非結合水

非結合水

非結合水是指在染整全程工藝中,織物需經過4~8次的烘燥過程,烘燥的能耗與織物上含水量成正比的一種水的存在形式,又稱為化學吸收水、化合水或化學結構水等。

正文


在染整全程工藝中,織物需經過4~8次的烘燥過程,烘燥的能耗與織物上含水量成正比。織物上的水分有結合水和非結合水兩種形式。前者指織物上以化學形式與纖維相結合的水,它需要熱量破壞化學鍵后脫水:後者指由表面張力不很牢固地附著在織物上的水分,可由機械擠壓方式脫水。用烘燥方法脫水比軋車機械擠壓脫水費用要高50~225倍。因此,應盡量採用機械的方法,多去除一些織物上的水分,剩餘的少量水由烘燥方法去除,才能減少烘燥能耗

基本簡介


化學結合水
化學結合水又稱為化學吸收水、化合水或化學結構水等。這種水與物料的結合有準確的數量關係,它由物料與水分組成的化學成分所決定。它包括水分與物料的離子結合和結晶型分子結合。這時,水分與物料結合得很牢固,只能在很強的化學作用或非常強烈的熱加工(如煅燒)時才能將水分除去。通常的乾燥條件不能排除化學結合水。化學結合水的結合能約為。
從某種意義上來講,化學結合水是物料分子結構中不可分的組成部分,這部分水必須在破壞物料分子結構的條件下才能排除,換句話說,物料在失水后,其化學結構、物料性質完全改變。所以,這種化合水的排除不作為脫水、減濕或乾燥過程,即不包括在物料乾燥的討論中。
2、物理——化學結合水
這種水分又稱為吸附結合水或飽和水。這種水分與物料的結合沒有嚴格的數量關係。它包括吸附水、滲透水、結構水等幾種。這種水分的結合能大約為3KJ/mol。
(1)吸附水分吸附水是指被物料內、外表面吸附的水分。因此,吸附水與物料結合比較牢。此種結合方式改變了物料中水分的許多物理性質,如蒸汽壓下降、冰點下降、密度增大、介電常數大幅度下降等。
(2)滲透水分物料組織在其邊界會形成壁膜,溶解物便會在壁膜內外兩側形成濃度差,從而形成滲透壓(差)。此滲透壓使組織壁膜內外存在滲透水。
(3)結構水分結構水是指水分與物料形成的膠體中的水分。這種水分只有在膠體受到破壞時,才能從物料中排除。常用加熱方法使膠體中水分變成蒸汽。
3、物理——機械結合水
包括毛細管水、空隙水和潤濕水。
毛細管依其管內半徑!大小,又分為微毛細管和巨毛細管:
半徑———微毛細管,其中的水分稱為毛細管水;
半徑———巨毛細管,其中的水分也稱為毛細管水;
半徑———粗毛細管,其中的水分稱為空隙水。
(1)毛細管水微毛細管()既可以通過直接與水接觸,也可以通過吸附空氣中的水蒸氣使毛細管充滿液體。其中的水分在毛細管力的作用下,可以克服重力作用而運動;其水分的蒸氣壓低於同溫下純水的蒸氣壓。水在微毛細管中既可以液體形式,也可以蒸汽形式移動(水蒸氣分子的自由行程平均值約為。毛細管水的結合能小。
對於巨毛細管(),這種毛細管只有與水直接接觸才能充滿。因毛細管管徑較大,它產生的毛細管力、毛細壓力值均較小。毛細管中彎月面上方的蒸氣壓"!與純凈遊離水在同溫下的飽和蒸氣壓Ps幾乎相等,僅相差1%。水分受重力作用只有較小的運動。
(2)空隙水當毛細管半徑大於時,其中的水分稱為空隙水。空隙水不會有蒸氣壓降低的現象,與一般遊離水特性相同。它主要是殘留在物料組織結構中的細小容積骨架中的水分。
無論毛細管徑大小,其中的水分本質上都屬於遊離水。它們之間的區別只是在排除水分時所需能量大小不同而已。
(3)潤濕水指水和物料所形成的機械混合物中的水分。潤濕水很容易用機械方法或加熱乾燥方法去除。它同毛細管中的水一樣屬於遊離水。
4、非結合水
非結合水指物料與水分所形成的混合物中的水分,與上述的空隙水分一樣,是殘留在物料組織結構的小容積骨架中或細小顆粒之間的水分。排除這種水分只需克服流體流經物料骨架的流體阻力即可。非結合水是上述4種水分中排除水分所需能量級別最低的水分。常用離心、過濾或加熱乾燥等方法排除物料中的非結合水。
在上述的物理——化學結合水和物理——機械結合水中,有一部分屬於難脫水的結合水分,如膠體中的結構水、吸附水、微毛細管水等;有一部分是可用機械方法脫除的自由水分,如存在於物料內外表面的空隙水、潤濕水等。物料與水分結合形式不同,排除水分時耗能也就有很大不同。

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