染整工艺原理(Ⅱ)课件：第2章 染色基本理论
染整工艺原理印PPT课件
持续改进
建立持续改进的文化和机制，鼓 励员工提出改进意见和建议，不
断完善质量控制体系。
THANKS
感谢观看
生产效率高。
印花色浆制备技巧探讨
色浆组成
包括染料、助剂、原糊等， 需根据印花工艺和织物特 点选择合适的原料。
色浆调制
按照一定比例将各原料混 合均匀，注意控制色浆的 粘度和流动性。
色浆稳定性
确保色浆在储存和使用过 程中保持稳定，防止沉淀 和分层。
印花设备结构特点与操作要求
设备结构
包括印花机、烘干机、蒸化机等， 各设备需相互配合，实现连续生
染整工艺原理印PPT课件
目 录
• 绪论 • 纺织品前处理 • 染色工艺与设备 • 印花工艺与设备 • 后整理技术与实践 • 质量检测与控制体系建立
01
绪论
染整工艺概述
染整工艺定义
染整工艺是指对纺织材料（纤维、纱线、织物）进行以化学处理为主的工艺过 程，包括预处理、染色、印花和整理等工序，旨在改善纺织品的手感、外观和 性能。
建立质量检测实验室
配备专业的检测设备和人员， 确保检测的准确性和可靠性。
强化供应商管理
对供应商进行定期评估和审核， 确保原料质量符合要求。
制定质量控制标准
根据产品特性和客户需求，制 定相应的质量控制标准。
实施生产过程控制
对生产过程中的原料、半成品 和成品进行定期抽样检测，确 保产品质量稳定。
建立质量反馈机制
产。
操作要求
熟悉设备性能及操作规程，保持 设备清洁，定期维护和保养，确
保生产顺利进行。
安全生产
遵守安全操作规程，注意防火、 防爆、防毒等安全措施，确保生
产安全。
05
染整工艺原理
第二章棉及棉型织物的退浆和精练一、练漂的目的1.去除杂质，使染整加工顺利进行。
杂质：①天然杂质：棉上的蜡状物，含氮物，果胶等②加工时沾上的二次杂质：整经用浆，合纤纺纱上油，尘埃，锈迹等2.改善品质，提高服用性能，如丝光，热定形，多在染前进行，也归为练漂。
二、主要工序因品种而异(棉)：原布准备→烧毛→退浆→精练→漂白(深色布可免，漂布须复漂)→开轧烘→丝光→烘干→染色(印花)(涤/棉)：准备→烧毛→退浆→精练(亚漂可免)→热定形(兼漂布涤加白)→丝光→氧漂(兼漂布棉加白)→烘干三、加工形式①烧毛、丝光、热定形、烘干以平幅进行。
②棉轻薄品种除①工序外可进行绳状加工，厚重棉、涤/棉应采用平幅加工。
涤/棉织物印染加工工艺原则，T/C应保留纯棉织物的全部染前处理，但传统的纯棉工艺不适用T/C，须重新制订。
①两种纤维都需要的且可使用同一条件的合并进行；②只有一方需要，则采取对一方有用而对另一方损伤小的工艺条件；③都需要又不能用同一条件的则分步进行。
现行工艺只能做到对一方大体无害，个别有严重损伤，或是兼顾一方，又难以满足另一方，尚需进一步研究。
§2 原布准备原布：坯布(gray cloth)，未经印染加工的布1.检验(inspecting)：保证产品质量，避免损失规格：长、门幅、重量，经纬纱支数、密度、强力品质：纺疵(缺经、断纬、稀纬、筘路条)、油污纱、斑渍和破损2.翻布(Turing)：分批、分箱为了避免混乱，便于管理、运输、须把相同规格，同一加工工艺的坯布划为一类加以分批分箱。
3.打印(marking)为便于识别管理，每箱布两头约10～20cm左右要打上印子，标明品种，加工工艺、批号、箱号，发布日期，翻布人代号等。
4.缝头(sewing)：为适应批量连续加工，把一箱布的布头子缝接起来(下机布长为30—120m).环缝式：接缝处不厚、平整、坚牢，但费线、易卷边、切口大，稀疏织物不宜。
平缝式：箱与箱之间的缝接，布头重叠，易生横档，但坚牢不易漏缝。
染整技术染色基本理论
四、染料的聚集
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。
分子型染料
nD Dn
Dnn+
影响聚集的因素 •染料分子间作用力越大，聚集度越大 •温度升高，不利于聚集 •染料浓度增大，聚集度增加 注：染料的聚集是染料溶解的逆过程，凡是不利 于染料溶解的就利于染料的聚集
复习： 染料分子结构与颜色关系 共轭双键多少、极性基团是否存在、共轭体系是 否贯通、共平面性好坏、金属络合结构的形成 外界条件对吸收光谱的影响
溶剂或介质、染料浓度、温度、光
第二章 染色基本原理
