超聲波在印染前處理中的應用及現狀
摘自《中國紡織網》

通常把頻率為2 ×104Hz～2 ×109Hz 的聲波叫做超聲波。它既是一種波動形式,又是一種能量形式。由于它所具有的聲波特點和聲空化作用,在印染前處理中正逐漸引起人們的注意。不少報道說明,在退漿、精練和漂白等前處理加工中都應用了超聲波設備,去除纖維表面的天然的和外來的雜質。
1 　在退漿工藝中的應用
　　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約許多能量。
　　Valu 等人在關于織物超聲波退漿的研究中也發現化學藥劑和能量的節約現象。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退漿方法相同,提高退漿效率,這對于一些難膨化的漿膜,例如淀粉漿膜特別有意義,可帶來節水和節能效果。
　　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生分離,促進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可使反應保持在一定的溫度,為反應提供能量,從而節省了其他能量。
2 　在煮練工藝中的應用
　　在中性或很弱的堿性浴中精練羊毛纖維與傳統精練羊毛相比,其纖維損傷較小。另有報道稱,使用超聲波精練羊毛,纖維性質有所改變,操作速度也有所提高。最近有報道稱,利用超聲波洗毛可以降低洗毛溫度、縮短時間、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仍可達到洗凈毛質量要求;利用超聲波洗毛所得洗凈毛蓬松性好,羊毛纖維之間不發生糾纏,白度高,洗凈毛中幾乎無細小雜質;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,且作用時間越長,降低幅度越大,從而改善羊毛纖維的氈縮性;由于超聲波對于羊毛纖維的蝕刻作用,羊毛纖維更趨集中,長時間作用會使羊毛纖維直徑明顯變小,斷裂伸長增加,但對羊毛纖維強力無明顯損傷。
　　超聲波對苧麻原麻中的膠質成分有分散作用,且隨頻率、功率不同分散效果不同。超聲波脫膠比預酸處理效果好,且作用時間短,可采用流水線處理工藝。
　　絹紡原料精練中,超聲波的除油、除膠效果明顯比常規處理好,尤其對含油較高的原料,處理效果尤其好,不僅不用進腐化缸,且不需高溫、高pH值和長時間;在除膠保油的同時,對纖維操作小,可根據不同的要求,保住不同程度的膠質,且經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,因此在各個表面上和低處起著清潔作用,同時空化作用使污物和油垢得以乳化,協助清除油垢和污物。超聲波的分散作用使麻的膠質與纖維分開,再利用超聲解聚作用使膠質去除;超聲波還可加速絲膠溶解,使纖維充分分散。
3 　在漂白工藝中的應用
　　采用超聲波對棉織物進行雙氧水漂白,觀察到漂白速度提高、漂白時間縮短、織物的白度也優于傳統的漂白方法。
　　另有報道稱,在超聲波環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,與常規法相似,但超聲波處理無需額外的能量,時間短,處理的織物吸水性與常規法一樣好。同時,用超聲波處理后的漂白棉織物對于直接染料、活性染料的上染率是很有效的,活性染料染色時纖維2染料的共價鍵形成是良好的、穩定的。有關超聲波對亞麻加工影響的研究表明,與傳統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,使纖維內部的比表面積加大,從而增大了纖維吸附化學藥劑的比表面積,提高反應速率;另一方面超聲波的空化作用可有助于破壞發色體系,從而起到消色的作用。
4 　結論
　　超聲波在前處理操作中的運用,其目的是從纖維表面去除天然的和外來的雜質,如塵埃污物雜質,在這些過程中超聲波的使用都會提高處理速度。
　　超聲波在前處理過程中的應用可歸納為: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反應過程的。
一般說來,對過程的改進來自空穴作用,也可以籠統地解釋為:超聲波的有效作用是在合適的化學環境的存在下獲得的。
　　縱觀國內外幾十年的研究可以看出,超聲波在紡織品前處理的應用確實起到了明顯的效果,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,國內在此領域的研究及報告更是罕見。
　　對于紡織品加工處理來說,漂白工序占據著舉足輕重的地位,對于其后的染色、后整理等工序有著重要的影響,對于紡織業提高產品質量檔次,開發新的花色品種,適應當今時代潮流,迎接新的挑戰具有深遠意義。
　　這促使我們去研究、探索新的生產工藝、更優良的生產加工方法,超聲波漂白以其獨有的特色將引起人們的關注,引起更多的科研工作者的關注,不斷試驗與完善,并逐步應用到生產實踐中去。

返回目錄