Thiết kế qui trình công nghệ tiền xử lý, nhuộm và hoàn tất vải dệt kim

Hoàn Cẩn
Hoàn Cẩn(1556 tài liệu)
(21 người theo dõi)
Lượt xem 418
2
Tải xuống 8,000₫
(Lịch sử tải xuống)
Số trang: 81 | Loại file: DOC
0

Gửi bình luận

Bình luận

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 17/11/2012, 11:28

Mô tả: Thiết kế qui trình công nghệ tiền xử lý, nhuộm và hoàn tất vải dệt kim Đồ án tốt nghiệpTrường ĐHBK Hà Nội MỞ ĐẦUMay mặc là một nhu cầu thiết yếu trong cuộc sống hàng ngày của con người. Nó không những giúp cho con người chống đỡ thời tiết, khí hậu thiên nhiên mà còn tô điểm cho cuộc sống thêm tươi đẹp. Ngành dệt nước ta đang phát triển khá nhanh và đang tập trung vào các mặt hàng chất lượng cao để xuất khẩu. Tổng kim ngạch xuất khẩu năm 2005 đạt tới 4,8 USD, chỉ đứng thứ hai sau dầu khí. Theo chiến lược của ngành dệt may tính đến năm 2010 kim ngạch xuất khẩu của ngành sẽ đạt tới 10 tỷ USD.Trong các mặt hàng xuất khẩu thì hàng dệt kim có một ý nghĩa đáng kể. Hàng dệt kim thường may thành phẩm rồi mới đem xuất khẩu và hình thành các xí nghiệp dệt may khép kín, trong các xí nghiệp này thì khâu nhuộm - hoàn tất đóng một vai trò hết sức quan trọng có tính chất quyết định đến lượng sản phẩm cuối cùng.Trong số các hàng dệt kim thì các mặt hàng Pe/Co được quan tâm sản xuất ngày càng nhiều và sử dụng rất phổ biến trên thế giới.Tỷ lệ pha giữa Polyeste và Cotton thường là: 65/35; 67/33; 85/15. Tỷ lệ PES càng cao thì sợi càng bền nhưng sản phẩm sẽ cứng và kém hút ẩm, bởi vậy xí nghiệp được thiết kế sẽ dùng loại vải Pe/Co 67/33 là vừa phải. Các mặt hàng của xí nghiệp sản xuất (vải trắng và vải màu) chủ yếu là để may quần áo mặc ngoài, quần áo thể thao, quần áo thu đông .Trong khuôn khổ của bản đồ án này, việc thiết kế chỉ tập trung vào khâu công nghệ tiền xử lý nhuộm và hoàn tất cho các mặt hàng xí nghiệp sản xuất. Với nhiệm vụ thiết kế xí nghiệp nhuộm- hoàn tất vải dệt kim từ sợi Pe/Co 67/33 với công suất 2000 tấn/năm, được xây dựng mới hy vọng sẽ góp phần vào sự tăng trưởng chung của ngành dệt may nước ta.GVHD: PGS-TS. Cao Hữu TrượngSV: Nguyễn Thị Phương Oanh1Đồ án tốt nghiệpTrường ĐHBK Hà Nội CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ CÔNG NGHỆ LÀM SẠCH HÓA HỌC VẢI DỆT KIMI - ĐẶC ĐIỂM CỦA VẢI DỆT KIM TỪ SỢI PES/CO.Để tạo ra các loại sản phẩm phong phú, đa dạng, sử dụng rộng rãi, đáp ứng được nhu cầu của khách hàng, hiện nay người ta đặc biệt chú ý đến việc phát triển các mặt hàng vải pha. Vải polyeste pha bông là loại vải khá phổ biến hiện nay, được sản xuất cả các mặt hàng dệt thoi và dệt kim. Các mặt hàng Pe/Co dệt thoi được dùng để may quần áo mặc ngoài theo các kiểu thời trang. Còn hàng dệt kim Pe/Co được dùng nhiều để may quần áo mặc ngoài, quần áo tắm, quần áo thể thao…Vải