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泡沫整理研究进展

来源:印染在线 发布时间:2009年06月26日

泡沫整理工艺是受20世纪70年代能源危机的影响,在国外迅速发展起来的一种低给液、高节能的染整加工技术。它是将气体通入含有表面活性剂的工作液中,通过混合剪切后生成众多微小气泡组成的体积庞大的泡沫,替代染整浴中的水,然后被施加到织物上,使织物的带液率由传统的60%~80%下降到15%~30%,从而可节约烘燥能耗50%以上。此外,它还具有降低蒸发过程中染化料泳移、提高生产车速、节约染化料和减少废水排放等诸多优点,因此引起了人们的普遍关注。我国曾在上世纪80年代掀起了一波研究开发的高潮,其相关技术成果先后被国内许多印染企业应用,生产加工了各种织物近亿米,产品经质量检验合格后被投放到国内外市场。但限于当时的生产设备自动化程度不高、操作繁琐和人们环保意识薄弱,此项节能技术没有得到应有的发展[1-2]。

近年来,随着能源紧张和水资源缺乏,人们的环保意识大大增强:国家加大了对自然环境的保护力度,严格实行节能、降耗、减排的政策;各印染企业在降低生产成本、减少能源消耗和废水排放方面的压力倍增,这些因素使得泡沫整理这项节能效果非常显著的染整加工技术重新受到人们的重视和青睐。据悉,国内外一些科研单位和企业正在积极研发新的泡沫整理设备和相关工艺,采用先进的计算机控制技术,大大提高了机器的自动化程度,降低了操作难度,提高了生产效率。

l基本原理

1,1泡沫的稳定机理

泡沫是热力学不稳定体系,根据Gibbs原理,体系总是趋向于表面能较低的状态,因此泡沫有自发破裂的倾向。泡沫的稳定性及流动性是决定其在实际生产中可行性的两个重要因素。泡沫稳定性是指泡沫保持其所含液体及维持自身存在的能力,主要取决于排液的快慢和液膜的强度。气泡间的液体在压力和重力的作用下总在不断地被排出,液膜逐渐变薄,这是由于气、液相对密度和界面两侧之间的压差引起的。体相粘度大的液体,排液速度慢,因而泡沫较稳定。当排液至一定程度。即气泡液膜薄至一定程

度时,气泡是否还稳定,主要取决于界面保护膜的粘度、膜强度、气体透过能力、界面上的分子密度及电荷密度等因素。泡沫的稳定性用泡沫半衰期表示,半衰期越长,泡沫越稳定。另外,相同条件下的发泡原液其发泡倍率越大,泡沫越均匀,也就越稳定,这是因为产生的泡沫中含空气量越多,液膜含液量少,排液较慢,半衰期较长。

1.2发泡剂和稳定剂的选择

常用发泡剂有阴离子型的十六烷基磺酸钠(AS),十二烷基硫酸钠(SDS),十二烷基苯磺酸钠(ABS)等;非离子型的有烷基醇聚氧乙烯醚,烷基酚聚氧乙烯醚,椰油酰二乙醇胺(洗涤剂6501)等。近年来,为了满足生态环保需要,开发出一些新型绿色表面活性剂,如烷基糖苷(APG)、烷基葡萄糖酰胺(APA)、天然茶皂素、松香聚氧乙烯酯(RPGC)和某些Gemini型表面活性剂均具有良好的发泡性能,是比较理想的环保型发泡剂。一般阳离子型表面活性剂发泡能力差且价格较贵,故很少使用;阴离子型发泡剂起泡速度快,但形成泡沫的稳定性较差;而非离子型发泡剂起泡性能稍差,但泡沫稳定性较好,且相容性好,能与各种离子型表面活性剂复配,不受树脂整理液中金属盐的影响。对于不同泡沫整理工艺,应采用相应类型的发泡剂,需防止发泡剂与整理剂不相容,影响整理效果。


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