声化学漂白机理研究.pdf
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1、【4 6 】- 2 4 6 2 0 0 1 年8 月 声化学漂白机理研究 唐淑娟高云玲王明 ( 吉林工学院,长春,1 3 0 0 1 2 )( 晋江凤竹针织漂染实业有限公司) 擅要:超声波漂白机理基于它的空穴效应、机械运动以及热效应。 关羹词:漂白超声波漂白机理应用研究 中圈法分类号:碣1 9 25 超声波,可以改善多种纺织加工工艺,减少加工 时间、降低药剂消耗,改进产品质量。s a f o n o v 采用 超声波对棉漂白,观察到漂白速度提高,时间缩短, 织物白度提高uJ 。对亚麻及羊毛的超漂研究表 明L 2J ,超漂可降低药量,减少时间,降低温度,可改 善亚麻的刚性,减小羊毛毡缩性能,有利
2、染色工艺。 1 声化学漂白机理 超声化学的热效应、机械运动以及超声空化作 用使反应液或反应物发生了有利于化学反应的现 象。 1 1 力化学反应中的力学机制 1 1 1 超声波对漂浴的作用- 3 J 超声波作为机械 能量的传播形式,声压值变化大,机械运动激烈而快 速变化,使分子动能增加,对超声效应的产生做出一 定贡献。同时,超声波传播时,在媒质中会出现空腔 或空穴,产生空穴效应。空化泡崩溃时,极短时间在 空化泡周围的极小空间内产生5 0 0 0 K 以上的高温 和大约5 1 0 5 P a 的高压,温度变化率高达1 0 9 k s , 并伴生强烈的冲击波和( 或) 时速达4 0 0 K i n
3、的射流, 为在一般条件下难以实现或不可能实现的化学反应 提供了一种新的非常特殊的物理环境,启开了新的 化学反应通道。 超声空化及机械运动可增加分子动能,既增加 了反应液与纤维的接触机会,也增加了单位时间内 分子碰撞的个数及碰撞能量,从而降低反应活化能, 提高化学反应速度,降低漂白时间。 1 1 2 超声波对纤维的力学作用纤维高分子物 无定形区,存在着孔隙、空洞【4 J ,为材料的断裂与破 坏提供了可能。空化作用产生的高压或高压释放产 生的冲击波或脉动空泡界面上的剪切应力或机械运 动产生的交变压力变化作用于纤维时,必在纤维的 原始缺陷处产生应力、应变集中,使裂纹前缘应力一 应变场成奇异性分布,裂
4、纹尖端产生塑性变形,发生 疲劳裂纹的亚临界扩展,导致微晶位错,比表面积增 加,结晶度下降,无定形区增大。 对于无缺陷材料,在超声波作用下,纤维表面会 发生微观滑移,形成疲劳源,并发生疲劳裂纹的亚临 界扩展,使材料的局部产生塑性应变积累,并使材料 的局部缺陷密度增加或形成微观孔洞,导致弹性模 量下降,纤维表面象被腐蚀一样,暴露了更多的反应 中心,增强了化学活性。 总之,由于超声波的作用导致纤维比表面积增 大,反应活性中心增多,漂白加速,白度增加。 1 2 力化学反应中的化学机制 1 2 1 超声波对漂浴的作用超声空化是集中声 场能量并迅速释放的过程。空化泡崩溃产生的高温 高压既提高液相的温度,也
5、提高分子碰撞冲量,因而 提高反应速度。同时,由于能量的释放,使局部的电 子能级发生变化,造成空穴界面处或泡内电子能级 的跃迁,形成游基或非成对电子和新的官能团,为引 发化学反应创造了条件。 1 2 2 超声对纤维的化学作用L 6 1 超声波作用于 纤维时,由于它的机械作用和空化作用,使纤维薄弱 处产生应力、应变积累,或使缺陷密度增加,或形成 微观孔洞。这种局部的形变将使该处原子间距发生 变化,交盖的电子云密度变小,化学键断裂与消失, 一方面纤维材料的大分子会形成非定域化的自由 基,另一方面纤维材料的大分子会形成新的官能团, 降低物质的化学反应活化能,促进化学反应产生。 2 超声热机制 3 】
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