Расшлихтовка. Назначение этой операции заключается в удалении шлихты, наносимой на нити основы перед процессом ткачества для их упрочнения и снижения обрывности

Физико-химические операции

Механические операции

Опаливанию подвергают почти все хлопчатобумаж­ные ткани, за исключением марли, полотенечных, ворсовых (бу­мазея, байка, фланель) и пестротканых тканей.

Опаливание необходимо для удаления с поверхности ткани выступающих волоконец. Не опаленная окрашенная ткань имеет белесоватую окраску, причиной которой является рассеяние све­та от окрашенных выступающих волоконец. Отрыв выступаю­щих волоконец с ткани в процессе печатания и попадание их в зазор между раклей и печатным валом являются причиной бра­ка, называемого щелчки.

Таким образом, опаливание является операцией, необходимой для повышения качества готовых хлопчатобумажных тканей.

Основным рабочим органом современных опаливающих ма­шин являются газовые горелки различной конструкции. Наибольшее распространение получили радиационно-конвективные горелки.

Опаливание ткани производят не самим пламенем горелки, а ИК-излучением керамической насадки, разогревающейся до тем­пературы белого каления. Горелками такого типа оснащены оте­чественные газоопаливающие агрегаты ГО-240М, в состав кото­рых входит пухоочистительная машина, опаливающая машина с четырьмя горелками, искрогаситель, ванна для замачивания, отжимные валы, выборочный механизм и тканеукладчик.

Во избежание возгорания ткань после опаливания попадает в искрогаситель парового или водяного типа. Наличие в агрега­те ванны для замачивания позволяет использовать ее для про­мывки ткани одним из препаратов, необходимым для последую­щих операций расшлихтовки.

Стрижке подвергают некоторые виды тканей, например сати­ны, для обеспечения нужного качества окраски, особенно в тем­ные цвета. Стрижку осуществляют на стригальных машинах. На наждачной машине обрабатывают суровые ткани из хлопковых волокон низких сортов с целью удаления из них механических примесей (кожица семян, остатки семенных коробочек, листоч­ков кустарника и др.).

Расшлихтовка, отварка, отбеливание и мерсериза­ция относятся к физико-химическим операциям. Хотя каждая из этих операций будет рассмотрена в отдельности, следует отме­тить, что в настоящее время прослеживается четкая тенденция совмещать отдельные операции в целях интенсификации всего процесса беления. Особенно четко эта тенденция проявляется в непрерывных процессах беления.

В качестве шлихты используют пленкообразующие полимер­ные материалы, способные на поверхности пряжи (нити) после пропитывания и сушки образовывать полимерную пленку. Склеивая элементарные волокна пряжи между собой, шлихта придает им большую механическую прочность. Из вспомога­тельного препарата на стадии ткачества в отделочном производ­стве шлихта превращается в технологическое загрязнение, пре­пятствующее последующим процессам крашения и печатания (затрудняет диффузию красителя в элементарные волокна). Поэтому необходимо по возможности полно удалить шлихту из ткани.

В качестве шлихты чаще всего используют различные крах­малы (маисовый, картофельный и др.), их эфиры, эфиры цел­люлозы, поливиниловый спирт. Наибольшие трудности возника­ют при расшлихтовке тканей от крахмала, так как для полного удаления крахмал необходимо перевести в водорастворимое со­стояние путем деполимеризации до низкомолекулярных сахаров (глюкозы, мальтозы) или их олигомеров.

Деполимеризация крахмала, который является смесью двух полисахаридов линейной амилозы и разветвленного амилопектина основана на разрушении α-глюкозидной (в отличие от β-глюко-зидной в целлюлозе) связи.

Устойчивость к гидролизу α-глюкозидной связи (крахмал) существенно ниже, чем β-глюкозидной связи (целлюлоза), по­этому эту компромиссную технологическую задачу (разрушение крахмала при сохранении целлюлозы) удается решить достаточ­но успешно, подбирая условия гидролиза (природа реагента, его концентрация, рН, температура и время).

Гидролиз α-глюкозидной связи может осуществляться бакте­риальным, химическим и ферментативным способами.

Операция расшлихтовки тканей из целлюлозных волокон ос­ложняется тем, что целлюлоза и крахмал являются полисахари­дами, и гидролиз крахмала в той или иной степени сопровожда­ется нежелательным гидролизом целлюлозы.

Бактериальный способ расшлихтовки. Этот способ является наиболее старым, продолжительным по времени, но самым про­стым по аппаратурному оформлению.

Ткань замачивают на пропиточной машине теплой водой и укладывают в хранилища (бетонные ящики) на 10—16 ч. За это время на поверхности влажной ткани развиваются бактерии, питательной средой для которых является крахмал. Бактерии выделяют ферменты, которые гидролизуют крахмал, переводя его в водорастворимое состояние. После вылеживания в ящиках ткань направляют на промывку для удаления продуктов гидролиза крахмала. Такая технология, которую можно назвать по­лунепрерывной (операции пропитывания и промывки непрерыв­ные), позволяет удалить из ткани 60 — 70% шлихты.

Химические способы расшлихтовки.Эти способы основаны на кислотном гидролизе или окислительной деструкции крахмала.

Кислотный гидролиз крахмала осуществляют пропитыванием ткани 0,5-1 %-ным раствором серной кислоты при температуре 40 °С с последующим вылеживанием в течение 4 ч и последую­щей промывкой. Нельзя допускать обсыхания ткани при выле­живании, так как при этом резко возрастает концентрация кис­лоты на ткани, что может вызвать кислотный гидролиз целлю­лозы.

В результате обработки растворами кислоты удаляется 70 % шлихты (крахмала) и другие загрязнения — прежде всего зольные (минеральные) примеси, что чрезвычайно важно для качественного отбеливания тканей перекисью водорода. Золь­ные примеси могут быть причиной каталитического разложения перекиси водорода. Остаток золы в ткани после расшлихтовки кислотой составляет не менее 0,1 %, в то время как после зама­чивания в теплой воде содержание зольных примесей составляет 0,15—0,25%.

Окислительная деструкция основана на преимущественном действии окислителей на крахмал, а не на целлюлозу. Окисли­тели окисляют гидроксильные группы элементарных звеньев амилозы и амилопектина в альдегидные и кетонные, которые де­лают крахмал чувствительным к щелочному гидролизу по α-глюкозидной связи. Поэтому последующая после обработки окисли­телями промывка горячей водой переводит крахмал в водора­створимое состояние и удаляет его из ткани.

В качестве окислителей используют гипохлорит натрия, ве­щества, его выделяющие, а также бромит натрия и перекисные соединения. Наиболее удобно для этой цели использовать 1-2 %-ные растворы перекиси водорода, содержащие 7-15 г/л. NaOH. Ткань пропитывают этим составом при температуре 20-40 °С, запаривают в течение 1-5 мин и промывают. Степень уда­ления крахмала достигает приблизительно 80 %. Если запари­вание проводить более 2 мин, то одновременно с расшлихтовкой идет частичное отбеливание ткани.

Расшлихтовка гипохлоритом совмещается с отбеливанием и включает пропитывание растворами, содержащими 1,5 г/л ак­тивного хлора при температуре 35 °С, вылеживание в течение 2-4 ч и промывку. При этом крахмал удаляется практически полностью, а степень белизны достигает приблизительно 80 %.

Расшлихтовку можно проводить ароматическим хлорамином Т, который, гидролизуясь в воде, выделяет хлорноватистую кис­лоту по схеме.

Cl

CH₃C₆H₄SO₂N + 2H₂O CH₃C₆H₄SO₂NH₂ + HC1O + NaOH.
Na

Хлорноватистая кислота окисляет крахмал.

В последние годы в качестве расшлихтовывающего препарата находит применение бромит натрия NaBrO₂, который избира­тельно окисляет вторичные гидроксильные группы глюкозных остатков крахмала до альдегидных и тем самым придает крах­малу растворимость в горячих щелочных растворах.

Расшлихтовку ведут щелочным (NaOH - 20 г/л, рН ≥ 10) ра­створом бромита при температуре 50 °С. Продолжительность последующей обработки определяется температурой, концентрацией бромита и щелочи. При рН 10, комнатной температуре и расходе бромита около 0,1 % (считая активный бром) массы ткани время вылеживания составляет 10—20 мин. Если ткань пропитать высоко щелочным (NaOH — 30 г/л) раствором броми­та (активного брома 4,5 г/л) в присутствии ПАВ (3 г/л), от­жать до 70 %-ного привеса, то обработка в паровой среде долж­на вестись в течение 45 с с последующей промывкой.

Растворы бромита вызывают ускоренную коррозию аппара­туры, поэтому детали машин, соприкасающиеся с ними, должны быть изготовлены из нержавеющей стали с содержанием молиб­дена 2,5 %.

Ферментативные способы расшлихтовки. Наиболее перспек­тивным способом расшлихтовки является использование биоло­гических катализаторов ферментов (энзимов), отличающихся высоким селективным, направленным действием. Ферменты чув­ствительны к высоким температурам (низкая энергия активации реакции), активны в узком интервале значений рН. В зависимо­сти от природы разлагаемых ими веществ энзимы делят на ами­лазы (амилоза), целлюлазы (целлюлоза), протеазы (белки), лигниназы (лигнин) и др.

В зависимости от происхождения энзимы делят на раститель­ные, животные, плесневые и бактериальные. Впервые энзимы растительного происхождения стали применяться в середине прошлого века, когда в теплую воду для расшлихтовки добав­ляли ячмень. Ускорение процесса расшлихтовки за счет энзи­мов, экстрагируемых из ячменя (мальт), было незначительным.

В начале XX в. стали применять энзимы животного происхож­дения, полученные экстракцией из поджелудочной железы круп­ного рогатого скота (панкреатины). В это же время была раз­работана технология получения в чистом виде энзимов из яч­меня — мальт. Оба энзима (мальт и панкреатин) проявляют активность при низких температурах и требуют значительного времени для гидролиза крахмала, состав этих энзимов трудно строго контролировать.

В последние годы с развитием микробиологической промыш­ленности во всем мире и в нашей стране практическое примене­ние находят энзимы бактериального происхождения, которые культивируют в соответствующей среде при контролируемых условиях. Затем отделяют бактерии центрифугированием, а из жидкости получают энзимы. Эти препараты под различными на­званиями (супербиолаза, аминосубтилин и др.) применяются для расшлихтовки текстильных материалов.

Все энзимы типа амилаз по механизму действия на амилозу делятся на два класса: декстриногенные, или α-амилазы, и са-харогенные, или β-амилазы.

Общим для α- и β-амилаз является то, что они гидролизуют глюкозидные связи в амилозе и амилопектине, но механизм этого гидролиза и температура, при которой он начинается, различные.

Места атаки α-амилазы цепей амилозы и амилопектина неопределенны, т. е. ее действие беспорядочное, поэтому степень полимеризации быстро сни­жается, α-амилаза быстро разжижает крахмал, переводя его в водораствори­мый декстрин.

Что касается β-амилазы, то она последовательно отщепляет концевые звенья мальтозы с конца цепи, способного восстанавливаться. Однако про­цесс деструкции идет медленно, а во фракциях амилопектина деструкция пре­кращается в точках разветвления цепи.

В табл. приведены оптимальные условия действия амилаз различного происхождения.

Важным фактором, влияющим на активность энзимов, явля­ется присутствие в системе нейтральных электролитов, которые содержатся в реальных биологических системах действия фер­ментов.

В настоящее время в качестве расшлихтовывающего препарата приме­няется панкреатин (1—3 г/л), раствором которого при темпера­туре 35—55 °С и рН 6,5—7,5 в присутствии NaCl (2 г/л) пропи­тывают ткань, выдерживают ее в течение 30—45 мин, а затем промывают.

Более эффективно действует энзим бактериального происхож­дения амилосубтилин ГЗХ-1 (2 г/л) в уксуснокислой среде (рН 5,8—6) в присутствии NaCl (2 г/л). Расшлихтовка при температуре 60—70 °С длится всего 10—20 мин.

В связи с бурным развитием микробиологической промышленности и микробиологической науки можно ожидать появле­ния более эффективных энзимов и их использования в отделоч­ной отрасли не только для расшлихтовки, но и для других це­лей, например для удаления лигнина из природных целлюлозных волокон.

В результате операции расшлихтовки во всем мире около 180 тыс. т шлихтующих препаратов попадает в сточные воды.

Дата добавления: 2014-03-01; просмотров: 1318; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!