第一節(jié) 退漿

為了降低織造過程中經(jīng)紗的斷頭率，一般經(jīng)紗都需要上漿。在織造前對經(jīng)紗進行上漿處理后，在紗線表面形成一層牢固的漿膜，使紗線變得緊密光滑，提高了經(jīng)紗的斷裂強度和耐磨性。上漿對織造是有利的，但是給染整加工帶來了麻煩，紗線表面的漿膜會阻礙染化料向纖維內(nèi)部滲透，而且還會沾污染整工作液，所以退去坯布經(jīng)紗上的漿料是染整前處理加工中的主要任務(wù)之一。

經(jīng)紗上漿常用的漿料可分為天然漿料、變性漿料和合成漿料三類。天然漿料主要有各種淀粉（如小麥、玉米、甘薯、馬鈴薯、木薯、橡子等），海藻類（如褐藻酸鈉、紅藻膠等），其他植物種子（如田仁粉、槐豆粉等）。變性漿料主要有糊精、可溶性淀粉、氧化淀粉、羧甲基淀粉、羧甲基纖維素（CMC）等。合成漿料主要有聚乙烯醇（PVA）、聚丙烯酸類（PA）等。

織物上的漿料與織物品種有關(guān)，目前純棉織物和再生纖維素纖維織物一般采用淀粉和變性淀粉漿料，或淀粉、變性淀粉漿料—合成漿料混合漿；滌棉混紡織物常用聚乙烯醇（PVA）、聚丙烯酸類（PA）等合成漿料，或淀粉、變性淀粉漿料—合成漿料混合漿。上漿率的高低視織物品種、織機種類、上漿工藝不同而異，一般上漿率為4%～15%。紗線細、密度大的織物，經(jīng)紗上漿率應(yīng)高些，如府綢類可高達8%～14%。經(jīng)過并捻的紗線可以不上漿或上1%～3%的輕漿。

退漿率表示織物上漿料去除的程度，是評價退漿效果的主要指標(biāo)，其計算公式為：

淀粉漿退漿率的測定有重量法、水解法、高氯酸法。在實際生產(chǎn)中往往評級的方法對棉織物的退漿效果進行評定，評級法是根據(jù)織物所含的淀粉量不同而對碘液所呈現(xiàn)的顏色深淺不同進行的評價。此法方便快捷，使用廣泛。

一、常用漿料及性能

（一）淀粉與變性淀粉

淀粉（Starch）是一種多糖類天然高分子化合物，其分子式為：（C₆H₁₀O₅）_n。淀粉由直鏈淀粉和支鏈淀粉組成。淀粉中直鏈淀粉和支鏈淀粉的比例取決于淀粉的來源，一般是含有75%～85%的支鏈淀粉和15%～25%的直鏈淀粉。

直鏈淀粉是由α-葡萄糖通過1，4-苷鍵連接而成的直鏈狀化合物，平均聚合度較低，在250～4000之間，其結(jié)構(gòu)式如圖2-1所示。支鏈淀粉的分子結(jié)構(gòu)中除了1，4-苷鍵外，還有少量1，3-苷鍵和1，6-苷鍵，平均聚合度較高，在600～6000之間，其結(jié)構(gòu)式如圖2-2所示。

圖2-1 直鏈淀粉結(jié)構(gòu)式

圖2-2 支鏈淀粉結(jié)構(gòu)式

直鏈淀粉微溶于水，支鏈淀粉則難溶于水。淀粉在熱水中能發(fā)生溶脹，直鏈淀粉溶液黏度較小，支鏈淀粉溶液黏度較大。淀粉與碘作用生成淀粉—碘復(fù)合物，其中直鏈淀粉遇碘呈深藍色，支鏈淀粉遇碘呈紫紅色。

淀粉對堿較穩(wěn)定，在室溫及低溫下，淀粉在燒堿溶液中可發(fā)生溶脹。在高溫及有氧存在時，堿也能使淀粉分子鏈中的苷鍵斷裂，聚合度降低，黏度下降。淀粉對酸不穩(wěn)定，在酸性溶液中苷鍵發(fā)生水解，形成相對分子質(zhì)量較小、黏度較低和溶解度較高的可溶性淀粉、糊精等中間產(chǎn)物，最后水解成葡萄糖。淀粉會被氧化劑氧化分解，相對分子質(zhì)量降低。淀粉酶對淀粉水解起催化作用。