polyeste pha bông có nhiều đặc tính quý của xơ PES như ít nhàu, giữ nếp cao, độ bền cơ lý cao, thời gian sử dụng dài, dễ giặt, mau khô, do có một lượng bông nhất định nên tính chất vệ sinh của vải so với các loại vải tổng hợp tăng lên rất nhiều. Mặt khác, khi pha trộn xơ bông và xơ polyeste với nhau còn nhằm mục đích tận dụng ưu thế của mỗi loại xơ, tạo nên các mặt hàng mới kết hợp được những tính chất chung của mỗi loại xơ. Xơ bông tuy hút ẩm, hút mồ hôi tốt nhưng bị nhàu, độ bền thấp, thời gian sử dụng ngắn; còn xơ polyeste thì bền hơn, ít chịu tác dụng của vi sinh vật, lại có khả năng chống biến dạng cao, giữ nếp lâu. Chính vì vậy mà người ta thường pha trộn xơ bông và xơ polyeste để bổ sung những tính chất quý cho nhau, hạ giá thành của sản phẩm, phát huy được những ưu điểm và hạn chế được nhiều nhược điểm của mỗi loại xơ. 1.1 - Xơ bông (Cotton).Trong số các xơ xenlulô thiên nhiên chỉ có xơ bông được sử dụng nhiều và thích hợp với các mặt hàng dệt kim. Bông là loại xơ được sử dụng từ lâu đời để dệt nhiều mặt hàng may mặc, do nhiều đặc tính quý của mình nên hiện nay bông vẫn còn chiếm vị trí hàng đầu (gần 50 %) tổng số khối lượng các loại xơ dùng trong công nghiệp. GVHD: PGS-TS. Cao Hữu TrượngSV: Nguyễn Thị Phương Oanh2Đồ án tốt nghiệpTrường ĐHBK Hà Nội Xơ bông thu hoạch từ quả của cây bông, có danh từ thực vật học là Gossipium, nó là một tế bào thực vật có hình dải dẹt với nhiều thành mỏng và một rãnh nhỏ trong lõi xơ chứa nguyên sinh chất làm nhiệm vụ nuôi xơ. Tùy theo giống và điều kiện trồng trọt mà chiều dài trung bình của xơ bông có thể trong khoảng từ 22 đến 50mm, còn đường kính trung bình của xơ từ 18÷25µm (1µ = 10-6m). Khối lượng riêng của xơ bông là 1,53g/cm3. Ở điều kiện tiêu chuẩn xơ bông có hàm ẩm là 8÷8,5%.Khi quan sát bằng kính hiển vi sẽ thấy xơ bông có hình dải dẹt, đầu trên nhọn khép kín và bị xoắn nhiều hơn đầu dưới, đầu dưới liền với hạt bông nên bằng. Trong công nghiệp dệt và dệt kim, xơ bông được chia làm nhiều cấp tùy theo độ dài, độ xoắn, độ đồng nhất, độ trắng, tỷ lệ tạp chất và nhiều chỉ tiêu khác nữa. Sợi bông dùng cho dệt kim thường là loại sợi chải kỹ, có chỉ số cao, kéo từ loại bông tốt nhất, xơ dài và có chứa ít tạp chất cơ học.Thành phần hóa học của xơ bông chín kỹ trung bình theo(%) chất khô tuyệt đối như sau:Xenlulô: 94Sáp bông: 0,6Axít hữu cơ: 0,8Chất pectin: 0,9Hợp chất chứa nitơ: 1,3 Tro: 1,2Đường : 0,3Những chất chưa biết: 0,9Qua số liệu trên đây cho thấy tạp chất thiên nhiên của xơ bông chỉ chiếm trung bình vào khoảng 6%. Những loại bông chín chưa kỹ, nghĩa là thu hoạch non, thường có tỷ lệ xenlulô thấp hơn và tỷ lệ tạp chất cao hơn. ở những loại bông thu hoạch bằng cơ giới do chứa mảnh vỏ và hạt chưa tách GVHD: PGS-TS. Cao Hữu TrượngSV: Nguyễn Thị Phương