羊毛染色技术的研究全解

4.超临界二氧化碳技术
超临界CO2 流体染色优点有:


( 1)染色时不用水, 无废水污染;
( 2)染色结束后可降低压力, 此时CO2 气化不需要进行染后烘 干, 既可缩短工艺流程, 又可缩短染色时间、节省烘干能源;

( 3)上染速度快, 匀染性和透染性好, 染色重现性很好; ( 4) CO2 本身无毒, 不燃, 可重复利用;
1.低温等离子技术
低温等离子体处理技术以其清洁、快速和对羊毛损伤少 而倍受关注。等离子体处理只作用于羊毛纤维表面极浅 的一层( 30 ~ 50nm ), 从而使纤维原有的优点几乎不变。 羊毛纤维在等离子体处理时, 受到高能粒子的轰击, 其鳞 片表面分子的部分化学键断开, 与等离子体中的氧自由基、 氮自由基结合, 形成含氧、含氮的极性基团。这就使纤维 分子间力增加,从而提高了纤维的摩擦系数。另外羊毛纤 维表面分子中, 某些碳原子的化学键被打断, 碳原子游离 出来与等离子体中的氧基结合成CO或CO2 被排放, 使鳞 片表面留下空缺而变得坑坑洼洼,这就是等离子体所谓的 “刻蚀”作用。在上述作用过程中, 羊毛纤维被进行了一 次“清洗”, 表面老化的、易脱落的角质细胞被大量“洗 掉”, 相当于除去了纤维间产生滑动摩擦的介质, 使摩擦 力增大
缺点：第二类助剂的包覆作用，就助剂的分子结构而言有相当的难度， 也符合表面活性剂的特点，但在应用方面控制用量要求严格，过少不 能成膜，过多膜层厚影响染料向纤维转移； （4）第四类是对鳞片有乳化表层脂类作用的表面活性剂


4.超临界二氧化碳技术

在超临界条件下, CO2 具有非常独特的理化性质: 扩散系数高, 传质速率快; 粘度低, 混合性能好; 密度高(相 对于气体), 介电系数低, 能与有机物完全互溶; 对无机物溶解度 低, 有利于固体分离, 而且理化性质容易通过温度和压力的变化 来实现连续变化
羊毛染色技术的研究 ——物理化学课题研
究
背景

羊毛是一种优良的天然蛋白质纤维, 以其丰满的手感, 优良的吸湿性、弹性、 透气性、保暖性、舒适性以及独特的成 衣效果而深受人们的喜爱。 羊毛表面被有定向摩擦效应的鳞 片层覆盖,呈疏水性质, 染液不易润湿, 阻碍了染料的吸附和扩散, 难以上染。 特别是一些亲和力不高的染料, 残液中 染料浓度含量高, 污水处理较难。
羊毛紫外线处理后的变化可归结为羊毛鳞片表层胱氨酸 的二硫键被氧化和破坏, 使影响染料分子从染浴向纤维内 扩散的染色壁障被去除。

1.低温等离子技术

毛表面的化学组分, 使羊毛表面增 加极性基团 使纺织品表面粗糙化, 减少对光的表面反射, 提高染色织物的表观深 度和染色浓度 织物比表面积的增加, 有利于染料在纤维中的扩散, 增加对染料的吸 收 羊毛表面形成的刻蚀效应, 破坏了鳞片层胱氨酸中二硫键, 使其断裂 形成磺基丙氨酸或氧化后形成硫代磺酸盐, 提高了羊毛纤维表面的亲 水性和极性, 改善了润湿性, 提高了染料对纤维的亲和力 由于破坏鳞片层胱氨酸中二硫键, 致使羊毛染色壁障被破坏, 使染料 分子容易进入纤维内部 染色时渗透性增强, 容易吸附染料, 因此初染温度降低, 染色速率提高 等离子体的物理破坏作用(表面刻蚀) 使鳞片变软, 染色时纤维容易润 湿和溶胀, 染料分子容易吸附在纤维表面, 并扩散进入纤维内部, 使上 染速率明显提高, 平衡上染时间大大缩短, 对处理样颜色光泽起增深 作用
2.超声波技术

目前,国外学者已经对超声波技术在纺织品湿加工过程中 的应用作了大量的研究, 但从应用效果和经济的角度考虑, 超声 波应用于染色最为有利。它可以降低染色温度、增加染色深度、 缩短染色时间、节约染料、减少污染, 尤其是对疏水性纤维在 水溶液中染色的作用十分显著。
2.超声波技术
超声波作用于纤维时, 在纤维无定形区的空隙产生应力、 应变能的集中, 引起裂纹的扩展形成新表面, 即无定形区的空隙 加大。同时, 由于超声波的作用, 产生纤维表面的微观滑移而形 成疲劳源, 在纤维的表面刻蚀出微孔, 使羊毛鳞片变钝, 尖部受 损, 鳞片层之间开裂, 削弱分子间作用力及分子内的氢键作用, 膨润性增加, 纤维中有足够大的空隙使染料分子更容易扩散进 入内部, 使染料平衡上染百分率提高, 上染速率加快, 提高了羊 毛的可染性。
3.助剂增溶染色技术（4类）
（1）第一类是利用助剂的溶胀作用，使羊毛在较低的温度区间 就发生膨胀，以利于染料及酸剂的进入，将上染区间前移。这 类助剂的溶胀作用，实际上属于对羊毛的润湿渗透作用，是界 面作用。用量较多，在羊毛染色工艺及纤维强力方面，对纤维 影响不大；
（2）第二类是有机还原剂类助剂主要是领先打开羊毛纤维的二 硫键及部分肽键，增加大量的染座。由于羊毛表面鳞片层相对 含硫较多，因此这类助剂主要作用于羊毛表面鳞片，因为大大 增加了纤维与染料的亲和性，使上染区间前移完成低温上染。 缺点：助剂则实际上是化学作用，对纤维有一定的破坏，易使 纤维脆损。从保护羊毛特性的角度考虑，在染色方面应避免化 学作用；

( 5)染料可重复利用, 染色时不需要添加分散剂、匀染剂、缓冲
剂等助剂, 不仅可降低成本,提高染料的利用率, 还有利于环境保 护, 减少污染。
5.紫外线辐射技术

紫外线辐射处理可改变羊毛表面的化学结构, 改善羊毛的 染色性能。短时间的紫外线处理( 60m in)带来的化学改 变仅局限于羊毛纤维的表面, 纤维整体性能不受影响。
3.助剂增溶染色技术（4类）

（3）第二类助剂的基本原理是利用助剂分子与羊毛纤维有特殊的亲 和力，在显微外表面形成一层薄膜包覆纤维，同时这层薄膜对染料也 有很好的亲和力。通过这层薄膜对两者的亲和作用使纤维和染料在低 温时就均匀吸附，有利于在温度升高时，帮助染料迅速转移到纤维内 部完成上染。

优点：由于这类助剂帮助染料克服了上染时的势能，因而从染料在纤 维与溶液间分布的角度考察，是使上染区间前移了。只是上染初期属 于环染，随着温度的升高，染料逐渐转移至纤维内部，由环染变成透 染。