淀粉對親水性的天然纖維具有良好的黏附性和成膜能力，但缺點是漿液黏度高、穩(wěn)定性較差，形成的漿膜脆硬，耐磨性較差，且對疏水性的合成纖維黏附性差，為了克服這些缺點，改善漿膜性能和對疏水性纖維的黏附性，提高漿液的穩(wěn)定性，通過物理、化學(xué)等多種方法對淀粉進行變性處理后得到的產(chǎn)品統(tǒng)稱為變性淀粉。變性淀粉目前已成為棉和滌/棉織物上漿的主要漿料之一。

變性淀粉可以分為降解淀粉、淀粉的衍生物和接枝淀粉。降解淀粉主要是用化學(xué)、物理的方法將淀粉大分子降解，以達到提高漿料濃度、降低漿液黏度、增加漿液流動性的目的。降解淀粉主要有酸解淀粉、氧化淀粉和糊精等。淀粉的衍生物主要是通過酯化、醚化、交聯(lián)等反應(yīng)，在淀粉大分子結(jié)構(gòu)的羥基上引入一個基團或低分子物，主要品種有交聯(lián)淀粉、醚化淀粉、酯化淀粉等。接枝淀粉是在淀粉大分子鏈中引入一個有一定聚合度的高分子化合物的接枝側(cè)鏈，使其既有淀粉又有合成漿料的特性，而被用于滌棉混紡紗的上漿。

（二）聚乙烯醇

聚乙烯醇（Polyvinyl Alcohol）漿料簡稱PVA，其結(jié)構(gòu)式為：

PVA是一種典型的水溶性合成高分子物，對合成纖維有優(yōu)良的黏附性能，是棉與合成纖維混紡紗的主體漿料之一。聚乙烯醇是一種難以被生物降解的合成漿料，長期在環(huán)境中積累會造成生態(tài)問題，自20世紀末以來，已被一些國家禁止使用。

聚乙烯醇通常是用聚醋酸乙烯酯在甲醇溶液中加入氫氧化鈉，使酯鍵發(fā)生醇解而制得的，其反應(yīng)如下：

聚醋酸乙烯酯被醇解的百分率稱為醇解度，是決定PVA漿料主要性能的重要指標(biāo)。

聚乙烯醇對酸堿的作用比較穩(wěn)定，但能被氧化劑氧化而降解，形成黏度較低、相對分子質(zhì)量較小的產(chǎn)物，經(jīng)劇烈氧化后的產(chǎn)物是二氧化碳和水。

熱堿液能使PVA漿膜發(fā)生膨化，但不能使PVA大分子發(fā)生降解，低黏度的PVA用含有堿和表面活性劑的水溶液潤濕，然后經(jīng)堆置或汽蒸，使PVA漿膜膨化和軟化，最后用大量熱水沖洗，即能達到退漿的目的。而對黏度高的PVA，這種退漿方法的效果較差。更有效的方法是采用氧化劑退漿，目前生產(chǎn)中常采用的氧化劑有雙氧水和亞溴酸鈉。

（三）聚丙烯酸類漿料

聚丙烯酸類漿料（Polycrylic Acid）簡稱PA，該類漿料是丙烯酸類單體的均聚物、共聚物或共混物的總稱。按照側(cè)鏈的官能團不同，可將聚丙烯酸類漿料分成三大類：聚丙烯酸酯、聚丙烯酰胺及聚丙烯酸鹽漿料。

聚丙烯酸酯是以聚丙烯酸乙酯（或丁酯）、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸銨鹽為主要單體聚合而成的共聚物，已作為主體漿料在噴水織機機織物的化纖長絲上使用；聚丙烯酰胺及聚丙烯酸鹽漿料對親水性纖維的黏附力較高，成膜性能較好，因此，常作為棉、黏膠纖維、苧麻、滌/棉等織物經(jīng)紗上漿的輔助漿料。

聚丙烯酸類漿料的組分具有多樣性，其性能變化也比較復(fù)雜。但總的來說，這類漿料屬于熱塑性高分子化合物，相對分子質(zhì)量及側(cè)鏈上所含官能團的結(jié)構(gòu)，決定著它們的主要理化性能。這類漿料在水中具有一定的溶解度，對酸較穩(wěn)定，對堿不穩(wěn)定。

（四）羧甲基纖維素

羧甲基纖維素（CMC）是一種水溶性陰離子型線型高分子化合物，是纖維素和一氯醋酸在燒堿存在下經(jīng)醚化反應(yīng)而得的纖維素的衍生物。其結(jié)構(gòu)式如下：