Oanh3Đồ án tốt nghiệpTrường ĐHBK Hà Nội sạch nên trong thành phần tạp chất còn có cả lignin, đây là một trong số các tạp chất khó tách sạch hơn cả. Trong quá trình làm sạch hóa học, để đảm bảo cho sản phẩm đạt được độ trắng, độ mềm mại và độ hút ẩm cao, người ta phải dùng mọi biện pháp xử lý để tách sạch các tạp chất trên.Về cấu trúc lý học, xơ bông được cấu tạo từ nhiều lớp các mạch đại phân tử xenlulô, các lớp này khác nhau về bề dầy và hướng, nhưng đều sắp xếp đồng tâm với trục xơ. Trong mỗi lớp, các mạch đại phân tử lại kết bó với nhau thành từng chùm, nhiều chùm kết lại thành thớ. Giữa các chùm và các thớ này là một hệ thống vi mao quản có đường kính từ 1÷100nm (1nm=10-9m). Các chùm và các thớ của mạch đại phân tử xenlulô sắp xếp tương đối song song với trục xơ; ở một bộ phận nhất định chúng sẽ sắp xếp khá chặt chẽ, có độ định hướng cao nên tạo thành cấu trúc vi tinh thể; những bộ phận còn lại có cấu trúc kém chặt chẽ hơn nên tồn tại ở dạng vô định hình. Tỷ lệ cấu trúc vi tinh thể của xơ bông trong khoảng 40 ÷70%. Trong giữa xơ bông có một rãnh nhỏ chứa nguyên sinh chất làm nhiệm vụ nuôi xơ.Do xơ bông được cấu tạo chủ yếu từ xenlulô nên tính chất hóa học của xenlulô cũng chính là tính chất hóa học của vải bông. 1.1.1- Cấu tạo hóa học của xenlulô.Xenlulô là thành phần chính của các tế bào thực vật, tạo cho xơ có độ bền cơ học cần thiết. Xenlulô chiếm tỷ lệ chủ yếu của xơ bông (94%) và của các xơ xenlulô nhân tạo (92÷96%). Về cấu tạo hóa học, xenllulô thuộc về lớp hydrat cacbon cấu tạo từ 3 nguyên tố: cacbon, hydro, oxi. Mạch phân tử của xenlulô rất dài nên còn gọi là đại phân tử, hợp thành từ nhiều khâu đơn giản hay mắt xích giống hệt nhau. Các khâu đơn giản này là gốc d-gluco-pyranô có công thức là C6H10O5. Như vậy, công thức tổng quát của mạch xenlulô là: (C6H10O5)n hay [C6H7O2(OH)3]nn: gọi là hệ số trùng hợp (hệ số này thay đổi đối với mỗi loại xơ)VD: xơ bông n = 10.000 ÷15.000GVHD: PGS-TS. Cao Hữu TrượngSV: Nguyễn Thị Phương Oanh4Đồ án tốt nghiệpTrường ĐHBK Hà Nội Xơ vixco: n = 350 ÷ 450GVHD: PGS-TS. Cao Hữu TrượngSV: Nguyễn Thị Phương Oanh5Đồ án tốt nghiệpTrường ĐHBK Hà Nội Cơng thức cấu tạo của xenlulơ có dạng tổng qt:Trong mỗi khâu đơn giản của mạch đại phân tử của xenlulơ có chứa 3 nhóm hidroxyl tự do (nhóm -OH), tổng số nhóm này trên tồn mạch rất lớn, vì vậy xơ xenlulơ dễ thấm nước, dễ hút ẩm, dễ hút mồ hơi và dễ trương nở khi ngâm vào nước so với các xơ tổng hợp.1.1.2 - Các tính chất hóa học của xenlulơ.Các tính chất hóa học của xenlulơ do thành phần và cấu tạo hóa học của nó quyết định. Dưới đây là những tính chất chính của xenlulơ: - Độ bền nhiệt:Xenlulơ tương đối bền nhiệt; khi xử lý trong dung dịch kiềm lỗng, khơng có mặt khơng khí, ở 100÷1300C trong thời gian 4÷6h; hoặc khi sấy