超聲波是指振動(dòng)頻率大于17ｋｈｚ的聲音。同電磁波一樣,超聲波能夠聚焦、折射和反射,與電磁波及光不同的是,電磁波在傳播的時(shí)候需要有彈性特征的介質(zhì),而光和其它形式的電磁波可以在真空中自由傳播。沿著超聲波的傳播方向,隨著彈性介質(zhì)中粒子的振動(dòng),將能量傳送出去。超聲波依據(jù)傳播的形式不同,而有兩種形式:1)縱波,粒子的振動(dòng)與超聲波的傳播方向一致;2)橫波或剪切波,粒子的振動(dòng)方向與傳播的方向相反。在氣體和液體中,超聲波是以縱波的形式傳送,在固體中以縱波或橫波的形式傳送都可以。超聲波在紡織行業(yè)中染色及后整理中的應(yīng)用比較多,由于紡織品在染整過(guò)程中要消耗掉大量的水、電和熱能,并且還要添加大量的助劑,因此,采用超聲波的方式進(jìn)行處理或許是一種很好的選擇,下面介紹超聲波在滌綸織物染色中的最新進(jìn)展。
超聲波應(yīng)用于紡織染色是由ｓｏｋｏｌｏｖ和ｔｕｍａｎｓｋｙ在1941年首先開(kāi)始的,隨后ｂｒａｕｅｒ又將該方法應(yīng)用于纖維素織物的還原染料染色當(dāng)中,以期降低染色時(shí)間,這一類研究還包括用直接和酸性染料對(duì)棉、粘膠和羊毛進(jìn)行染色,聚胺和醋酯纖維用分散染料進(jìn)行染色等。以上的研究結(jié)果均表明采用超聲波方法后,染料上染速率得到極大提高,特別是在聚胺和醋酯纖維的染色上表現(xiàn)更明顯,說(shuō)明超聲波對(duì)于不親水纖維用非水溶性染料進(jìn)行染色的作用是非常有效的。
滌綸纖維的大分子排列緊密,結(jié)晶度高,沒(méi)有染料的上染位置,在染色時(shí)需采用高溫、高壓或載體來(lái)進(jìn)行,現(xiàn)在這方面所做的研究性工作包括:1)在超臨界二氧化碳中進(jìn)行染色;2)超聲波的方法,采用超聲波方法進(jìn)行染色時(shí),超聲波不僅能將分散染料的聚集體打碎,使分散體更加穩(wěn)定,還能加速分散染料在纖維內(nèi)部的擴(kuò)散速度。這方面的研究包括在低溫時(shí)用分散染料進(jìn)行染色,被染物進(jìn)行預(yù)膨脹以后,所染的顏色和色澤比較令人滿意。
超聲波是一種頻率超出人類聽(tīng)覺(jué)范圍20 kHz以上的聲波。超聲波的傳播要依靠彈性介質(zhì)，其傳播時(shí),使彈性介質(zhì)中的粒子振蕩,并通過(guò)介質(zhì)按超聲波的傳播方向傳遞能量,這種波可分為縱向波和橫向波。在固體內(nèi),兩者都可以傳送,而在氣體和液體內(nèi),只有縱向波可以傳送。超聲波能夠引起質(zhì)點(diǎn)振動(dòng),質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的加速度與超聲頻
超聲波清洗
超聲波清洗
率的平方成正比。因此,幾十千赫茲的超聲會(huì)產(chǎn)生極大的作用力,強(qiáng)超聲波在液體中傳播時(shí),由于非線性作用,會(huì)產(chǎn)生聲空化。在空化氣泡突然閉合時(shí)發(fā)出的沖擊波可在其周?chē)a(chǎn)生上千個(gè)大氣壓力,對(duì)污層的直接反復(fù)沖擊,一方面破壞污物與清洗件表面的吸附,另一方面也會(huì)引起污物層的破壞而脫離清洗件表面并使它們分散到清洗液中。氣泡的振動(dòng)也能對(duì)固體表面進(jìn)行擦洗。氣泡還能“鉆入”裂縫中做振動(dòng),使污物脫落。對(duì)于有油脂性污物,由于超聲空化作用,兩種液體在界面迅速分散而乳化,當(dāng)固體粒子被油污裹著而粘附在清洗件表面時(shí),油被乳化,固體粒子即脫落?？栈瘹馀菰谡駝?dòng)過(guò)程中會(huì)使液體本身產(chǎn)生環(huán)流,即所謂聲流。他可使振動(dòng)氣泡表面存在很高的速度梯度和粘滯應(yīng)力,促使清洗件表面污物的破壞和脫落,超聲空化在固體和液體表面上所產(chǎn)生的高速微射流能夠除去或削弱邊界污層,腐蝕固體表面,增加攪拌作用,加速可溶性污物的溶解,強(qiáng)化化學(xué)清洗劑的清洗作用。此外,超聲振動(dòng)在清洗液中引起質(zhì)點(diǎn)很大的振動(dòng)速度和加速度,亦使清洗件表面的污物受到頻繁而激烈的沖擊。
[1]
影響清洗因素
清洗介質(zhì)：采用超聲波清洗，一般有兩類清洗劑即化學(xué)溶劑和水基清洗劑。清洗介質(zhì)的化學(xué)作用可以加速超聲波清洗效果，超聲波清洗是物理作用，兩種作用相結(jié)合，依對(duì)物件進(jìn)行充分、徹底的清洗。
功率密度：超聲波的功率密度越高，空化效果越強(qiáng)，速度越快，清洗效果越好，但對(duì)于精密的表面光潔度甚高的物件，采用長(zhǎng)時(shí)間的高功率密度清洗會(huì)對(duì)物件表面產(chǎn)生空化、腐蝕。
超聲頻率：適用于工件粗、臟、初洗，頻率高則超聲波方向性強(qiáng)，適合于精細(xì)的物件清洗。
清洗高溫：一般來(lái)說(shuō)，超聲波在50°C~60°C時(shí)的空化效果最好，清洗劑也不是溫度越高，作用越顯著，有可能會(huì)高溫失效，通常超聲波在超過(guò)85°C時(shí)，清洗效果已變差。所以實(shí)際應(yīng)用超聲波清洗時(shí)，采用50°C~70°C的工作溫度。
