古代靛蓝染色工艺原理分析
2006-12-23 0:13:28 纺织检测航母、承接国内邮寄业务（赵文华） | 来源: 中国纺织检测专家网
[摘要]含靛植物有多种，古代染色方法可分为浸揉和发酵两大类。前者为缩合染色，后者属还原染色。本文逐一分析了各种方法的工艺条件和助剂作用原理，解释了“蓼蓝不堪为淀”的原因。同时指出了多有混淆的“靛红素”概念：系靛红和靛玉红两种不同的副产物。
关键词：植物靛蓝；发酵水解；发酵还原
靛蓝（靛青）是我国古代最为常用的植物染料之一，在传统染织文化中占有重要地位。在现代社会“返朴归真、回归自然”的热潮之下，当前介绍各类植物染料尤其是植物靛蓝的文章不断见诸纺织印染及科技史刊物，然而直述其工艺过程者多而对反应基理探讨者少，特别是缺乏对助剂种类及作用机理的深入分析。笔者试以靛蓝早期浸揉染色及宋应星《天工开物》中所述制靛还原染色过程为主，逐一讨论各个步奏中的化学反应机理。谬误之处祈请印染解及纺织史解各位专家不吝赐教。
蓝的种类及色素成份
“青，取之于蓝”，凡可制取靛青的植物皆可称“蓝”。一般熟知的是菘蓝和蓼蓝，其实含有靛质的植物有多种。经考证蓝的科目学名如下表（对蓝的种类及名称，历代本草说法各异，现代中药典籍也不尽相同，本文仅采用其中一说）。[1][2]：
名称性状学名科别
欧洲菘蓝二年生草本Isatis tinctoria L. 十字花科
草大青（菘蓝、茶蓝）二年生草本Isatis indigotica Fort. 十字花科
马蓝多年生灌木Baphicacanthus cusia Bremek. 爵床科
蓼蓝一年生草本Polygonum tinctorium Ait. 蓼科
木蓝（吴蓝、槐蓝）多年生灌木Indigofera tinctoria L. 豆科
上述植物的茎叶中均含有可以缩合成靛蓝的吲哚酚（吲羟、吲哚醇）。它在植物组织细胞中以糖甙的形式存在：
Ⅰ(Isatin B)Ⅱ(Indica n)
其中Ⅰ为菘蓝甙，它实际是吲哚醇与果糖酮酸生成的酯，不属于甙。酯键遇碱液（如草木灰、石灰）即可断键水解，游离出吲哚醇，从而氧化为靛蓝；而马蓝和蓼蓝中含的是靛甙（Ⅱ），它是吲羟与β-D（+）葡萄糖生成的配糖体，其上的甙键必须经过长时间发酵，由糖酶及稀酸作用才能水解断键、从而游离出吲羟、氧化为靛蓝。因此，早期的制靛技术可能仅限于用碱水浸泡菘蓝获取靛质，而蓼蓝则用于浸揉“染碧”（碧者，青黄合色也。而黄色素如黄酮类化合物则普遍存在于各类植物细胞中）。
如苏敬（唐）《唐新本草》云：“菘蓝为淀，惟堪染青。其蓼蓝不堪为淀，惟作碧色尔”；苏颂（宋）《本草图经》云：“有菘蓝，可以为淀……，有蓼蓝，但可染碧，而不堪作淀”；寇宗爽（宋）《本草衍义》云：“蓼蓝即堪揉汁染翠碧”。直到明代，早于宋应星的李时珍才在著名的《本草纲目》中说：“凡蓝五种，各有主治……而作淀则一也”。
除上述五种蓝之外，宋应星还提到一种科目不明的苋蓝，亦有学者提到十字花科芸苔属的甘蓝都可用于制靛[3]。另外应该指出的是，某些科普文章说有“靛青科”和“芸苔科”的植物可以制靛，显然混淆了植物的名称和科、属关系。
浸揉染色工艺原理
靛蓝的还原染色技术始见于《齐民要术》，而秦汉之前主要以浸揉直接染色技术为主[4][5]：将蓝叶与织物一同揉搓，或先将蓝汁揉出再以织物浸泡，辅以草木灰助染。有学者认为这是一种媒染工艺[6]，但据笔者分析并非如此，理由有二：首先，媒染剂必须含有过渡金属元素，而普通草木灰中主要含K、Na、Ca、Mg、Zn、Mn等非络合型金属元素，Al、Fe、Cr含量极微，尚不足以起到媒染作用。虽然根据草木的种类和产地不同，某种特定的草木灰中可能含有较多的过渡金属元素，但这毕竟是特殊而非一般。除非特别指明时，应该认为一般的草木灰并无媒染作用；其次，持媒染观点的学者认为，靛蓝的结构上含有媒染基团，因此可用于媒染。其实在浸揉过程中并无靛蓝存在，而只有半靛（吲羟），其结构上没有相邻的-OH、-NH2、-OCH3及=C=O等可供络合的基团，不可能产生媒染作用。当氧化缩合为靛蓝时，已成为不溶性的色淀而沉积固着在纤维上，也就用不着再媒染了。
笔者认为，浸揉染色加入草木灰的目的有三：一是针对菘蓝而言，加入碱剂可以水解菘蓝甙，游离出吲哚酚；二是使揉搓而出的半靛隐色酸转变为易溶于水的隐色盐；三是加速半靛的氧化过程：还原染料隐色酸的氧化要进行数小时，而隐色盐的氧化只要数分钟[7]。
