超聲波染色技術(shù)

　　1．超聲波的作用
　　
　　超聲波在染色體系中的作用概括有三個方面：
　　
　　（1）分散作用：染料對纖維的上染過程通常以單分子狀態(tài)來完成，但在染液中染料分子或離子會形成聚集體，或以膠束狀態(tài)存在。超聲波不但能使染液中的染料聚集體解聚，而且還可以將分散浴中的染料顆粒擊碎，獲得粒度為1um以下高穩(wěn)定性的分散液。超聲波可以提高水的活性以及染料在染液中的溶解度。例如，在直接染料對苧麻的染色中，超聲波可以明顯提高染料的上染速率和上染百分率。在直接染料對棉織物的染色中，染料的平衡上染臣分率提高8％。
　　
　　有研究表明超聲波可以提高染料對纖維的親和力，加速染料的吸收，提高纖維的得色量，但對于不同的染料，其親和力提高的幅度不一樣。
　　
　　（2）除氣作用：超聲波的空化作用可以將纖維毛細管、織物經(jīng)緯交織點以及紗線內(nèi)部溶解或滯留的空氣排除掉，從而增加丫染液與纖維的接觸面積，有利于纖維對染料的吸收。因此超聲波對厚密織物的染色效果的影響更為顯著。
　　
　　（3）擴散作用：超聲波的空化作用可以穿透纖維表面的吸附層，使染料的擴散邊界層變薄，促進染料向纖幀表面的擴散，超聲波能增加纖維內(nèi)無定形區(qū)鏈段的活性，使高分子側(cè)序度降低，而且有可能使纖維的結(jié)晶度和取向度下降。染料在纖維內(nèi)部的擴散速度加快，與常規(guī)染色相比，擴散系數(shù)可提高30％左右，染色活化能明顯下降。有報道在亞麻織物的染色中使用超聲波，可以降低染料上染的活化能、提高染料的平衡上染百分率和上染速率，從而克服了傳統(tǒng)亞麻染色得色量低和染色困難的缺點，減少染料的浪費。
　　
　　2．超聲波染色的影響因素
　　
　　影響超聲波在染色中作用的因素主要有：超聲波的頻率、強度、纖維和染料的種類、染料濃度、染色溫度、電解質(zhì)等。
　　
　　（1）超聲波染色的強度一般為0.8—1.0W／cm2，在該染色條件下染料對纖維的上染率可達到zui大，同時還可以使紗線或織物蓬松，纖維柔軟，但不會引起纖維*性松弛和纖維形態(tài)的改變。通常超聲波染色采用的聲波頻率在20一50kHz之間，也就是空化作用發(fā)生zui顯著的波段。低于該頻率的聲波不易引起空化作用；當聲波頻率超過100kHz以上時，有可能引起纖維的聚合度下降、原纖化以至熔融等。
　　
　　（2）超聲波產(chǎn)生聲空化效應(yīng)的*溫度為50℃，所以一般超聲波染色的溫度采用45—65℃。染色過程中部分聲能轉(zhuǎn)化為熱能，染浴無須外加能量，而且溫度越低空化作用越明顯，超聲波對上染速率的影響就越大。如果沒有超聲波處理，溫度低，染料分子的動能就小，纖維的溶脹程度就小，染色難以進行。應(yīng)用超聲波染色，可避免由于高溫染色對蛋白質(zhì)纖維和部分化學(xué)纖維所造成的損傷，同時還可以使在高溫下難以處理的工藝順利進行。
　　
　　（3）在直接和活性等染料染色時，如果不加電解質(zhì)，即使在超聲波處理條件下也難提高染料的上染率，說明超聲波的能量還不足以克服帶有相同電荷的染料與纖維之間的斥力。所以，無論是否在超聲波處理條件下染色，都存在鹽效應(yīng)。
　　
　　（4）超聲波對不同纖維和不同染料作用也不同。一般超聲波染色對于疏水性纖維、相對分子質(zhì)量較高的染料、達到染色平衡時間長的染色體系作用較為明顯。例如，分散染料對醋酯纖維的超聲波染色，與常規(guī)染色相比較，其上染速度的提高很顯著，而對纖維的得色量增加并不明顯。
　　
　　染料種類對超聲染色的影響尤為明顯，即使是同類染料，超聲波對其親和力提高的幅度不同。另外，染料的濃度越高，超聲波在染色中的作用也就越明顯。
　　
　　但超聲波染色也存在一些問題，如加工成本、超聲波的方向性、噪聲等，而且，由于超聲波設(shè)備的昂貴費用，限制了工業(yè)化生產(chǎn)。
　　
　　（來源：中國紡織網(wǎng)）