2.2 染色基本理论.ppt

7 染色的基本理论 染料上染必须通过一定的染色介质 如水 等来完成随着染料分子结构 溶液温度 pH值及其他组分的不同 染料在溶液中可呈分子或离子状以及胶体或悬浮状 染料在水溶液中的状态 首先取决于它的分子结构 其次还与染色浓度 温度 电解质各类及用量 表面活性剂的性质及用量有关 7 1染料在溶液中的状态7 1 1水溶性染料 在溶液中发生电离阴离子染料 DMD 染料母体 M 伴随的阳离子 阳离子染料 DXD 染料母体 X 伴随的阴离子 染料的溶解性与染料的分子结构 温度 所加助剂有关 可溶性染料在溶液中以三种不同形态的存在染料完全离解成正或负离子 染料分子离子与分子发生聚集 形成染料聚集体 聚集体单分子离子 影响染料溶解 聚集的因素 染料结构及所含水溶性基团的数目染液的温度染液中所加助剂 尿素 表面活性剂 中性盐染液的pH值染料浓度 7 1 2难溶性染料 难溶性染料以晶体态的形式均匀的分布在水中 称染料的分散 该体系称为染料的分散液或悬浮液 影响分散液稳定性的因素 染料颗粒表面活性剂温度中性电解质搅拌条件 难溶性染料在溶液中的状态 7 2纤维在染液中的状态 7 2 1纤维的吸湿膨胀 7 2 2纤维在染液中的电现象及其对染色的影响 纤维在染液中的带电现象 一般在中性或碱性条件下 所有纤维均带负电荷 对于既带有酸性基又带有碱性基的两性纤维 所带电荷与染液pH值有关 双电层 除蛋白质纤维外在染浴中都带负电 纤维表面吸附相反离子 紧密吸附在纤维表面 形成吸附层 在溶液中的相反离子扩散分布 形成双电层 吸附层和扩散层 Zeta电位 电位 吸附层与扩散层之间形成的双电层 也叫动电层 在外力作用下 吸附层和扩散层相对运动的现象称为界面动电形象 动电层电位 吸附层表面与扩散层界面的电位与溶液内部的电位差称为动电层电位 或称 电位 纤维的 电位和染色 染料容易上染 7 3上染过程 染料的上染 就是染料舍弃染液 或介质 而向纤维移动 并深入纤维内部的过程 上染过程的几个阶段 1 染料从染液向纤维表面扩散 并在纤维表面吸附 吸附 2 吸附在纤维表面的染料向纤维内部扩散 扩散 3 染料在纤维上的固着 固着 7 3 1吸附 染料首先在纤维表面发生吸附 染在纤维表面 形成 环染 随后逐步进入到纤维内部的无定形区域 把纤维染透 完成上染过程 染料吸附的原因由于染料与纤维之间的作用力 染料的上染性能一般用直接性或亲和力表示 直接性 染料舍染浴而上染纤维的性能 或纤维选择地从染液中吸附染料的性能 直接性是一个定性的概念 只表示染料在一定条件下的上染性能 受温度 电解质 浴比 染液PH值 染色浓度等因素的影响 直接性一般用上染百分率来表示 上染百分率 指染色至某一时间时 上染到纤维上的染料量占投入到染液中的染料总量的百分数 平衡上染百分率 是指染色达到平衡时 纤维上的染料量占投入染浴中染 亲和力 亲和力 表示染料从溶液中的标准状态自动向纤维上的标准状态转变的趋势和量度 亲和力是一个热力学概念 在指定纤维上 亲和力是温度和压力的函数 是染料的属性 不受其他条件的影响 每一个染料都有自己的亲和力值 亲和力越大 从溶液向纤维转移的趋势大 上染能力大 染料的吸附是一个可逆的过程初期吸附快 解吸慢 逐步二者达到平衡吸附受多种因素如温度 电解质 染液PH值 助剂等的影响 吸附要求均匀 否则对最终染色质量有很大影响 7 3 2染料的扩散 染料 由浓度高的向低的地方运动及 染料由纤维表面向纤维内部运动的过程 称为扩散 染料吸附到纤维表面后 在纤维内外形成染料浓度差 因而向纤维内部扩散并固着在纤维内部染料在纤维中的扩散速率远远小于染料在纤维上的吸附速率 扩散过程中染料分子受到纤维分子的机械阻力 化学吸引力及染料分子间吸引力的阻碍扩散直到纤维和溶液间的染料浓度达到平衡 纤维内外表面染料浓度相等即染透为止 扩散模型 孔道模型 纤维中存在许多曲折而相互贯通的小孔道 染色时 水使纤维溶胀 孔道直径增大 染料分子通过其向纤维内部扩散 在孔道中吸附和解吸处于平衡状态 适用于亲水性纤维和玻璃化温度以下的疏水性纤维 自由体积模型 纤维总体积中存在未被大分子链段占据的一部分体积 自由体积 Tg以下时 以微小孔穴分布于纤维中 Tg以上时 由于分子链段的运动 可能会出现体积较大的自由体积 染料可以沿其扩散 适用于玻璃化温度以上的疏水性纤维 影响染料扩散速率的因素 染料的分子结构对纤维的直接性纤维的种类与结构染色温度染色助剂的影响染液与织物的相对运动 7 3 3染料的固着 固着是指扩散到纤维内部的染料与纤维结合的过程 是上染的最后阶段固着可在上染的同时进行 即染色过程只有吸附和扩散也可经固色处理 如直接染料 化学处理 活性染料 染料固着的结合形式 1 物