由上述分析可知，浸揉染色实际是在纤维上就地制靛的过程，可以称为缩合染色法。由于半靛分子比靛白分子小一半，对纤维的亲合力更低，要想染成合适的深度，就要反复多次套染。同时由于此法只适合于在蓝草收获季节进行，染液不能贮藏和运输，因而自发明还原染色方法后，浸揉方法就逐步自行淘汰。
制靛工艺原理
浸揉染色受蓝草产地和收获季节限制，极不方便推广应用。古代劳动人民在长期的实践中，发明了还原染色技术，打破了染色的时间和空间限制。
制靛技术的完善是有一个过程的，最早记录制靛方法的《齐民要术》（北魏.贾思勰）中介绍：“刈蓝倒竖于坑中，下水，以木石镇压，令没。热时一宿、冷时再宿，漉去荄，内汁于瓮中。率十石瓮，著石灰一斗五升，急抨之，一食顷止。澄清，泻去水。别作小坑，贮蓝淀著坑中。候如强粥，还出瓮中盛之，蓝淀成矣。”一般认为此方法就是后世沿用的发酵水解法，但笔者认为不然。因为仅靠“热时一宿、冷时再宿”的时间，而又不加入任何菌种和营养剂，这种“发酵”作用是极不充分的，难以完成复杂的生物化学酶解过程。因此，此法正如前所述，只能用于菘蓝而不能用于蓼蓝：浸一至二宿的目的不在于发酵而在于将菘蓝甙从植物的组织细胞中溶出来，然后靠石灰的碱性来水解酯键，游离出吲羟，氧化成靛蓝。对于含有靛甙的蓼蓝，此种碱性水解方法并不奏效，因而曾有“蓼蓝不堪为淀”之说。
到了将近一千年之后的明代，才有了“凡蓝五种，皆可为淀”的一致说法。宋应星在《天工开物》中对制靛的描述是：“凡造淀，叶与茎多者入窖，少者入桶与缸。水浸七日，其汁自来。每水浆一石，下石灰五升。搅冲数十下，淀信即结。水性定时，淀沉于底。”与《齐民要术》所述方法比较，可以发现水浸时间和石灰用量均增加了。在七天的浸泡时间中，水中和植物上的微生物在适宜的温度、PH值等条件下大量繁殖，从而分泌出了足够量的糖化酶，发酵水解作用充分彻底，靛甙中的甙键发生酶解断键：
（R为葡萄糖剩基），水解出的葡萄糖可进一步分解为乳酸，使糖酶活力加强。同时稀酸又可以催化水解酯键和甙键[8]，加速吲羟的游离。
水解出的吲羟可溶热水或碱性溶液中，发生酮式互变异构现象：
两分子吲哚酮在碱性条件下发生缩合反应，氧化成靛蓝，呈不溶于水的悬浮物状态，缓慢下沉：
此即“每水浆一石，下石灰五升，搅冲数十次，淀信即结”。加入石灰的目的除了中和发酵所生成的酸以及进一步破坏植物组织细胞溶出吲羟之外，还有另外一层作用：发酵过程产生的CO2气体与石灰作用可生成碳酸钙沉淀，它能吸附悬浮状的靛质，加快沉降速度：
CaO + H2O ——→Ca(OH)2
Ca(OH)2+ CO2 ——→CaCO3↓+ H2O
反应完成之后，静置一段时间，就可以得到靛泥。靛泥可晒干成靛青，以方便贮藏、运输和买卖。
还原染色工艺原理
靛蓝染色时需先把不溶性的干靛还原成可溶性的靛白，才能渗入织物被纤维吸附，然后将织物透风氧化再复变为靛蓝：靛蓝——靛白隐色酸——靛白隐色盐——靛蓝。这个还原过程的还原剂主要是发酵产生的氢气，与前番发酵水解不同的是，起主要作用的酵素已非糖化酶而是分解氢气的氢化酶了。发酵所需的养料主要来自植物组织水解出的单糖和多糖成份（近代则是人工添加泔水、酒糟等养料），其分解过程的生物化学反应是相当复杂的，主要反应步骤可用下列方程式综合表示[9]：
(C6H10O5)n + n.H2O → n.C6H10O6→ 2n.CH3CH(OH)COOH→ n.CH3CH2CH2COOH + 2n.CO2 + n.H2↑
为使最终反应加速，必须在发酵缸中加入碱剂，以中和产物中的酸，并使难溶性的靛白隐色酸转变为可溶性的靛白隐色盐。宋应星对此过程的描述是：“凡淀入缸，必用稻灰水先和，每日持竹棍搅动，不可计数。”细菌繁殖需要消耗氧气，搅动可产生水跃，使空气与水接触面积增大，有利于氧气溶解，加速细菌繁殖。我们注意到此次还原发酵所用碱剂与前番水解发酵不同，没有用石灰而采用的是稻灰（草木灰）。依笔者推测这并非出于偶然，可能有以下几点原因：
其一是发酵还原所需碱度不高，一般为PH≈9的弱碱性[10]。而石灰水的碱性强，缓冲力弱，不如PH为10-11的稻灰水容易掌握。石灰加入过量会抑制发酵并促使已还原的靛白在染缸中过早氧化为靛蓝，失去上染性能。
