染整工艺复习题

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）6.Zeta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10－1114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19写出强酸性染料、弱酸性染料、中性染料的结构特点及染色性能。20说明元明粉对酸性染料上染性能的影响。答：元明粉（Na2SO4）：对匀染性酸性染料在其染色的PH条件下起缓染作用（通过竞染而缓染），在羊毛等电点之上起促染作用。在等电点附近作用不明显。20试述酸性染料上染羊毛的染色原理。答：1)酸性染料可溶于水，并在水溶液中带负电。而羊毛具有双电性COO-NH3+WCOOHNH3+WNH2COO-WOH-H+OH-H+羊毛在等点一下带正电，在等电点之上带负电。酸性染料在PH值低于等电点时与纤维以离子键和范德华力结合。2）上染过程：即便使用的染料浓度很低，染料也能将羊毛上吸附的氯离子取代下来，这说明染料与羊毛的吸附不仅仅是库仑力，还有其他力存在。3）染料与羊毛之间的作用力：库仑力。因酸性染料分子上带有磺酸基团，在酸性染浴中，酸性染料与羊毛纤维存在着库仑引力；范德华力、氢键。弱酸性染料、中性染料的分子结构比强酸性染料大而复杂，染料与羊毛纤维之间除了库仑力之外，还存在着大量的范德华力和氢键，尤其是中性染料更是如此。这就是为什么中性染料的湿牢度大于弱酸性染料，弱酸性染料的湿牢度大于强酸性染料的缘故。21分散染料染色原理1.涤纶纤维分子结构紧密、疏水性吸湿溶胀性小。2.作用力：范德华力；分子间氢键；偶极力、色散力，电荷转移力；疏水键。3.假设染料分子溶解于纤维里，上染达到平衡，[D]f/[D]s常数，正比关系，纤维上染料浓度随溶液的增高而增加，直到饱和。溶解机理：相似相溶。内聚能密度,溶解度参数，（染色时纤维、染料、载体溶解度参数相近的）。当染料的结构和性质与纤维的结构和性质相接近时两者容易相溶染色亲和力高。偶氮型染料，染涤纶效果非常好，染锦纶皂洗牢度不好。4.吸附等温线：亲和力（吸附等温线的斜率）：温度升高，斜率减小，亲和力降低（平衡上染百分率降低）终点染色饱和值（与染料种类、染色温度、纤维结构性能有关）：温度提高染料溶解度增加、染料在纤维内扩散速率提高。染色温度不变，纤维上的染料量不会再增加。5.上染速率(扩散速率)自由体积模型。降低纤维的玻璃化温度，增加自由体积可以提高扩散速率。温度的影响：扩散活化能(扩散能阻)D=D0e–E/RTD0标准状态下的扩散系数E扩散活化能22分散染料结构特点和溶液性质结构特点：分散染料是分子中不含水溶性基团，仅含少量极性基团，分子量较小，结构简单溶液性质：2.溶解度:有极性基团（OH—NH2—NO2—）微溶于水；温度升高，染料溶解度增加。分散染料的颗粒大小也会影响染料的溶解度。染料颗粒越小，溶解度越大。3.分散染料的加和性染料结构性质差别大，纤维中混合染料量基本等于它们单独染色时上染量之和。4.分散染料溶液的稳定性染色晶粒尺寸及分散稳定性对染色有一定的影响分散染料的颗粒越大，在染液中越易沉降，分散稳定性越差。温度过高，晶型转变；温度低晶型增长。23分散染料高温染色原理及影响因素（1）染浴组成（影响因素）：染料、分散匀染剂、HAc(pH值)、水染料的选择：选匀染性好的低能型染料。匀染剂：能够帮助染料保持一个好的分散状态，稳定降低染料的吸附速度，耐高温分散匀染剂。pH值：pH=5用HAc来调(碱性纤维损伤，染料色光变化),但酸性条件有齐聚物沉积在织物上，研究染料pH为10时碱性染色。浴比：浴比小吸附扩散快（软水，否则影响染料的分散状态）温度：染料在水中溶解度随温度的升高增加程度比在纤维中增加的快。（温度升高亲和力下降）24分散染料热熔染色（一）工艺过程：1、浸轧染液（染料、分散剂、助剂、pH5、轧余率70%）—烘干（80℃10min）—汽蒸(130℃、20~30min)—还原清洗（用烧碱5g/L，保险粉4g/L，70℃20min）—漂洗—中和—烘干2、190-210℃干热下进行（低于软化点）。浸轧染液—红外线烘干—热风烘干—焙烘—还原清洗—水洗—烘干—降温落布轧烘汽蒸染色工艺：（二）注意事项：浸轧染液：轧余率50%，浸轧槽要小一些，温度在40℃以下，可以加防泳移剂、分散剂、渗透剂。烘干要匀。染料升华或熔融成单分子吸附扩散上染。清洗：水洗为了去浮色。选择升华牢度一致的拼色。防泳移：降低带液率；非接触式烘干；加防泳移剂（10~20g/L）。选用升华牢度高的染料25理解阳离子染料的染色饱和值、腈纶纤维的染色饱和值的概念。答：1、纤维的染色饱和值Sf：Sf是以100g某腈纶纤维在规定的条件下上染某指定阳离子染料的重量计算的。阳离子染料的染色饱和值SD2、某阳离子染料在规