染色基本原理

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影响分散液稳定性(Stability)因素：
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粒子细化：一般要求<2μm，粒子越细小，越稳定 分散剂(Dispersant)的性质及用量：分散作用强， 用量大，稳定
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要及时配制，避免久置
四、染料的聚集
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概念
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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 (Aggregation)。控制染料的聚集对染料上染极为重要。 染料的聚集是染料溶解的逆过程(Reverse reaction)。 分子型染料 nD Δ Dn 阴离子型染料 nD- Δ Dnn阳离子型染料 nD+ Δ Dnn+
阳离子型(Cationic)染料电离后，母体带上正电荷：
D X ⎯⎯ ⎯→ D + X
电离
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+
−
+
−
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-）
二、染料的溶解
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概念
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当染料投入水中，染料晶体结构(Crystal structure)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(Dissolution)。 该体系称为染料溶液，一般是澄清而透明 (Transparent)的体系。 染料的溶解度(Solubility)一般用每升水中所 溶解染料的克数表示(g/L)。
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(Saturation)或汽蒸(Steaming) 处理
染色牢度(Fastness) 染色色泽的均匀性(Levelling) 色泽鲜艳度(Chroma)
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染色牢度的概念
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即：色泽坚牢度 指染料在纤维上固着力和稳定性的大小
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染料在纤维上固着力(Fastness)和稳定性(Stability) 越大，染色色牢度越高
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否则，将会出现褪色(Color fading)或变色
第一节 染色的概念
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把纤维浸入一定温度下的染料水溶液中，染料就 从水相向(Aqueous phase)纤维中移动，此时水 中的染料量逐渐减少，经过一段时间以后，就达 到平衡状态(Equilibrium)。水中减少的染料，就 是向纤维上移动的染料。这种染料结合在纤维中 的现象，就称为染色。
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染色主要指标
第二节 染料在染液中存在的形式
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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：
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染料的电离(Ionization) 染料的溶解(Dissolution) 染料的分散(Dispersion) 染料的聚集(Aggregation)
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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，溶解度低 pH：其数值利于电离(Ionization)，则利于溶解 温度：T高，利于溶解；但过高的T会使一些染料遭到破坏 加入助剂(Auxiliary)：
z 尿素(Urea)、表面活性剂(Surfactant)等助溶剂，使溶
染色原理(Mechanism)及设备 (Apparatus)
Dr Enqi Jin
Lab of Textile Materials & Engineering
本章要求重点掌握的内容
1、染色(Dyeing)的概念 2、双电层(Double electric layer)的概念 3、亲和力(Affinity)的概念 4、染色速率(Dyeing rate)的概念 5、上染速率曲线 6、中性电解质(Neutral electrolyte)对染色的作用 7、匀染(Level dyeing)的概念
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
一、染料的电离
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离子型染料(Ionic dyes)在水溶液中会发生电离 (Ionization)，从而使染料母体带上电荷(Charge) 阴离子型(Anionic)染料电离后，母体带上负电荷:
D Na ⎯⎯→ ⎯ D + Na
电离
– –
−
+
−
+
直接染料、活性染料、酸性染料、可溶性还原染料属于 此类染料 D上的阴离子基团通常为磺酸基（—SO3-）、硫酸酯基 （—OSO3- ）、羧基（ —COO- ）等
第三节 纤维在染液中的状态
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纤维投入染液后，形态、性质发生变化 对染色影响最大的是
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纤维在染液中的吸湿溶胀(Swelling) 纤维在染液中的电现象
一、纤维的吸湿和溶胀
特点:
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发生在无定形区(Amorphous region) 溶胀各向异性(Anisotropy) 各种纤维结构不同，吸湿溶胀性不同
解度提高 z 中性电解质(Neutral electrolyte)，使溶解度降低
三、染料的分散
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概念
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当染料投入水中，染料的晶体结构受水分子的极性 作用而遭破坏，染料以细小的颗粒状态均匀地分布 在水中，称为染料的分散(Dispersion)。 该体系称为染料分散液或悬浮液。一般是混浊、不 透明(Opaque)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，使得体系分层 (Layering)。
染色均匀性的概念
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即：色泽均匀性 指染料在纤维上的分布的均匀程度
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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(Color deviation)或色花 (Dyeing defect)
色泽鲜艳度的概念
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即：色泽的饱合度或纯度 指色泽中染料光谱色含量的大小
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色泽中染料光谱色含量越大，色泽越鲜艳(Brilliant) 否则，色泽萎暗(Dull)
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影响染料聚集的因素：
染料分子结构：结构越复杂，线型、芳香环共平面性越强，含有的 水溶性基团越少，聚集程度越高 相对分子质量：大，聚集程度越高 pH值：必须控制在适当的范围内，否则会引起染料聚集甚至沉淀 温度：T低，越易聚集 染料的浓度：C高，利于聚集 助剂:
-- 尿素(Urea)、离子型表面活性剂等助溶剂，使溶解度提高，不利于聚集 -- 中性电解质(Neutral electrolyte)、非离子(Non-ionic)表面活性剂(平平加 0、渗透剂JFC等)，使溶解度降低，有利聚集