二、丝光原理
丝光是一个复杂的过程,关于棉纤维在浓碱液中发生剧烈溶胀的原因有两种理论作出解释
1、水合理论
(1)烧碱与天然纤维素(纤维素)作用,生成碱纤维素,主要有两种类型:
①醇化合物:
②分子化合物(加成化合物):
两种产物都不稳定,经水洗便水解成水合纤维素,再通过脱水烘干后即成为丝光纤维素(纤维素Ⅱ)整个过程纤维素的变化表示如下:
(2)棉纤维经浓NaOH处理发生剧烈的不可逆溶胀原因是:钠离子体积小,它可以进入到fibre的晶区;同时Na 是一种水化能力很强的离子,环绕在一个Na 周围的水分子多达66个之多,以至形成一个水化层,当Na 进入fibre内部并与fibre结合时,大量的水分也被带入,因而引起了剧烈溶胀,由于能进入晶区,因此,溶胀是不可逆的。
(3)这种溶胀受温度的影响:
(4) 溶胀也受NaOH浓度及中性盐的影响,
2、Donnen膜平衡理论
溶胀是渗透压作用的结果。
假设纤维素是一种弱碱,在烧碱溶液中可形成钠盐,纤维素钠盐电离生成不可移动的纤维素阴离子Cell-O?,溶液中尚有可移动的Na 和OH-,如果有NaCl存在,还有Cl?,将纤维表面看作有类似半透膜性质,这些离子按一定条件分布,达到平衡时,膜内外必须分别达到电性中和。
膜内可移动离子总浓度: CI=[Na ]I [OH-]I [Cl-]I=2X-C1
膜外可移动离子总浓度: CO=2(C 2 C3-X)=2X,
CI>CO,因而产生了渗透压(P),引起纤维溶胀。
P=RT(CI-CO)=RT(2X-C1-2X′)
P=RT() (1)
根据(1)式
(1)当C2不是很大时,C2↑,C1↑,P↑,溶胀↑
(2)若有盐存在,膜外[Na ]↑,即X1↑,P↓,溶胀↓
(3)若C2↑↑,C1相对C2很小,而膜外[Na ]↑↑,X‘很大,P→O
§3、丝光工艺条件分析
丝光工艺的基本条件是NaOH溶液的浓度,温度,作用时间,张力和去碱。
一、碱液浓度
是影响丝光效果的主要因素
① 棉纤维用不同浓度烧碱溶液处理后,长度和直径的变化情况:
浓度>8%,直径增加,长度缩短至最大
②棉纱在不同浓度NaOH溶液中的收缩和染着力
③棉布丝光对浓度要求(C与收缩及钡值关系)
C=177g/L时,钡值为150,C=245g/l,钡值最高。
C=240~280g/l,收缩趋于稳定。
因此丝光最适宜的烧碱浓度是245g/l左右,考虑到织物本身吸碱、空气中酸性气体的耗碱等因素,棉布丝光碱浓度为260~280g/l。实际生产中,可根据半制品的品质和成品的质量要求选择。(未完待续)