1.名词解释
1.标准染色亲和力:指在标准状态下染料在染浴中的化学位与在纤维上的化
学位之差。
2.染色热:无限小量的染料,从标准状态的染液中转移到标准状态的纤维上,
每摩尔染料转移所引起的热量变化。
3.染色熵:指在标准状态下,染料由染液转移到纤维上所引起体系混乱度的
变化
4.纤维表面的扩散边界层:在动力学边界层中,,靠近表面的染液流速几乎
为零,染料主要靠自身的扩散来到达纤维表面的区域。
5.zeta电位:即动电层电位,指动电层与溶液内部的电位差。
6.无限染浴:指浴比很大,足以维持染液中染料浓度基本不变的染浴。
7.非稳态扩散:指溶质在扩散介质中,各点浓度随时间的变化而不断变化的
过程。
8.移染;指吸附在纤维上的染料从纤维上解吸下来,再重新上染纤维的性能。
9.孔道扩散模型:亲水性纤维在水溶液中能吸湿膨化,所有空隙贯通形成曲
曲折折的孔道,染料就沿这条孔道进入扩散。
10.自由体积模型:疏水性纤维在水溶液中几乎不吸湿膨化,空隙很小,分散
于无定形区中,温度升高,当T>Tg时,大分子链段运动,原来分散的小
空隙合并成大体积,即自由体积,染料沿这些不断变化的体积跳跃式地扩
散前进。
2.染料的吸附等温线有哪些主要类型?各类型吸附等温线有何特点?符合哪类纤维和染料
的染色?
1)L型特点:纤维上有特定的染座一个染座吸附一个染料分子,化学吸附或定位
吸附,单分子层吸附有染色饱和值
适用范围:染料纤维以静电力为主的场合,即:染料-纤维(离子键)如强酸性染料----羊毛蚕丝锦纶;腈纶,阳离子染料改性涤纶—阳离子染料染色
2)F型特点:无特定染座物理吸附存在单分子多分子层吸附不存在染色饱和
值可一直吸附下去
适用范围:染料以范德华力,氢键等为主被纤维吸附如:直接染料-纤维素纤维;还原染料-纤维素纤维;活性染料上染纤维素纤维在未发生共价键结合前
3)分配型特点:物质在两个不相混合相向的分配,有染色饱和值
适用范围:分散染料染疏水性纤维的染色体系如;分散染料-PET,醋酯,PA,PAN等。
3.简述影响染料在纤维内扩散速率的因素。
1)染料结构:分子量大,结构复杂,线性共平面性好的染料,对纤维的亲和力强,直接性
也大,则扩散速率比较慢。
2)显微结构性质:纤维的结晶度增大,取向度增大,则扩散速率减慢
纤维的吸湿膨化性好,孔隙率多,则扩散速率快
皮芯层结构的纤维,若皮层紧密,则扩散速率慢
3)染料在溶液中的状态:染料在染液中溶解度高,以溶解态存在,则其与水作用力强,不易聚集,扩散速率较快。
4)染液中染料浓度:浴比小,染料在染液中以单分子状态存在,浓度高,则扩散速率较快5)染液的流速:加快染液的流速,扩散边界层变薄,则扩散速率变快
6)膨化剂的作用:膨化剂的使用使纤维膨化,孔隙增大,则扩散速率增大
7)温度:在一定范围内,提高温度可使染料分子动能变大,聚集度减小,燃料单分子在溶
液中的浓度增大,同时纤维的膨化度增大,孔隙增大,则扩散速率加快,但温度过高,会引起上染百分率下降。
8)纤维扩散活化能:不同纤维,扩散活化能不同,扩散活化能越小则越易扩散,温度升高可降低疏水性纤维的扩散活化能,但对亲水性纤维影响不大。
4试从染料的平衡吸附、吸附速度、扩散速率、扩散活化能、纤维微结构或纤维膨化、染料聚集等方面说明温度对染色的影响。
温度提高
a)染料的平衡上染百分率降低,即平衡吸附量减少
b)染料的动能增大,纤维的孔隙率在增大,则扩散速率加快,吸附速率减少
c)对疏水性纤维而言,扩散活化能降低,亲水性纤维影响较小
d)纤维膨化度增大,孔隙率增大
e)染料分子动能增大,聚集度下降,在溶液中单分子状态,染料浓度增大,有利于上染5.试述提高浸染染色均匀性的两个基本措施。
A.(主要在吸附阶段)通过缓染达到匀染:降低初染速率,延缓染料上染,使染料均匀地吸附在纤维表面
具体措施:a控制染色温度:降低初染温度,降低升温速率
b加匀染剂;亲染料型----助剂与染料结合形成不稳定的复合体,相当于聚集,染料单分子浓度下降;亲纤维性------助剂率先抢占染座
c分批分次加料
d织物预先用匀染剂处理(占染座,使纤维吸湿膨化)
6.简述影响连续轧染染色均匀性的主要因素。
1)织物含湿量:织物含湿量越大,浸轧时轧液率越高,烘干时产生泳移的情况越严重,使
染色不均
2)染料对纤维的初染率:染料对纤维有一定的直接性,染料对纤维的初染率越高,则染色
前浓厚单色差越大如果燃料对纤维没有直接性,染料对纤维的初染率越低,则染色前淡后浓的色差越大
3)固色条件;烘焙箱内各处温度及风量,汽蒸箱内各处湿度及温度的不一致,也会造成色
差
7.简述按照染色方法,被染物形态,染色设备,容器压力,设备转行方式分类的染色设备
a)按染色方法分为:浸染机轧染机气流染色机喷雾染色机
b)按被染物形态:散纤维染色机纱线染色机针织物染色机机织物染色机匹染
染色剂件染染色机
c)按设备容器压力:常温常压染色机高温高压染色机
d)按设备运转方式:间歇式染色机连续式染色机
8.直接染料部分习题
1)元明粉的促染原理是什么?
