染料固着在纤维上的过程优化方案

2025-09-29 历史故事版权反馈

【摘要】：染料在纤维上的固着是上染的最后阶段，它对染色牢度影响很大。染料在纤维上的固着，主要通过库仑力、范德瓦尔斯力、氢键、共价键、配位键等。因此在染料分子与纤维分子形成氢键的同时，原有的氢键将发生断裂。氢键的能量、作用半径都和范德瓦尔斯力的能量、作用半径属于一个数量级，染料和纤维分子中一般都含有供氢和吸氢基团，因此氢键也普遍存在于各纤维染色体系中。

染料在纤维上的固着是上染的最后阶段，它对染色牢度影响很大。染料在纤维上的固着，主要通过库仑力、范德瓦尔斯力、氢键、共价键、配位键等。

1.库仑力

带有相反电荷的染料和纤维，通过静电引力（库仑力）吸附上染，以离子键（也称盐式键）结合。例如，酸性染料染蚕丝、阳离子染料上染腈纶。离子键的强弱（库仑力f）与它们所带电荷q1、q2的强弱成正比，和q1、q2间的距离r的平方及介质的介电常数ε成反比，即：

带有同性电荷的染料和纤维间存在库仑斥力。染色时，需削弱斥力才能上染。

2.范德瓦尔斯力

范德瓦尔斯力包括偶极力、偶极/诱导偶极引力和非极性分子间色散力。范德瓦尔斯力比库仑力和共价键弱，是近距离引力，作用距离为0.3～0.4nm。随着分子间距离的增大，范德瓦尔斯力急剧减小。范德瓦尔斯力的大小与染料、纤维分子结构和形态以及它们的接触面积有关，染料的相对分子质量越大，分子的线性、共轭性和共平面性越好，范德瓦尔斯力也越大。一般染色体系，都存在范德瓦尔斯力，但它的作用大小不同。

式中：

E——偶极力；

K——常数；

T——温度；

r——分子间距离；(https://www.chuimin.cn)

d1、d2——不同分子的偶极距。

3.氢键

两个电负性较强的原子通过氢原子形成的取向结合，叫做氢键。氢键的强弱和氢连接原子的电负性大小有关，其电负性越强，形成的氢键就越强。

两个分子之间能产生氢键，一个分子内部也能形成氢键。因此在染料分子与纤维分子形成氢键的同时，原有的氢键将发生断裂。氢键的能量、作用半径都和范德瓦尔斯力的能量、作用半径属于一个数量级，染料和纤维分子中一般都含有供氢和吸氢基团，因此氢键也普遍存在于各纤维染色体系中。

4.共价键

共价键主要是含有活性基团的染料和具有反应基团纤维的结合，例如，活性染料与纤维素纤维和蛋白质纤维之间，在一定条件下反应生成共价键。共价键结合的能量要高于其他键结合的能量。

5.配位健