其二是稻灰水的主要成份是K2CO3、Na2CO3，不会与发酵缸中的CO2产生沉淀，可保证还原缸的清洁。
其三，用稻灰水的弱碱性条件不仅可染棉麻织物，亦可染丝绸，不致损伤丝素。也不致由于吸附大量钙
质而使织物手感粗糙。
其四，碱性过强会导致色光偏红，这一点将在下一节专门讨论。
由上述分析可知，古人对于不同碱剂的强弱、以及在不同用途下的作用等现象已有初步的认识。当然，使用稻草烧灰十分麻烦，产量极低，成本也要比石灰要高。因此近代民间土靛染色多数仍然采用石灰调节发酵缸碱度，发现碱性过强、发酵缓慢时，可以补加酒糟调节PH值。
色光控制原理
靛蓝染色往往会出现红光，这有两种原因造成：一种是吲羟氧化缩合时，若温度过高、碱性过强，则会生成一种靛蓝的同素异构体靛玉红[11]（Indirubin）；而另一种是靛白在条件剧烈的过度氧化下生成的靛红[12]（吲哚满二酮，Isatin）。二者结构式如下：
值得注意的是，靛玉红和靛红是两种不同的物质，前者在氧化缩合时由吲羟产生，并在过度还原时又可转变为靛蓝；后者是在氧化固色时由靛白产生，无法恢复成靛蓝。许多文章将二者混为一谈，笼统称为“靛红素”，似乎不够准确。
对于控制色光，古代也已初步认识。宋应星在《天工开物》中又说到：“取松江美布，染成深青。不复浆辗，吹干，用胶水参豆浆水一过。先蓄好靛，名曰标缸，入内薄染即起，红焰之色隐然。”加入胶质的作用可能有三：首先是匀染作用，其次是增加一定的粘着力，第三则是浆水中含有的淀粉和葡萄糖具有一定的弱还原性，可以防止过度氧化产生靛红。“好靛”是指还原充分、杂质少、色光纯正的标准靛缸，结合前节所言稻灰弱碱，自然可以减少靛玉红含量。好靛辅以胶浆，可以防止色光过分偏红，因而“红焰之色隐然”。由此可见，当时对于产生红光的原因及防止的措施，已经有了足够的认识。
结语
1897年西德BASF生产的合成靛蓝问世，它以生产简便、原料充足、纯度高、易贮运、使用方便等优点后来居上，迅速普及，从而使得具有几千年历史的植物靛蓝黯然失色。本世纪60年代之后，天然靛蓝终于销声匿迹，推出了历史舞台。进入80年代之后，随着社会现代化程度的日益提高，环境保护和劳动保护意识逐渐普及，人们开始认识到了合成化学工业的一系列有损健康、污染环境的弊病。如合成靛蓝中使用的苯胺和邻苯二甲酸酐能导致人体急性和慢性中毒，对呼吸道和中枢神经及肝脏均有一定损害。而
植物染料却以其无毒无害少污染的特性，以及“天然丽质去雕饰”的自然美，重获现代社会的部分人们的青睐。研究植物染料的栽培和应用工艺，对于继承传统文化，满足人们回归大自然的心理需求，以及节能降耗，保护自然环境，维持生态平衡等方面，无疑都是具有重要意义的。
青出于蓝而胜于蓝．．．．．．．．．．．．．．．．张宁刘克文
文章来源：转载作者：张宁刘克文时间：2009-2-19 15:43:15 点击次数：58
摘要靛蓝是重要的天然染料，它广泛应用在人们的生活中。靛蓝的人工合成更是人类史上合成天然染料的里程碑。
关键词靛蓝与生活化学与生活靛蓝
1 靛蓝
《荀子·劝学》中有：“青出于蓝而胜于蓝”之名句，这里的“蓝”并不是指颜色，而是指可用做提取“青”这种染料的一类植物的统称——蓝草。这句名句的意思是：青色的染料是从“蓝草”这类植物中提取的，但提取出来的“青”这种染料颜色比“蓝草”更深、色泽更加鲜艳夺目。这里的“青”即靛青，也就是靛蓝。从这里看到，我国古代人民很早就利用染料来染色了。
从现代化学的观点看，靛蓝属于吲哚类的天然染料。靛蓝的使用已经有很长的历史了，从古埃及木乃伊穿着的服装到我国马王堆出土的蓝色麻织物，都是由靛蓝染成的。这种染料能长期、广泛地为人们所喜爱，是由于它在染着坚牢度和耐光坚牢度上都是其它染料无法比拟的，故常被称为“染料之王”。
靛蓝是从蓝草如：木蓝、菘蓝、蓼蓝等植物中提取的一种天然染料，这类植物在我国及印度等地曾广为培植，其根为板蓝根，叶称大青叶，加工后的沉淀物称为青黛，皆可供药用。用蓝草植物染色时是先把其切碎，放在瓮中加水浸泡任其发酵，发酵液中含有以吲哚酚为主要成分的隐色体，当织物在其中浸透后取出晾干，隐色体即被空气氧化，形成水不溶性的靛蓝而染在织物上。因此靛蓝是一种还原染料，由于染
色是在与空气接触面积较小的瓮中进行，所以它又称瓮染染料。
