皮草染色基本原理

1、皮草染色基本原理第1页，共83页，2022年，5月20日，1点3分，星期六本章要求掌握的内容1、染色的概念2、双电层的概念3、亲和力的概念4、染色速率的概念5、上染速率曲线6、中性电解质对染色的作用7、匀染的概念第2页，共83页，2022年，5月20日，1点3分，星期六第一节 染色的概念染色的概念上染过程的几个阶段第3页，共83页，2022年，5月20日，1点3分，星期六染色的概念染色是指染料从染液中自动地转移到纤维上，并在纤维上形成均匀、坚牢、鲜艳色泽的过程。主要指标染色色泽的均匀性染色牢度鲜艳度第4页，共83页，2022年，5月20日，1点3分，星期六染色均匀性的概念即：色泽均匀性指染料在

2、纤维上的分布的均匀程度染料在纤维上分布越均匀，染色均匀性越好否则，将会出现色差或色花第5页，共83页，2022年，5月20日，1点3分，星期六染色色牢度的概念即：色泽坚牢度指染料在纤维上固着力和稳定性的大小染料在纤维上固着力和稳定性越大，染色色牢度越高否则，将会出现褪色或变色第6页，共83页，2022年，5月20日，1点3分，星期六色泽鲜艳度的概念即：色泽的饱合度或纯度指色泽中染料光谱色含量的大小色泽中染料光谱色含量越大，色泽越鲜艳否则，色泽萎暗第7页，共83页，2022年，5月20日，1点3分，星期六第二节 染料在染液中存在的基本形式染料的电离染料的溶解染料的分散染料的聚集第8页，共83页，

3、2022年，5月20日，1点3分，星期六概述 染色是以水为介质的染液中进行的，所以染色前必须先将染料配制成染液。配制染液的过程较为复杂，不同结构的染料发生不同的变化，包括：染料的电离染料的溶解染料的分散染料的聚集第9页，共83页，2022年，5月20日，1点3分，星期六一、染料的电离离子型染料在水溶液中会发生电离，从而使染料母体带上电荷阴离子型染料电离后，母体带上负电荷直接染料、活性染料、酸性染料、可溶性还原染料属于此类D上的阴离子基团通常为磺酸基（SO3-）、硫酸酯基（OSO3- ）、羧基（ COO- ）等第10页，共83页，2022年，5月20日，1点3分，星期六一、染料的电离阳离子型染料

4、电离后，母体带上正电荷阳离子染料属于此类D上的阳离子基团通常为季铵离子（N+HR1R2）X一般为氯离子（Cl-）第11页，共83页，2022年，5月20日，1点3分，星期六二、染料的溶解概念当染料投入水中，染料晶体结构因受水分子的极性作用而遭到破坏，染料能以单分子态与水化合而均匀地分布在水中，称为染料的溶解。该体系称为染料溶液。一般是澄清、透明的体系。染料的溶解度一般用每升水中所溶解染料的克数表示（g/L）。第12页，共83页，2022年，5月20日，1点3分，星期六二、染料的溶解影响染料溶解度的因素染料结构：离子型染料溶解度高，分子型染料溶解度低相对分子质量大小：大，溶解度低PH值：利于电离

5、，则利于溶解温度：T提高，利于溶解加入助剂尿素、表面活性剂等助溶剂，使溶解度提高中性电解质，使溶解度降低第13页，共83页，2022年，5月20日，1点3分，星期六三、染料的分散概念当染料投入水中，染料晶体结构不能受水分子的极性作用而遭到破坏，染料只能以晶体态的形式均匀地分布在水中，称为染料的分散。该体系称为染料分散液或染料悬浮液。一般是混浊、不透明的体系。染料的分散必须在分散剂的作用下才能进行，否则会因染料的重力而产生染料的沉降，使体系分层。第14页，共83页，2022年，5月20日，1点3分，星期六三、染料的分散影响分散液（悬浮液）稳定性因素粒子细化：2m 越小，越稳定分散剂的性质及用量：

6、分散作用强，用量大，稳定分散液的温度：低，稳定要及时配制第15页，共83页，2022年，5月20日，1点3分，星期六四、染料的聚集概念电离后的单离子染料或溶解后的单分子染料又可能聚集在一起，形成染料和聚集态，这一过程称为染料的聚集。染料的聚集是染料溶解的逆过程。 分子型染料 nD Dn 阴离子型染料 nD- Dnn- 阳离子型染料 nD+ Dnn+第16页，共83页，2022年，5月20日，1点3分，星期六四、染料的聚集影响聚集的因素凡是不利于染料溶解的就利于染料的聚集控制染料的聚集对染料上染极为重要第17页，共83页，2022年，5月20日，1点3分，星期六第三节 纤维在染液中的状态一、纤维

