染色基本理論概況

　　染色基本理論概況：一般染料染色樣卡中所載的染色牢度都注有“1/1”、“1/3”等染色濃度，“1/3”的濃度為1/1標(biāo)準(zhǔn)濃度的1/3。
　　
　　染色基本理論分析
　　
　　（一）染料在溶液中的狀態(tài)
　　
　　染料按其溶解度的大小，可分為水溶性染料和難溶性染料
　　
　　1.水溶性染料
　　
　　離子型的染料加入水后，由于水分子為極性分子，染料的親水部分能與水分子形成氫鍵結(jié)合，并根據(jù)親水性的強(qiáng)弱，與水形成水合離子或水合分子而溶解，形成染料的水溶液
　　
　　如直接、酸性、活性、陽(yáng)離子及還原染料與硫化染料的隱色體
　　
　　溶解度大小與染料種類、溫度、染液pH值等因素有關(guān)；
　　
　　加入助溶劑（如色素、表面活性劑），有利于染料的溶解
　　
　　含有羥基的色酚，堿性條件下，溶解度提高
　　
　　含有氨基或取代氨基的，在酸性條件下生成銨鹽而電離成染料陽(yáng)離子不溶性偶氮
　　
　　與金屬離子形成絡(luò)合物中性染料
　　
　　由于染料分子之間的疏水部分的氫鍵和范德華力的作用而使染料發(fā)生不同程度的聚集
　　
　　聚集傾向與染料分子結(jié)構(gòu)、溫度、電解質(zhì)、染料濃度等有關(guān)染料分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜、分子質(zhì)量大、同平面的共軛體系，容易聚集
　　
　　溫度低，聚集傾向大
　　
　　加入電解質(zhì)，聚集增加
　　
　　濃度高，聚集傾向大
　　
　　在染液中，染料離子、分子及其聚集體之間存在著動(dòng)態(tài)平衡關(guān)系
　　
　　染料對(duì)纖維上染是以單分子或離子狀態(tài)進(jìn)行，隨著上染，聚集體不斷解聚，直至平衡
　　
　　2.難溶性染料
　　
　　在水中溶解度很小，如分散染料、還原染料等
　　
　　在實(shí)際染色中，染料用量遠(yuǎn)大于其溶解度，染料在水中主要以分散狀態(tài)存在
　　
　　染料顆粒借助表面活性劑的作用，穩(wěn)定地分散在溶液中，形成懸浮液
　　
　　染料在溶液中的狀態(tài)
　　
　　（1）細(xì)小晶體狀態(tài)懸浮在染液里
　　
　　（2）一部分染料溶解在分散劑的膠束里
　　
　　（3）小部分成溶解狀態(tài)
　　
　　三種狀態(tài)保持一定的動(dòng)態(tài)平衡關(guān)系l注意保證染液的分散穩(wěn)定性
　　
　　（二）上染過(guò)程
　　
　　上染：指染料自染液（或其他介質(zhì)）而向纖維轉(zhuǎn)移并將纖維染透的過(guò)程
　　
　　上染過(guò)程和染色過(guò)程略有差別
　　
　　大多數(shù)染料染色過(guò)程基本上就是一個(gè)簡(jiǎn)單過(guò)程，上染完畢，只需經(jīng)過(guò)水洗等后處理，染色過(guò)程就結(jié)束。如，直接染料、酸性染料、陽(yáng)離子染料及分散染料
　　
　　另一些染料上染過(guò)程結(jié)束后還需要經(jīng)過(guò)一定的化學(xué)處理，染色過(guò)程才算完成，如還原染料、活性染料
　　
　　染料從外部介質(zhì)（外相）向纖維（內(nèi)相）的轉(zhuǎn)移擴(kuò)散過(guò)程為基礎(chǔ)的，是染料在兩相間的分配過(guò)程。
　　
　　包括染料從外相向纖維表面擴(kuò)散、在纖維外表面的吸附、在纖維中的擴(kuò)散及在纖維內(nèi)表面的吸附與固著組成。
　　
　　外相：固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)或液態(tài)與氣態(tài)的結(jié)合態(tài)（超臨界態(tài)）。
　　
　　液態(tài)：染料在水中、有機(jī)溶劑或其混合物中的溶液或分散液
　　
　　固態(tài)：印花過(guò)程中的漿膜
　　
　　氣態(tài)：分散染料
　　
　　超臨界：二氧化碳
　　
　　可分為三個(gè)階段
　　
　　吸附：染料從染液向纖維表面擴(kuò)散，并上染到纖維表面擴(kuò)散：吸附在纖維表面的染料向纖維內(nèi)部擴(kuò)散
　　
　　染料固著在纖維內(nèi)部
　　
　　1.染料的吸附
　　
　　染料在染液中靠近纖維到一定距離后，染料分子被纖維表面迅速吸附，并與纖維分子間產(chǎn)生氫鍵、范德華或庫(kù)侖引力結(jié)合
　　
　　纖維對(duì)染料分子的吸附主要是通過(guò)物理吸附（如范德華力和氫鍵）及化學(xué)吸附（如離子鍵）等來(lái)完成的
　　
　　染料的吸附是一個(gè)可逆過(guò)程，吸附和解吸反復(fù)進(jìn)行，這有利于染色的均勻
