泡沫整理工藝是受20世紀70年代能源危機的影響,在國外迅速發展起來的一種低給液、高節能的染整加工技術。它是將氣體通入含有表面活性劑的工作液中,通過混合剪切后生成眾多微小氣泡組成的體積龐大的泡沫,替代染整浴中的水,然后被施加到織物上,使織物的帶液率由傳統的60%~80%下降到15%~30%,從而可節約烘燥能耗50%以上。此外,它還具有降低蒸發過程中染化料泳移、提高生產車速、節約染化料和減少廢水排放等諸多優點,因此引起了人們的普遍關注。我國曾在上世紀80年代掀起了一波研究開發的高潮,其相關技術成果先后被國內許多印染企業應用,生產加工了各種織物近億米,產品經質量檢驗合格后被投放到國內外市場。但限于當時的生產設備自動化程度不高、操作繁瑣和人們環保意識薄弱,此項節能技術沒有得到應有的發展[1-2]。
近年來,隨著能源緊張和水資源缺乏,人們的環保意識大大增強:國家加大了對自然環境的保護力度,嚴格實行節能、降耗、減排的政策;各印染企業在降低生產成本、減少能源消耗和廢水排放方面的壓力倍增,這些因素使得泡沫整理這項節能效果非常顯著的染整加工技術重新受到人們的重視和青睞。據悉,國內外一些科研單位和企業正在積極研發新的泡沫整理設備和相關工藝,采用先進的計算機控制技術,大大提高了機器的自動化程度,降低了操作難度,提高了生產效率。
l基本原理
1,1泡沫的穩定機理
泡沫是熱力學不穩定體系,根據Gibbs原理,體系總是趨向于表面能較低的狀態,因此泡沫有自發破裂的傾向。泡沫的穩定性及流動性是決定其在實際生產中可行性的兩個重要因素。泡沫穩定性是指泡沫保持其所含液體及維持自身存在的能力,主要取決于排液的快慢和液膜的強度。氣泡間的液體在壓力和重力的作用下總在不斷地被排出,液膜逐漸變薄,這是由于氣、液相對密度和界面兩側之間的壓差引起的。體相粘度大的液體,排液速度慢,因而泡沫較穩定。當排液至一定程度。即氣泡液膜薄至一定程
1.2發泡劑和穩定劑的選擇
常用發泡劑有陰離子型的十六烷基磺酸鈉(AS),十二烷基硫酸鈉(SDS),十二烷基苯磺酸鈉(ABS)等;非離子型的有烷基醇聚氧乙烯醚,烷基酚聚氧乙烯醚,椰油酰二乙醇胺(洗滌劑6501)等。近年來,為了滿足生態環保需要,開發出一些新型綠色表面活性劑,如烷基糖苷(APG)、烷基葡萄糖酰胺(APA)、天然茶皂素、松香聚氧乙烯酯(RPGC)和某些Gemini型表面活性劑均具有良好的發泡性能,是比較理想的環保型發泡劑。一般陽離子型表面活性劑發泡能力差且價格較貴,故很少使用;陰離子型發泡劑起泡速度快,但形成泡沫的穩定性較差;而非離子型發泡劑起泡性能稍差,但泡沫穩定性較好,且相容性好,能與各種離子型表面活性劑復配,不受樹脂整理液中金屬鹽的影響。對于不同泡沫整理工藝,應采用相應類型的發泡劑,需防止發泡劑與整理劑不相容,影響整理效果。
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