染整工艺与原理试题库新.doc

第三题 简答题1. 试述提高浸染染色匀染性的基本措施。1) 增加染液与织物之间的相对运动；2) 上染速率的控制；太快容易造成染花；可以通过加入助剂、pH值控制、升温速率的控制来加以调节；3) 加入助剂，增加染料的移染（migration）；4 )延长染色时间，增加染料的移染机会。5) 染色前须消除内应力：棉织物润湿、合成纤维预定形处理等2. 简述影响连续轧染染色均匀性的主要因素。1) 纤维与织物本身；2) 浸轧的均匀性与设备有关；3) 织物带液率太高，引起泳移；（可以加入防泳移剂）4) 最好采用无接触式烘燥，能有效降低泳移现象。3. 影响染料溶液中染料聚集的因素有哪些？如何影响？1) 染料分子结构。染料分子的结构愈复杂，分子量大，线性芳环共平 面性越强，含有的水溶性基团越少，聚集程度越高。2) 染液中电解质浓度越高，特别是存在多价重金属离子时，染料越易 聚集。3) 一些助剂（表面活性剂）则会增加染料的聚集程度。5) 染液温度越高染料越不易聚集。6) pH值影响染料聚集，pH值降到一定范围后，某些染料的聚集程度 急速增高，甚至引起沉淀。7) 亲水性基团在染料分子中间的比在两端的不易聚集。4. 什么叫泳移？并指出其克服办法。答：泳移是指在染色织物烘干时，受热不均，由于水分的不规则汽化，使燃料沿水分蒸发方向移动，产生阴阳面，左中右前后色差等染疵的现象。克服方法：采用无接触式烘干，避免受热不匀发生，并且控制烘焙速度。 降低轧余率 添加防泳移剂5. 染料对纤维的吸附等温线主要有哪三种类型，它们分别适合描述哪种纤维对哪种染料的吸附？ 答：Nernst(line type)能斯特型吸附等温线非离子型染料以范德华力、氢键等被纤维吸附固着。如分散染料上染聚酯纤维、聚酰胺纤维及聚丙烯腈纤维。Freundlich弗莱因德利胥型吸附等温线纤维上的染料浓度随染液中染料浓度的增加而不断增加。但增加速率越来越慢，没有明显的极限。Langmuir朗缪尔型吸附等温线化学吸附，即定位吸附。单分子层吸附。6. 试述上染过程分哪几个阶段，决定上染速率的主要阶段是哪一步？ 答：上染过程的4个阶段： 染料分子（或离子）随染液流动靠近纤维界面 染料通过纤维表面的扩散边界层向纤维表面扩散 染料分子被纤维表面吸附 染料向纤维内部扩散并附着在纤维内部 第4阶段决定了上染速率7. 试分析影响染料扩散的因素，扩散速率与染色效果之间的关系。答：影响染料扩散的因素：染料结构的大小和纤维的微隙大小，微隙小，扩散比较缓慢纤维的结晶度，结晶度高，扩散系数低染料与纤维之间的作用力，作用力大的，不易扩散染料浓度，影响随染料种类和纤维种类的不同而不同染色温度，提高染色温度，可以提高扩散速率关系：扩散速率高，染透纤维的时间短，有利于减少因纤维微结构的不均匀或因染色条件的原因造成的吸附不匀的影响，而获得染色均匀的产品。8. 直接染料染色时，如何控制盐的用量及加入方式？答：盐的用量是以保证染料有良好的匀染性而不产生沉淀为好，随染色染液、染色物质和浴比而变化，一般可用10-30g/L元明粉或5-15g/L食盐 对于快速循环的染色设备和A类染料，染色开始时加入盐，如果是B、C类染料，最好在达到规定的染色温度并保温10分钟后再加盐。染色中，电解质可分3-5批加入，每批间隔10分钟，开始时少些，以后足部增加，对促染效果不明显或染浅色时，中性盐可少加或者不加（一般B类加入适量的盐，C类加入少量盐）9. 直接染料染色时，如何进行温度的调控？答：始染温度不宜过高，一般为50-60度，升温要慢，一般2/min,染色温度较不同染料不同，上染速率快的用低温，速率慢的用高温，（低温型：70度以下；中温型：70-80度；高温型：90-100度）。