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染色基本理論
一、染色概念
染色是指染料從染液中自動轉(zhuǎn)移到纖維上，并在
纖維上形成均勻、堅(jiān)牢、鮮艷色澤的過程。
衡量染品質(zhì)量優(yōu)劣的三個指標(biāo)
1、勻染性→色差、色花
2、色牢度→色褪、色變
3、鮮艷度→色暗
二、染料在染液中存在的基本形式
1、染料的電離
（1）陰離子染料的電離
D- Na+→ D- + Na+
常見陰離子基： - SO3- 、-COO-、 -OSO3- 等。
（2）陽離子染料電離
D+X-→D+ + X-
常見陽離子基：-N+HR1R2等。
常見離去基： Cl- 等。
2、染料的溶解
Dn → nD
染料溶解度一般用每升水中所能溶解染料的克數(shù)表示（g/L）。
影響染料溶解度的因素：
（1）染料分子結(jié)構(gòu)
（2）染料分子質(zhì)量
（3）染液溫度
（4）染液pH值
（5）染液中助劑性質(zhì)
3、染料的分散
Dn → Dm1 + Dm2 + Dm3 …
n=m1+m2+m3+…
影響染料分散液穩(wěn)定性的因素
（1）染料晶體顆粒的大??；
（2）分散劑的性質(zhì)、用量；
（3）分散液的溫度。
4、染料的聚集
分子型染料： nD → Dn
陰離子型染料：nD- → （Dn）n-
陽離子型染料：nD+ → （Dn）n+
染料的聚集是染料溶解的逆過程。
影響染料聚集的因素：
（1）染料分子結(jié)構(gòu)、分子質(zhì)量、濃度
（2）染液溫度
（3）染液pH值
（4）染液中助劑性質(zhì)
三、 纖維在染液中的狀態(tài)
1、纖維的吸濕膨脹
＊常用纖維在水中的吸濕膨脹率
（1）纖維的吸濕膨脹發(fā)生在纖維的非晶區(qū)；
（2）纖維的吸濕膨脹率與纖維親水性有關(guān)；
（3）纖維的吸濕膨脹有利于染料的上染。
常用纖維在水中的吸濕膨脹率
2、纖維在染液中的電現(xiàn)象
（1）纖維在染液中帶電的原因
＊纖維分子中原有的陰離子基的電離；
＊纖維在染液中吸附了帶負(fù)電的粒子 ；
＊纖維的介電常數(shù)小于染液的介電常數(shù) 。
纖維表面所帶電荷電性取決于染液pH值！
（2）界面動電現(xiàn)象和動電層電位
＊纖維/染液附近的帶電離子分布
＊界面雙電層和動電層電位
＊常見纖維的動電層電位
纖維/染液附近的帶電離子分布
界面雙電層和動電層電位
吸附層和擴(kuò)散層之間的相對運(yùn)動的現(xiàn)象稱為界面動電現(xiàn)象 。
常見纖維的動電層電位
（3）纖維的電現(xiàn)象對染料上染的影響
＊染料離子與纖維間作用力
＊染料離子在纖維表面附近的濃度分布
＊纖維的電現(xiàn)象對染料上染的影響
當(dāng)染料與纖維帶有同號電荷時(shí)，不利于染料的上染；
當(dāng)染料與纖維帶有異號電荷時(shí)有于染料的上染。
染料離子與纖維間作用力
染料離子在纖維表面附近的濃度分布
（4）染色體系中的鹽效應(yīng)
＊鹽效應(yīng)作用原理
纖維對帶有異號電荷的鈉離子的吸引，中和了纖維所帶的部分電量，降低了動電層電位的絕對值。
＊鹽效應(yīng)的影響因素
①染料所帶電荷與質(zhì)量之比
荷質(zhì)比越大，鹽效應(yīng)越明顯。
②鹽中金屬離子的化合價(jià)和離子半徑的大小
Na+<K+<Mg2+<Ni2+<Mn2+<Zn2+<Al3+
四 、染色的基本過程
1、染料的吸附
（1）吸附/解吸速率變化示意
t = 0 V吸最大 V解=0
t = ti V吸變小 V解變大
t = t∞ V吸 = V解 此時(shí)吸附/解吸達(dá)到平衡
（2）平衡上染百分率和上染百分率
平衡上染百分率
上染百分率
（3）吸附等溫線
染色達(dá)到平衡時(shí)，纖維上的染料濃度與染料在染液中濃度的分配關(guān)系曲線 。
①分配型吸附等溫線
固溶體機(jī)理
在染色平衡狀態(tài)下，染料在纖維上的濃度與染料在染液中的濃度之比為一常數(shù)，纖維上的染料濃度隨著染液濃度的增加成比例增加，直至飽和。
②弗萊因德利胥（Freundlich）吸附等溫線
多分子層物理吸附機(jī)理
[D]f隨[D]s的增加而增加，但[D]f的增加幅度隨著[D]s的增加逐趨緩慢。
③朗格繆爾（Langmuir）吸附等溫線
化學(xué)定位吸附機(jī)理又稱為成鹽機(jī)理
[D]s增加時(shí)，[D]f隨之緩慢增加，但當(dāng)[D]s增大到一定值時(shí)，[D]f不再隨[D]s增加而變化，即達(dá)到染色飽和值。
2、染料的擴(kuò)散
＊染料由纖維表面向纖維內(nèi)部轉(zhuǎn)移的過程。
＊染料在纖維上的擴(kuò)散對染色速率及染色的勻染性起著決定性的作用。
（1）染色速率
半染時(shí)間（t1/2）
染料的上染量達(dá)到平衡上染量一半時(shí)所需的時(shí)間
（2）勻染和移染
＊勻染是指染料在纖維上均勻分布的過程 。
＊移染是指染料從纖維上某處解吸下來到纖維另一處重新上染的過程。
3、染料的固著
＊染料的固著是指擴(kuò)散后均勻分布在纖維上的染料通過染料—纖維間的作用力而固著在纖維上的過程。
＊染料—纖維間的作用力
染料-纖維間的作用力
染料-纖維間固著力的類型和大小對染色的色牢度起著決定性的作用。
五、染色牢度及其測定
1、染色牢度
＊染品在染后加工或在服用過程中，染料（或顏料）在各種外界因素的影響下，能否保持原來色澤狀態(tài)的能力。
2、常見染色牢度及其測定
（1）耐洗牢度及其測定
（2）耐摩擦牢度及其測定
（3）耐日曬牢度及其測定
＊藍(lán)色標(biāo)樣所用染料及其結(jié)構(gòu)類別