hay gia nhiệt ở 190÷2000C trong 2÷5 phút; xenlulơ vẫn chưa bị tổn thương gì đáng kể. Nhưng ở nhiệt độ 2700C xenlulơ bắt đầu bị vàng và bị phá hủy cục bộ, từ 370÷4000C trở lên nó bắt đầu bị nhiệt hủy, mạch phân tử bị cắt ngắn nên giòn, dễ nghiền nát. Ở nhiệt độ cao hơn nữa xenlulơ sẽ cháy mà khơng qua giai đoạn mềm và chảy lỏng. Xenlulơ cháy với ngọn lửa lan nhanh, thốt ra mùi khét giấy, để lại tàn trắng dễ vụn nát.- Độ bền với axít: Xenlulơ rất kém bền với tác dụng của axít, nhất là các axít mạnh như: HCl, H2SO4, HNO3, đặc biệt là với các dung dịch axít đậm đặc và ở nhiệt độ GVHD: PGS-TS. Cao Hữu TrượngSV: Nguyễn Thị Phương Oanh6HOHHOHHOHHOHOHHOH HOHHHHOHHHHCH2OHCH2OHHCH2OHH HnCH2OHHOHHHHOOOOOOOHHOĐồ án tốt nghiệpTrường ĐHBK Hà Nội cao. Dưới tác dụng của các dung dịch axít, mạch đại phân tử của xenlulơ sẽ bị thủy phân và đứt thành nhiều đoạn ngắn làm cho độ bền cơ học của nó giảm đi nhanh chóng. Khi xenlulơ bị thủy phân hồn tồn thì sản phẩm thu được cuối cùng sẽ là glucơ theo phản ứng:(C6H10O5)n nC6H12O6Trong cơng nghệ tiền xử lý, nhuộm và in hoa vải bơng, nhiều trường hợp phải dùng các dung dịch axít để gia cơng, khi này cần khống chế các thơng số kỹ thuật cho phép như: nồng độ, nhiệt độ và thời gian để đảm bảo khơng ảnh hưởng đến độ bền của xơ.- Độ bền của kiềm:Xenlulơ tương đối bền với các dung dịch kiềm, vì vậy người ta vẫn dùng các dung dịch xút lỗng (10 ÷ 30g/l) để nấu vải bơng và dung dịch xút đậm đặc (280 ÷ 300g/l) để làm bóng vải bơng. Tuy nhiên nếu có mặt đồng thời của kiềm và oxi của khơng khí ở nhiệt độ cao thì xenlulơ sẽ bị oxi hố làm cho độ bền cơ học của nó bị giảm. Vì vậy khi xử lý vải bơng bằng dung dịch kiềm ở nhiệt độ cao người ta thường dùng các thiết bị kín và khử hết khơng khí ra khỏi thiết bị hoặc thêm chất khử vào dung dịch. Kết thúc q trình xử lý cần phải giặt sạch kiềm còn lại trên vải.- Độ bền với muối:Các dung dịch muối trung tính (như NaCl, Na2SO4 .) khơng ảnh hưởng gì đến xenlulơ; còn các muối có tính axít ( như NaHSO4, NaH2PO4 .) cũng có tác dụng thuỷ phân xenlulơ như axít nhưng ở mức độ thấp hơn. Các dung dịch muối có kiềm (như Na2CO3, K2CO3, NaHCO3 .) cũng có tác dụng với xơ xenlulơ như các dung dịch kiềm nhưng ở mức độ yếu hơn. Xenlulơ trương nở mạnh và hòa tan dần trong dung dịch đậm đặc của các muối: LiI, LiCNS, KCNS. Đặc biệt xenlulơ hòa tan trong dung dịch đồng- amoniac GVHD: PGS-TS. Cao Hữu TrượngSV: Nguyễn Thị Phương Oanh7+ nH2O( axít)Đồ án tốt nghiệpTrường ĐHBK Hà Nội [Cu(NH3)m(OH)2]. Người ta ứng dụng tính chất này để hòa tan xenlulô trong công nghệ sản xuất xơ đồng- amoniac. - Độ bền với chất khử và chất oxi hóa:Xenlulô bền với tác dụng của chất khử, còn dưới tác dụng của chất oxi hóa sẽ biến thành oxít xenlulô, làm cho mạch đại phân tử bị đứt, làm gãy độ bền cơ học và độ bền hóa học và mất dần tính chất sử dụng. Tùy theo loại chất oxi hóa và điều kiện chịu tác dụng cụ thể mà xenlulô bị oxi hóa ít hay nhiều. Khi tẩy trắng vải bông và vải dệt từ các xơ xenlulô nhân tạo người ta vẫn dùng các chất oxi hóa như: NaClO, NaClO2, H2O2 . để tránh cho xenlulô không bị hư hại, khi sử dụng các tác nhân này cần phải thực hiện đúng các điều kiện công nghệ cho phép.