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超聲波在純棉織物退漿工藝中的應(yīng)用

來源:印染在線 發(fā)布時間:2009年12月08日

東華大學(xué)化學(xué)化工與生物工程學(xué)院 朱鈞雨 張記翔 王杰歐

前 言近十幾年來,許多大大小小的紡織印染企業(yè)陸續(xù)從城市遷出,原來在大城市的企業(yè)搬遷到鄰近的中小城市或農(nóng)村,而對環(huán)境污染嚴(yán)重的企業(yè)則被勒令停止生產(chǎn),面臨倒閉。前幾年輝煌的紡織貿(mào)易現(xiàn)在山于種種原因,例如貿(mào)易壁壘、國外反傾銷、反補(bǔ)貼措施而受到影響,這些對中國紡織品出口的危害要比單純的數(shù)量限制大得多,紡織貿(mào)易出現(xiàn)了嚴(yán)重困難。紡織印染行業(yè)面對內(nèi)外雙重壓力變得舉步維艱,生存空間越來越小。那么,紡織行業(yè)要發(fā)展下去,必須針對自身的能耗大、污染嚴(yán)重的缺點(diǎn)進(jìn)行改善,要作出改變,要以科學(xué)技術(shù)為導(dǎo)向。在印染生產(chǎn)中要消耗大量的能源,并造成環(huán)境污染,其中水資源的消耗和污染尤其嚴(yán)重。例如lD電棉坯布在退漿中就要消耗40噸的水,而水資源是有限的,而且污染情況非常嚴(yán)重。面對水資源的缺乏,面對能源的緊張,印染行業(yè)急需一次技術(shù)革命來拯救。當(dāng)今世界的科學(xué)技術(shù)正處于一個飛速發(fā)展的時期,學(xué)科之間的相互聯(lián)系,相互滲透日益頻繁,并展現(xiàn)出日益蓬勃的生機(jī)?,F(xiàn)代化學(xué)、生物化學(xué)及計算機(jī)科學(xué)在染整技術(shù)的發(fā)展中起了積極作用,例如超臨界流體二氧化碳在染整中的應(yīng)用等,其中,超聲波技術(shù)以其方便、迅速、有效、安全的特點(diǎn),引起了印染企業(yè)的高度關(guān)注。超聲波成功地應(yīng)用于提高紡織品各種性能的處理過程,如棉及棉混紡織物的絲光、纖維和紗線的退漿、精練以及織物的氧漂、染色和后整理,這給印染行業(yè)無形中打了一支強(qiáng)心針。超聲波的發(fā)展將給傳統(tǒng)印染工業(yè)帶來質(zhì)的飛躍,從能源節(jié)約和生態(tài)環(huán)境的觀點(diǎn)來看,這一革新的技術(shù)都是很有意義的。

1 超聲波及其清洗原理聲波是指人耳能感受到的一種縱波,其頻率范圍為16Hz-20kHz,當(dāng)聲波的頻率低于16Hz時就叫做次聲波,高于20kHz則稱為超聲波。超聲波具有如下特性:1)超聲波可在氣體、液體、固體、固熔體等介質(zhì)中有效傳播。2)超聲波可傳遞很強(qiáng)的能量。3)超聲波會產(chǎn)生反射、干涉、疊

加和共振現(xiàn)象。4)超聲波在液體介質(zhì)中傳播時,可在界面上產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊和空化現(xiàn)象。超聲波主要具有機(jī)械效應(yīng)(如傳聲媒質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)振動位移、聲壓等)、熱效應(yīng)(聲波在傳播過程中其部分能量被媒質(zhì)吸收變成熱能)和空腔效應(yīng),這些效應(yīng)可以歸納為機(jī)械作用、熱作用、空化作用三個基本作用。其中空腔效應(yīng)是聲化學(xué)的應(yīng)用理論基礎(chǔ),也最為重要??涨恍?yīng)由成核、微泡生長、空腔塌陷三步組成。在反應(yīng)體系中,液體內(nèi)存在張力弱區(qū),即液體內(nèi)溶有氣體或在塵埃的液固界面上存在氣體以作為氣核,在超聲波作用下,氣核膨脹長大,并被周圍的液體蒸汽或氣體充滿,由于內(nèi)外壓力懸殊使空腔塌陷、破裂,把集中的聲場能量在極短的時間和極小的空間內(nèi)釋放出來,使介質(zhì)局部形成幾百到幾千K的高溫和超過數(shù)百個大氣壓的高壓環(huán)境,并產(chǎn)生出很大的沖擊力,起到激烈攪拌的作用,同時生成大量微泡。它們又作為新的氣核,使該循環(huán)繼續(xù)下去,這就是空腔效應(yīng)(空化現(xiàn)象)。

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