染整工艺原理

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• §1 概述
  • 一、精练目的
  • 二、丝胶的溶解性
  • 三、练减率
  • 四、影响脱胶的因素
• §2 常用精练方法
  • 1、水萃取法
  • 2、肥皂精练
  • 3、碱精练
  • 4、酸精练
  • 5、酶精练
  • 6、精练方法发展新趋向

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§1 概述

无论何种真丝绸均需经过精练工序。蚕丝的精练工艺根据纤维状态区分：纯生丝织物需要完全脱胶精练；精练丝与生丝交织物，既要防止精练丝过度脱胶受损，又要保证生丝充分脱胶；绢纺丝在绢丝生产阶段虽经过精练，但仍残留少量丝胶，且烧毛后织物呈褐色，因此绢纺丝织物同样需要精练处理。

一、精练目的

茧丝主要组分为丝素，同时伴随丝胶、蜡质、天然色素与灰分；泡丝、捻丝、织造过程还会附着二次杂质。各类杂质不仅会阻碍后续染色加工，还会掩盖蚕丝本身优良特性，降低成品品质，必须在染色前去除。

仅去除色素以外杂质的工艺称为精练；专门去除天然色素的工艺称为漂白。

二、丝胶的溶解性

蚕丝精练的核心是溶解、脱除丝胶，因此丝胶的溶解性能是关键指标。丝胶属于蛋白质，水中性能与明胶相近；受热、酸、碱、重金属离子作用会发生蛋白质变性，溶解性能大幅改变。

丝胶易溶于热水，含碱热水溶解速度更快，而丝素难溶于碱热水，生产利用二者溶解性能差异完成蚕丝脱胶精练。

1、蚕茧刚吐出的原生丝胶为无定形分子结构，几乎可100%溶于清水；但受吐丝环境、储茧、制丝加工影响，丝胶发生变性，溶解性明显下降。

2、制成生丝后丝胶发生结晶，常温20℃水中几乎不溶解；温度高于60℃丝胶吸水膨润，持续升温会逐步溶解；即便沸水100℃也无法完全脱除丝胶；体系中加入碱剂，仅0.001%低浓度碱即可大幅加速丝胶溶解。

3、使用茧层破坏剂（亚硫酸氢钠+结晶硫酸钠）从精练废液中分离回收的丝胶，不溶于清水，稀碱液也难以溶解。

依据溶解性、外观、分子结构、吸湿性、相对密度可将丝胶分为四层；茧丝最表层丝胶最易溶解，越靠近丝素内层的丝胶越难溶解。

三、练减率

生丝经精练脱胶后重量下降，该现象称为生丝练减，重量减少的百分比为生丝练减率；真丝织物精练后重量减少比例称为织物练减率。

与丝素紧密结合的第四层丝胶最难溶解，若完全脱除，强碱条件下会损伤丝素，出现“过练”瑕疵。因此要求全脱胶的蚕丝需保留1%～3%的四层丝胶；丝胶与丝素上色性能不同，脱胶不均会形成精练斑，后续转化为染色色斑。

精练工艺需控制合理练减率，同时保证整幅织物脱胶均匀，无精练斑。

四、影响脱胶的因素

1、pH值

丝胶溶解性高度依赖精练浴pH。生丝沸水处理30分钟试验证明：pH过低或过高虽能加快丝胶溶解，但会损伤丝素；酸性浴脱胶易造成纤维溶损、产生染斑。工业精练普遍采用碱性体系，控制pH 8.8～10.5，该区间丝胶溶解速度快，丝素不受损伤。

2、温度

根据精练工艺、设备、织物厚薄调整温度；皂碱精练90～95℃，碱性酶精练55～60℃。

3、浴比

由设备、织物品种决定；机织绸挂练常规浴比40～50：1。

4、时间

随设备、面料、工艺条件调整；常规皂碱法：98℃、pH10，保温60分钟。

5、精练后水洗

水洗不充分、水洗不均时，蚕丝残留肥皂与丝胶会产生各类疵点：残留皂斑直接形成染色斑；肥皂遇空气氧化、水解生成疏水脂肪酸，阻碍染料渗透，造成色污；残留丝胶吸附染料能力更强，局部色泽过深。

