染色技术：影响因素及关键步骤

2023-06-15 历史故事版权反馈

【摘要】：染色是指使纺织品获得一定色牢度的加工处理过程。在这个阶段，染料离开染液向纤维表面转移，在氢键力、范德瓦尔斯力、库仑力等的作用下，纤维与染料微粒之间产生吸附作用。但是，温度过高，织物纤维的空隙过大，反而使得一部分已经吸附于纤维的染料又回到染液中，不利于染色。染料的扩散速率快，上染时间就会减少，有利于减少染色过程中因染色条件控制不当而造成的影响。染料和纤维的结合牢固程度影响上色的牢度。

染色是指使纺织品获得一定色牢度的加工处理过程。染色的过程是染料和纤维发生物理或者化学的结合，或者用化学方法在纤维上生成颜料（合适的标准要求颜色），从而使纺织品得色并提高着色程度。染料上染的过程分为吸附、扩散和固着三个阶段。

（1）染料的吸附。在这个阶段，染料离开染液向纤维表面转移，在氢键力、范德瓦尔斯力、库仑力等的作用下，纤维与染料微粒之间产生吸附作用。这种吸附作用是一个可逆的过程，一方面，一部分染料微粒吸附到纤维上；另一方面，一部分已经吸附在纤维上的染料微粒会扩散到染液中，然后又重新吸附到织物纤维上。上染的过程中，随着染液中染料微粒浓度的变化，吸附和扩散的速率此消彼长，直到最后达到平衡状态。

染料的上染性能一般用直接性或亲和力表示。染料直接性越高，越容易吸附在织物纤维上，吸附速率越快，直接性用上染百分率来表征。上染百分率指上染到纱线纤维上的染料量与原染液中总共添加染料量的百分比值。亲和力是一个热力学的概念，用来衡量染料从染液向纤维转移的趋势大小，它是压力和温度的函数。

染料微粒在纤维上的吸附受到多种因素的影响，如染色助剂、染液温度、染液pH值等。一般，染色温度越高，织物纤维的分子链段热运动越剧烈，纤维微隙越大，越有利于染料的吸附扩散。但是，温度过高，织物纤维的空隙过大，反而使得一部分已经吸附于纤维的染料又回到染液中，不利于染色。染液中加入酸，会加快酸性染料在羊毛纤维上的吸附速率，但是会减缓阳离子染料在腈纶上的吸附。染料中加盐会影响带电荷的染料同纤维间的库仑力，具有促染或缓染的功效。这也是低浴比工艺要注意的条件，与大浴比相比变化明显。

（2）染料的扩散。染料附着在纤维表面，纤维表面的染料浓度大于内部浓度，染料会由外部向内部扩散。染料向纤维内部的扩散速率可用菲克（Fick）公式表示：

式中：FX——扩散速率，即单位时间内通过单位面积的染料量；

——沿扩散方向单位距离内浓度的变化，即浓度梯度；

D——扩散系数，负号表示染料由浓度高向浓度低的方向扩散。

染料在纤维上的扩散速率与吸附速率相比要慢得多，染料的扩散是影响染色质量的重要阶段。染料的扩散速率快，上染时间就会减少，有利于减少染色过程中因染色条件控制不当而造成的影响。

（3）染料在纤维上的固着。在这一阶段，染料与纤维通过范德瓦尔斯力、离子键、共价键、氢键和共价键结合。染料和纤维的结合牢固程度影响上色的牢度。

染色技术：影响因素及关键步骤

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