿或分散、染色、树酯整理等在阴离子表一活系统中，主树酯整
47、理等在阴离子表一活系统中，主 要有：要有：淡黄色液体，可溶于水，浸透快速、均匀，某些不需漂白的原棉制品生坯，经过它的溶液浸渍或浸轧处理，可以不经煮练、直接进展染色。缺点：泡沫多辛醇、磷酸三丁酯，高温时遇碱易水解。1 1快速浸透剂快速浸透剂T T白色或黄色固体，溶于水呈半透明溶液，白色或黄色固体，溶于水呈半透明溶液，对碱、弱酸均稳定，具有高度发泡力、去对碱、弱酸均稳定，具有高度发泡力、去污力、润湿力等。洗涤效果比污力、润湿力等。洗涤效果比ABSABS、烷基烷基磺酸钠为好，但价高，耐酸性差，稳定性。磺酸钠为好，但价高，耐酸性差，稳定性。2 2十二烷基硫酸酯钠盐：十二烷基硫酸酯钠盐：3十二烷基苯磺酸
48、钠：易溶于水，能耐酸和硬水的作用，去污才能较烷基磺酸钠高。4浸透剂BX：淡黄色，易溶于水，对酸、碱、硬水都较稳定。5 5太古油土耳其红油：太古油土耳其红油：对硬水和溶液对硬水和溶液pHpH的变化比肥皂稳定，的变化比肥皂稳定，水溶水溶性较好。性较好。6 6JFCJFC：耐酸、碱、硬水。耐酸、碱、硬水。7 7壬基苯酚和环氧乙烯的加成物。壬基苯酚和环氧乙烯的加成物。几种主要润湿剂、浸透剂的浸透力几种主要润湿剂、浸透剂的浸透力 化学结构化学结构 蒸馏水蒸馏水 4 4 1 1 混合脂肪醇混合脂肪醇EO.EO.的缩合的缩合物物 3.53.5101010102.52.5壬基苯酚壬基苯酚+EO.10molEO
49、.10mol缩合物缩合物 40.40.37373 35.75.7十二烷基磺十二烷基磺酸钠酸钠 3.93.960601414_ _烷基萘磺酸烷基萘磺酸钠（钠（BXBX）4.54.56060_ _ _渗透剂渗透剂T T 1.01.03 33.53.5_ _帆布沉降法测得。帆布沉降法测得。例 酶退浆：pH6.57.2，T2555，最正确T：5055，由于阴离子浸透剂会使退浆液的pH值下降、阳离子浸透剂具有杀菌作用，对酶有不良影响，所以都采用非离子型浸透剂，如JFC等。且加与不加浸透剂，退浆效果悬殊很大。非离子浸透剂在退浆中的作用 0h1h1.5h 2.0h退浆用酶孝素，2%+退浆用酶+非离子浸透剂+
50、(2%+0.2%)条件：布40支平布，浸透剂、壬基苯酚T2O分缩合物，浴比：1：25，T：65，退浆30分钟后对碘的显色反响。5.5.特殊用润湿剂、浸透剂特殊用润湿剂、浸透剂 可以在高浓度盐类溶液、强碱、强酸性溶液、强氧化剂溶液中使用的属特殊用浸透剂。在上述各种溶液中，使用一般用浸透剂易于产生化学分解，或难于溶解的现象。如：聚乙二醇醚型非表一活，在碱性或无机盐存在时溶解度那么大受影响，在高浓度碱溶液、无机盐溶液中几乎不能溶解。壬基苯酚环氧乙烷缩合物的溶解性及水溶液中物壬基苯酚环氧乙烷缩合物的溶解性及水溶液中物质的影响：质的影响：分子数分子数 4.54.58 8101015153030水水分散分