低黏度的CMC能溶于水，并形成透明的黏糊狀，呈中性或微堿性。熱堿能使CMC膨化，氧化劑能使CMC降解。因此，CMC可采用熱水退漿、堿退漿和氧化劑退漿。CMC具有良好的混溶性，增稠效果好，常與淀粉等其他漿料混合使用，較少單獨使用。

二、堿退漿

堿退漿是國內(nèi)印染企業(yè)使用較為普遍的一種退漿方法，適用性較廣，可用于各種天然漿料和合成漿料。堿退漿成本較低，通常印染廠堿退漿使用的是絲光的廢堿液，但是堿退漿的退漿率不高，為50%～70%，余下的漿料要在精練過程中進一步去除。

（一）堿退漿的作用原理

堿對大多數(shù)漿料都具有退漿作用，不論是天然漿料，還是合成漿料，在熱堿溶液中都會發(fā)生溶脹，從凝膠狀態(tài)變?yōu)槿苣z狀態(tài)，與纖維的黏著變松，再通過機械作用，便比較容易使?jié){料從織物上脫落下來。某些含有羧基的變性淀粉、羧甲基纖維素以及聚丙烯酸類等漿料在熱的稀堿液中會生成水溶性較高的鈉鹽而使溶解度增大，經(jīng)水洗便可獲得較好的退漿效果。但是堿對大多數(shù)漿料沒有化學(xué)降解作用，在退漿過程中脫落下來的在水洗槽中的漿料有可能重新黏附到織物上去，從而影響退漿效果。因此，堿退漿后的水洗是至關(guān)重要的。除了應(yīng)選用高效率的水洗設(shè)備外，在實際生產(chǎn)中還需及時更換水洗槽中的洗液，使洗滌過程始終保持較高的濃度差進行充分水洗，才能獲得較好的退漿效果。

熱堿液除了有退漿作用外，對棉纖維上的天然雜質(zhì)也有分解和去除作用，因而有減輕精練負擔(dān)的效果。

（二）堿退漿工藝

棉織物堿退漿可以采用繩狀或平幅加工。繩狀加工時車速快，生產(chǎn)效率高，適用于一般棉織物的加工。但繩狀加工易造成織物褶皺，不宜加工重漿厚重織物，尤其是不能用于滌棉混紡織物的加工。平幅加工時軋堿均勻，布面平整，適用于各類棉織物以及滌棉混紡織物的加工?？椢锵仍跓珯C的滅火槽中軋堿后，進入汽蒸箱中汽蒸或打卷堆置，然后進行充分的水洗。

常用平幅加工的堿退漿工藝如下：

①工藝流程。

軋堿→堆置或汽蒸→熱水洗→冷水洗

②工藝處方與工藝條件。堿退漿工藝處方與工藝條件如表2-1所示。

表2-1 堿退漿工藝處方與工藝條件

三、酶退漿

酶是一類由生物體分泌出來的具有高效、高度專一催化作用的蛋白質(zhì)。酶的種類繁多，分類也有多種方法。根據(jù)酶的來源不同可分為動物酶、植物酶和微生物酶。按其催化作用的性質(zhì)分為氧化還原酶、水解酶、裂解酶、轉(zhuǎn)移酶等。對淀粉水解具有催化作用的酶，稱為淀粉酶，主要用于淀粉和變性淀粉上漿織物的退漿。用淀粉酶退漿，退漿率高，且不損傷纖維，淀粉水解反應(yīng)過程中也不產(chǎn)生有毒物質(zhì)，對環(huán)境保護有利。

（一）淀粉酶的特性及退漿原理

酶對被催化的化學(xué)反應(yīng)有嚴格的選擇性，一種酶只能催化一種或某一類化學(xué)反應(yīng)，而對其他的化學(xué)反應(yīng)則沒有催化作用。淀粉酶用于淀粉和變性淀粉上漿的織物退漿，對其他天然漿料和合成漿料沒有退漿作用。淀粉酶主要有兩種類型：α-淀粉酶和β-淀粉酶。在實際生產(chǎn)中，應(yīng)用于退漿的淀粉酶主要是α-淀粉酶，并以BF-7658淀粉酶和胰酶應(yīng)用最廣。胰酶取自動物的胰腺，BF-7658淀粉酶是從枯草桿菌中分泌出來的細菌酶。淀粉酶用于對淀粉退漿的機理并不復(fù)雜，主要是淀粉大分子中的α-苷鍵在淀粉酶的催化作用下發(fā)生水解斷裂，生成相對分子質(zhì)量較小、黏度較低、溶解度較高的一些低分子化合物，然后經(jīng)水洗除去水解產(chǎn)物，從而達到退漿的目的。

