声化学漂白机理研究.pdf

【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 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 】 超声清洗机在工作过程中，槽水温度会逐渐升 高。这是超声波在媒质传播时，其振动能量不断地 被媒质吸收为热能而使其自身温度升高的结果，主 要源子媒介质的内摩擦、热传导、热弛豫吸收以及声 空化产生的高温和激发的电子的再反应放热。 3 结论 超声波与液体媒质相互作用的热效应，超声对 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark 纺织学报第二十二卷第四期2 4 7 【4 7 】 涤纶亲水整理效果的测试评定方法 陈明珍陆必泰 ( 武汉科技学院，武汉，4 3 0 0 7 4 ) 摘要：阐述了在水中测定油滴在涤纶试样表面的接触角0 间接地求出涤纶表面能的铡试方法及其理论依据。并根据整理 前后涤纶表面能的变化情况来进行亲水整理效果的评定。 关t 调：聚酯纤维亲水整理效果评定 中田法分类号：鸺1 9 55 4 为了改善涤纶的服用性能，对涤纶亲水性研究， 已进行了大量的工作。但涤纶经亲水整理后，其亲 水性能测试评定的方法报道极少，笔者曾采用在空 气中测定某些液体在涤纶表面的接触角伊“，通过 相应的关系式求出亲水整理前后涤纶表面能的变化 情况来进行评定。该方法虽然简便，但当所选用的 记、砣已知的几种液体和所测固体的以接近时，液 体会在固体表面润湿，接触角测定较为困难。在这 种情况下，可采用在水中测定油滴在固体表面的接 触角口，间接地求出固体的表面能来进行评定。 1 测试评定方法的理论依据 流体的表面能可用表面张力仪直接测定，而固 体的表面能是不能直接测定的。若将固体浸入水 中，并把油滴植入固体表面下方，当油滴在固体表面 上处于平衡 圈1 液渣在固体表面上 的平衡状态示意图 1 为水；2 为固体；3 为油。 在A 点受有一种作用力，且满足下列方程 = + “ y 。o a s O ( 1 ) 式中：，、分别为固体、水、油问的界面 张力；0 为接触角。 通常情况下，固体和水、油问的界面张力y 。、 又可用F o w k e s 2 1 式表示，即： 儿。= 7 s + y 三一2 4 一兄一2 4 坪坨( 2 ) = 儿+ 7 ：一2 J 一以一2 碟砖 ( 3 ) 式中：一、妒为物质表面能y 的非极性和极性成分， 且7 = 一+ 矿； y ：为被油饱和后水的表面张力( 可实测) ； 付为被水饱的后油的表面张力( 7 ：= 7 0 ) ； 由式( 2 ) 式( 3 ) 可得： 一= y ：一y ：一2 ( 4 圮一积) 一 一2 圪一 瑶) 瑶 ( 4 ) 对于油性液体，其表面能中只有非极性成分即 碟= 0 ，故7 0 = 程；于是式( 4 ) 可简化如下： 儿。一7 , o = y ：一7 0 一z ( 4 砭 一偶) 佃一2 厄镢( 5 ) 将式( 2 ) 、式( 5 ) 联立可得： y ：一7 0 一o o s 口= 2 ( 圯一碍) 一 + 2 、坨·碟 ( 6 ) 设y = y 0 7 0 一y 。o o s O ，x = 2 ( 4 圯一 一) ，L 。 = 2 坨· 摊，代人式( 6 ) Y U 可简化为式( 7 ) ： Y = r ；x + k( 7 ) 0 0 0 口o o 口0 0 o O 0 0 o o 0 0 0 o 0 0 o o 口o 0 0 0 0 0 漂浴及纤维的力化学作用，使分子动能增强，单位时 间分子碰撞个数及碰撞能量增加，活化中心增多，反 应比表面积增大，加速了漂白的速度与程度，温度降 低，时间减少，为纺织业节能降耗，增加产量，提高产 品质量档次开辟了新的途径。 参考文献 1 高云玲：超声波应用于纺织品前处理， 染整技术，2 0 0 0 ( 4 ) ，2 7 2 8 2 王明，高云玲：声化学在亚麻漂白中的应用，( e O 染) 2 0 0 0 ( 4 ) ， 1 5 1 7 3 冯若李化茂：( 声化学及其应用) 台吧：安徽科学技术出版， 1 9 9 2 4 】王菊生等：( 染整工艺学原理，北京：纺织工业出版社1 9 9 4 5 苏翼林： 材料力学，北京；人民教育出版社，1 9 8 2 6 ( 巴拉姆鲍伊姆著：( 高分子化合物力化学) ，北京：化学工业 出版社， 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark