[染整工艺]丝光原理

　　生意社7月16日讯

　　一、丝光纤维的性质

　　棉纤维浓碱作用后的变化

　　1、形态结构

　　纤维直径增大变圆，纵向天然扭曲率改变(80%→14.5%)，横截面由腰子形变为椭圆形，甚至圆形，胞腔缩为一点，若施加适当张力，纤维圆度增大，表面原有皱纹消失，表面平滑度，光学性能得到改善(对光线的反射由漫反射转变为较多的定向反射)，增加了反射光的强度，织物显示出丝一般的光泽。织物内纤维形态的变化是产生光泽的主要原因，张力是增进光泽的主要因素。

　　2、微结构

　　结晶度↓(70%→50%)，无定形区域↑，使原来在水中不可及的羟基变为可及，因此纤维对dye的吸附性能和化学反应性能都有所提高，另外，由于丝光后，纤维形态变化，表面和内部的光散射减少，因此同浓度染料染色时，染色深度也增加。

　　纤维溶胀后，大分子间的氢键被拆散，在张力作用下，大分子的排列趋向于整齐，使取向度提高，同时，纤维表面不均匀变形被消除，减少了薄弱环节。使纤维能均匀的分担外力，从而减少了因应力集中而导致的断裂现象。加上膨化重排后的纤维相互紧贴，抱合力，也减少了因大分子滑移而引起断裂的因素。

　　3、分子结构的变化

　　棉纤维在浓碱液中发生溶胀后，大分子链间的氢键被拆散，舒解了织物中贮存的内应力，通过拉伸，大分子进行取向排列，在新的位置上建立起新的分子键，且分子间力比溶胀前大。最后在张力下去碱，已取向排列的纤维间的氢键被固定下来(是在更为自然，稳定的状态下被固定下来的)，这时的纤维处于较低的能量状态，因此尺寸稳定。

　　二、丝光原理

　　丝光是一个复杂的过程，关于棉纤维在浓碱液中发生剧烈溶胀的原因有两种理作出解释。

　　1、水合理论

　　(1)烧碱与天然纤维素(纤维素)作用，生成碱纤维素，主要有两种类型：

　　①醇化合物：

　　②分子化合物(加成化合物)：

　　两种产物都不稳定，经水洗便水解成水合纤维素，再通过脱水烘干后即成为丝光纤维素(纤维素Ⅱ)整个过程纤维素的变化表示如下：

　　从而引起棉纤维物理和化学特性的相互的变化，呈现出优良的性能。

　　(2)棉纤维经浓NaOH处理发生剧烈的不可逆溶胀原因是：钠离子体积小，它可以进入到fibre的晶区；同时Na+是一种水化能力很强的离子，环绕在一个Na+周围的水分子多达66个之多，以至形成一个水化层，当Na+进入fibre内部并与fibre结合时，大量的水分也被带入，因而引起了剧烈溶胀，由于能进入晶区，因此，溶胀是不可逆的。

　　(3)这种溶胀受温度的影响：

　　(4)溶胀也受NaOH浓度及中性盐的影响，

　　2、Donnen膜平衡理论溶胀是渗透压作用的结果。假设纤维素是一种弱碱，在烧碱溶液中可形成钠盐，纤维素钠盐电离生成不可移动的纤维素阴离子Cell-O?，溶液中尚有可移动的Na+和OH-，如果有NaCl存在，还有Cl?，将纤维表面看作有类似半透膜性质，这些离子按一定条件分布，达到平衡时，膜内外必须分别达到电性中和。

　　膜内可移动离子总浓度：CI=[Na+]I+[OH-]I+[Cl-]I=2X-C1；膜外可移动离子总浓度：CO=2(C2+C3-X)=2X；CI>CO，因而产生了渗透压(P)，引起纤维溶胀。

　　P=RT(CI-CO)=RT(2X-C1-2X′)

　　根据(1)式：

　　(1)当C2不是很大时，C2↑，C1↑，P↑，溶胀↑

　　(2)若有盐存在，膜外[Na+]↑,即X1↑，P↓，溶胀↓

　　(3)若C2↑↑，C1相对C2很小，而膜外[Na+]↑↑，X‘很大，P→O