为了提高上染百分率，可在后期降温保温一段时间，而对于不易匀染的直接染料，可采用高温（110-120度）保温方法增进移染来获得晕染效果10. 还原染料上染过程包括哪些步骤？ 答：染料的还原和溶解（ Reduction)隐色体上染 (Adsorption of dye on fibers)隐色体的氧化 (Oxidation)皂洗 (Soaping)11. 元明粉在直接染料染棉纤维、匀染性酸性染料染羊毛中各起什么作用，分析其作用原理。答：分别起到促染和匀染的效果。 促染机理：染浴中加入适量食盐，会降低由于库伦斥力而产生的能阻，提高上染速率。 在其中加入盐，增加钠离子（染液本体中）的浓度，还可以减少染液本体与纤维界面的浓度差，从而降低由于浓度差而产生的能阻，提高扩散速率。可以增加染液中的染料活度（s=Na+s2D2-s）,提高染料的平衡吸附量，从而提高平衡上染百分率。会降低染料胶粒的电层电位，染料在水中的溶解度降低，提高了染料的吸附密度，从而提高上染百分率。缓染机理：染色时，首先是氯离子或硫酸根离子与纤维结合，而后染料阳离子与其发生取代作用而上染纤维。加入盐，必延缓染料离子与氯离子或硫酸根离子的交换，从而起到缓染作用。加入中性盐还能促使已吸收的染料从纤维上解吸下来，从而有利于移染，提高匀染效果。12. 试分析温度对阳离子染料染腈纶上染速率的影响，实际工艺过程中如何控制其上染速率？ 答：影响：在温度低于Tg时，纤维大分子链运动几乎为零，显微结构紧密，染浴中染料分子仅吸附在纤维表面。 在接近Tg时，自由运动对温度十分敏感，上染速率突变。 在高Tg10-15度时，为集中上染区，上染速率快 控制方法：采用50-60度始染，控制升温，在接近Tg时，减缓升温速度；在最高染色温度（98-105度）时保温，增加晕染效果。13. 试比较11型和12型酸性含媒染料染色性能的异同点。答：相同点：都加入了金属离子，湿牢度和耐日晒牢度较好，但是颜色暗淡。不同点：1:1型酸性含媒染料需在强酸介质中染色且用酸量大，具有优良的匀染性，但易使羊毛受损，影响织物手感和光泽，易腐蚀设备。 1:2型酸性含媒染料在弱酸或中性条件下染色。水溶性不够良好，染液易聚集，分子复杂，分子量大，对纤维亲和力高，初染速率快，在纤维内扩散慢，移染性差，对由纤维微细结构引起的染疵遮盖性差。14. 画出弱酸性染料染蚕丝的 D f pH图，并分析其成因（用化学式表示）。15. 说明暂溶性还原染料染棉织物卷染的工艺流程及作用。什么是暂溶性还原染料？其显色条件如何？ 答：工艺流程：染色浸酸，氧化显色水洗皂洗中和水洗 作用：染色：通过分子间力与氢键使染料吸附在纤维表面 浸酸，氧化显色：使染料氧化而显色并固着在纤维上， 中和：去除氧化显色中过剩的酸 皂洗：一方面去除浮色，一方面改变染料在纤维上的物理状态，改善染料的牢度和颜色。 暂溶性还原染料：在还原染料分子中接入硫酸酯基团而加工的可溶于水的染料。上染纤维后，经过化学反应，脱去水溶性集团即能恢复成原来不溶状态而固着在纤维上。 显色条件：有酸和氧化剂共同存在。16. 什么叫固色率？分析影响活性染料固色率的因素。 答：固色率即与纤维发生结合的染料量占投入染料总量的百分率。 影响因素：染料的反应性比；反应性比越大，固色率越高 染料的亲和力或直接性。亲和力越高，在一定条件下吸附到纤维上的染料浓度越高，越有利于染料与纤维反应，固色率也就越高。 染料的扩散性，扩散越快，在一定时间内与纤维的羟基阴离子接触的几率越高，固色率越高。 pH, pH越高，a.染料与纤维素反应速率提高，但染料水解增加更快，故而固色率下降。