染整工艺复习题
1染色概念 染色牢度 上染百分率 平衡上染百分率 半染时间 泳移 轧余率 答:染色:就是用染料按一定的方法将纤维纺织物染上颜色的加工过程。
染色牢度: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。
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% 平衡上染百分率:染色达到平衡时的上染百分率。 半染时间: 达到平衡上染百分率一半所用的时间(t1/2)。
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 轧余率(轧液率、带液率):(浸轧后织物重-干布重)/干布重×100% 2染色方法及特点
答:染色方法有浸染和轧染。
浸染特点:适用于不能经受张力或压轧的染色物(散纤维、纱线、真丝织物等)的染色,浸染一般是间歇式生产,生产效率较低。设备简单,操作也比较容易。
轧染特点:轧染一般是连续式染色加工,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。 3直接性:染料对纤维上染的能力,用上染百分率来表示。
4吸附等温线定义:恒定染色温度下,将染色达到平衡时,纤维上的染料浓度对染液中染料浓度作图。表示染料在纤维与染浴中浓度的关系。(纤维上的染料浓度和染液中的染料浓度的关系线。)
5常见吸附等温线的类型及意义
答:能斯特分配型(Nersnt):纤维上染料浓度与溶液中染料浓度正比关系,随着染液浓度的增高而增高,直到饱和为止。[D]f/ [D]s =K,非离子型染料以范德华力、氢键等被纤维固着时,基本符合这类吸附等温线。(如分散染料上染纤维)
朗格谬尔型B(Langmuir):定位吸附有染座,有明确的饱和值。即染座占满了,吸附不再随浓度增加。[D]f=K[D]S[S]f /(1+K[D]S),离子型染料主要以静电引力上染纤维,以离子键在纤维中固着时,符合这类吸附等温线。(强酸性浴酸性染料染羊毛,阳离子染料染腈纶)
弗莱因德利胥型C(Freundlich):多分子层吸附,纤维上染料浓度随染液中染料浓度的增加不断增加。[D]f=K[D] sn ( 0﹤n﹤1),离子型染料以范德华力和氢键吸附固着纤维,且染液中有其他电解质存在时,符合这类吸附等温线。(直接染料或还原染料隐色体上染纤维素纤维,活性染料上染纤维素纤维在未发生共价结合时) 电位(动电层电位):
答:吸附层与扩散层之间形成的双电层—动电层;吸附层与扩散层相对运动的现象为界面动电现象;ξ电位是紧密吸附层与扩散层相对运动产生的电位差。并非表面的真正电位,而是表示离开实际表面某一距离的电位。它是紧密吸附层与溶液本体的电位差。 7染料与纤维之间的作用力
(1)库伦力 (2)范德华引力:偶极力 、偶极—诱导偶极力、色散力 (3)氢键 (4)共价键 (5) 配位键 (6)电荷转移分子间引力 8以阳离子染料为例说明染料的溶液性质及影响染料聚集的因素
答:阳离子染料加入水中后,由于水分子为极性分子,染料的亲水部分能够与水分子形成氢键结合,并根据其亲水性的强弱,与水形成水合分子而溶解,形成染料的水溶液。染料溶于水,是由于受到水分子的作用,而使染料分子之间的作用力减弱或拆散。 影响染料聚集的因素: 1.内部因素影响
染料水溶性基团的数量 多—聚集少
染料水溶性基团的位置: 中间---不易聚; 两边---容易聚集 2.外部因素影响
pH值: (高)有利于形成离子状态的不易聚集 温度: 提高—聚集状态变小;降低—聚集状态大 电解质:多,聚集增加
助剂: 非离子的表面活性剂;尿素增溶 染料浓度:大—聚集
提高浓度、降低温度可使染料发生聚集。 9扩散模型
孔道模型: 纤维中存在许多曲折而互相连通的小孔道,染色时,水使纤维溶胀,孔道直径增大,染料分子通过其向纤维内部扩散,同时伴随吸附与解吸现象发生。如:棉、粘、铜氨、毛,(亲水性纤维) 自由体积模型:
纤维总体积中存在未被大分子链段占据的一部分体积—自由体积,Tg以下
时,以微小孔穴分布于纤维中;Tg以上时,由于分子链段的运动,可能会出现较大的自由体积。染料可以沿其扩散。如:合成纤维的上染情况 10上染速率曲线、升温上染速率曲线
答:上染速率曲线:纤维上的染料浓度随染色时间变化的曲线。[D]f (上染百分率或K/S)~时间
在恒定温度下染色,纤维上染料浓度[D]f或上染率%为纵坐标,染色时间(t)为横坐标作图得到的曲线。
11温度和中性电解质对直接染料染色的影响。 答: 温度高,染料不易聚集,上染速率上升 。 温度过高,匀染性就会变差,易形成“环染”。 温度越高,其平衡上染百分率下降。
中性电解质:a、纤维素纤维带负电,Na+受纤维电荷的吸引,氯离子则受到排斥。 在钠离子的遮蔽作用下,染料阴离子接近纤维表面所受斥力便大为减弱。 Zeta电位负值减小,由库仑力产生的能阻减小,促染作用。 -SO3越多效应越显著。
b:盐若加的过多,则染料易聚集,不利于上染。
c:随着盐量的增加,上染速率也增加,容易出现染花的现象,最好采用分批加盐。 12活性染料染色机 答:(1)亲核取代反应
(2)亲核加成反应
13影响活性染料固色的因素
答:1. 温度: 温度上升,反应速率上升。 但温度过高,则易水解。
2. 中性电解质: 加入中性电解质,直接性升高,固色率增加。 电解质促染效应。 3.浴比:浴比提高(水量大),固色效率降低;浴比过低,会造成染色不均匀 4. pH值:碱的作用:促进染料和纤维生成共价键。
pH值↑ Cell-o- ↑ 上染百分率↑ pH值↑↑, [OH-] ↑↑ ,水解速率↑↑固色效率下降。 pH值在10-11 14活性染料浸染染色工艺 答:染色方法:
一浴两步法:先染再加碱固色;残液不能再用。 一浴两步法:
工艺流程: 织物练漂一水洗—染色(吸附) 一固色一水洗一皂煮一水洗一脱水一烘干。 15活性染料和纤维素所成共价键的稳定性 答:(一)碱水解
乙烯砜型染料和纤维素反应生成醚键结合。在碱性介质中很容易发生β-消除反应,生成乙烯砜,然后发生亲核加成,生成水解活性染料。 (二)酸水解
在酸性介质中,H+对水解起催化作用,均三嗪环上氮原子优先结合质子,生成H+的加成产物,使均三嗪环具有正电核,环中碳原子电子云密度降低,然后发生取代反应。 16常用还原方法、还原剂及其特性。
答:常用还原方法:(1)干缸还原:先将染料还原,再加入染浴中。高浓度烧碱和保险粉下还原 。(2)全浴还原:染料直接在碱性染浴中还原。
还原剂:(1)保险粉 连二亚硫酸钠 低亚硫酸Na2S2O4 (2) 二氧化硫脲
a 稳定性好 b 还原能力强 c 溶解性差些 d 易过度还原(用量要少)
17隐色体染色步骤及加入试剂作用(染色原理、染色方法确定依据)。 答:染色原理: 1 可溶性的隐色体钠盐 2 对纤维有亲和力 3 氧化恢复成原来的不溶状态的染料,固着于纤 维。
甲法:适合结构复杂,亲和力高,扩散性差,易聚集的染料,采用60℃染色,不加盐促染,要加缓染剂,降低初染速率。碱和保险粉用量较高。
乙法:适合结构较简单,亲和力较低,初染速率较低的染料,采用45-50℃染色,碱和保险粉用量较低
丙法 :使用于结构简单的染料。采用25-30℃染色, 碱和保险粉用量再降低,可加盐促染。
确定依据:染色方法,主要是根据隐色体的直接性、溶解性及稳定性来确定。
靛系:高温还原 低温染色、 若特别容易聚集的用甲法、 不容易聚集的用丙法、 含酰胺基则不能用较高温度,防止酰胺基水解一般用乙法、 分子结构大的扩散阻碍大,60℃左右上染。
18悬浮体染色工艺流程及注意事项 1. 一般染色流程:
浸轧染料悬浮液—烘干—透风(降温,以防还原液温度升高)—浸轧还原液— 汽蒸—水
洗—氧化—水洗—皂煮—水洗—烘干。
2. 浸轧染料悬浮体的注意事项 轧余率适量小一点; 可适量加渗透剂; 浸轧温度通常在室温
轧槽要小些,加快染液更新速度 浸轧均匀