染整用泡沫体系及其在纺织品加工过程中的渗流行为研究

摘要

本文在泡沫的产生及衰变机理等理论基础之上，参照WaringBlender法对泡沫液的起泡性、稳定性进行了研究，利用马尔文流变仪研究了泡沫的流变性能，运用自制实验装置研究了泡沫的润湿性，同时借助于生物显微镜对气泡的大小均匀性以及泡沫群中气泡的拓扑变化进行了研究，系统地考察了表面活性剂浓度及结构类型、表面活性剂复配比例、稳定剂、温度、搅拌速度、无机盐等因素对泡沫表观性能的影响，探讨了泡沫的表观性能和微观机制之间的内在联系。研究表明，泡沫液中加入染整用助剂或者染料时，对泡沫的表观性能产生了很大的影响，实践应用中对这些因素应给予重视。
　　 运用Plackett-Burma实验设计法筛选出了影响染色K/S值与匀染性的主要因素，利用中心组合设计分别对K/S和匀染性进行优化，得出了各自的优化工艺条件。综合两者，得到了匀染性和K/S值的综合优化工艺。然后，利用泡沫技术单面加工的可操作性，进行了不同类型织物的泡沫抗紫外线整理、泡沫抗皱整理、泡沫单向导湿整理，探索了相应加工过程的主要影响因素并对其进行了工艺条件优化，得到了相应的优化工艺条件。实验发现，除去相关工艺配方的不同对泡沫加工效果的影响外，工艺参数如发泡比、织物运动速度、泡沫堆积厚度、泡沫堆积宽度等均对最终的整理效果有较为显著的影响。对比泡沫技术与常规方法的加工效果发现，织物经由泡沫技术加工的效果与常规方法加工的效果相当，然而泡沫技术降低了织物的带液率低，提高了染化料利用率，减少了能耗消耗，提升了加工效率。
　　 根据液体在多孔介质表面及内部的铺展与渗透理论，研究了泡沫染整过程中泡沫液在纺织品中的渗透，分析了泡沫液在纺织品中的渗透深度与染整参数的关系，并推导出了相关公式，通过实验对其有效性进行了验证。研究发现，泡沫液在多孔介质纺织品中的渗透深度与泡沫群的堆积高度和泡沫群在纺织品运动方向上铺展的宽度成正比例关系，与泡沫体系的发泡比和织物运行速度成反比。

目录

声明

学位论文的主要创新点

摘要

第一章 前言

1．1 课题研究背景

1．2 泡沫体系研究

1．2．1 泡沫的产生

1．2．2 泡沫的结构

1．2．3 泡沫基本性能及测试方法

1．3 国内外泡沫性能研究进展

1．4 泡沫技术在纺织加工中的应用

1．4．1 泡沫染整的发展历程

1．4．2 泡沫染整的研究进展

1．5 课题研究意义及内容

1．5．1 课题研究意义

1．5．2 课题研究内容

第二章 实验材料与方法

2．1 实验材料

2．1．1 实验织物

2．1．2 实验试剂

2．1．3 实验设备与仪器

2．2 实验操作及测试方法

2．2．1 实验操作

2．2．2 测试方法

第三章 染整用发泡体系性能的研究

3．1 泡沫起泡性能研究

3．1．1 搅拌速度对起泡性的影响

3．1．2 温度对起泡性的影响

3．1．3 表面活性剂对体系起泡性的影响

3．1．4 稳定剂对起泡性的影响

3．1．5 增稠剂对起泡性的影响

3．1．6 碱剂对起泡性的影响

3．1．7 盐对起泡性能的影响

3．1．8 表面活性剂复配对起泡性的影响

3．2 泡沫稳定性能的研究

3．2．1 温度对稳定性的影响

3．2．2 表面活性剂对稳定性的影响

3．2．3 稳定剂对稳定性的影响

3．2．4 增稠剂对稳定性的影响

3．2．5 盐对稳定性的影响

3．2．6 碱剂对稳定性的影响

3．2．7 表面活性剂的复配对稳定性的影响

3．3 泡沫群中气泡均匀性研究

3．3．1 搅拌速度对气泡均匀性的影响

3．3．2 增稠剂对气泡均匀性的影响

3．3．3 盐对气泡均匀性的影响

3．3．4 起泡剂对气泡均匀性的影响

3．3．5 泡沫质量数对气泡的影响

3．4 泡沫群中气泡粗化及拓扑变化

3．5 泡沫的流变性研究

3．5．1 发泡比对泡沫粘度的影响

3．5．2 发泡剂浓度对泡沫粘度的影响

3．5．3 稳定剂对泡沫粘度的影响

3．5．4 盐浓度对泡沫粘度的影响

3．5．5 碱对泡沫粘度的影响

3．5．6 泡沫以及原液的流变类型分析

3．6 泡沫的润湿性研究

3．6．1 发泡比对泡沫润湿性的影响

3．6．2 发泡剂对泡沫润湿性的影响

3．6．3 稳定剂对泡沫润湿性的影响

3．6．4 盐浓度对泡沫润湿性的影响

3．6．5 碱对泡沫润湿性的影响

3．7 本章小结

第四章 泡沫染色与整理过程控制研究

4．1 棉织物活性染料泡沫染色

4．1．1 泡沫染色工艺参数研究

4．1．2 棉织物活性染料泡沫染色工艺优化

4．1．3 泡沫染色与常规染色效果及成本对比

4．2 棉织物泡沫单向导湿整理

4．2．1 单向导湿工艺参数研究

4．2．2 单向导湿工艺过程优化

4．3 棉织物泡沫单面抗皱整理

4．3．1 泡沫抗皱整理工艺参数研究

4．3．2 抗皱整理工艺过程优化

4．4 棉织物泡沫抗紫外整理

4．4．1 泡沫抗紫外工艺参数研究

4．4．2 泡沫抗紫外整理工艺优化

4．5 本章小结

第五章 织物上泡沫液渗透模型建立

5．1 织物上泡沫液渗透深度的影响因素

5．1．1 发泡比对渗透深度的影响

5．1．2 车速对渗透深度的影响

5．1．3 泡沫堆积高度对渗透深度的影响

5．1．4 泡沫堆积宽度对渗透厚度的影响

5．2 泡沫液渗透深度与工艺参数关系研究

5．3 泡沫液渗透深度对抗皱效果的影响

5．3．1 单因素抗皱效果所对应渗透深度研究

5．3．2 渗透厚度对泡沫抗皱整理效果的影响

5．5 本章小节

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

附录

致谢