由淀粉變成葡萄糖，往往需要高溫、高壓、強酸或強堿等條件，經(jīng)過復(fù)雜的反應(yīng)才能完成，但在淀粉酶的催化作用下，改變了淀粉水解的反應(yīng)歷程，降低了反應(yīng)的活化能，淀粉水解可在常溫、常壓、溫和的酸堿條件下進行，如果條件過分劇烈，反而引起酶的變性，導(dǎo)致酶催化功能的喪失。

酶的催化能力要比無機催化劑強得多，一般工業(yè)用酶制劑（大多數(shù)含有雜質(zhì)和填料）的催化反應(yīng)效率比無機催化劑高10⁵～10⁷倍。酶的催化能力通常用酶的活力（或轉(zhuǎn)化率）來表示。所謂活力是用1g酶粉或1mL酶液在特定條件（60℃，pH為6.0，1h）下水解淀粉的克數(shù)來表示。如BF-7658淀粉酶的活力為2000，即1g淀粉酶在上述條件下可以水解2000g淀粉。

（二）淀粉酶退漿工藝

根據(jù)設(shè)備、織物以及酶的品種不同，淀粉酶退漿工藝有浸軋法、浸漬法和卷染法等，現(xiàn)以浸軋法為例說明如下：

①工藝流程。

浸軋熱水→浸軋酶液→堆置或汽蒸→水洗

浸軋熱水可以加快漿膜溶脹，促使酶液較好地滲透到漿膜中去。也可采用預(yù)水洗的方法，即先將燒毛后的織物在80～95℃的熱水中水洗，經(jīng)過預(yù)水洗的織物要擠去水分，以免在浸軋酶液時影響酶液的濃度。浸軋酶液時，織物的軋液率控制在100%左右，在酶液中加入適量的氯化鈣可起一定的活化作用。淀粉酶對織物上淀粉的完全分解需要一定的時間，保溫堆置可以使酶對淀粉進行充分的水解，使?jié){料易于去除。保溫的溫度與時間，要根據(jù)酶的性質(zhì)和設(shè)備條件進行設(shè)定。對于高溫酶，則可以采用連續(xù)化軋蒸工藝。漿料水解后，需要經(jīng)過熱水水洗才能從織物上去除，可以在熱水中加入洗滌劑或燒堿提高洗滌效果。

②工藝處方。

BF-7658淀粉酶　　　　 1～2g/L

食鹽　　　　　　　　　2～5g/L

滲透劑　　　　　　　　0～2g/L

③工藝條件見表2-2。

表2-2 淀粉酶退漿工藝條件

（三）影響淀粉酶催化作用的因素

1.溫度

溫度對酶的催化作用產(chǎn)生兩個方面的影響：溫度可以改變酶催化反應(yīng)的速率，也會導(dǎo)致酶蛋白變性失效。因此酶退漿時應(yīng)從這兩個方面來確定退漿溫度，包括酶液溫度和堆置保溫時的溫度。在不同的溫度下，酶的活性是不同的，只有保持在酶的最大活性和活性穩(wěn)定性的溫度范圍內(nèi)進行退漿，才能達到快速、高效的退漿效果。

圖2-3 細菌淀粉酶的活性與溫度的關(guān)系

從圖2-3中可以看出，普通型的細菌淀粉酶在溫度為40～75℃之間活性較高，因此，一般情況下，酶退漿時的酶液溫度應(yīng)選60～70℃，堆置保溫的溫度根據(jù)處理時間和設(shè)備的不同可以有所不同，但也不要超過85℃。目前也有一些熱穩(wěn)定性好的α-淀粉酶，在80℃以上可以達到非常高的活力水平，這種酶用于軋蒸退漿工藝，可使酶退漿工藝連續(xù)化。

2. pH

酸、堿可以影響酶的催化活性和穩(wěn)定性，pH對酶催化反應(yīng)的影響很大，不同pH下測得的酶的活性及穩(wěn)定性是不同的。酶都有一定的酸堿穩(wěn)定性范圍，超過這個范圍，酶就會變性失效。圖2-4表示了pH對淀粉酶的活性和穩(wěn)定性的影響。

圖2-4 pH對細菌淀粉酶的活性和穩(wěn)定性的影響

從圖2-4可以看出，當(dāng)pH為6時，細菌淀粉酶的活性最高，當(dāng)pH為6～9.5時，細菌淀粉酶的穩(wěn)定性最好。酶具有最大活性與最大穩(wěn)定性所需的pH是不同的，但選擇適當(dāng)可兼顧酶的活性與酶的穩(wěn)定性。

