第二章 染色基本理论

第二章染色基本理论一、染色的概念染色是指染料从染液中自动转移到纤维上，并在纤维上形成均匀、坚牢、鲜艳色泽的过程。衡量染品质量优劣的三个指标1、匀染性2、色牢度3、鲜艳度色差色花色褪色变色暗二、染料在染液中存在的基本形式1、染料的电离（1）阴离子染料的电离D-Na+→D-+Na+常见阴离子基：-SO3-、-COO-、-OSO3-等。（2）阳离子染料电离D+X-→D++X-常见阳离子基：-N+HR1R2等。常见离去基：Cl-等。二、染料在染液中存在的基本形式2、染料的溶解Dn→nD染料溶解度一般用每升水中所能溶解染料的克数表示（g/L）。影响染料溶解度的因素：（1）染料分子结构（2）染料分子质量（3）染液温度（4）染液pH值（5）染液中助剂性质二、染料在染液中存在的基本形式3、染料的分散Dn→Dm1+Dm2+Dm3…n=m1+m2+m3+…影响染料分散液稳定性的因素（1）染料晶体颗粒的大小；（2）分散剂的性质、用量；（3）分散液的温度。二、染料在染液中存在的基本形式4、染料的聚集分子型染料：nD→Dn阴离子型染料：nD-→（Dn）n-阳离子型染料：nD+→（Dn）n+染料的聚集是染料溶解的逆过程。影响染料聚集的因素：（1）染料分子结构、分子质量、浓度（2）染液温度（3）染液pH值（4）染液中助剂性质三、纤维在染液中的状态1、纤维的吸湿膨胀＊常用纤维在水中的吸湿膨胀率（1）纤维的吸湿膨胀发生在纤维的非晶区；（2）纤维的吸湿膨胀率与纤维亲水性有关；（3）纤维的吸湿膨胀有利于染料的上染。常用纤维在水中的吸湿膨胀率三、纤维在染液中的状态2、纤维在染液中的电现象（1）纤维在染液中带电的原因＊纤维分子中原有的阴离子基的电离；＊纤维在染液中吸附了带负电的粒子；＊纤维的介电常数小于染液的介电常数。纤维表面所带电荷电性取决于染液pH值！（2）界面动电现象和动电层电位＊纤维/染液附近的带电离子分布＊界面双电层和动电层电位＊常见纤维的动电层电位纤维/染液附近的带电离子分布界面双电层和动电层电位吸附层和扩散层之间的相对运动的现象称为界面动电现象。常见纤维的动电层电位三、纤维在染液中的状态2、纤维在染液中的电现象（3）纤维的电现象对染料上染的影响＊染料离子与纤维间作用力＊染料离子在纤维表面附近的浓度分布＊纤维的电现象对染料上染的影响当染料与纤维带有同号电荷时，不利于染料的上染；当染料与纤维带有异号电荷时有于染料的上染。染料离子与纤维间作用力染料离子在纤维表面附近的浓度分布三、纤维在染液中的状态2、纤维在染液中的电现象（4）染色体系中的盐效应＊盐效应作用原理纤维对带有异号电荷的钠离子的吸引，中和了纤维所带的部分电量，降低了动电层电位的绝对值。染料与纤维电荷异号染料与纤维电荷同号降低静电斥力促染效应降低静电引力缓染效应三、纤维在染液中的状态2、纤维在染液中的电现象（4）染色体系中的盐效应＊盐效应的影响因素①染料所带电荷与质量之比荷质比越大，盐效应越明显。②盐中金属离子的化合价和离子半径的大小Na+K+Mg2+Ni2+Mn2+Zn2+Al3+四、染色的基本过程1、染料的吸附（1）吸附/解吸平衡吸附阶段影响染料染色时的平衡上染百分率（2）平衡上染百分率和上染百分率（3）吸附等温线吸附/解吸速率变化示意t=0t=tit=t∞V吸最大V解=0V吸变小V解变大V吸=V解吸附/解吸达到平衡平衡上染百分率和上染百分率平衡上染百分率上染百分率吸附等温线染色达到平衡时，纤维上的染料浓度与染料在染液中浓度的分配关系曲线。1、分配型吸附等温线2、弗莱因德利胥吸附等温线3、朗格缪尔吸附等温线分配型吸附等温线在染色平衡状态下，染料在纤维上的浓度与染料在染液中的浓度之比为一常数，纤维上的染料浓度随着染液浓度的增加成比例增加，直至饱和。固溶体机理fS[][]DKD弗莱因德利胥（Freundlich）吸附等温线[D]f随[D]s的增加而增加，但[D]f的增加幅度随着[D]s的增加逐趋缓慢。多分子层物理吸附机理[D]f=k[D]sn朗格缪尔（Langmuir）吸附等温线[D]s增加时，[D]f随之缓慢增加，但当[D]s增大到一定值时，[D]f不再随[D]s增加而变化，即达到染色饱和值。化学定位吸附机理又称为成盐机理四、染色的基本过程2、染料的扩散＊染料由纤维表面向纤维内部转移的过程。＊染料在纤维上的扩散对染色速率及染色的匀染性起着决定性的作用。（1）染色速率半染时间（t1/2）染料的上染量达到平衡上染量一半时所需的时间四、染色的基本过程2、染料的扩散（2）匀染和移染＊匀染是指染料在纤维上均匀分布的过程。＊移染是指染料从纤维上某处解吸下来到纤维另一处重新上染的过程。3、染料的固着＊染料的固着是指扩散后均匀分布在纤维上的染料通过染料—纤维间的作用力而固着在纤维上的过程。＊染料—纤维间的作用力染料-纤维间的作用力作用力化学力物理力共价键离子键范德华力氢键聚集性染料-纤维间固着力的类型和大小对染色的色牢度起着决定性的作用。五、染色牢度及其测定1、染色牢度＊染品在染后加工或在服用过程中，染料（或颜料）在各种外界因素的影响下，能否保持原来色泽状态的能力。2、常见染色牢度及其测定（1）耐洗牢度及其测定（2）耐摩擦牢度及其测定（3）耐日晒牢度及其测定＊蓝色标样所用染料及其结构类别蓝色标样所用染料及其结构类别耐洗牢度测定40mm100mm在规定的洗液中洗涤30min后待测。沾色卡褪色卡耐摩擦牢度测定沾色卡褪色卡50mm200mm10s内摩擦10次，往复动程100mm。耐日晒牢度测定光照后评定8级7级6级5级4级3级2级1级待测样