染整概论复习资料

前言

染整（dyeing and finishing）：对纺织材料(纤维、纱线和织物)进行以化学处理为主的工艺过程， 通常也称为印染。染整同纺纱、机织或针织生产一起，形成纺织物生产的全过程。染整包括前处理、染色、印花和整理。

纺织品的染整加工是借助各种机械设备，通过化学的或物理化学的方法，对纺织品进行处理的过程，主要内容包括前处理、染色、印花和整理。通过染整加工，可以改善纺织品的外观和服用性能，或赋予纺织品特殊功能，提高纺织品的附加值，满足对纺织品性能的不同要求。

前处理（预处理亦称练漂） ：采用化学方法去除织物上的各种杂质，改善织物的服用性能，并为染色、印花和整理等后续加工提供合格的半制品。使后续的染色、印花、整理加工得以顺利进行，获得预期的加工效果；

染色：染料与纤维发生物理的或化学的结合，使纺织品获得鲜艳、均匀和坚牢的色泽；

印花：用染料或颜料在纺织品上获得各色花纹图案；

整理：根据纤维的特性，通过化学或物理化学的作用，改进纺织品的外观和形态稳定性，提高纺织品的服用性能或赋予纺织品阻燃、拒水拒油、抗静电等特殊功能。

第一章 绪论

一、中国古代印染工艺的发展

我国古代劳动人民很早就利用矿物、植物对纺织品进行染色，并在长期的生产实践中，掌握了各类染料的提取，染色等工艺技术，生产出五彩缤纷的纺织品。

中国古代印染工艺的发展过程，大致可分三个转变： 古代染色的染料，从天然矿物到植物染料的转变（缘于获取难易程度和染色牢度）；

从染原色到套色的转变；

从在织物上画花、缀花、绣花、提花到手工印花的转变（缬与凸版印花技术为代表）。至1834年法国的佩罗印花机发明以前，我国一直拥有世界上最发达的手工印染技术。

中国古代经典印花技术——“三缬” 夹缬：夹缬是一种镂空型双面防染印花技术。它是用木板镂刻成两块相同纹样的镂空花版, 然后将麻、丝织物等对折,夹在两块花版中间,用绳捆紧,将染料注入花版空隙。干后，拆开花版，织物上便印出对称的彩色图案。用这种方法生产的印花布称作“夹缬”。夹缬染色工艺最适用于棉、麻纤维。夹缬制品花纹清晰，经久耐用。

绞缬：又称扎染、“撮缬”、“撮晕缬”，民间通常称“撮花”。是我国古代纺织品的一种“防染法”印花工艺，也是我国传统的手工染色技术之一。 《资治通鉴备注》详细的描述了古代扎染过程：“撮揉以线结之，而后染色，既染，则解其结，凡结处皆原色，余则入染矣，其色斑斓。”它依据一定的花纹图案，用针和线将织物缝成一定形状，或直接用线捆扎，然后抽紧扎牢，使织物皱拢重叠，染色时折叠处不易上染，而未扎结处则容易着色，从而形成别有风味的特殊的﹑无级层次晕色效果。

蜡缬：葛缬，又名蜡染，因用蜂蜡作防染剂而得名，距今已有二千多年的历

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史。蜡缬制品的花样饱满、层次丰富，是西南少数民族的重要文化特征之一。制作时，先用蜡刀蘸蜡液在白布上画出纹饰，然后放入靛蓝缸内染色，经过多次染色，无蜡处变成蓝色或青色，涂蜡处则不着色仍呈现白色，最后加温去蜡，经水冲洗，即制成蓝白分明、花纹如绘的蜡染花布。蜡染纹样多以花草树木和几何图形为主，兼有适量的虫鱼鸟兽。