7、的吸湿和溶胀二、纤维在染液中的电现象及其对染色的影响第18页，共83页，2022年，5月20日，1点3分，星期六概述纤维投入染液后，形态、性质发生变化对染色影响最大的是纤维在染液中的吸湿溶胀纤维在染液中的电现象第19页，共83页，2022年，5月20日，1点3分，星期六一、纤维的吸湿和溶胀特点:发生在无定形区溶胀异向性各种纤维结构不同，吸湿溶胀性不同吸湿性好，溶胀大，孔隙大，利于染色染色前通常对纤维进行温水浸渍或汽蒸处理第20页，共83页，2022年，5月20日，1点3分，星期六一、纤维的吸湿和溶胀发生在无定形区 第21页，共83页，2022年，5月20日，1点3分，星期六一、纤维的吸湿和溶胀

8、溶胀异向性第22页，共83页，2022年，5月20日，1点3分，星期六常用纤维在水中的吸湿膨胀率纤维横向溶胀（）纵向溶胀（）直径面积棉202340421.1麻2021400.37粘胶纤维3565672.77羊毛14.825261.22蚕丝16.318.7191.31.6锦纶1.92.61.63.22.76.9第23页，共83页，2022年，5月20日，1点3分，星期六一、纤维的吸湿和溶胀纤维结构不同，吸湿溶胀性不同第24页，共83页，2022年，5月20日，1点3分，星期六常用纺织纤维的回潮率纤维回潮率(%)20,65%RH20,95%RH棉7.52427麻7102331羊毛1622蚕丝910

9、3639粘胶纤维12142530涤纶0.40.50.60.7腈纶1.22.01.53.0锦纶3.5589维纶4.551012第25页，共83页，2022年，5月20日，1点3分，星期六二、纤维在水溶液中的电现象（一）纤维在染液中带电的原因纤维与染液接触时，在纤维表面通常会带有一定量的电荷。在中性或碱性条件下，纤维表面一般带负电荷。原因：纤维中羧基、磺酸基等或纤维氧化生成的羧基发生电离纤维在染液中吸附带负电的粒子，如OH-纤维的介电常数等电点，纤维带负电荷PH等电点，纤维带正电荷PH=等电点，纤维呈电中性第27页，共83页，2022年，5月20日，1点3分，星期六（二）界面动电现象和动电层电位1

10、、染液中带电离子所受的力纤维表面电荷的静电作用力电性相反时，为引力电性相同时，为斥力自身运动和染色时搅拌的作用使带电离子均匀分布第28页，共83页，2022年，5月20日，1点3分，星期六（二）界面动电现象和动电层电位作用结果：带有与纤维表面电荷电性相反的离子，其浓度随着与纤维表面的距离增加而逐渐降低，直到和染液深处一样带有与纤维表面电荷电性相同的离子，其浓度随着与纤维表面的距离增加而逐渐提高，直到和染液深处一样第29页，共83页，2022年，5月20日，1点3分，星期六（二）界面动电现象和动电层电位2、双电层 electrical double layer当纤维与溶液接触时，纤维表面带有负电

11、荷，由于电荷的作用以及为了整个体系保持中性，在纤维表面附近的溶液内聚集着与表面电荷相反的离子（反离子），形成双电层。第30页，共83页，2022年，5月20日，1点3分，星期六（二）界面动电现象和动电层电位2、双电层 electrical double layer纤维表面能强烈地吸附部分带有与纤维表面电荷电性相反的离子，形成所谓的吸附层或固定层。当在外力作用下，纤维和染液发生相对运动时，吸附层一般与纤维表面不发生相对位移。吸附层以外部分称为扩散层。当纤维和染液发生相对运动时，扩散层与纤维（或吸附层）发生相对位移。总之，纤维对外部相反离子的吸附形成了两层，这就是界面双电层。第31页，共83页，2