●加盐后纤维表面负电荷得到较多中和,双电层变薄,反粒子数增多,(sigeme符号
不会写)电位绝对值减少,排斥力减少,燃料容易上染,则上染百分率增大,上染
速率与上染量也增大。
●由于阴离子染料上染,钠离子靠近纤维,溶液内部钠离子浓度减少,此时钠离子由
低浓度向高浓度迁移,加盐后减少了纤维表面与溶液内部的反离子浓度差,有利于
上染,即促染
2)元明粉的用量应主要根据哪些重要的因素确定?
●纤维的种类染料的种类纤维上所带的电荷量
●纤维及染料间的作用力
●染色温度PH 染液的浴比等
●染料的浓度,各种助剂的用量
3)为什么在B点和C点加元明粉?
●B点处于刚开始染色阶段,染液温度略低,因此此界面存在界面迁染,加元明粉促
染,一方面提高上染速率,另一方面匀染性也有保证
●C点处于染色的高温保温阶段,这一阶段就是让染料充分上染,加元明粉,可提高
上染速率及最终的染料上染量,因此阶段存在全过程移染,匀染性也有保证
4)假如元明粉和食盐用量均为10g/l,谁的促染效果更大/
M(Nacl)=58.5 M(Na2SO4)=142,含等重纳原子时,需Nacl的质量少,但食盐中易含杂质,促染时色光不艳
5)为什么丝光棉染色的用盐量比未丝光少?
丝光后棉纤维平整的表面被破坏,吸附能力增加,因此对盐的吸附能力比未丝光棉大,所以丝光棉染色的用盐量比为丝光棉少
6)为什么在C点以后要保温30-45min?
一方面使染料充分上染纤维,提高牢度
另一方面,由于全过程移染,可提高染料上染的匀染性,透染性,染料在纤维内充分扩散7)假如亚麻、Tencel和未丝光棉均采用同一工艺条件染色,你估计三种纤维颜色深度大小顺序如何?为什么?
Tence>未丝光棉>亚麻
结晶度:亚麻>未丝光棉>Tencel
无定形区越多可及度增加则染料越易进入纤维内部而染得深色
9.请分析PH值、元明粉和两性离子聚醚类匀染剂对羊毛染色的影响
◆PH值:羊毛为两性纤维,PH值低时,【H+】增大,羊毛纤维正电荷性增加,纤维
上带有正电荷的染座量增加,则上染速率增加,上染百分率增加,从而起到加酸
促染的作用。
但PH值过低,上染过快,匀染性下降。
、
◆元明粉:若ph<PI(羊毛):(即为强酸性条件下染色)f+-------吸引-----D-,则上染很
快,初染速率很快,加入Na2SO4后,硫酸根离子中和了纤维上的正电荷,使得纤
维和燃料间的吸引力减弱,从而达到“缓染”的作用
若ph>PI(羊毛):(即为弱酸性或中性条件染色)f- 斥力D-,则上染较慢,初染速率很快也较慢,加入NaSO4后,Na+中和了部分纤维上的负电荷,使得纤维和染料间的斥力减弱,从而起到促染的效果
◆两性离子聚醚类匀染剂:参见作业本
10~~~~~活性染料染色~~~~~~~
简述棉布用活性染料染色的主要方法
主要有浸染轧染轧卷染色三种方法
●浸染,X型F型KN型M型KE型KD型活性染料均采用此种方法,
具体工艺流程:水洗润湿-----脱水----染色----加碱固色---冷水洗---热水洗---冷水洗---
脱水---皂煮---热水洗---脱水烘干
●轧染(连续染色时应用的),K型活性染料主要采用此种方法,要求染料的水溶性好,
直接性低,扩散性好,反应性低,活泼性不能太强,且染料易洗涤,浮色少,除染
料碱剂外,染液中还要加渗透剂,防泳移剂,尿素等。
具体的工艺流程:浸轧染液----烘干-----饱和蒸汽汽蒸(100-102)/焙烧(150-160)*
(2-3min)---水洗---皂煮----水洗----烘干
轧卷染色(半连续染色),织物浸轧染液后,于一定温度打卷堆置,并不断缓慢转动,使染料均匀上染和固色,此种方法能源消耗少,透染性好,固色率高,适用染料的品种多,浴比小,污水排放少,成本低,但上染固色时间长。
具体工艺流程:浸染轧液----打毛堆置(转动)---水洗----皂煮---水洗---烘干。