第二章 常用纺织纤维

所谓纺织纤维，指的是长度远大于直径（一般长度与直径之比大于1000），并且具有一定柔韧性的物质。

纺织纤维都是高分子化合物。 分子量在1000以上。平均分子量一般在104～107之间。

一、纺织纤维分类：天然纤维和化学纤维。

①天然纤维包括植物纤维、动物纤维和矿物纤维。 A 植物纤维 如：棉、麻。

B 动物纤维 如：羊毛、免毛、蚕丝。 C 矿物纤维 如：石棉。

②化学纤维包括再生纤维、合成纤维 和无机纤维。

A 再生纤维 （利用天然原料经过一定的加工如溶解或熔融而纺制成的纤维）如：粘胶纤维、醋酯纤维。

B 合成纤维（是一类以水、空气、石油或煤为原料， 通过化学合成的方法制得的高分子化合物，再经纺丝制得的纤维）如：锦纶、涤纶、腈纶、氨纶、维纶、丙纶等。

C 无机纤维 如：玻璃纤维、金属纤维等。

第一节 纤维素纤维的结构和主要化学性质

纤维素纤维 天然纤维素纤维（ 棉、麻）

再生纤维素纤维 （粘胶纤维、 醋酯纤维等）

一、天然纤维素纤维

1. 棉纤维

外形：纵向呈扁平带状， 并有天然扭曲，横截面呈腰子形或耳形，中间干瘪空腔。

棉纤维从外到内分成三层：

初生胞壁：纤维素含量低，纤维素共生物特别是果胶物质、蜡状物质的含量较高。初生胞壁决定棉纤维的表面性质，具有拒水性阻碍化学品向纤维内部扩散，织物渗透性差。可分为三层：外层是由果胶物质和蜡状物质组成的皮层，二、三层纤维素成网状结构，对纤维溶胀起束缚作用。

次生胞壁：由纤维素组成，为棉纤维的主体，质量约占整个纤维的90％以上。是由纤维素在初生胞壁内沉积而成的原纤网状组织。纤维素淀积形成日轮，日轮中的原纤绕纤维轴呈螺旋式排列 。

胞腔：含有蛋白质及色素，决定棉纤维颜色。为纤维内最大的空隙，是化学品的主要通道。

2. 麻纤维

主要化学组成和棉纤维一样是纤维素，但含量低。并含有较多的半纤维素、果胶和木质素。

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结晶度高、取向度高，含有一定量的木质素和半纤维素等杂质，染色性能差，染料扩散困难，上染率低，得色量低，不易染深色。 二. 再生纤维素纤维

1. 粘胶纤维

化学结构与棉纤维相似，聚合度低，普通粘胶300～400，高强粘胶500～600，暴露的端羟基和醛基比棉多，吸湿性高，标准回潮率12％，结晶度低，30％~40%；存在皮层和芯层。

普通粘胶纤维性能：强度低，宜低张力或松式加工；无定形区多，结构松散，对化学试剂的吸附能力大，粘胶纤维> 丝光棉> 棉；其耐酸、碱性比棉差，特别是耐碱性差，在浓碱的作用下会剧烈溶胀直至溶解，避免浓碱处理；皮芯结构对染色有影响，对染料吸附量大于棉，但皮层结构紧密，妨碍染料的吸附和扩散。

一般粘胶纤维：纵向平直有沟横，截面是不规则的锯齿形。

粘胶纤维具有良好的吸湿性，吸湿后显著膨胀，直径增加可达50%，所以织物下水后手感发硬。 粘胶纤维的强度较低，润湿后的粘胶纤维强力下降，其湿干强度比为40％－50％。

2. 高湿模量粘胶

(1) 富强纤维：组成和结构与普通粘胶纤维相似，但聚合度较大。较高的聚合度、强力和湿模量。

(2) Modal（莫代尔）纤维：是奥地利兰精公司开发的高湿模量的再生纤维素纤维, 原料采用欧洲的榉木,先将其制成木浆,再纺丝加工成纤维。Model纤维是具有较高的聚合度、强力和湿模量的粘胶纤维。Modal纤维系第二代再生纤维素纤维。 Modal纤维面料吸湿性能、透气性能优于纯棉织物，其手感柔软，悬垂性好，穿着舒适，色泽光亮，是一种天然的丝光面料。