第一节 染色的概念 第二节 染料在染液中存在的基本形式 第三节 纤维在染液中的状态 第四节 染色的基本过程 第五节 染色牢度及其测定
•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
三、染料的分散
影响分散液（悬浮液）稳定性因素 •染料颗粒：<2μm，颗粒越小，越稳定（颗粒 太小，上浮） •分散剂的性质及用量：分散作用强，用量大， 稳定 •分散液的温度：温度低，稳定
注：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。
• 色光正确 • 色泽匀透性 • 染色牢度好
第二节 染料在染液中存在的基本形式
一、染料的电离 1、阴离子型染料
DNa 电离D Na
•D上的阴离子基团通常为磺酸基（—SO3-）、 硫酸酯基（—OSO3- ）、羧基（ —COO- ） 等 •注：直接染料、活性染料、酸性染料、可溶性 还原染料属于此类
第三节 纤维在染液中的状态
染整工艺原理课件
后整理工艺包括：柔软处理、硬挺处理、防皱处理、抗菌处理等，这些处理可以根据需要进 行选择和组合。
后整理工艺对于提高织物的舒适性、耐用性和功能性具有重要的作用，同时也需要考虑环保 和可持续性问题。
04 染整工艺设备与技术
染整设备分类与特点
分类
根据染整工艺的不同阶段，染整设备可分为前处理设备、染色设备、印花设备和 后整理设备等。
特点
染整设备具有自动化、连续化、高效化和节能环保等特点，能够满足大规模生产 的需求，提高生产效率和产品质量。
新型染整设备与技术介绍
新型染色技术
如数码印花、活性染料染色、分散染料染色等，具有颜色鲜 艳、色谱齐全、色泽均匀等优点，能够满足个性化、小批量 、多品种的生产需求。
染整工艺的重要性及应用领域
重要性
染整工艺是纺织产业链中的重要环节 ，对提升纺织品品质、增加附加值、 满足消费者需求具有重要作用。
应用领域
染整工艺广泛应用于纺织、服装、家 纺、产业用纺织品等领域，是纺织产 业链中不可或缺的一环。
染整工艺的历史与发展趋势
历史
染整工艺源远流长，可追溯至古代。随着科技的发展，染整工艺不断改进和完 善，逐渐形成了现代的染整工艺体系。
印花原理
印花基本概念
印花是将花纹或文字等特定图案印在织物上的过程，通过将色浆或染料涂在特制的版面上，再通过压力将色浆或染料 转移到织物上，从而达到装饰和美化的目的。
印花基本要素
印花需要用到印花浆或染料、印花版、印花机和织物等基本要素。印花浆或染料是带有颜色的物质，用于给织物上色 ；印花版是印制图案的模板；印花机是将色浆或染料转移到织物的设备；而织物则是被印制的对象。
染色基本原理
第二章 染色基本原理第一节 概述一、何谓染色？染色是指染料舍染液而转移到纤维上，并在纤维上形成均匀、坚牢、鲜艳色泽的加工过程。
举例说明：二.衡量染色品质量的指标染料与纤维发生物理化学或化学结合用化学方法使染料在纤维上生成沉淀着色机理染料溶液第二节 染料在溶液中的存在形式一、染料的电离 阴离子染料DM D －(染料母体)＋M ＋（伴随的阳离子） 阳离子染料DX D ＋（染料母体）+ X －（伴随的阴离子） 非离子染料染料在水中不电离的称为非离子染料，如分散染料。
二、染料的溶解染料的溶解性与染料的分子结构、温度、所加助剂有关。
（1）染料结构及所含水溶性基团的数目染料分子量小、结构简单、亲水性基团含量高的溶解性好。
（2）染液的温度温度高有利于染料的溶解。
（3）与染液中所加助剂有关尿素及表面活性剂 溶解度增加 中性电解质 溶解度降低用量多时，染料发生沉淀（4）与染液的pH 值有关色泽均匀性染料在纤维上均匀分布的程度色泽坚牢度染料在纤维上固着力和稳定性的大小色泽中染料光谱色含量的大小 又称匀染性即染色牢度饱和度，纯度例如：冰染料在酸性条件下易溶解，还原染料在碱性条件下易溶解等。
三、染料的聚集1.染料在溶液中的三种形态●离子型染料可以有三种不同形态的存在形式：（1）染料完全离解成正或负离子，如D＋或D－；（2）染料离子聚集成离子胶束，如(nD)n－或(nD)n＋；（3）染料分子聚集成胶核，然后再吸附一部分染料离子形成胶粒，在胶粒外再吸附电荷相反的离子形成胶团，如[m(DA)·nD] n－或[m(DM)·nD] n＋。
以D－为例，三种形式呈下列关系。