b.cell-o-/OH-在pH到一定程度后会降低，固色率下降；c.纤维素阳离子增多，与染料阳离子排斥力增加，固色率下降。 温度升高，反性比下降，且亲和力下降，纤维内外相中离子浓度分配变化，纤维溶胀性能改变，固色率下降。 电解质，加入电解质可以提高染料的直接性，还能提高cell-o-/OH-比值，所以固色率升高，但电解质不宜过量，否则会出现聚沉。 助剂及添加剂浴比，降低浴比可提高染料直接性，从而提高纤维上的染料浓度，提高固色率纤维结构与性质，纤维溶胀性能好，固色率高，纤维表比面积越大，固色率越高。17. 简述直接染料阳离子固色剂固色的工作原理，常用固色剂有哪几类？答：固色机理:采用阳离子化合物作为固色剂，其可与染料阴离子在纤维上发生离子交换反应，生成微溶于水或不溶于水的盐类，从而封闭染料的水溶性集团，防止染料在水中电离和溶解而从织物上脱落下来，反应机理如下： D-SO3- Na+ + F-NH3+ Cl- D- SO3- NH3+ -F + NaCl 更有些阳离子表面活性剂可以与染料和纤维之间形成氢键、范德华力或在纤维表面形成立体网状聚合物薄膜，与纤维发生交联反应等，均可以提高色牢度。常用阳离子固色剂：低分子阳离子型固色剂、阳离子树脂型固色剂、反应性交联剂18. 还原染料隐色体染色法有几类上染方法？与染料的结构有何关联？答：甲法：在较高温度50-60度下进行，适合分子量大，结构复杂，易聚集，扩散性能差的染料。不加盐催化，要加缓染剂，降低始染率，碱和保险粉用量多。 乙法：分子量中等，结构较简单的或含酰胺基的染料。在中等温度下进行（40-50度），碱和保险粉用量较低。 丙法：分子量小，结构简单，不易聚集的染料，在20-30度下进行，靛族在高温下还原，低温下染色，碱和保险粉用量再降低，可加盐促染。19. 试分析还原染料隐色体上染容易产生白芯现象的原因及防治的方法。答：原因：由于染料隐色体的分子较大，平面性好，对纤维的亲和力高，而染色温度较低，隐色体易聚集，在纤维内的扩散速率低，移染好玩透染性能差。 由于染浴中有大量电解质对隐色体上染的促进作用，致使初染率很高，匀染性下降，即使延长时间，也难以获得匀染。 防治方法：降低初染率，控制始染温度，选用适当的缓染剂，如平平加O 增进移染，加入助剂如：乙醇、三乙醇胺等，降低隐色体的聚集，提高扩散和移染性。 适当提高温度，延长染色时间，增进移染。但以70-80度为限。否则保险粉分解。20. 什么叫阳离子染料染色饱和值、腈纶纤维染色饱和值和饱和系数？并指出它们对实际生产有何指导意义？ 答：阳离子染料染色饱和值SD：能使给定纤维达到饱和吸附所需要的商品染料的量，以相对于纤维或织物的质量来表示。腈纶纤维染色饱和值Sf:用分子量为400的染料作为标准染料（孔雀绿），pH4.5,100，浴比100:1，回流4h,用足量染料使上染率达95% 时，100g纤维上的燃料量，为该纤维的染色饱和值。Sf是纤维的物性参数。饱和系数f：纤维的染色饱和值与染料的染色饱和浓度之比，即为染料的饱和系数。 f=SD/Sf实际意义：染料的百分用量与饱和系数的乘积不应超过Sf，否则会造成染料的浪费。21. 影响还原染料还原速率的因素有那些？过度还原有那些现象？ 22. 试分析影响分散染料溶解度的因素。 23. 分析涤纶分散染料碱性染色的优缺点。24. 简述涤纶超细纤维织物染色加工中存在的主要问题及其改进措施。25. 载体在涤纶分散染料染色中具有那些作用，并简述涤纶分散染料载体染色原理。26. 试分析强酸性染料和弱酸性染料在结构与染色性能上有何不同？27. 试分析酸性染料与直接染料在结构和性能上有何异同？28. 弱酸性染料对锦纶染色时，影响染色速度和竭染率的主要工艺参数是什么？