微波烘燥在纺织工业中的应用

朱伟平

摘 要：微波是电磁波的一种，该技术在纺织工业中具有十分广泛的应用。本文主要从纺织品处理、加工、检测和纱线定形系统中的应用进行了举例分析。

关键词：微波；烘燥；纺织工业；应用

1 概述

微波是一种频率为300MHz-300GHz的电磁波，照射极性物质时，极性物质分子的不规则运动速度加快，物质内能增加进而转化为热能。随着科学技术的不断发展，人们对纺织品的加工处理提出了更高的要求，微波技术由于其均匀、高效、快速、无污染等优点得到了人们的广泛关注，本文将对微波烘燥技术的应用进行简要分析。

2 微波烘燥在纺织品工业中的应用

2.1 纺织品处理阶段

微波照射纺织品时，能加快物质内部分子的运动速度，加快胶质的溶解，改善脱胶效果。国外相关学者曾报道韧皮纤维，如大麻，在纺织加工前必须进行脱胶处理，一般常用的方法有机械、酶和化学脱胶方法，其脱除效果并不理想。用微波技术处理胶质时，微波能在维持纤维细度和亮度的基础上，实现脱胶，且试验证明，微波处理时间越长，纤维细度和亮度都会增加。

除大麻脱胶外，丝织品的精练脱胶也是较为常见的一道工艺，该工艺的主要目的是保持丝织品特有的风格和优美光泽。传统脱胶方法是以碱性盐溶液为精练液，在高温条件下进行脱胶处理，碱性盐类溶液一般可选取硅酸钠、纯碱、磷酸钠、硼酸钠等。丝胶溶解性较差，这就需要延长处理时间和提高处理温度才能有效脱胶；若用微波进行处理，丝制品在微波照射下会产生热，有效溶解丝胶及其他不纯物，再用热清水冲洗，就能获得理想的精练效果。

2.2 纺织品加工阶段

2.2.1 染色中的应用 微波染色基本原理：按照常规方法将待染织品浸扎染液，然后将待染织品导入密闭微波加热室内，浸扎在染料液中的织品在微波照射作用下，则织品中的极性分子在电场作用下会发生极化，改变排列方向，分子间摩擦增大，进而转化为热能；而染料分子在微波的作用下会升温，从而提高上染和固色的速度。微波染色可采用织物或丝束加工方式，能用于亲水性纤维染色和疏水性纤维染色；染料主要包括活性染料、分散染料、直接染料和阳离子染料几类；染色后处理方式仍保持不变。用分散染料染涤纶、用油溶性染料和分散染料染醋酸纤维时，微波可在固色方面具有很大优势，而且还能降低能源消耗。值得注意的是，水分子是实现微波加热的关键，因此织品或者色浆应保持一定的含水量，确保印花织物在未干时进行固色。

2.2.2 染整加工方面的应用 微波辐射在纺织染整加工方面也有很好的促进作用，对分子具有一定的活化作用。微波辐射能激发分子的运动，这对于化学键的断裂是十分有利的。分子由基态达到亚稳态，需要吸收一定的能量，以使电子产生跃迁；跃迁后分子状态活跃性提高，分子间的碰撞几率和有效碰撞几率大大增加，从而加快反应速度。环氧树脂整理织物时，微波辐射可在短时间内改善褶皱回复性，提高染色的耐酸碱性和耐光性。

2.3 检测中的应用

2.3.1 微波烘干 纺织品常用的干燥方法主要以传导或对流的方式传递能量，如热风、电热、蒸汽等均属于该类传热方式；微波烘燥原理与上述原理不同，主要是靠电磁波辐射的方式将能量传递到纺织品内部的，能量传递效果受物质介电常数的影响，介电常数越大的物质对电磁波的吸收力越强，其烘燥效果越好。采用微波烘燥，主要特点表现在以下三个方面：①高效，微波加热直接作用于纺织品本身，热损失较少，因此加热效率较高，这就有效避免了长期高温作业，极大的改善了工作环境。②均匀。微波加热不同于其他加热方式，是属于内部加热，整个加热过程更容易保障织品受热的均匀性。而对于回潮率分布不均的织品，水的介电常数相对较大，因此水量较少的部分比其他部分吸收的热量少，水分含量多的部位则吸收的热量多，而水分的蒸发相当于调节作用，确保了纺织品受热的均匀性。③快速。纺织品材料本身的热传导率较低，通过热传导的方式进行加热，需要的时间较长；而微波利用被加热物体本身发热而实现的内部加热，无需传导过程，缩短了传热时间。

2.3.2 微波测湿 纺织品回潮率常用的测定方法有直接法和间接法，直接法是直接测量干重和湿重，然后按照吸湿指标的公式计算而得；间接法是利用电阻、介电常数、外来辐射的吸收等物理量与纺织品回潮率之间的关系而间接计算得到。间接测量速度较快，一般不用去除纺织品中的水分。微波测量属于间接测量，测量原理如下：水分子能吸收微波能力，且吸收能力是普通纺织材料的数百倍。测量时，探针向纺织品中发射一定的微波能量，微波能量通过纺织品时，被其中的水分子吸收一部分，传感器能探测到微波通过纺织品前后的差值，经过计算后可得纺织品的回潮率。

2.4 纱线定形系统中应用

随着科学技术的不断发展，我国棉纺工业也得到了快速发展。原有的蒸纱机处理工艺逐渐被取代，多数采用车间存放、自然回潮的方式实现对强捻纱的捻度定形，这是由于传统蒸纱工艺是利用饱和蒸汽携带热量对纺织品材料进行作用，热量传递是由外而内进行的，作用速度慢，加热时间过长。微波技术的实用可改善这一不足，微波作为一种穿透性极强的短波，可穿透数十厘米以上的物品，这就能使纱线内外层的水和纤维同时吸收能量，提高了加热速度；微波定形的另一优势是无需对纱线进行调湿处理，简化了工艺。

利用微波对纱线进行定形时，纤维分子在湿热条件下的运动能力增强，而热能的增加又使分子间的氢键变得活泼，大分子重排，应力松弛，温度降低后形态稳定从而达到定形的效果。传统定形时间为几十分钟至几个小时，而利用微波定形仅需要2min即可完成，这与传统的定形工艺形成了极大的反差，缩短工艺时间，操作方便，且消除了传统定形工艺中的水渍问题。总之，微波技术以其特有的效果，使得内外层纱线定形均匀性、时效性、能源利用率等得到了提升。

3 结语

微波技术与传统技术相比，具有快速、高效、资源利用率高、无二次污染、成本低等优点，因此在环保领域得到了十分广泛的应用，已经成为高效、节能、无污染加工工艺实现的重要技术保障之一，微波技术作为一种绿色节能加工处理技术，其在纺织工业生产中的多个领域都有良好的发展前景，能创造重要的经济价值和社会效益。

参考文献：

[1]牟群英，李贤军.微波加热技术的应用与研究进展[J].物理学与高新技术，2004，33（6）：338-442.

[2]王喜鹏.微波真空干燥过程的特性及应用研究[D].东北大学，2006.

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