•非离子型染料三种不同存在形式：2.影响聚集的因素：（1）染料分子结构分子结构较大，分子成线形结构的，染料在溶液中的聚集倾向较大，聚集度较高。
（2）染色温度提高染色温度，染料聚集度降低。
（3）染料的浓度一般浓度大的聚集度高。
（4）所加助剂与电解质►加入过量食盐，染料聚集度增高，甚至还会发生沉淀。
染整工艺原理介绍课件
提高产品质量：采用环保 型技术和设备，提高产品
质量，满足市场需求
降低生产成本：采用环保 型技术和设备，降低生产
成本，提高企业竞争力
智能化染整工艺
自动化控制： 利用计算机 技术实现染 整工艺的自 动化控制， 提高生产效 率和质量
节能环保： 采用节能环 保技术，降 低能耗和污 染，实现绿 色生产
01
02
03
04
后整理
定型：使织物保持稳定的形态和尺寸 抗皱整理：提高织物的抗皱性能 阻燃整理：提高织物的阻燃性能 抗菌整理：提高织物的抗菌性能 环保整理：提高织物的环保性能
柔软整理：提高织物的柔软度和舒适性 防水整理：提高织物的防水性能 抗静电整理：提高织物的抗静电性能 抗紫外线整理：提高织物的抗紫外线性能 其他功能整理：如抗起球、抗勾丝、抗磨损等
漂白：去除织物 上的色素，提高 白度
丝光：提高织物 的光泽度和弹性， 改善手感
染色
染料选择： 根据面料和 颜色要求选 择合适的染 料
染料配制： 将染料与助 剂按比例混 合，制成染 液
染色工艺： 根据面料和 颜色要求选 择合适的染 色工艺，如 浸染、轧染、 喷染等
染色条件： 控制温度、 时间、pH 值等条件， 确保染色效 果和质量
理的过程。
03
染整工艺包括前处理、 染色、印花、后整理 等工序，每个工序都 有其特定的工艺要求
和技术要点。
02
染整工艺的目的是提 高纺织品的色牢度、 耐磨性、抗皱性等性 能，使其更加美观、
舒适、耐用。
04
染整工艺的发展趋 势是朝着环保、节 能、高效、智能化
的方向发展。
染整工艺的原理
01
染料吸附：染料分子与纤维 表面发生化学或物理吸附， 形成染色效果。
染整工艺原理第2章 染色基本理论
C3 C2 C1
T(min)
染整工艺与原理
染色基本理论
二、染料在溶液中状态
染料的溶解和电离
染料溶液 加热
染料的聚集
影响染料溶解和聚集的因素
加入盐
D–SO3Na → D–SO3– + Na + D–OSO3Na →D–OSO3 – + Na D–SSO3Na → D–SSO3– + Na D–COONa→D–COO– +Na+
染液温度越高染料越不易聚集 。
pH值影响染料聚集， pH 值降到一定范围后，某些染料的聚集程度 急速增高，甚至引起沉淀。 亲水性基团在染料分子中间的比在两端的不易聚集。
染整工艺与原理
染色基本理论
三、 染色平衡
T1
纤维上染料浓度
T2 T3
T3﹥ T2 ﹥ T1
时间
染整工艺与原理
染色基本理论
四、界面移染和全过程移染
染液
染液
纤维 内部
纤维界面
染整工艺与原理
染色基本理论
第二章 Dyeing Principles 染色基本理论
染整工艺与原理
染色基本理论
一、 染料的上染过程
上染过程的几个阶段
第二章 染色基本理论.
第二章染色基本理论2-1概况染色理论的研究内容：1 染色热力学即染料能否对纤维上染；2 上染可能达到的程度（染色平衡）；3 染色动力学即染料上染纤维的快慢(上染速率)。
具体包括：染料浓度、浴比、温度、pH、电解质、染色助剂以及染色设备等对平衡上染程度及上染速率的影响。
通过染色理论的研究，对于合理选用染料及助剂、提高染料利用率、提高上染速率、改善匀染性、降低染色成本、减少废水的排放等染色工艺的制定以及设计制造生产效率高的染色设备具有重要指导意义。
2-2 染料的上染过程及特点上染过程－是指染料舍染液(或其他介质)而向纤维转移并将纤维染透的过程。
上染过程和通常所指的染色过程不尽相同…eg：酸性染料、直接染料、活性染料、还原染料、活性染料…一上染过程及特点1 染料从染液向纤维表面扩散2 染料在边界层中的扩散3 染料吸附在纤维表面纤维对染料分子的吸附主要是通过物理吸附及化学吸附等来完成的。
吸附速率受纤维表面的电荷性质、染料的分子结构及所带电荷、染料的溶解性质、亲和性以及染料分子在扩散边界层中的扩散速率等因素的影响。