- Tác dụng của nước: Xenlulô không hòa tan trong nước, nhưng do trong mạch phân tử của nó có chứa nhiều nhóm có khả năng hút ẩm (nhóm -OH ) nên xơ xenlulô thuộc về loại xơ ưa nước. Ở điều kiện tiêu chuẩn (nhiệt độ 250C, độ ẩm tương đối của không khí là 65%) hàm ẩm của các xơ xenlulô trong khoảng 7÷9%, còn khi độ ẩm của không khí cao hơn thì tiêu chuẩn này có thể đạt tới 12÷13,5%. Nhờ có các tính chất này nên các mặt hàng dệt từ xơ xenlulô đều dễ thấm hút mồ hôi và thoáng khí. Khi ngâm vào nước xenlulô bị trương nở mạnh cả về tiết diện ngang lẫn chiều dài. Tùy theo mỗi loại xơ mà mức độ trương nở có khác nhau, thí dụ khi ngâm vào nước xơ bông trương nở theo tiết diện ngang 14÷20%, còn chiều dài chỉ tăng từ 1÷2%.- Tác dụng của ánh sáng, khí quyển và vi sinh vật:Xenlulô kém bền dưới tác dụng của ánh sáng và khí quyển, dưới tác dụng đồng thời của ánh sáng, hơi nước (ẩm) và oxi của không khí nó sẽ bị oxi hóa thành ôxít xenlulô, làm cho độ bền của vật liệu hay vải giảm dần. Các tia GVHD: PGS-TS. Cao Hữu TrượngSV: Nguyễn Thị Phương Oanh8Đồ án tốt nghiệpTrường ĐHBK Hà Nội tử ngoại có bước sóng λ < 360nm có tác dụng phá hủy xơ xenlulô mạnh hơn cả.Xenlulô còn bị phá hủy bởi nấm mốc và vi khuẩn, đặc biệt là trong điều kiện ẩm ướt và nhiệt độ thích hợp. Khi bị nấm mốc phá hủy trên mặt sản phẩm sẽ xuất hiện các đốm màu nâu, còn khi bị vi khuẩn phá hủy thường không có dấu hiệu nào để nhận biết cả, nhưng sản phẩm sẽ bị mục nát dần do tác dụng phân hủy xenlulô của những chất do nấm mốc và vi khuẩn tiết ra.1.1.3 - Các tạp chất thiên nhiên của xơ bông.Bông là xơ dệt truyền thống, vì vậy không những cấu tạo và các tính chất của xơ bông đã được nghiên cứu từ lâu, mà các tạp chất của xơ bông cũng được nhiều tác giả nghiên cứu khá kỹ và chi tiết.Trong số các tạp chất của xơ bông thì chất pectin, sáp bông, hợp chất chứa nitơ, các loại đường và các nguyên tố kim loại trong thành phần của tro là những tạp chất được nghiên cứu nhiều hơn cả. Dưới đây là khái quát về cấu tạo và tính chất của những tạp chất thiên nhiên chủ yếu của xơ bông.