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通常把頻率為2、×104Hz～2、×109Hz、的聲波叫做超聲波。它既是一種波動(dòng)形式,又是一種能量形式。由于它所具有的聲波特點(diǎn)和聲空化作用,在印染前處理中正逐漸引起人們的注意。不少報(bào)道說明,在退漿、精練和漂白等前處理加工中都應(yīng)用了超聲波設(shè)備,去除纖維表面的天然的和外來的雜質(zhì)。
1、在退漿工藝中的應(yīng)用
采用超聲波研究紡織用淀粉上漿和退漿表明,與一般的淀粉上漿和退漿相比,使用降解淀粉上漿后再用超聲波退漿可以節(jié)約許多能量。
Valu、等人在關(guān)于織物超聲波退漿的研究中也發(fā)現(xiàn)化學(xué)藥劑和能量的節(jié)約現(xiàn)象。使用超聲波退漿,可減輕纖維的降解,織物的白度與潤濕性與傳統(tǒng)退漿方法相同,提高退漿效率,這對(duì)于一些難膨化的漿膜,例如淀粉漿膜特別有意義,可帶來節(jié)水和節(jié)能效果。
在退漿過程中,超聲波空化作用引起的分散作用可以使大分子之間產(chǎn)生分離,促進(jìn)漿料與纖維的粘著變松;而超聲波引起的乳化作用可以使去除的漿料溶解性能提高,使其具有較好的退漿效果。而且超聲波的吸熱效應(yīng)可使反應(yīng)保持在一定的溫度,為反應(yīng)提供能量,從而節(jié)省了其他能量。
2、在煮練工藝中的應(yīng)用
在中性或很弱的堿性浴中精練羊毛纖維與傳統(tǒng)精練羊毛相比,其纖維損傷較小。另有報(bào)道稱,使用超聲波精練羊毛,纖維性質(zhì)有所改變,操作速度也有所提高。最近有報(bào)道稱,利用超聲波洗毛可以降低洗毛溫度、縮短時(shí)間、降低凈洗劑用量,且在一定條件下,不用凈洗劑或溫度低于羊毛脂熔點(diǎn)仍可達(dá)到洗凈毛質(zhì)量要求;利用超聲波洗毛所得洗凈毛蓬松性好,羊毛纖維之間不發(fā)生糾纏,白度高,洗凈毛中幾乎無細(xì)小雜質(zhì);超聲波作用后,羊毛鱗片變鈍變光,降低了羊毛纖維摩擦效應(yīng),且作用時(shí)間越長,降低幅度越大,從而改善羊毛纖維的氈縮性;由于超聲波對(duì)于羊毛纖維的蝕刻作用,羊毛纖維更趨集中,長時(shí)間作用會(huì)使羊毛纖維直徑明顯變小,斷裂伸長增加,但對(duì)羊毛纖維強(qiáng)力無明顯損傷。
超聲波對(duì)苧麻原麻中的膠質(zhì)成分有分散作用,且隨頻率、功率不同分散效果
絹紡原料精練中,超聲波的除油、除膠效果明顯比常規(guī)處理好,尤其對(duì)含油較高的原料,處理效果尤其好,不僅不用進(jìn)腐化缸,且不需高溫、高pH值和長時(shí)間;在除膠保油的同時(shí),對(duì)纖維操作小,可根據(jù)不同的要求,保住不同程度的膠質(zhì),且經(jīng)過超聲波處理過的原料,白度高、纖維松散,易與蠶蛹分離。
超聲波在煮練工藝中的作用主要是源于空化作用而引起的彌散作用、乳化作用、洗滌作用以及解聚作用。超聲空化作用使粘附在纖維上的污物表面張力降低,因此在各個(gè)表面上和低處起著清潔作用,同時(shí)空化作用使污物和油垢得以乳化,協(xié)助清除油垢和污物。超聲波的分散作用使麻的膠質(zhì)與纖維分開,再利用超聲解聚作用使膠質(zhì)去除;超聲波還可加速絲膠溶解,使纖維充分分散。
3、在漂白工藝中的應(yīng)用
Safonov、采用超聲波對(duì)棉織物進(jìn)行雙氧水漂白,觀察到漂白速度提高、漂白時(shí)間縮短、織物的白度也優(yōu)于傳統(tǒng)的漂白方法。
另有報(bào)道稱,在超聲波環(huán)境下用雙氧水漂白棉織物,處理1、h、的雙氧水消耗比用冷法(16、h)的高,但與煮沸法(2.、5、h)、相近,總效果顯著地比冷法大,與常規(guī)法相似,但超聲波處理無需額外的能量,時(shí)間短,處理的織物吸水性與常規(guī)法一樣好。同時(shí),用超聲波處理后的漂白棉織物對(duì)于直接染料、活性染料的上染率是很有效的,活性染料染色時(shí)纖維2染料的共價(jià)鍵形成是良好的、穩(wěn)定的。有關(guān)超聲波對(duì)亞麻加工影響的研究表明,與傳統(tǒng)練漂的亞麻纖維比較,纖維白度得到提高。
超聲波的空化作用可以使藥劑與纖維充分接觸,一方面超聲波作用于纖維,使纖維內(nèi)部的比表面積加大,從而增大了纖維吸附化學(xué)藥劑的比表面積,提高反應(yīng)速率;另一方面超聲波的空化作用可有助于破壞發(fā)色體系,從而起到消色的作用。
4、結(jié)論
超聲波在前處理操作中的運(yùn)用,其目的是從纖維表面去除天然的和外來的雜質(zhì),如塵埃污物雜質(zhì),在這些過程中超聲波的使用都會(huì)提高處理速度
超聲波在前處理過程中的應(yīng)用可歸納為:彌散作用、乳化作用、洗滌作用以及加聚、解聚作用等,目前還很難精確地解釋超聲波是如何促進(jìn)反應(yīng)過程的。
一般說來,對(duì)過程的改進(jìn)來自空穴作用,也可以籠統(tǒng)地解釋為:超聲波的有效作用是在合適的化學(xué)環(huán)境的存在下獲得的。
縱觀國內(nèi)外幾十年的研究可以看出,超聲波在紡織品前處理的應(yīng)用確實(shí)起到了明顯的效果,然而國外在超聲波漂白方面的研究還缺乏足夠的資料說明,國內(nèi)在此領(lǐng)域的研究及報(bào)告更是罕見。
對(duì)于紡織品加工處理來說,漂白工序占據(jù)著舉足輕重的地位,對(duì)于其后的染色、后整理等工序有著重要的影響,對(duì)于紡織業(yè)提高產(chǎn)品質(zhì)量檔次,開發(fā)新的花色品種,適應(yīng)當(dāng)今時(shí)代潮流,迎接新的挑戰(zhàn)具有深遠(yuǎn)意義。
這促使我們?nèi)パ芯?、探索新的生產(chǎn)工藝、更優(yōu)良的生產(chǎn)加工方法,超聲波漂白以其獨(dú)有的特色將引起人們的關(guān)注,引起更多的科研工作者的關(guān)注,不斷試驗(yàn)與完善,并逐步應(yīng)用到生產(chǎn)實(shí)踐中去。
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