2 靛蓝与牛仔裤
牛仔裤从上个世纪70年代开始就一直是服装界的流行元素。现今牛仔裤已经成了家喻户晓的一种服装，其颜色以蓝色为主，颜色深浅不一。有时可以从牛仔裤的标签上看到靛蓝（indigo blue）的字样，这就是制造牛仔裤时所用的染料。
要制造颜色深浅不一的牛仔裤，并不需要使用不同颜色的染料，浅蓝色的牛仔裤便是把白色的线和蓝色的线，在编织的时候交叉而过造成的效果。然而，要制造深蓝色的牛仔裤，就需要把编织好的牛仔裤直接进入大染缸里进行染色。由于靛蓝的颜色较暗，其隐色体对纤维的亲和力较低，所以不能一次染成深色。这样，形形色色的牛仔裤就出现在我们的日常生活中了。
翻开牛仔裤的标签，我们还能看到“请单独反底洗涤”、“反底熨烫”、“本品易褪色”等字句，这是由于靛蓝这种染料的耐光、耐洗、耐摩擦牢度不高，而且遇高温干热，染料易升华，所以其染色织物不宜熨烫。
随着牛仔裤成为生活的时尚衣着，靛蓝作为牛仔裤的一种重要染料，其需要量急剧上升。
3 靛蓝的人工合成
19世纪中叶，以纺织工业革命为先导的产业革命也促进染料的需求大幅度增加，从蓝草植物中提取的染料无法满足印染业的需求，于是用化学方法合成靛蓝染料成为亟待解决的问题。
早在人工合成靛蓝之前，人们就已经测得靛蓝的经验式：C
8H
5
NO及分子式：C
16
H
10
N
2
O
2
。在1826年—1841年间，有人对从木蓝和菘蓝植物中得到的靛蓝进行了降解反应研究，发现当它与氢氧化钾低温共熔
时，可以得到邻氨基苯甲酸；而它与氢氧化钾高温共同熔融时，则得到了苯胺；当它被硝酸或三氧化铬氧化时，可得到靛红。由于当时人们还没有认识到苯的环状结构，所以也不可能推测出靛蓝的结构。后来人们才认识到上述降解反应实质上发生的是下面的反应：
1865年凯库勒（F．A．Friedrich August Kekule）提出了苯的环状结构，也就是同一年，德国著名的化学家阿道夫·冯·拜尔（Adolf von Baeyer）开始对靛蓝进行研究。
拜尔1835年10月31日生于柏林，父亲曾是德国高级军官，后来成为地质学家。在父母的严格教导和精心培育下，他从少年时代起就勤奋学习，并对化学产生了浓厚兴趣。12岁时拜尔就发现了一种新的硫化铜晶体，13岁就开始进行有关靛蓝的实验。正如后来他在合成靛蓝后的一次讲演中所说:“我从幼儿时期就注意到那些来自东印度的、神奇且有特殊气味的染料”。
1865年拜尔开始把注意力转向靛蓝的研究，他想用还原靛红的方法得到靛蓝，但得到的不是靛蓝，而是不含氧的吲哚，反应如下：
此后，拜尔就从靛蓝出发开始考虑合成方法。他首先认为靛蓝是一种含氧化合物，因而可能是某种“母体”物质的氧化产物。这种母体在某种程度上与苯胺相似，拜尔命名为吲哚(Indole)，它的氧化产物应该是吲哚酚，更高一级的氧化产物则是吲哚醌，也就是靛红：
吲哚酚和苯酚之间虽然有许多不同，但都是母体上的一个氢原子被羟基取代的产物，所以拜尔也希望能按照苯酚可以被还原成苯那样从吲哚酚制出吲哚，但由于吲哚酚很容易发生树脂化，以至工作半年多之后，仍然得不到期望的结果。后来，拜尔从同事斯塔尔契梅德（Stahlschmidt）那里得到一个重要信息：有人把一直被用做油漆填料的锌粉作为工业上的还原剂使用。于是拜尔立即把锌粉用在吲哚酚的还原上，尽管又经过多次反复摸索，但仍未得到结果。1866年的一天，拜尔试着把二者一起放在燃烧管中加热到赤热，意外地获得了吲哚。这次偶然的发现使拜尔得到了合成靛蓝母体的方法，从而让拜尔长期坚定地研究靛蓝的合成。
1870年，拜尔和他的学生一起用三氯化磷处理靛红，生成的产物再用锌粉-盐酸还原，最后得到了靛蓝，这使拜尔坚定了人工合成靛蓝的信心。当时所用的靛红，虽然还是来自蓝草植物，但到1878年，由于拜尔掌握了由苯乙酸来制取靛红的方法，终于在1878年用三氯化磷、磷和乙酰氯把靛红还原成了靛蓝，其化学反应方程式如下：
拜尔的这一成果在科学界引起了轰动，它是人工有机合成天然染料史上的一个重要里程碑，标志着人工合成复杂有机物的开始。
1879年拜尔进一步发现，如果将邻硝基肉桂酸的溴化物与碱共煮，也能得到少量靛蓝。后来它又发现用邻硝基苯丙酸也可以制取靛蓝，在1880年3月19日，拜尔将这一发明申请了第一个关于合成靛蓝的专利。后来拜尔还提出了其它几种合成靛蓝的方法，但都因为成本过高而没有实现工业化生产。