3.活化劑與抑制劑

淀粉酶對淀粉的催化作用常受到一些化學(xué)劑的影響而變得活潑或遲鈍，這種現(xiàn)象叫活化或抑制，這些化學(xué)劑稱為活化劑或抑制劑。例如：Ca²⁺對細菌淀粉酶和胰酶有活化作用，所以加入氯化鈣可以提高酶的活性。其他一些金屬離子如Mg²⁺、Ba²⁺、Sr²⁺等也可提高α-淀粉酶的活性。而另外一些重金屬離子如Cu²⁺、Fe²⁺則對α-淀粉酶有阻化作用，使酶的活性減弱，甚至完全喪失。離子型表面活性劑對α-淀粉酶的活性有抑制作用，因此在酶退漿時要用非離子型的表面活性劑作滲透劑或潤濕劑。

四、酸退漿

稀硫酸在適當(dāng)條件下能使淀粉等漿料發(fā)生一定程度的水解，轉(zhuǎn)化為水溶性較高的產(chǎn)物，易從織物上洗去而獲得退漿效果。酸退漿時，必須嚴格控制工藝條件，如酸的濃度、酸液溫度等，堆置時防止風(fēng)干，否則將嚴重損傷纖維。酸退漿一般不單獨使用，常與堿退漿或酶退漿聯(lián)合進行，以提高退漿效率，這種聯(lián)合退漿的方法分別稱為堿—酸退漿、酶—酸退漿。退漿工藝是織物先經(jīng)堿或酶退漿，并充分水洗及脫水后，再經(jīng)酸退漿、水洗，具體工藝如下：

①工藝流程。

堿退漿（或酶退漿）→水洗→脫水→酸退漿→堆置→水洗

②工藝處方與條件。

堿退漿（或酶退漿）工藝處方與條件同前。

酸退漿：

稀硫酸　　　　　　　　　3～5g/L

軋酸溫度　　　　　　　　30℃

堆置時間　　　　　　　　30～60min

五、氧化劑退漿

氧化劑退漿是利用氧化劑使?jié){料氧化降解，水溶性增大，經(jīng)水洗容易被去除，從而達到退漿的目的。氧化劑退漿可用于任何天然漿料和合成漿料，適用性廣。氧化劑退漿迅速，并兼有部分漂白作用，退漿率比堿退漿高，一般可達到90%～98%，但氧化劑在退漿的同時，對纖維素有一定的損傷。工業(yè)上常用的氧化劑有過氧化氫、過硫酸鹽（過硫酸鈉、過硫酸銨、過硫酸鉀）和亞溴酸鈉等。

（一）過氧化氫退漿

過氧化氫不僅對聚乙烯醇（PVA）有著獨特的退漿效果，而且對淀粉也有良好的作用，故也適用于以PVA為主的混合漿。退漿多在堿性條件下進行，過氧化氫多數(shù)以過氧氫陰離子（HO^-₂）形式存在，在堿性條件下不穩(wěn)定，因此在過氧化氫退漿時應(yīng)加入穩(wěn)定劑，如硅酸鈉、有機螯合劑等。過氧化氫退漿可采用一浴法或二浴法。

1.一浴法退漿工藝

①工藝流程。

浸軋退漿液→汽蒸→熱水洗→冷水洗

②工藝處方與工藝條件。過氧化氫一浴法退漿工藝處方與工藝條件見表2-3。

表2-3 過氧化氫一浴法退漿工藝處方與工藝條件

2.二浴法退漿工藝

①工藝流程。

浸軋過氧化氫液→浸軋堿液→熱水洗→冷水洗

②工藝處方與工藝條件。過氧化氫二浴法退漿工藝處方與工藝條件見表2-4。

表2-4 過氧化氫二浴法退漿工藝處方與工藝條件

（二）亞溴酸鈉退漿

亞溴酸鈉的退漿原理是使?jié){料氧化降解，通過水洗而去除。它的優(yōu)點是作用快速，退漿率較高，對漿料適用范圍廣，但如果退漿工藝控制不當(dāng)，則會引起纖維的損傷。

亞溴酸鈉的退漿工藝如下：

①工藝流程。

浸軋退漿液→堆置→堿洗→熱水洗→冷水洗

②工藝處方與工藝條件。亞溴酸鈉的退漿工藝處方與工藝條件見表2-5。

表2-5 亞溴酸鈉的退漿工藝處方與工藝條件