紡織材料的染整加工要消耗大量的水和能源，還經(jīng)常需要大量的時間。科研工作者相繼研究開發(fā)出許多特殊的加工技術(shù)。如射頻技術(shù)、微波技術(shù)、真空抽取技術(shù)。這些技術(shù)方法不但減少了加工時間與能源消耗，并且提高了產(chǎn)品染色的質(zhì)量。 　　超聲波作為清潔容器，分散染料，影響化學反應(yīng)的強有力的手段被使用了多年。但是最近發(fā)現(xiàn)，超聲波能用來提高反應(yīng)率，減少煮練時間和染色時間，提高面料白度。超聲波還可以改善多種紡織加工工藝，作為一種廣泛使用的技術(shù)，具有影響多種濕加工的能力。超聲波可改變退漿、煮練、漂白、染色、整理與洗滌過程。其在濕加工中的使用可以減少加工時間，降低化學品的消耗和能耗，改進產(chǎn)品質(zhì)量。 　　超聲波是一種頻率超出人類聽覺范圍17kHz以上的聲波。超聲波很像電磁波，能折射、聚焦和反射，然而和電磁波又不同，電磁波可以在真空中自由傳播，而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。由于染整加工大多為濕加工，因此對超聲波的縱向波的研究尤其重要。 　　超聲波主要具有機械效應(yīng)（如傳聲媒質(zhì)的質(zhì)點振動位移、速度、加速度、聲壓等力學量）、熱效應(yīng)（聲波在傳播過程中其部分能量被媒質(zhì)吸收變成熱能）和空腔效應(yīng)。其中空腔效應(yīng)是聲化學的應(yīng)用理論基礎(chǔ)，也最為重要?？涨恍?yīng)由成核、微泡生長、空腔塌陷三步組成。在反應(yīng)體系中，液體內(nèi)存在張力弱區(qū)，即液體內(nèi)溶有氣體或在塵埃的液固界面上存在氣體———作為氣核，在超聲波作用下，氣核膨脹長大，并為周圍的液體蒸氣或氣體充滿，由于內(nèi)外壓力懸殊使空腔塌陷、破裂，把集中的聲場能量在極短的時間和極小的空間內(nèi)釋放出來，使介質(zhì)局部形成幾百到幾千K的高溫和超過數(shù)百個大氣壓的高壓環(huán)境，并產(chǎn)生出很大的沖擊力，起到激烈攪拌的作用，同時生成大量微泡。它們又作為新的氣核，使該循環(huán)繼續(xù)下去，這就是空腔效應(yīng)。 　　當然并不是液體中所有的氣核都能產(chǎn)生空腔效應(yīng)，只有當外加的超聲波頻率與氣核的固有頻率相同時，空腔效應(yīng)才能發(fā)生。同時也受到其它如聲波的強度、液體介質(zhì)的溫度以及介質(zhì)的蒸汽壓等的影響。誘導(dǎo)產(chǎn)生空腔效應(yīng)的超聲波頻率以20kHz～60kHz最為適當。過高的頻率不易產(chǎn)生空腔效應(yīng)，即使產(chǎn)生也需要大量的能量，而且其中大部分能量被轉(zhuǎn)化為熱能，使介質(zhì)溫度明顯提高。低強度超聲波的應(yīng)用不會引起介質(zhì)的任何狀態(tài)變化，只有高強度超聲波的應(yīng)用才可能對介質(zhì)有強烈的影響，引發(fā)空腔效應(yīng)。對大多數(shù)化學反應(yīng)來說，反應(yīng)速度均隨聲強的增加而增加。但是，超聲波強度的作用受介質(zhì)溫度的影響極大。研究表明，隨著液體溫度的提高，聲強的影響明顯下降，在50℃水中發(fā)生的空腔效應(yīng)最大。 　　超聲波彈性振動具有分散、脫氣及擴散功能。在彈性振動下，化學品微粒聚集體，分解成均勻的分散體，提高化學藥劑的擴散、滲透速度。在彈性振動下，使溶液中的粒子振蕩，其方向與波的傳播方向平行，形成縱向波，分子的縱向振動產(chǎn)生了壓縮和稀疏，即高和低的局部壓力區(qū)，發(fā)生閘閥效應(yīng)，把溶解或截留的氣體或空氣分子，從織物交岔點處、纖維毛細管和間隙處驅(qū)逐至溶液中，隨之排除，為工作液逼迫滲透提供條件，這就是超聲波的脫氣功能。浸在工作液中的織物，緊靠布面存在著一固定層叫能斯脫層（或稱粘性阻滯層），從工作液到達纖維表面的化學晶量是和能斯脫層的厚度成反比例的，而這一層的厚度取決于工作液的機械運動程度。工作液的彈性振動可以使能斯脫層變薄，有利于加速溶液擴散到纖維內(nèi)部。根據(jù)力學理論，任何材料的損傷和破壞都起源于材料中的原始缺陷和裂縫，而纖維高分子無定形區(qū)的空隙正是提供了這種可能。當超聲波作用于纖維材料時，必然在材料的原始缺陷處（即無定形區(qū)的空隙）產(chǎn)生應(yīng)力、應(yīng)變能的集中，超聲波所傳送的能量必然有一部分轉(zhuǎn)化為裂紋擴展新表面所需的能量，引起裂紋擴展，致使纖維的表面如同被腐蝕一樣，大大增加了吸附化學藥劑的的纖維比表面積。 　　此外，使用超聲波在液體介質(zhì)中的振動可以粉碎染體中的染料粒子，增加洗滌劑的表面活性，改善乳化液和膠體溶液的安定性，在染整工藝中如退漿、煮練、漂白、水洗和染色中使用，以提高化學藥劑的擴散速度，活化和加快反應(yīng)進行。 　　總的來說，超聲波對于染色加工的作用可能有： 　　能使纖維表面的染液動力邊界層減薄，起有力的攪拌作用，加速了纖維表面對染料的吸附。同時，這種作用會提高染透和勻染效果。 　　能加速染料在纖維內(nèi)的擴散速率，一方面是由于纖維表面吸附染料量增多后增加了纖維內(nèi)外的濃度梯度，另一方面是纖維無定形區(qū)分子鏈活動性增強或纖維內(nèi)孔道增大及染料分子運動速度加快。 　　對一些難溶或容易聚集的染料，超聲波可以增加染料的溶解度，因而也可加速上染作用。施加超聲波后，可以把溶解或截留的氣體或空氣從織物內(nèi)部驅(qū)逐出去，這樣就改善了染液對織物纖維表面的滲透和潤濕，縮短染色時間。 　　用超聲波染整雖然有許多優(yōu)點，但是要用于工業(yè)化生產(chǎn)還有許多問題要解決。例如加工及設(shè)備成本、噪聲、超聲波方向性等問題。不過我們更應(yīng)該看到超聲波積極的方面，在近時期里，超聲波在染整工藝過程的退、煮、漂及染色的應(yīng)用已取得了實質(zhì)性的發(fā)展，目前超聲波技術(shù)也逐漸被引進到治理印染廢水中來。由此可見高效的超聲波不僅可加速織物濕加工的速度，改善織物質(zhì)量，還能節(jié)省能源，優(yōu)化環(huán)境。超聲波的諸多優(yōu)點，決定其具有很大的潛力，亟待科學工作者積極開發(fā)利用。