(3) Lyocell纤维：商品名“Tencel”，中文商品名称有“天丝” “木浆纤维”等。采用4-甲基吗啉-N-氧化物 （ NMMO）溶解纤维素，纺丝制得。溶剂不含毒，且98.5％的溶液可以循环再利用。废弃的天丝纤维在泥土中可以完全降解，因此对人体及生态环境不构成污染，被誉为“二十一世纪绿色纤维”。

天丝具有许多突出的优良性能，干、湿强度大，具有较高的湿模量。干强接近涤纶，远大于棉，是粘胶纤维的1.6倍；湿强降低很小，约为干强的85％－90％。

天丝纤维集棉的舒适性，粘胶纤维的悬垂性，涤纶的强度和真丝的手感于一身，用其制作的服装面料，具有很高的附加值 三、纤维素的化学结构

由β-D-葡萄糖剩基以1,4甙键联结而成，分子式为(C6H10O5)n。 每隔两环有周期性重复，两环为一基本链节，链节数为（n-2）/2，n为聚合度，棉和麻为10000～15000，粘胶纤维为250～500。 四、纤维素纤维的化学性质

（1）碱的作用

甙键对碱的作用比较稳定。

在常温下，浓NaOH溶液会使天然纤维素纤维溶胀，纵向收缩，直径增大。如果施加张力，可防止收缩，及时洗除碱液可达到丝光效果。如不施加张力，则发生碱缩。对于针织物，增加弹性和厚实的手感。

（2）酸的作用

酸对纤维素分子中的甙键水解起催化作用，导致纤维素大分子聚合度降低和潜在的醛基增加，使纤维受到损伤。甙键在酸性条件下发生水解。酸性越强，水

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解速率越快，强酸催化作用强，弱酸较弱，有机酸更缓和；浓度越大，水解速率越高；温度越高，水解速率愈快，温度升高10℃，速率增加2～3倍。

麻、棉、丝光棉、粘胶水解速率依次递增。

棉织物用酸处理生产蝉翼纱、涤/棉织物的烂花。 中和织物上的残余碱。

注意：酸的浓度很稀，温度低于50℃，彻底洗净，避免带酸干燥。 （3）与氧化剂的作用

氧化剂能使纤维素氧化成为氧化纤维素，使纤维受到损伤。 氧化剂漂白时，应注意工艺条件。

第二节 蛋白质纤维的结构和主要化学性质

蛋白质纤维 天然蛋白质纤维：羊毛、蚕丝

再生蛋白质纤维：大豆蛋白纤维、酪素纤维、含牛奶蛋白纤维

有机含氮高分子化合物，分子量很高。组成蛋白质的元素包括：碳、氢、氧、氮，有的含有硫、磷。 蛋白质

蛋白质的基本组成单位是氨基酸。天然蛋白质中的氨基酸均属于α-氨基酸，主要有20种左右，其结构上的区别在于侧基R。不同蛋白质所含α-氨基酸的种类和数量有很大差别，造成了各种蛋白质在结构和性质上的差异。

蛋白质的分子结构：蛋白质的大分子由α-氨基酸彼此通过氨基与羧基之间的脱水缩合，以酰胺键联结而成。酰胺键称为肽键，由肽键联结的缩氨酸叫作肽，多缩氨酸链（多肽链）是蛋白质分子的骨架，也叫主链。

蛋白质兼有酸、碱性质，既能吸酸也能吸碱，是典型的两性高分子物质，在不同的PH值中，会有不同的变化。

等电点：

调节溶液的pH值，使蛋白质分子上所带的正负电荷数量相等，这时溶液的pH值称为该蛋白质的等电点。当蛋白质处于等电点时，呈现一系列特殊的也是极为重要的性质，如溶胀、溶解度等都处于最低值。 一、羊毛