6、精练用水

必须使用软水，蚕丝极易吸附钙、镁不溶性盐；铁离子吸附后使织物泛黄着色；钙、镁离子消耗肥皂，生成不溶性皂斑。

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§2 常用精练方法

1、水萃取法

缫丝阶段50～60℃热水可溶解1～3%丝胶；生丝单纯热水浸渍仅能少量溶出丝胶，完全脱胶需要120℃高温高压热水，分4次萃取，每次保温2小时。

工艺优势：无需额外精练药剂，精练废液可回收丝胶，回收工艺简单，回收丝胶可用于食品、化妆品添加剂；高温高压短时精练配合酶精练联用，成品丝绸手感柔软，不易泛黄。

2、肥皂精练

精练作用原理：

1.肥皂在水浴中水解：RCOONa+H₂O→RCOOH+NaOH

2.水解生成的脂肪酸与肥皂结合形成酸性脂肪酸皂胶体：RCOOH+RCOONa→RCOONa·RCOOH

水解产生的碱与丝胶结合生成丝胶钠盐，丝胶吸水膨润（膨化）；膨润后的丝胶与酸性皂、未水解肥皂作用，从纤维上剥离（解胶）；剥离进入浴液的丝胶依靠肥皂乳化作用稳定分散，不会重新沾附织物；部分丝胶在碱作用下发生水解。

脱胶选用肥皂要求：水溶性好、无色，1%常温溶液不凝胶；马赛橄榄油皂、油酸皂脱胶效果最优，成品光泽、手感优异；国内植物油脱色精制练丝皂同样适用。

肥皂精练优势：作用温和、渗透力强，不易过练、无练斑；成品膨松、悬垂、白度、光泽优良，可减少折皱与擦伤。

缺点：蚕丝吸附肥皂能力强，水洗难度大，残皂引发泛黄、染斑、纤维脆损；不耐硬水，原料成本偏高。

改进方案：皂液中添加硅酸钠、碳酸氢钠、磷酸三钠等碱剂，提升脱胶速度，降低肥皂用量。

3、碱精练

作用机理：碱进攻蛋白质肽键，水解丝胶蛋白；优先作用半胱氨酸、丝氨酸、苏氨酸、精氨酸。

脱胶控制pH 8.8～10.5，优先选用碳酸钾/碳酸氢钠缓冲体系。

优点：脱胶速度快、耐硬水、精练残留物易水洗去除。

缺点：成品柔软度、白度、光泽偏弱，膨松感不足，织物身骨偏硬。

4、酸精练

安全工艺区间pH1.5～2，同等条件下蚕丝强力优于皂碱脱胶；酸水解选择性断裂天门冬氨酸、谷氨酸肽键。

1、脱胶程度易精准控制，可实现部分脱胶，适配特殊风格面料（三分练、五分练、七分练等工艺）；

2、高压有机酸浴（苹果酸、酒石酸、琥珀酸）可同步完成精练、染色，节能降耗，成品色牢度优于常压染色。

5、酶精练

采用蛋白水解酶脱除丝胶；优势：织物膨松性佳、不起毛、不损伤丝素，同时去除死茧带来的污渍。

常用酶制剂：

胰蛋白酶（适用pH7～9）；木瓜酶（pH5～7.5，70～90℃活性最高）；细菌酶（pH9，60℃）；2709酶、209碱性蛋白酶等。

6、精练方法发展新趋向

1、过酸膨化预处理

蚕丝70℃酸浴即可达到90℃热水的膨化效果；采用低温过酸预膨化，再快速脱胶，可降低工艺温度、缩短加工时间，避免织物灰伤。

2、精练前后分段膨化处理

（1）练前膨化：坯绸（电力纺）真空减压吸水两次，浸渍膨化剂溶液静置一定时间；

（2）练后膨化：熟丝织物50℃温水水洗、脱水，真空渗透机浸渍膨化剂两次，堆置12小时后充分水洗。

3、蚕丝精练剂高效化、多功能化

适配平幅连续快速精练生产线，专用快速复合精练剂逐步普及。