　　
　　染色初期，吸附快，解吸慢；隨著染色進(jìn)行吸附逐漸變慢，解吸變快；直到達(dá)到平衡
　　
　　（1）物理吸附
　　
　　范德華力：
　　
　　分散染料對(duì)疏水性纖維
　　
　　耐縮絨性酸性染料（中性浴）對(duì)羊毛
　　
　　氫鍵：
　　
　　染料和纖維通過(guò)羥基、氨基、酰胺基、偶氮基等基團(tuán)形成。
　　
　　直接染料和纖維素纖維結(jié)合
　　
　　庫(kù)侖力：蛋白質(zhì)纖維、聚酰胺纖維（正電荷），酸性染料（負(fù)電荷），吸附纖維素纖維（負(fù)電荷），直接、活性染料（負(fù)電荷），阻礙
　　
　　三種力同時(shí)存在，但在具體上染中各有不同
　　
　　（2）染料的上染性能表示
　　
　　A.直接性：染料能從染液中向纖維表面轉(zhuǎn)移的特性
　　
　　只表示染料在一定條件下的上染性能
　　
　　受溫度、電解質(zhì)、浴比、染液pH值、染色濃度等因素的影響
　　
　　直接性高的，容易吸附在纖維上，吸附速率快
　　
　　可用上染百分率表示
　　
　　B.上染百分率
　　
　　指上染在纖維上的染料量與原染液中所加染料量的百分比值
　　
　　染料對(duì)纖維的直接性是由染料與纖維的分子間的引力產(chǎn)生的
　　
　　C.親和力
　　
　　表示染料從溶液中的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)向纖維上的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)轉(zhuǎn)變的趨勢(shì)和量度
　　
　　親和力越大，染料的上染能力越大
　　
　　（3）影響因素
　　
　　染色溫度：提高，吸附速率加快，平衡上染百分率降低
　　
　　加酸：加快酸性染料在羊毛，減緩陽(yáng)離子染料在腈綸
　　
　　加鹽：若染料和纖維所帶電荷相同，促染作用，如直接、活性染料對(duì)纖維素纖維吸附；若相反，緩染作用，如減緩陽(yáng)離子染料對(duì)腈綸的吸附
　　
　　前處理均勻，染色均勻；染液中各處的染化料、溫度等均勻；染料吸附速率過(guò)快，易染色不勻
　　
　　2.染料的擴(kuò)散
　　
　　染料吸附到纖維表面后，在纖維內(nèi)外形成染料濃度差，因而向纖維內(nèi)部擴(kuò)散并固著在纖維內(nèi)部
　　
　　比染料吸附速度慢得多，決定上染速率的關(guān)鍵階段
　　
　　擴(kuò)散過(guò)程中染料分子受到纖維分子的機(jī)械阻力、化學(xué)吸引力及染料分子間吸引力的阻礙
　　
　　擴(kuò)散直到纖維和溶液間的染料濃度達(dá)到平衡，纖維內(nèi)外表面染料濃度相等即染透為止
　　
　　擴(kuò)散模型
　　
　　孔道模型：纖維中存在許多曲折而相互貫通的小孔道，染料通過(guò)這些孔道向纖維內(nèi)部擴(kuò)散，在孔道中吸附和解吸處于平衡狀態(tài)。
　　
　　適用于親水性纖維和玻璃化溫度以下的疏水性纖維
　　
　　自用體積模型
　　
　　在纖維總體積中存在未被纖維分子鏈段占據(jù)的一部分體積，稱為自由體積
　　
　　適用于玻璃化溫度以上的疏水性纖維
　　
　　染料分子小，纖維縫隙大，染料在纖維內(nèi)擴(kuò)散阻礙小
　　
　　染料和纖維分子間作用力大，直接性高，擴(kuò)散困難
　　
　　加大纖維縫隙因素（提高染色溫度、助劑膨化）
　　
　　微結(jié)構(gòu)不勻，染色不勻
　　
　　染料擴(kuò)散也為可逆過(guò)程，染色達(dá)到一定時(shí)間達(dá)到平衡
　　
　　平衡上染百分率：達(dá)到染色平衡時(shí)的上染百分率，是在規(guī)定條件下所能達(dá)到的zui高上染百分率
　　
　　上染速率曲線：在恒溫染色條件下，染料上染百分率隨染色時(shí)間變化曲線
　　
　　半染時(shí)間：上染百分率達(dá)到平衡上染百分率一半所需的時(shí)間
　　
　　半染時(shí)間短，染料上染速率快
　　
　　為染料的一個(gè)重要性能指標(biāo)
　　
　　染料拼色，應(yīng)選用半染時(shí)間相近的染料
　　
　　染色達(dá)到平衡需要很長(zhǎng)時(shí)間，實(shí)際染色只要在纖維內(nèi)部充分?jǐn)U散，不影響耐摩擦及耐日曬色牢度即可
　　
　　3.染料的固著
　　
　　上染的zui后階段
　　
　　進(jìn)行快，對(duì)染色牢度影響很大
　　
　　染料與纖維主要通過(guò)范德華力、氫鍵、離子鍵和共價(jià)鍵結(jié)合
　　
　　可在上染的同時(shí)進(jìn)行，即染色過(guò)程只有吸附和擴(kuò)散
　　
　　可經(jīng)固色處理（如直接染料），化學(xué)處理（活性染料）