在寻求人工合成靛蓝的过程中，拜尔对靛蓝的结构也进行了研究，1883年他提出靛蓝的结构为：
直到1928年，经X射线衍射法测定，人们才知道天然的靛蓝不是上述的顺式结构，而是下面的反式结构：
1886年，拜尔被选为德国科学院院士。1905年，在拜尔70岁的时候，由于在研究人工合成靛蓝等方面的开创性工作，他获得了诺贝尔化学奖。1910年，德国化学协会设立了拜尔奖章。
1890年，德国的化学家霍依曼（K．Heumann）发明了以苯胺为初始原料合成靛蓝的方法。他首先用苯胺与氯乙酸缩合；然后再进行碱熔，得到二氢吲哚；最后用空气氧化二氢吲哚的水溶液，就可得到靛蓝，从而实现了靛蓝的工业化生产。
合成靛蓝与天然靛蓝在化学结构上完全相同，且安全无毒，其熔点是390—392℃（升华，但不分解），故稳定性好，染色方法简便。但由于它对纤维的亲和性较低、耐磨性较差，所以人们又对其进行改良，得到一些性能更好的靛蓝衍生物。现在常用的是靛蓝染料实际上是溴或氯的衍生物，例如：
靛蓝的这些衍生物作为染料，颜色鲜艳明亮，不仅其隐色体对纤维有较高的亲和力，而且耐光、耐磨度得到了提高，因此在市场上颇受欢迎。
此外，把四溴靛蓝与汉沙黄G及永固红F5R复配，还可得到一种塑料用的黑色着色剂。靛蓝磺化产物可安全地用于食品、药物及化妆品中。利用靛蓝的热稳定性，还可开发很多具有广泛用途的着色剂。由此看到，靛蓝虽然从古代走来，但几千来它一直不断地美化着我们的生活。
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] s n（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
面料染色 面料染色工艺流程 一胚布缝边松布翻布 1 缝纫机特征：通过电动机带动缝纫机头，能把布边布头缝合起来。可以缝各种布料。 2 操作：先打开电源开关，把针线跟底线穿好，把布边或布头放到压脚下面、再启动踏脚板。 3 缝边工先检查胚布与流程卡上的数量，胚布是否相符，缝边不能过宽，2公分以内，从布头缝至布尾要平直，齐边。保持布面清洁，按数量分清缸数。 4 对缝纫机要定期保养，如加油，清洁等工作。用完后关掉电源以免烧坏电动机。 5 注意安全、调节机速、小心针头扎手指头。 6 松布，翻布，要检查松布机，翻布筒是否正常，特别要留意勾丝。 二拉缸（绳状缸） 拉缸构造：缸体由不锈缸材料制造，主要配件：电动机，棍筒，加热蒸汽管，加料糟，开关可以正转反转。 特征：能染真丝，棉布，人造丝，锦纶网布等，优点就是产量高，速度快，缺点：不能生产拉架布，高档布料等。 常见故障：会在染色过程中出现打结，绞导布轮。 解决方法：先停机，然后手动开机慢慢倒转。 生产工艺 1 先检查机台是否正常，染缸，用具是否清洁，防止搭色，沾污。 2 胚布进缸要平幅进，用缝纫机接头。 3 染色时水位要放大，浴比1：50左右，低水位不能开机运行，防止拉伤，擦伤。 4 拉缸生产的胚布选择每疋布的长度要基本一致，助剂，染料要加均匀（防止有疋差）。 5 拉缸不能生产高档布料，只能染要求低的产品，目前我们只能用来煮练印花胚布，染印花底
色。 三高温缸 构造：由不锈钢材料组合而成，主要配件：主泵马达，导布轮，升降温进放水阀，还有排汽阀，副缸，抽料泵，搅拌机，主机前装有出布机，四管配有先进电脑运行操作。 特征：能染多种面料，既能低温染色又能高温染色，操作简单易懂，成品质量好，机器运行时出现结会自动报警。 常见故障：机器运行时出现布拉不动，掉布，布打结，布绞导布纶，机器运行时突然停电等。解决方法： 1、当布出现拉不动时，操作工应马上考虑到主泵的冲力是不是调的太大或太小，调小冲力不够，调大冲力过猛，会把缸内的布冲乱，在后面的布运行就会把前面的布压住，导至布拉不动，冲力应该调到适当为止。如果布还是拉不动，在高温情况下，应该降温至85度，缸内压力全部排完，才可以开盖，用人手进行操作，操作工在滚筒正转突然停下，连续几次，用手推布正转。或把布打出一点，再开动主泵，水冲力调大，直到布进去为止。 2、掉布：布在缸内自动打结，过不了喷嘴，降温85度，压力排完，用手工把结解开。 3、布绞导布轮：操作工千万不要茫然地乱正反转，要看清楚布是怎样绕在导布轮上，再找出双头，把布清理好即可，如果缸内高温一定要降温，排压。 7、机器运行时突然停电时，只要来电就把电脑箱上 面的自动与手动开关反复开几次，就OK！ 操作工艺 1 胚布进缸前必须检查设备是否正常，染缸，用具是否清洁，防止沾污，沾色。 2 胚布下缸前要看清流程卡上布号，数量是否相同等，拉架布染色必须用缝纫机接头，平幅进缸，防止出现拉痕，染色时水位要放大，严格按工艺流程操作。 3 高温缸染色时，一定要关好，关紧高温缸门，最高温度不能超过130度，降温至85度以下，
各种仪器分析的基本原理及谱图表示方法！！！ 紫外吸收光谱UV 分析原理：吸收紫外光能量，引起分子中电子能级的跃迁谱图的表示方法：相对吸收光能量随吸收光波长的变化提供的信息：吸收峰的位置、强度和形状，提供分子中不同电子结构的信息荧光光谱法FS 分析原理：被电磁辐射激发后，从最低单线激发态回到单线基态，发射荧光谱图的表示方法：发射的荧光能量随光波长的变化提供的信息：荧光效率和寿命，提供分子中不同电子结构的信息红外吸收光谱法IR 分析原理：吸收红外光能量，引起具有偶极矩变化的分子的振动、转动能级跃迁谱图的表示方法：相对透射光能量随透射光频率变化提供的信息：峰的位置、强度和形状，提供功能团或化学键的特征振动频率拉曼光谱法Ram 分析原理：吸收光能后，引起具有极化率变化的分子振动，产生拉曼散射谱图的表示方法：散射光能量随拉曼位移的变化提供的信息：峰的位置、强度和形状，提供功能团或化学键的特征振动频率核磁共振波谱法NMR 分析原理：在外磁场中，具有核磁矩的原子核，吸收射频能量，产生核自旋能级的跃迁谱图的表示方法：吸收光能量随化学位移的变化提供的信息：峰的化学位移、强度、裂分数和偶合常数，提供核的数目、所处化学环境和几何构型的信息电子顺磁共振波谱法ESR 分析原理：在外磁场中，分子中未成对电子吸收射频能量，产生电子自旋能级跃迁谱图的表示方法：吸收光能量或微分能量随磁场强度变化提供的信息：谱线位置、强度、裂分数目和超精细分裂常数，提供未成对电子密度、分子键特性及几何构型信息 质谱分析法MS 分析原理：分子在真空中被电子轰击，形成离子，通过电磁场按不同m/e 分离 谱图的表示方法：以棒图形式表示离子的相对峰度随m/e 的变化提供的信息：分子离子及碎片离子的质量数及其相对峰度，提供分子量，元素组成及结构的信息气相色谱法GC 分析原理：样品中各组分在流动相和固定相之间，由于分配系数不同而分离谱图的表示方法：柱后流出物浓度随保留值的变化提供的信息：峰的保留值与组分热力学参数有关，是定性依据；峰面积与组分含量有关反气相色谱法IGC 分析原理：探针分子保留值的变化取决于它和作为固定相的聚合物样品之间的相互作用力谱图的表示方法：探针分子比保留体积的对数值随柱温倒数的变化曲线提供的信息：探针分子保留值与温度的关系提供聚合物的热力学参数裂解气相色谱法PGC 分析原理：高分子材料在一定条件下瞬间裂解，可获得具有一定特征的碎片谱图的表示方法：柱后流出物浓度随保留值的变化提供的信息：谱图的指纹性或特征碎片峰，表征聚合物的化学结构和几何构型凝胶色谱法GPC 分析原理：样品通过凝胶柱时，按分子的流体力学体积不同进行分离，大分子先流出谱图的表示方法：柱后流出物浓度随保留值的变化提供的信息：高聚物的平均分子量及其分布热重法TG 分析原理：在控温环境中，样品重量随温度或时间变化谱图的表示方法：样品的重量分数随温度或时间的变化曲线提供的信息：曲线陡降处为样品失重区，平台区为样品的热稳定区热差分析DTA 分析原理：样品与参比物处于同一控温环境中，由于二者导热系数不同产生温差，记录温度随环境温度或时间的变化 谱图的表示方法：温差随环境温度或时间的变化曲线提供的信息：提供聚合物热转变温度及各种热效应的信息示差扫描量热分析DSC 分析原理：样品与参比物处于同一控温环境中，记录维持温差为零时，所需能量随环境温度或时间的变化 谱图的表示方法：热量或其变化率随环境温度或时间的变化曲线提供的信息：提供聚合物热转变温度及各种热效应的信息静态热―力分析TMA 分析原理：样品在恒力作用下产生的形变随温度或时间变化谱图的表示方法：样品形变值随温度或时间变化曲线提供的信息：热转变温度和力学状态
第1章染整工艺流程 整工艺流程 染整工艺流程的选择，主要是根据织物的品种、规格、成品要求等，可分为练漂、染色、印花、整理等. 2.1练漂 天然纤维都含有杂质，在纺织加工过程中又加入了各浆料、油剂和沾染的污物等，这些杂质的存在，既妨碍染整加工的顺利进行，也影响织物的服用性能。练漂的目的是应用化学和物理机械作用，除去织物上的杂质，使织物洁白、柔软，具有良好的渗透性能，以满足服用要求,并为染色、印花、整理提供合格的半制品.纯棉织物练漂加工的主要过程有：原布准备、烧毛、退浆、煮练、漂白、丝光。 2.1.1原布准备 原布准备包括原布检验、翻布（分批、分箱、打印)和缝头。原布检验的目的是检查坯布质量，发现问题能及时加以解决。检验内容包括物理指标和外观疵点两项。前者包括原布的长度、幅度、重量、经纬纱线密度和密度、强力等，后者如纺疵、织疵、各种班渍及破损等。通常抽查总量的10％左右。原布检验后，必须将原布分批、分箱,并在布头上打印，标明品种、加工工艺、批号、箱号、发布日期和翻布人代号，以便于管理.为了确保连续成批的加工，必须将原布加以缝接。 2。1.2烧毛 烧毛的目的在于烧去布面上的绒毛,使布面光洁美观，并防止在染色、印花时因绒毛存在而产生染色不匀及印花疵病。织物烧毛是将织物平幅快速通过高温火焰，或擦过赤热的金属表面，这时布面上存在的绒毛很快升温，并发生燃烧，而布身比较紧密,升温较慢,在未升到
着火点时，即已离开了火焰或赤热的金属表面，从而达到烧去绒毛,又不操作织物的目的。 2。1.3退浆 纺织厂为了顺利的织布，往往对经纱上浆以提高强力和耐磨性。坯布上的浆料即影响织物的吸水性能，还影响染整产品的质量，且会增加染化药品的消耗，故在煮练前应先去除浆料，这个过程叫退浆。棉织物上的浆料可采用碱退浆、酶退浆、酸退浆和氧化剂退浆等方法，将其从织物上退除。碱退浆使浆料膨化，与纤维粘着力下降，经水洗从织物上退除。酶、酸、氧化剂使淀粉降解，在水中溶解度增大，经水洗退除。由于酸、氧化剂对棉纤损伤大,很少单独使用，常与酶退浆、碱退浆联合使用。 2.1。4煮练 棉纤维生长时，有天然杂质（果胶、蜡质、棉籽壳、含氮物质等）一起伴生。棉织物经退浆后，大部分浆料及部分天然杂质已被去除，但还有少量的浆料以及大部分天然杂质还残留在织物上。这些杂质的存在，使绵织布的布面较黄，渗透性差。同时，由于有棉籽壳的存在,大大影响了棉布的外观质量。故需要将织物在高温的浓碱液中进行较长时间的煮练，以去除残留杂质.煮练是利用烧碱和其他煮练助剂与果胶质、蜡状物质、含氮物质、棉籽壳发生化学降解反应或乳化作用、膨化作用等，经水洗后使杂质从织物上退除。 2.1.5漂白 棉织物经煮练后，由于纤维上还有天然色素存在，其外观不够洁白,用以染色或印花，会影响色泽的鲜艳度.漂白的目的就在于去除色素，赋于织物必要的和稳定的白度,而纤维本身则不受显著的损伤.棉织物常用的漂白方法有次氯酸钠法、双氧水法和亚氯酸钠法.次氯酸钠漂白的漂液PH值为10左右，在常温下进行，设备简单，操作方便、成本低，但对织物强度损伤大，白度较低。双氧水漂白的漂液PH值为10，在高温下进行漂白,漂白织物白度高而稳定,手感好，还能去除浆料及天然杂质。缺点是对设备要求高，成本较高。在适当条件下,与烧碱联合，能使退浆、煮练、漂白一次完成。亚氯酸钠漂白的漂液PH值为4～4.5，在高温下进行，具有白度好，对纤维损伤小的优点，但漂白时易产生有毒气体,污染环境,腐蚀设备,设备需要特殊的金属材料制成，故在应用上受到一定限制。次氯酸钠和亚氯酸钠漂白后都要进行脱氯，以防织物在存在过程中因残氯存在而受损。
染整工艺原理——丝光 一、丝光的含义?? 1、丝光：棉制品(纱线、织物)在有张力的条件下，用浓的烧碱溶液处理，然后在张力下洗去烧碱的处理过程。?? 2、碱缩：?? ? ???棉制品在松驰的状态下用浓的烧碱液处理，使fibre任意收缩，然后洗去烧碱的过程，也称无张力丝光，主要用于棉针织品的加工。?? ? ? 二、丝光与碱缩织物的特点?? 丝光后：织物发生以下变化?? 1、光泽提高?? 2、吸附能力，化学反应能力增强?? 3、缩水率，尺寸稳定性，织物平整度提高?? 4、强力、延伸性等服用机械性能有所改变?? 碱缩虽不能使织物光泽提高，但可使纱线变得紧密，弹性提高，手感丰满，此外，强力及对dye吸附能力提高。??