为什么？29. 试从羊毛和蚕丝的结构出发，分析用弱酸性染料染色时如何控制温度？30. 试画出活性染料上染、固色速率曲线图，并简述染色特征值。S值在中性盐存在下染料达到第一次平衡的上染率，反映染料对纤维的亲和力或直接性高低；E值加碱后染色最终时染料的上染率；R值表示加碱剂10min（或5min）时的固色率与最终固色率的比值，表示染料与纤维发生反应的固着速率，粗略反映染料的反应性；T50表示达到最终固色率一半所需的时间，也常用来表示染料的固色速率；F值表示洗去浮色后染料的固着率，反映染料的固色率高低。31. 简述印花后蒸化目的、原理及主要工艺因素。32. 印花制版时如何根据加工产品花型要求选择丝网规格和控制刮刀因素？33. 活性染料印花应选择何种糊料？为什么？34. 颜料与染料在结构和应用性能上的主要差别是什么？各有哪些优缺点？35. 颜料印花色浆的基本组成如何？各组成对产品的质量有何影响？36. 颜料的遮盖力的作用是什么？与哪些因素有关？37. 简述涤纶还原剂拔染印花、碱拔染印花的机理，举例说明印花工艺流程。答：机理：选择不耐还原剂的分散染料作为地色染料，选择耐还原剂的分散染料作为色拔染料，色浆中含还原剂，印制后，印制部位的地色染料被还原剂分解而去除，而色拔染料不受还原剂影响而印制在织物之上，使织物成色拔染料颜色。同样，选用不耐碱的分散染料作为地色染料，耐碱的作为色拔染料，可实现碱拔染印花。工艺流程：坯布（衣服，成衣）印制烘干汽蒸（烘焙）水洗38. 还原染料印花时应选用什么糊料？为什么？答：采用印染胶作为糊料。由于还原染料经在碱性条件下由还原剂还原成隐色体上染，所以，糊料必须耐碱，而印染胶耐碱性好，且渗透性均匀性好，而且印染胶本身因末端潜在醛基的存在而有还原能力，由它制得还原染料色浆在放置时，雕白粉的分解较少，蒸化时雕白粉利用率就高，但由于印染胶的吸湿性很好，在蒸化时，弱湿度控制不好，很容易造成渗化，所以一般加入少量淀粉糊料混用，另外海藻酸钠糊遇碱凝集，适用于轧碱短蒸二相法印花的色浆。第四题 问答题1. 已知某一分散染料在90和120达到染色平衡时涤纶纤维上的染料浓度和水溶液中的染料浓度，试求90和120时的分配系数和亲和力（涤纶纤维的有效容积为0.2 l/kg）以及染色热和染色熵，分析温度对分配系数的影响，并说明原因。染色温度在涤纶上（mol/kg）在水中（g/l）900.130.021200.200.152. 叙述酸性媒染染料的染色原理，母体为偶氮结构的酸性媒染染料在分子结构上有什么特点？（写出化学结构式） 3. 活性染料用浸染法对纤维素纤维染色时，影响固色率的因素有哪些？作简要说明。试述碱剂用量对活性染料在纤维素纤维上固色率的影响情况？ 4. 已知腈纶纤维的Sf = 1.2，试问下列处方是否合理？说明理由。（设染色饱和度为90%）染料用量（owf）f阳离子黄X 6G 0.500.55阳离子红X GRL 0.43 0.25阳离子蓝X GKL0.18 0.54阳离子缓染剂 1.00.555. 比较常用K、X、KN型活性染料对碱、酸稳定性的优劣，并解释之，指出最稳定的pH范围 6. 设计涤/棉混纺机织物采用分散/还原连续轧染的工艺，要求双组分纤维同色。1）设计染色工艺流程；2）确定相关染色液、处理液的组成；3）确定主要工序的工艺参数并说明各工序的作用； 7. 设计涤棉混纺织物采用分散/活性连续轧染工艺的工艺流程、工艺处方及工艺条件，并说明染色过程需注意的事项。（一浴两步法）8. 阐述锦纶织物弱酸性染料染色常见的疵病及其产生的原因。从哪些方面改进和克服？9. 阐述腈纶阳离子染料染色常见的疵病及其产生的原