超聲波是指振動頻率大于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,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,粒子的振動與超聲波的傳播方向一致;2)橫波或剪切波,粒子的振動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,以期降低染色時間,這一類研究還包括用直接和酸性染料對棉、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,說明超聲波對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,沒有染料的上染位置,在染色時需采用高溫、高壓或載體來進(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,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覺范圍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,使彈性介質(zhì)中的粒子振蕩,并通過介質(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)點振動,質(zhì)點振動的加速度與超聲頻
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產(chǎn)生極大的作用力,強(qiáng)超聲波在液體中傳播時,由于非線性作用,會產(chǎn)生聲空化。在空化氣泡突然閉合時發(fā)出的沖擊波可在其周圍產(chǎn)生上千個大氣壓力,對污層的直接反復(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。氣泡的振動也能對固體表面進(jìn)行擦洗。氣泡還能“鉆入”裂縫中做振動,使污物脫落。對于有油脂性污物,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,油被乳化,固體粒子即脫落?？栈瘹馀菰谡駝舆^程中會使液體本身產(chǎn)生環(huán)流,即所謂聲流。他可使振動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,超聲振動在清洗液中引起質(zhì)點很大的振動速度和加速度,亦使清洗件表面的污物受到頻繁而激烈的沖擊。
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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，但對于精密的表面光潔度甚高的物件，采用長時間的高功率密度清洗會對物件表面產(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：一般來說，超聲波在50°C~60°C時的空化效果最好，清洗劑也不是溫度越高，作用越顯著，有可能會高溫失效，通常超聲波在超過85°C時，清洗效果已變差。所以實際應(yīng)用超聲波清洗時，采用50°C~70°C的工作溫度。