染液与被染物相对运动的重要性…扩散模型…吸附模型…4 纤维表面的染料向纤维内部扩散直至平衡并结合染料与纤维结合：染料的聚集、吸附、物理结合、化学结合…＊染料的吸附与解吸①两个过程同时进行，不同染色阶段，二者程度不一；②多数染色过程就是一个上染过程，而有些上染过程后还需经过一些化学处理，染色过程才能完毕；而另一些在上染过程中同时发生与纤维的化学反应。
上染的各个阶段均是可逆的！[D]f,t / [D]s,t= k吸/ k解= K E = K / (K+L)K为直接性；L为染色浴比；E为平衡上染百分率浴比L对染料上染百分率具有重要意义！二上染过程中的几个基本概念1 动力边界层－染液流速从染液本体到纤维表面流速降低的区域称为动力边界层。
动力边界层的体积虽小，但在染料的传递过程（包括染色和水洗）中却起着非常重要的作用。
染整精品课件：直接染料染色
第一章 直接染料染色
一. 直接染料定义 分子中含有SO3Na、COONa 的水溶性阴离子染料，染色时不
需媒染剂就能直接上染纤维素纤维。 之所以称直接，是相对于媒染染料而言。
第一个合成染料由英国人W.H.Perkin于1856年发明，为苯胺紫 （碱性染料）。
第一个直接染料为刚果红，在1884年由Bottiger合成。
合成染料的华丽色彩令当时的维多利亚女王都为之青 睐，意外的成功极大地鼓舞了他的创业冲动，1857年， Perkin在哈罗建立了世界上第一家生产苯胺紫的合成 染料工厂，并因此成为世界巨富。
现代化学分析表明，苯胺紫是一种三芳甲烷结构的碱 性染料，与蛋白质纤维的羧基阴离子可以形成盐键结 合而上染。
Perkin的发明在人类有机化学史上有着十分重要的意 义，在Perkin之后，化学家们纷纷进行有意识地探索 和试验，蒽醌、偶氮、酞菁、靛族、杂环等等结构的 人工合成染料如雨后春笋般不断问世，在五彩缤纷的 现代纺织服装世界中，苯胺紫已经逐渐退出了染色行 业的历史舞台，但人们却不会因此忘记W.H.Perkin对 现代纺织印染业作出的伟大贡献。
染整工艺原理（二）
总学时数：48学时
直接染料染色
6学时
酸性染料染色
6学时
活性染料染色
9学时
分散染料染色
6学时
还原染料、
暂溶性还原染料染色 6学时
不溶性偶氮染料染色 3学时
阳离子染料染色 6学时
机动、习题课
6学时
绪论
染整加工一般工序： 练漂 → 染色 → 印花 → 整理
一.染色定义
使染料与纤维形成物理或化学结合，在织物上形成均匀的具有 一定坚牢度的色泽的加工过程。
产地 浙江 江苏
染色基本原理概要
第二章 染色基本原理第一节 概述一、何谓染色？染色是指染料舍染液而转移到纤维上，并在纤维上形成均匀、坚牢、鲜艳色泽的加工过程。
举例说明：二.衡量染色品质量的指标染料与纤维发生物理化学或化学结合用化学方法使染料在纤维上生成沉淀着色机理染料溶液第二节 染料在溶液中的存在形式一、染料的电离 阴离子染料DM D －(染料母体)＋M ＋（伴随的阳离子） 阳离子染料DX D ＋（染料母体）+ X －（伴随的阴离子） 非离子染料染料在水中不电离的称为非离子染料，如分散染料。
二、染料的溶解染料的溶解性与染料的分子结构、温度、所加助剂有关。
（1）染料结构及所含水溶性基团的数目染料分子量小、结构简单、亲水性基团含量高的溶解性好。
（2）染液的温度温度高有利于染料的溶解。
（3）与染液中所加助剂有关尿素及表面活性剂 溶解度增加 中性电解质 溶解度降低用量多时，染料发生沉淀（4）与染液的pH 值有关色泽均匀性染料在纤维上均匀分布的程度色泽坚牢度染料在纤维上固着力和稳定性的大小色泽中染料光谱色含量的大小 又称匀染性即染色牢度饱和度，纯度例如：冰染料在酸性条件下易溶解，还原染料在碱性条件下易溶解等。
三、染料的聚集1.染料在溶液中的三种形态●离子型染料可以有三种不同形态的存在形式：（1）染料完全离解成正或负离子，如D＋或D－；（2）染料离子聚集成离子胶束，如(nD)n－或(nD)n＋；（3）染料分子聚集成胶核，然后再吸附一部分染料离子形成胶粒，在胶粒外再吸附电荷相反的离子形成胶团，如[m(DA)·nD] n－或[m(DM)·nD] n＋。
以D－为例，三种形式呈下列关系。
•非离子型染料三种不同存在形式：2.影响聚集的因素：（1）染料分子结构分子结构较大，分子成线形结构的，染料在溶液中的聚集倾向较大，聚集度较高。
（2）染色温度提高染色温度，染料聚集度降低。
（3）染料的浓度一般浓度大的聚集度高。
（4）所加助剂与电解质►加入过量食盐，染料聚集度增高，甚至还会发生沉淀。