- Chất pectin:Các tác giả nghiên cứu về vấn đề này đều thống nhất pectin không phải là một hợp chất hữu cơ thuần nhất mà là một nhóm các hydrat cacbon có nhiều trong nhựa cây, trong quả xanh. Trong xơ bông chín hàm lượng của chất pectin dao động trong khoảng từ 0,9 đến 12% tùy từng loại bông. Thành phần của pectin khá phức tạp, trong đó axít polygalacturonic ở dạng muối canxi và magiê hoặc ở dạng đã bị metoxyl hóa 1 phần nhóm cacboxyl chiếm tỷ lệ chủ yếu. Thành phần 1 đoạn mạch của hợp chất này được trình bày như sau: GVHD: PGS-TS. Cao Hữu TrượngSV: Nguyễn Thị Phương Oanh9HOHCOOOH HHHHHHHOHHCOOHOHHHOHH…OCa2OHHHOOHO…C OCH3OO OOHĐồ án tốt nghiệpTrường ĐHBK Hà Nội Tính chất chung của pectin là khó hòa tan trong nước lạnh, trong nước sôi hòa tan không hoàn toàn, nhưng hòa tan triệt để hơn trong dung dịch amoni axalat (COONH4)2 và các dung dịch kiềm. Người ta khẳng định rằng phần hòa tan trong nước của chất pectin là hỗn hợp các polysaccarit khác nhau có hệ số trùng hợp (chỉ số DP) thấp và các nhóm hydroxyl ở dạng tự do, còn phần không tan trong nước chủ yếu là axít polygalacturonic, 1 số khâu đơn giản đã chuyển thành dạng muối canxi, magiê hoặc bị metoxyl hóa.Trong quá trình tiền xử lý vải bông, chất pectin được hòa tan và tách ra khỏi vải khi nấu bằng dung dịch kiềm ở nhiệt đồ trên 1000C với áp suất tương ứng. Nhờ pectin được làm sạch mà sau khi tiền xử lý vải bông mềm mại hơn.- Sáp bông:Sáp bông là hỗn hợp phức tạp của nhiều hợp chất hữu cơ khác nhau, hàm lượng của nó tính theo khối lượng xơ bông khô tuyệt đối thường từ 0,4÷1,2% tùy thuộc vào độ chín và nguồn gốc bông. Sáp bông có thể được tách ra khỏi xơ bằng các dung môi hữu cơ như: cồn, axetôn, benzen, toluen, ête dầu hỏa, metylen clorua và tetraclorua cacbon. Thành phần chủ yếu của sáp bông là các rượu phân tử cao (rượu béo), các axít béo ở dạng tự do và dạng đã bị este hóa. Điểm nóng chảy của sáp bông dao động trong khoảng 68÷800C. Chức năng của sáp bông là để bảo vệ xơ, làm cho xơ trơn mượt, giảm ma sát và chống thấm nước. Sáp bông chủ yếu nằm ở mặt ngoài xơ, một phần nhỏ nằm trong thành bậc nhất (khoảng 8% tổng lượng sáp của xơ bông). Dưới đây là thành phần của sáp bông được thống kê từ nhiều nguồn tài liệu khác nhau:Tên cấu tử chính Thành phần (%) theo khối lượng khôNhững chất không bị xà phòng hóa 50 ÷ 77GVHD: PGS-TS. Cao Hữu TrượngSV: Nguyễn Thị Phương Oanh10 . việc thiết kế chỉ tập trung vào khâu công nghệ tiền xử lý nhuộm và hoàn tất cho các mặt hàng xí nghiệp sản xuất. Với nhiệm vụ thiết kế xí nghiệp nhuộm- hoàn. còn biến tính bề mặt vải, xử l hoàn tất để nâng cao độ hút ẩm và độ mềm mại cho vải. II - THUYẾT MINH VỀ CÔNG NGHỆ TIỀN XỬ LÝ VẢI DỆT KIM TỪ SỢI PES/CO.2.1

— Xem thêm —

Xem thêm: Thiết kế qui trình công nghệ tiền xử lý, nhuộm và hoàn tất vải dệt kim, Thiết kế qui trình công nghệ tiền xử lý, nhuộm và hoàn tất vải dệt kim, Thiết kế qui trình công nghệ tiền xử lý, nhuộm và hoàn tất vải dệt kim

Lên đầu trang

Tài liệu liên quan

Từ khóa liên quan

Đăng ký

Generate time = 0.14724898338318 s. Memory usage = 13.99 MB