1、羊毛的形态结构

羊毛可分为三个部分：毛尖、毛根、毛干。

外观：羊毛纤维具有天然卷曲、纵向呈鳞片覆盖的圆柱体。 从外至里分为三层：鳞片层（表皮层）、皮质层、髓质层。 2、羊毛的组成

羊毛的主要成分：角质（角朊，角蛋白），由α－氨基酸缩合而成。 角蛋白：碳50.2～52.5%，氢6.4 ～7.3%，氧20.7～ 25%，氮16.2 ～17.7%，硫0.7～ 5%（取决于羊的品种、饲养条件、羊的部位、羊毛的部位。细羊毛高于粗羊毛，鳞片层高于髓质层。）。

杂质：羊脂（高级脂肪酸和高级一元醇组成的复杂有机混合物。）、羊汗（有机酸盐类和无机酸盐类组成，以碳酸钾等无机盐为主。）、砂土、植物性杂质。

3、羊毛的主要性质 二、蚕丝

1. 蚕丝的形态结构（以桑蚕丝为例）

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一根蚕丝由两根平行的单丝（丝素）组成，外包丝胶，丝素截面为三角形，三边相差不大，角略圆钝，脱胶后蚕丝纵向为光滑表面。

蚕丝除含主要成份丝素和丝胶外，还含有色素、蜡质、无机物等少量杂质。 2．丝素的结构和性质

丝素的基本结构单元是氨基酸。桑蚕丝丝素主要由乙氨酸、丙氨酸和丝氨酸组成。

3. 丝素的性质： 酸的作用：

丝素为两性物质，酸性略强，对酸具有一定的抵抗力，抗酸性比棉强，但比羊毛差。

碱的作用：

丝素耐碱性差，但好于羊毛，在室温下对碱较稳定。 氧化剂和还原剂作用：

氧化剂容易使丝素分子中的肽键断裂，甚至造成丝素完全分解。在丝纤维漂白时要注意氧化剂的选择以及浓度、温度、PH值、时间等条件的控制。含氯氧化剂对丝素不仅有氧化作用，还有氯化反应，生成氯氨类带色物质，达不到漂白的目的，生产中常用过氧化氢作为漂白剂。

一般的还原剂对丝素作用很弱，没有明显的损伤。

第三节 合成纤维的结构和主要性质

一、涤纶（polyester；聚酯纤维 ）的结构与主要性质

1、涤纶的结构

纵向光滑、均匀无条痕的圆柱形，截面基本上是圆形实体。

涤纶的大分子组成是聚对苯二甲酸乙二酯。大分子上不含亲水基团，只具有极性很小的酯基-COO-，属疏水性纤维，吸湿性、染色性差。化学稳定性好。

2、涤纶的性质 热学性质：涤纶的耐热性和热稳定性是常用主要合成纤维中最好的，熔点和分解点高，在高温下强度损失小。

吸湿性和染色性：涤纶吸湿率低，干湿强度几乎无差别，易洗快干。导电性差，易产生静电和沾污，穿着发闷。染色较困难，涤纶染色一般采用分子量不大、水溶性小的分散染料，染色条件要求高。可使用增塑剂（如有机酚），使纤维分子链间作用力降低并发生溶胀，达到染色目的。

化学性质：尽管酯基会在酸碱作用下水解，但因涤纶纤维结构紧密，结晶度、取向度高，化学试剂不易扩散到纤维内部，抵御酸、碱、氧化剂、还原剂等的能力在常用合成纤维中是非常突出的。

涤纶无论对无机酸还是有机酸都有很好的稳定性，尽管酯基在酸中会发生水解，但酯键的水解是可逆的，不易进一步发生。

酯键在碱中比在酸中易水解，反应是不可逆的，故耐碱性较差，在浓碱液或高温稀碱液中会有所损伤。由于涤纶具有较大的疏水性，结晶度和取向度高，所以涤纶在碱的作用下水解是由表及里发生作用的，水解过程中基本保持圆形，纤维逐渐变细（剥皮现象）。利用这一方法可将涤纶进行“碱剥皮”，使纤维变得细而柔软，制成具有真丝绸效果的织物，又称“碱减量”。

还原剂对涤纶基本无损伤，对各种氧化剂也有较高的稳定性。 二、锦纶（polyamide；PA ）的结构与主要性质

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