纺织品染印原理染色基本理论介绍PPT课件
i
G ni
T
,P,n
j
i
0
RT ln X i
第19页/共66页
染料在纤维上的吸附
•染 料 上 染 纤 维 的 原 因 / 动 力 •染料在染液中的化学位（ μs）和纤维上的化学位（ μf ） ：
第4页/共66页
染料在水溶液中的状态
• 染料上染纤维要通过一定的染色介质来完成，染料在介质中的存在状态直接影响染色的速度和程度。 • 纤维中的微隙很小，只有单分子或离子状态的染料才能顺利进入纤维内部。染料分子的尺寸与其在纤维上
的可及度有很大关系。
第5页/共66页
染料在水溶液中的状态
• 染料在水溶液中的存在状态 • 溶于水
第16页/共66页
染色基本理论
• 染料在水溶液中的状态 • 纤维在水溶液中的状态 • 染料在纤维上的吸附 • 染料在纤维中的扩散
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染料在纤维上的吸附
• 动力/原因 • 评价指标 • 吸附模型 • 影响因素 • 应用
第18页/共66页
染料在纤维上的吸附
•染 料 上 染 纤 维 的 原 因 / 动 力 •物 质 由 一 种 相 或 一 种 状 态 转 移 到 另 外 一 种 相 或 一 种 状 态 时 ， 必 然 伴 随 着 化 学 位 的 变化。
第13页/共66页
纤维在水溶液中的状态
•纤 维 在 水 溶 液 中 的 双 电 层 •纤 维 在 水 溶 液 中 会 获 得 负 电 荷
•纤维分子中基团的电离 •纤维选择吸收溶液中的氢氧根离子 •纤维定向吸收水分子
•纤 维 表 面 的 双 电 层 结 构
染整工艺原理(Ⅱ)课件：第2章 染色基本理论
➢ 染色热力学 ➢ 染色动力学
✓ 染料能否上染 ✓ 可能达到的程度（染色平衡）
✓ 染色达到平衡的快慢，即上染速率
染色工艺参数：染料浓度、染色助剂、电解质、 温度、pH值、浴比及染色设备
本节主要内容
✓ 染料上染过程 ✓ 染料在水溶液中的状态 ✓ 纤维在水溶液中的电化学性质 ✓ 促染与缓染 ✓ 染色热力学基础 ✓ 染色动力学基础
➢ 溶解度及影响因素
✓ 染料分子中水溶性基团类型及数量有关 ✓ 染料浓度增加→溶解度降低； ✓ 温度升高→溶解度增加； ✓ 中性电解质→染料溶解度降低； ✓ 加入助溶剂→溶解度增加，如尿素等
化料时一定溶解，否则色点
数码印花用染料？
二、染料聚集
➢ 聚集反应（以阴离子型染料为例）
✓ 离子状态 NaD == D- + Na+
✓ 浓度↑→ ξ电位负值↓
• 电解质阳离子被纤维表面吸附→ξ电位负值↓
• 与电荷数有关
+3 ＞ +2 ＞ +1
• 同价，离子半径大，水合能小→易被吸附→ξ电位负值↓↓
• 阴离子对ξ电位影响较小
6、纤维Zeta与染色
➢ 影响染料上染纤维 ✓ 静电斥力→阻止染料上染纤维 ✓ 静电引力（分子引力）→促使染料上染纤维 ➢ 力大小与距离有关 ✓ 静电斥引力与距离平方成反比 ✓ 分子间引力（氢键、范德华力）与距离的六次方成反比
V吸 = k吸 × 【D】S,t V解 = k解 × 【D】f,t
染色初期：吸附速率大，解吸速率0
进行中
↓
↑
染色平衡： V吸 = V解
k吸 ×【D】S,t = k解 × 【D】f,t 【D】f,t / 【D】S,t = k吸 / k解 = K----分配系数、直接性
第2章染色基本原理
• 上染速率曲线：上染速率通常以纤维上染料浓度对时间的 变化率来表示。在恒温条件下进行染色，以纤维上染料浓 度(［D］f)或上染率（%）为纵坐标，染色时间(t)为横坐 标作图，所得曲线称为上染速率曲线 ,该曲线为研究染色动力
学的基础。
染色初期，V吸附>V解吸，时间t↑，上染百分率↑，上染速率↓
染色平衡阶段:延长染色t↑，上染百分率不变 ,吸附速率=解吸速率
m(DNa)nDn／ ＼
响染料在溶液中的状态的因素 染料的聚集倾向与染料分子结构、温度、电解质、染料 浓度等有关。 （1）染料分子结构 染料分子结构复杂，分子量大，具有 同平面的共轭体系，则染料容易聚集；
（2）染液温度 染液温度低，染料聚集倾向大，温度升高，有 利于染料聚集体的解聚；
各种纤维的动电层电位（pH＝7）和等电点
纤维
棉 蚕丝 羊毛 锦纶6 腈纶 涤纶 维纶
电位（mV）
-40 ～ -50 -20 -40 -59 ～ -66 -81 -95 -114 ～ -125
等电点
3.8 ～ 5.2 4.2 ～ 4.8 5.0 ～ 5.6
聚丙烯
-140 ～ -150
三、影响ξ电位因素
●pH：pH↑、-COOH离解↑,ξ↑
对两性纤维,PH影响与PI相关
◆pH＞PI，纤维带负电，PH↑,ξ↑ ◆pH＜PI，纤维带正电，PH↑,ξ↓
●电解质影响(C盐、离子性质) ◆C盐很低,ξ↑(可能因CNa+很低,水 合钠离子体积大而不易吸附，Cl被优先吸附所致）。
◆C盐较高时，C盐↑，ξ↓; ◆离子性质:阳离子电荷数越多，
第二节
染料在溶液中的状态
一、染料的溶解和电离
水溶性染料一般含有水溶性基团，如磺酸基、羧基等， 这类染料能溶解在水溶液中，溶解度的大小与染料种类、 温度、染液pH 值等因素有关； ★染料的溶解度用1升染液中可溶解染料的克数来表示 1、溶解： 染料—水作用， 晶体→染料分子进入水溶液 2、电离： 水溶性染料一般都是电解质，在溶液中会发 生电离，生成染料离子。 D- + M + • 阴离子染料：DM • 阳离子染料： DX D+ + X• 非离子性染料：—分散染料
染色基本原理讲解
第二章 染色基本原理第一节 概述一、何谓染色？染色是指染料舍染液而转移到纤维上，并在纤维上形成均匀、坚牢、鲜艳色泽的加工过程。
举例说明：二.衡量染色品质量的指标染料与纤维发生物理化学或化学结合用化学方法使染料在纤维上生成沉淀着色机理染料溶液第二节 染料在溶液中的存在形式一、染料的电离 阴离子染料DM D －(染料母体)＋M ＋（伴随的阳离子） 阳离子染料DX D ＋（染料母体）+ X －（伴随的阴离子） 非离子染料染料在水中不电离的称为非离子染料，如分散染料。
二、染料的溶解染料的溶解性与染料的分子结构、温度、所加助剂有关。
（1）染料结构及所含水溶性基团的数目染料分子量小、结构简单、亲水性基团含量高的溶解性好。
（2）染液的温度温度高有利于染料的溶解。
（3）与染液中所加助剂有关尿素及表面活性剂 溶解度增加 中性电解质 溶解度降低用量多时，染料发生沉淀（4）与染液的pH 值有关色泽均匀性染料在纤维上均匀分布的程度色泽坚牢度染料在纤维上固着力和稳定性的大小色泽中染料光谱色含量的大小 又称匀染性即染色牢度饱和度，纯度例如：冰染料在酸性条件下易溶解，还原染料在碱性条件下易溶解等。
三、染料的聚集1.染料在溶液中的三种形态●离子型染料可以有三种不同形态的存在形式：（1）染料完全离解成正或负离子，如D＋或D－；（2）染料离子聚集成离子胶束，如(nD)n－或(nD)n＋；（3）染料分子聚集成胶核，然后再吸附一部分染料离子形成胶粒，在胶粒外再吸附电荷相反的离子形成胶团，如[m(DA)·nD] n－或[m(DM)·nD] n＋。
以D－为例，三种形式呈下列关系。
•非离子型染料三种不同存在形式：2.影响聚集的因素：（1）染料分子结构分子结构较大，分子成线形结构的，染料在溶液中的聚集倾向较大，聚集度较高。
（2）染色温度提高染色温度，染料聚集度降低。
（3）染料的浓度一般浓度大的聚集度高。
（4）所加助剂与电解质►加入过量食盐，染料聚集度增高，甚至还会发生沉淀。
染色基本理论 2
染色原理
盐效应（电荷效应）
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
平衡上染百分率：
3种吸附模型
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。
2种扩散模型
影响 因素
⑴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；
⑵纤维结构因素：分子结构、超分 子结构；形态结构；
⑶环境因素：温度，pH值，助剂
染色原理
温度效应
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
–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
结构 简单 复杂
溶解性 好 差
亲和力 低 高
扩散速率 所用温度
高
低
低
高
染色原理
盐效应（电荷效应）
降低上染过程纤维上电荷对染料离子的库伦斥力
第二章 染色基本理论
Part Ⅱ
多少 热力学 程度 上染百分率 平衡上染百分率 得色量
快慢 动力学 速度 上染速率
半染时间
动力 指标
模型
吸附
扩散
染料在溶液中与在纤维上的化学 纤维表面与内部的浓度差 位的差
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。
适用情况 分散染料染聚酯纤
染整工艺原理
染整工艺原理（有色）(dyeing & printing)第一章绪论一. 被染色物的形态二．染色牢度三. 染色方法四. 从染料的性质看上染方式五. 染色设备一. 被染色物的形态（1）散纤维→纤维丝的直接染色（2）纱线→可分为绞纱和筒子纱染色（3）织物（布）→常用的方法有浸染法和轧染法二. 染色牢度1，定义：染色物在染色后的使用或加工过程中，在外界条件的影响下，能够保持原来色泽的能力。
2，一般牢度可分为5级（日晒牢度分为8级），而且，级数越高牢度越好，按外界条件可分为日晒牢度、汗渍牢度、皂洗牢度、干摩擦牢度、湿摩擦牢度、熨烫牢度、氯漂牢度、升华牢度等。
3，日晒牢度分8级，与①染料结构、②纤维材料、③染料用量（高-日晒牢度高；低-日晒牢度低））④后整理、抗皱整理、柔软整理日晒牢度下降有关。
若要达到高标准，可加紫外吸收剂。
三. 染色方法染色方法有浸染和轧染。
1，浸染法：将织物浸在染液中，在一定条件下，维持一定的时间，使染料和纤维结合上染（影响因素有：染液浓度、染色温度、时间和pH值、添加剂等）。
（1）上染百分率=（上染到纤维上的染料量/投入到染浴中的染料总量）×100%（2 ）用量常用“owf ”，即相对于织物重表示。
（ 3）浴比：织物重量与染液体积（重量）的比。
如1：20。
也可以写做 20：1，两者表达的意思相同。
（4）平衡上染百分率：染色达到平衡时的上染百分率。
（5）半染时间: 达到平衡上染百分率一半所用的时间2. 轧染：将被染织物短暂浸在染液后，用轧辊把染液挤轧入织物，并轧去多余的染料溶液，再经烘干（焙烘），使染料与纤维结合固着。
（1）轧余率（轧液率、带液率)：（浸轧后织物重－干布重）/干布重×100%轧染一般是连续染色加工，生产效率高，适合大批量织物的染色，但被染物所受张力较大，通常用于机织物的染色，丝束和纱线有时也用轧染染色。
*：泳移：织物在浸轧染液后焙烘过程中，染料随水份的移动而移动的现象（烘干时，织物表面水分蒸发，通过毛细管效应，这两部分染液会向织物的受热表面移动，产生染料“泳移”现象，造成色斑。
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二、上染速率曲线及吸附等温线 几个概念
✓上染率 吸附到纤维上染料与染色开始时投入的染料总量之比；
✓上染速率 表示染料上染的快慢，通常以达到平衡上染百分率所需时间 来表示；
✓半染时间t1/2 达到平衡上染率一半所需要的时间；
上染速率曲线及其类型
✓ 恒温上染速率 ✓ 升温上染速率
➢ 恒温上染速率曲线及特征 与实际情况不符
2-1 染料上染过程
一、上染过程 上染
染料舍染液而向纤维转移并将纤维染透的过程。 分四个阶段
上染过程
1--染料随染液流动 2--通过扩散边界层 3--被纤维表面吸附 4--向纤维内部扩散
1、染料随染液流动靠近纤维界面
• 离纤维表面越近，染液流速越低； • 紧靠纤维表面，流速几乎0；
动力学边界层
V吸 = k吸 × 【D】S,t V解 = k解 × 【D】f,t
染色初期：吸附速率大，解吸速率0
进行中
↓
↑
染色平衡： V吸 = V解
k吸 ×【D】S,t = k解 × 【D】f,t 【D】f,t / 【D】S,t = k吸 / k解 = K----分配系数、直接性
2-2 染料在水溶液中的状态
染料状态 ➢ 溶解或分散 ➢ 聚集
第二章 染色基本理论
➢ 染色热力学 ➢ 染色动力学
✓ 染料能否上染 ✓ 可能达到的程度（染色平衡）
✓ 染色达到平衡的快慢，即上染速率
染色工艺参数：染料浓度、染色助剂、电解质、 温度、pH值、浴比及染色设备
本节主要内容
✓ 染料上染过程 ✓ 染料在水溶液中的状态 ✓ 纤维在水溶液中的电化学性质 ✓ 促染与缓染 ✓ 染色热力学基础 ✓ 染色动力学基础
与上染关系 ➢ 单离子、单分子染料可上染 ➢ 聚集度大的染料不能上染
一、染料电离与溶解 ➢ 染料电离与溶解
阴离子染料 D–SO3Na →D–SO3– + Na+ D–OSO3Na →D–OSO3– + Na+ D–COONa→D–COO– +Na+
阳离子染料 DX →D+ + X–
非离子染料 D–OH D–NH2
3、染料分子被纤维表面吸附 当染料离纤维表面足够近时→染料分子或离子迅速被
纤维表面所吸附→并与纤维分子间发生氢键、范德华或库 仑引力结合。
4、染料向纤维内部扩散并固着在纤维内部 染料吸附到纤维表面后，在纤维内外形成一个染料
浓度差→促使染料向纤维内部扩散并固着在纤维内部。
✓ 靠近纤维界面 ✓ 通过扩散边界层 ✓ 染料分子被纤维表面吸附 ✓ 向纤维内部扩散
✓ 温度 染液温度升高→染料聚集度↓
✓ pH值 pH值降到一定程度后→某些染料聚集程度急剧增高， 甚至引起沉淀
三、染料的分散
➢ 分散染料分散 ✓ 分散剂吸附在染料表面→带有负电荷、相互排斥而稳定； ✓ 含量约占染料总量1/2～1/3 ➢ 常用分散剂 • NNO（萘磺酸甲醛缩合物、100℃ ） • MF （甲基萘磺酸甲醛缩合物、130℃ ） • CNF（苄基萘磺酸甲醛缩合物、130 ℃ ） • 木质素磺酸钠（150℃）
（离子胶束和m个Na+ 结合，所占比例较大）
➢ 聚集原因及方式
✓ 染料分子间引力（疏水部分） ✓ 片状或球状
➢ 聚集后果 ✓ 轻：导致上染率下降，染料浪费； ✓ 重：引起色点、色块、色渍等病疵。 ➢ 聚集优点？ ✓ 适度的聚集有利于降低上染速率→匀染性↑
上染率影响小
➢ 影响染料聚集因素
✓ 染料结构 • 染料分子结构愈复杂，分子量大，芳环共平面性越强，
常用纤维吸湿膨胀表
纤维
横向溶胀（％）
直径
面积
棉
20~23
40~42
麻
20~21
40
粘胶纤维
35
65~67
羊毛
14.8
25~1.9~2.6
1.6~3.2
纵向溶胀 （％）
1.1 0.37 2.7~7 1.2~2 1.3~1.6 2.7~6.9
✓ 离子胶束 nD- == (Dn)n-
（n个染料阴离子聚集成离子胶束）
✓ 胶核
nNaD == (NaD)n
（n个染料分子聚集成胶核，比例较少）
(NaD)n +mD- == [(NaD)n mD]m[(NaD)n 吸附部分染料离子形成胶粒] (Dn )n- + m Na+ == [(Dn ) ·m Na+](m-n)
➢ 溶解度及影响因素
✓ 染料分子中水溶性基团类型及数量有关 ✓ 染料浓度增加→溶解度降低； ✓ 温度升高→溶解度增加； ✓ 中性电解质→染料溶解度降低； ✓ 加入助溶剂→溶解度增加，如尿素等
化料时一定溶解，否则色点
数码印花用染料？
二、染料聚集
➢ 聚集反应（以阴离子型染料为例）
✓ 离子状态 NaD == D- + Na+
水溶性基团越少，聚集程度越高； • 亲水性基团在染料分子中间不易聚集；
✓ 中性电解质 染液中电解质浓度越高，染料越易聚集。
食盐浓度对直接天蓝FF聚集度的影响
✓ 表面活性剂（阴离子染料为例） • 异种电荷：聚集度大 • 同种电荷：聚集度小，如雷米帮A • 不带电荷：一定程度的聚集度，
如平平加O,注意用量 0.5克/升
➢ 分散体系稳定性及影响因素 ✓ 染料颗粒大小 ✓ 与分散剂有关 ✓ 温度提高→稳定性下降 ✓ 染料浓度高、升温快、循环快→稳定性下降 ✓ 染液中钙离子、镁离子以及中性电解质→稳定性下降
2-3 纤维在水溶液中的状态
➢ 纤维的吸湿溶胀 ➢ 电化学性质及其对染色的影响
一、纤维的吸湿溶胀
1、纤维吸湿溶胀及各向异性？？
➢ 升温上染速率曲线及特征 温度危险区 与工厂实际情况符合？
上染过程中温度控制 温度控制 → 保证一定的上染速率 ✓ 始染温度低 ✓ 升温速率 ✓ 保温 ✓ 降温
吸附等温线 ➢ 定义 ✓ 在恒定温度下染色达到平衡时染料在纤维上和染液间的分
配关系 ➢ 类型
N型、L型、F型
三、染料上染的可逆性（吸附、解吸）
染液流速从染液本体到纤维表面降低的区域；
扩散边界层 当染液流速低于某一限度后，染料主要依靠自身的扩散到达纤 维表面，这个液层，称之；
• 扩散边界层是动力学边界层的一部分，厚度为1/10；
2、染料通过纤维表面的扩散边界层向纤维表面扩散 • 扩散动力：浓度梯度 • 扩散方向：染液本体→纤维表面 • 染液循环慢，流速低→扩散边界层厚度↑→扩散速率↓ • 流速不一致→扩散速率有差异 → 染色不匀