超聲波技術(shù)以其方便、快速、安全、有效的特點而引人注日．超聲波是人耳聽覺無法感知的振動波，通常把頻率在2X104~2x109 Hz的聲波稱作超聲波，在傳播過程中，其彈性介質(zhì)中的粒子產(chǎn)生擺動并沿傳播方向傳遞能量，產(chǎn)生機械效應(yīng)、熱效應(yīng)和聲空化．聲空化是超聲波機械效應(yīng)的一種特殊現(xiàn)象．理論估算及試驗表明：聲空化這一動力學(xué)過程在液體介質(zhì)中能形成局部熱點，其溫度可達(dá)5 000 K以上，壓力超過50 MPa，溫度變化率可達(dá)109K／s，并伴有強大的沖擊波和時速達(dá)400 km／h的射流以及放電發(fā)光瞬間過程，從而啟動新的反應(yīng)通道．國內(nèi)外學(xué)者很早就注意到超聲波的這種特性，并將其應(yīng)用到染整加工中。
1 試驗
1．1 材料及儀器
織物：30x30，68x68純棉坯布(只含淀粉漿料，紹興海神制衣印染有限公司．
試劑：氫氧化鈉(分析純，上海試劑一廠 滲透劑 JFC(工業(yè)級，浙江華晟化學(xué)制品有限公司)．儀器：JU一1 202超聲波清洗機(上海杰恩普超聲波設(shè)備有限公司)，WFJ2100型可見分光光度計f尤尼柯上海儀器有限公司)，RY一25012常溫型染樣機(上海龍靈電子科技有限公司)，GHG～9053A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱(上海精宏實驗設(shè)備有限公司)，WSB—II織物白度儀(溫州儀器儀表有限公司)，HIOK—S雙臂萬能材料試驗機(美國Tiniius Olsen公司)，Jsm一5600LV電鏡掃描儀(13本Jeol公司)．
1．2 不同工藝流程
1．2．1 常規(guī)堿退漿工藝
取質(zhì)量約4 g棉坯布多塊，按照常規(guī)工藝(NaOH 4 g／L，滲透劑JFC 1 g／L，100℃，浴比1：50)進行退漿，再將棉織物水洗、烘干．
1．2．2 超聲波與堿聯(lián)合退漿工藝
取質(zhì)量約4 g棉坯布多塊，使用超聲波進行預(yù)處理，再進行常規(guī)堿退漿(同1．2．1，退漿時間為30 min)，最后水洗、烘干．
1．
1．3 測試
退漿率：用高氯酸法測定；斷裂強力：按照GB／T 3923．1—1997(紡織品織物拉伸性能第1部分：斷裂強力和斷裂伸長率的測定條樣法》測定；白度：按照 GB／T 8424．2～2001《紡織品色牢度試驗相對白度的儀器評定方法》測定；掃描電鏡：采用掃描電鏡儀測試．
2 結(jié)果與討論
2．1 作用時間對常規(guī)堿退漿效果的影響
從表1可知，在常規(guī)退漿條件下，隨著退漿時間的延長，棉織物的白度和退漿率不斷增大，原因是隨著退漿時問的延長，熱堿液可使更多的漿料發(fā)生溶脹，從凝膠狀態(tài)轉(zhuǎn)變成溶膠狀態(tài)，結(jié)果使更多的漿料從棉織物上脫落下來，同時熱堿液對棉織物上的雜質(zhì)也有一定的分解和去除作用．但熱堿液對棉纖維存在一定的損傷，時間延長，損傷加大，棉織物強力有所下降。
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2．2 影響聯(lián)合退漿效果的因素
2．2．1 預(yù)處理時間
從表2可以看出，不同頻率的超聲波與堿聯(lián)合退漿后，棉織物的白度和退漿率隨著預(yù)處理時間的延長有所提高(而斷裂強力受預(yù)處理時間的影響較小)．其原因是超聲波空化效應(yīng)引起的分散作用使?jié){料大分子分離，促進漿料與纖維的粘著力變松，在后續(xù)進行堿退漿時更有利于漿料的去除，同時其對棉纖維上的雜質(zhì)也有一定的去除作用．從退漿率比較，4種頻率中，40 kHz的超聲波退漿率最高(最高達(dá)到93．98％)，28 kHz 的超聲波退漿率最46(最高才89．65％)；從白度比較，各頻率之間雖然有差異，但不明顯．
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對比表l和表2常規(guī)堿退漿和超聲波與堿聯(lián)合
退漿兩種方法可以看出，在相同的退漿時間(3o min) 下，聯(lián)合退漿的退漿率比常規(guī)退漿的退漿率有大幅度提高，常規(guī)退漿率為79．24％，聯(lián)合退漿率為90％
2．2．2 預(yù)處理溫度
從表3可知，不同預(yù)處理溫度下，超聲波與堿聯(lián)合退漿后棉織物的白度和斷裂強力都較為接近；退漿率隨著預(yù)處理溫度的升高大體呈上升趨勢，但提高幅度并不大．50℃時，各個頻率下退漿率大多數(shù)較高，原因是超聲波的作用強度易受介質(zhì)溫度的影響．有研究表明6l：隨著液體溫度的升高，聲強的影響明顯下降，在 50℃水中發(fā)生的空化效應(yīng)較明顯，故超聲波預(yù)處理溫度不宜太高，否則會弱化超聲波的作用效果．
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2．2.3 超聲波頻率、功率
從表4可以看出，棉織物的白度和斷裂強力受超聲波預(yù)處理頻率、功率的影響較小；而多數(shù)退漿率隨著預(yù)處理功率的提高總趨勢不斷變大．原因是功率越大，超聲波作用效果越強，由超聲波所引起的空化效應(yīng)越明顯，超聲波空化效應(yīng)引起的分散作用使?jié){料大分子分離，促進漿料與纖維的粘著變松，在后續(xù)進行堿退漿時更有利于漿料的去除．另外，<50 kHz的退漿率隨超聲波頻率增加總體上增加；50 kHz時，退漿率較高，超過50 kHz，總趨勢反而下降．
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2．3 預(yù)處理優(yōu)化工藝
由表5可以看出，影響退漿率因素的主次順序為：超聲波頻率>作用時間>超聲波功率>作用溫度．各因素的最佳搭配為A2 B2 C2 D3，即最佳工藝為：超聲波頻率 40 kHz，作用時間4 min，加工溫度5O℃，超聲波功率 100 W．按此條件的試驗在正交表的9次試驗中并沒有出現(xiàn)，通過補充試驗，得出優(yōu)化工藝下，棉織物退漿率為9
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2.4 SEM
棉織物的SEM(xl ooo)圖見圖1
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由圖1可以看出，常規(guī)退漿后，由于棉織物的生長特點而存在的天然扭曲并未消失，纖維排列松散；采用超聲波與堿聯(lián)合退漿后，棉纖維天然扭曲消失，排列更加規(guī)整，纖維變得較為圓潤、飽滿．因此，棉纖維吸附化學(xué)藥劑的比表面積增加，潤濕性增強．
3 結(jié)論
(1)采用超聲波與堿聯(lián)合退漿工藝，30 min即可獲得常規(guī)堿退漿60 min的退漿率和白度，縮短了加工時間，節(jié)約了能源，但棉織物的斷裂強力稍有下降．
(2)超聲波預(yù)處理的優(yōu)化工藝條件為：頻率4O kHz，預(yù)處理時間4 min，加工溫度50℃，超聲波功率100 W．
(3)使用超聲波處理后棉纖維天然扭曲消失、排列更加規(guī)整，纖維變得較為圓潤、飽滿。
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