12、022年，5月20日，1点3分，星期六（二）界面动电现象和动电层电位第32页，共83页，2022年，5月20日，1点3分，星期六（二）界面动电现象和动电层电位3、界面动电现象和动电层电位在外力作用下，扩散层和吸附层之间相对运动的现象称为界面动电现象。扩散层和吸附层之间形成的双电层又称为动电层。吸附层表面与染液深处间的电位差称为动电层电位，或称电位。第33页，共83页，2022年，5月20日，1点3分，星期六常见纤维的动电层电位纤维动电层电位（mV）纤维动电层电位（mV）棉-40-50涤纶-95羊毛-40腈纶-81蚕丝-20维纶-114-125锦纶6-59-66丙纶-140-150第34页，共8

13、3页，2022年，5月20日，1点3分，星期六（三）纤维的电现象对染料上染的影响亲和力：染料与纤维间存在的吸引力。亲和力=染料与纤维间的分子间力+静电力力大小与作用距离有关分子间力与分子间距离的六次方成反比静电力与分子间距离的平方成反比亲和力越大，表示染料从溶液向纤维移动的趋势越大，即推动力大，故可用来判断染料的上染能力。引力或斥力引力第35页，共83页，2022年，5月20日，1点3分，星期六（三）纤维的电现象对染料上染的影响第36页，共83页，2022年，5月20日，1点3分，星期六（三）纤维的电现象对染料上染的影响结论:当染料与纤维带有同号电荷时，不利于染料的上染；当染料与纤维带有异号电

14、荷时，有利于染料的上染。第37页，共83页，2022年，5月20日，1点3分，星期六（四）染色体系中的盐效应1、盐效应作用原理概念盐效应是指在染色过程中加入中性电解质后对染料上染（上染速率、上染百分率等）的影响分类促染效应：加速染料上染缓染效应：延缓染料上染第38页，共83页，2022年，5月20日，1点3分，星期六（四）染色体系中的盐效应常用：元明粉（硫酸钠）或食盐（氯化钠）促染效应：染料与纤维带有同号电荷，提高上染速率，提高上染率。如：直接染料染棉。缓染效应：染料与纤维带有异号电荷，降低染料的上染速率，提高匀染性。如强酸性染料染羊毛，阳离子染料染腈纶等。影响因素染料结构：染料所带电荷与质量

15、之比越大，盐效应明显.盐的种类：促染效果Na+K+Mg2+Ni2+Mn2+Zn2+Al3+第39页，共83页，2022年，5月20日，1点3分，星期六（四）染色体系中的盐效应2、盐效应的影响因素染料结构染料所带电荷与质量之比越大，盐效应明显染料结构中所含电性基团的数目越多，盐效应明显盐的种类取决于金属离子的化合价和离子半径的大小促染效果： Na+K+Mg2+Ni2+Mn2+Zn2+活性与后处理有关固色第76页，共83页，2022年，5月20日，1点3分，星期六2、耐摩擦牢度及其测定指染品受到摩擦时保持不褪色、不变色的能力干摩擦牢度：指用标准白布与染品进行摩擦后，染品的褪色及白布的沾色情况。湿摩

16、擦牢度：指用含湿95%105%的标准白布与染品进行摩擦后，染品的褪色及白布的沾色情况。分为五级九档，其中五级最好，一级最差。第77页，共83页，2022年，5月20日，1点3分，星期六2、耐摩擦牢度及其测定测试方法按纺织品耐摩擦牢度测试方法进行测试。GB 3920-1997将被测染品平放在摩擦牢度测试仪的置样平台上，并用夹持架固定后，用包有标准白布的摩擦头来回摩擦10次，摩擦时，标准白布的经纬纱方向与被测染品的经纬纱方向成45角。摩擦完毕，取下被测染品及标准白布，分别与标准褪色样卡和沾色样卡进行对比，评定出褪色牢度和沾色牢度耐摩擦牢度与染色工艺有密切关系渗透不均匀，扩散不充分染料与纤维的结合差表面浮色多染料浓度过饱和第78页，共83页，2022年，5月20日，1点3分，星期六2、耐摩擦牢度及其测定第79页，共83页，2022年，5月20日，1点3分，星期六3、耐日晒牢度及其测定指染品受光照时保持不褪色、不变色的能力分为8级，八级最好，一级最差测试方法按纺织品耐晒牢度测试方法进行测试。GB 8427-1998将被测染品与“日晒牢度蓝色标准样”放在一起同时进行光照，然后根据试样的褪色情况与哪个樯样相当来评定耐日晒牢度等级。第80页，共83页，2022年，5月20日