染色基本理论 2

1、第二章 染色基本理论Part 多少多少热力学热力学程度程度上染百分率上染百分率平衡上染百分率平衡上染百分率得色量得色量快慢快慢动力学动力学速度速度上染速率上染速率半染时间半染时间吸附扩散动力染料在溶液中与在纤维上的化学位的差纤维表面与内部的浓度差指标亲和力：对特定纤维而言是染料的属性，是温度和压力的函数，不受其他条件（如浓度因素）影响。平衡上染百分率：扩散系数：用以衡量染料在纤维中的扩散性能。扩散系数在一定条件下是常数，决定于染料和纤维的化学结构及纤维的微结构。模型3种吸附模型2种扩散模型影响因素染料结构因素：分子大小、电荷数及由此产生的与纤维作用力；纤维结构因素：分子结构、超分子结构；形态结

2、构；环境因素：温度，pH值，助剂染料结构因素：分子大小、电荷数及由此产生的与纤维作用力、扩散活化能，纤维表面染料浓度；纤维结构因素：分子结构、超分子结构；形态结构；环境因素：温度，助剂能斯特弗莱因德利胥朗格谬尔吸附等温线特性纤维上染料浓度和染液中染料浓度呈直线关系，有饱和值纤维上染料度Df随染液中染料浓度Ds增加而不断增加，但增加速率越来越慢；无明显吸附饱和值斜率随纤维上染料浓度的增加而不断减小，达到一定值后不再增加。有饱和值物理意义属于分配型吸附等温线属于物理吸附，即非定位吸附，吸附是多分子层。属于化学吸附，即定位吸附。吸附是单分子层的。所有染座都被染料占据时，吸附达到了饱和。作用力非离子型

3、染料以范氏力、氢键被纤维吸附离子型染料以范氏力、氢键吸附于纤维时离子型染料以静电引力上染纤维，以离子键在纤维固着时适用情况分散染料染聚酯纤维、聚氨酯纤维、聚丙烯腈纤维直接、还原染料隐色体纤维素纤维；活性染料在纤维素纤维上的吸附（未发生共价结合时）酸性染料在强酸性浴上染羊毛，阳离子染料上染聚丙烯腈纤维。能斯特弗莱因德利胥朗格谬尔物理意义属于分配型吸附等温线，即溶质在两种互不相溶的溶剂中的浓度之比为一常数。在染色平衡情况下，染料在纤维上的浓度与在染液中的浓度之比为一常数，纤维上的染料浓度与染液中的染料浓度成正比关系，随着染液浓度的增高而增高，直到饱和为止。属于物理吸附，即非定位吸附，纤维上染料浓度

4、随染液中染料浓度增加而不断增加，但增加速率越来越慢，没有明显的极限。染料吸附在纤维上是以扩散吸附层存在。属于化学吸附，即定位吸附。假定在纤维上有一定数量的吸附染料的位置，这些位置称为染座，染料的吸附就发生在纤维的这些染座上。所有染座都能同样的吸附染料而不发生相互干扰。一个染座上吸附了一个染料分子后便饱和而不能再发生进一步的吸附，即吸附是单分子层的。所有染座都被染料占据时，吸附达到了饱和。孔道扩散模型自由体积模型适用纤维亲水纤维疏水纤维纤维中的途径在溶胀的纤维里存在许多曲折而互相连通的小孔道。染色时,这些孔道里都充满着水,染料分子(或离子)通过这些曲折、贯通的孔道扩散进入纤维内部。合成纤维中分子

5、链间的空隙（空穴）被称为自由体积。当温度大于Tg以后大分子的链段发生绕动,原来微小的空穴合并成较大的空穴。染料运动方式在扩散过程中,染料分子(或离子)会不断发生吸附和解吸。孔道里游离状态的染料和吸附状态的染料成动平衡状态。染料分子沿这些不断变化的空穴,逐个“跳跃”扩散。扩散系数吸附扩散染料结构分子大小分子大小分子量分子量分子形态分子形态共轭系统，线性、共轭系统，线性、共平面性共平面性基团与电荷基团与电荷极性、反应性基极性、反应性基团团纤维结构分子结构分子结构超分子结构超分子结构结晶度、取向度结晶度、取向度形态结构形态结构合成纤维的粗细、合成纤维的粗细、粘胶的皮层结构、粘胶的皮层结构、羊毛的鳞片

6、结构羊毛的鳞片结构环境因素温度温度pHpH助剂助剂促染促染/缓染、助缓染、助溶、渗透溶、渗透吸附扩散机理影响因素染色效果促染与缓染移染染色理论n温度效应n电荷效应染色原理n温度效应l提高温度可以提高染料的扩散速率，但会降低提高温度可以提高染料的扩散速率，但会降低染料的平衡上染百分率染料的平衡上染百分率温度高增加了分子动能，有利于克服扩散活化能上染过程是放热过程，温度升高平衡向解吸方向移动染色原理n温度效应l提高温度可以提高染料的扩散速率，但会降低提高温度可以提高染料的扩散速率，但会降低染料的平衡上染百分率染料的平衡上染百分率温度高增加了分子动能，有利于克服扩散活化能上染过程是放热过程，温度升高

7、平衡向解吸方向移动结构溶解性亲和力扩散速率所用温度简单好低高低复杂差高低高染色原理n盐效应（电荷效应）l降低上染过程纤维上电荷对染料离子的库伦斥力降低上染过程纤维上电荷对染料离子的库伦斥力范德华力与库伦斥力染料的电荷加入盐，溶液中出现额外的钠离子钠离子的屏蔽作用染色原理n盐效应（电荷效应）l提高染料的扩散速率提高染料的扩散速率染料阴离子向纤维转移要带相应的钠离子一起移动钠离子向纤维附近离子浓度高处转移要消耗能量加入盐，溶液本体中钠离子浓度增加，降低了本体和纤维界面处钠离子浓度差，从而降低了由此产生的能阻染色原理n盐效应（电荷效应）l提高染料的平衡上染百分率提高染料的平衡上染百分率加入盐，提高了溶液中染料活度，提高了染料的平衡吸