? ? 三、工序安排?? 1、先漂后丝：?? ? ???丝光效果好，废碱较净，但白度差，易沾污，适合色布，尤其厚重织物。?? 2、先丝后漂：?? ? ???白度好、但光泽差，漂白时fibre易受损伤，适用于漂布，印花布?? 3、染后丝光：?? ? ???适合易擦伤or不易匀染的品种(丝光后，织物手感较硬，上染较快)染深色时为了提高织物表面效果及染色牢度，以及某些对光泽要求高的品种，也可采用染后丝光。?? 4、原坯丝光：?? ? ???个别深色品种(苯胺黑)可在烧毛后直接进行丝光，但废碱含杂多，给回收带来麻烦，很少用。?? 5、染前半丝光，染后常规丝光：?? ? ???为了提高染料的吸附性和化学反应性。??
? ???棉布丝光分干布丝光和湿布丝光两种，由于湿布丝光含湿较难控制，因此以干布丝光较多。?? ? ???其他碱金属的氢氧化物对纤维素纤维也有一定的膨化作用，但其膨化能力随原子量增大而↓，且成本较高，因此只有烧碱才具实用价值，某些酸和盐类溶液(H2SO4,HNO3,)也可使纤维素纤维膨化，获得丝光效果，但实际生产有困难，缺少实际意义。?? ? ???无水液氨因分子小，纯度高，也是一种优良的膨化剂，20世纪60年代未曾进行过丝光研究，其产品的光泽和染色性能均不及碱丝光，但手感柔软、尺寸稳定性和抗皱性较高，故近年来作为与后整理中机械预缩、树脂整理结合应用的新工艺，称为液氨整理。?? ? ? 四、丝光效果的评定?? 1、光泽?? ? ???是衡量丝光织物外观效应的主要指标之一。?? ? ???可用变角光度法、偏振光法等测，但尚无统一的理想的测试手段，目前多用目测评定。?? 2、显微切片观察纤维形态变化?? 3、吸附性能?? (1)钡值法：是检验丝光效果的常用方法，钡值大，丝光效果好?? ? ???棉布钡值=100，钡值＞150表示充分丝光，一般为135～150。??
一．针织物原布染色的工艺流程：检验——翻布打印——缝头——烧毛——煮练—— 漂白——丝光——烘干——染色——拉幅——后整理——码剪——包装。二、印染的基本设备： 练漂设备（前处理）：烧毛机（气体烧毛机、铜板烧毛机）、煮练机（平幅、绳状）、氧漂机、氯漂机、丝光机 染色设备：热熔染色机、卷染机、红外打底机、显色皂洗机。 印花设备：平网印花、圆网印花、滚筒印花、数码印花。 整装设备：定型机、拉幅机、磨毛机、压光机、预缩机、码剪机。 二．机织物原布染色的工艺流程：检验——翻布打印——缝头——烧毛——退浆— —煮练——漂白——丝光——烘干——染色——拉幅——后整理——码剪——包装。机织布的染色工艺流程和针织布的染色基本一样，但是机织布在纺织厂纺织过程，为了更容易纺织会进行上浆，所以在前处理过程中要进行退浆，而针织布不用 、印染的基本设备： 练漂设备（前处理）：烧毛机（气体烧毛机、铜板烧毛机）、煮练机（平幅、绳状）、氧漂机、氯漂机、丝光机。 染色设备：冷轧机、烤烘机、滑动去承式离心机、预缩机、显色皂洗机、热网打底机、裉煮漂联合机、氧漂机、氯漂机、定型机。 印花设备：平网印花、圆网印花、滚筒印花、数码印花 1）全毛强缩绒: 100%羊毛缩绒整理 流程：准备（洗呢、脱水）-------缩呢-------洗呢------脱水-------烘干--------中检--------熟修-------起毛------刷毛-------剪毛-----刷毛--------压光------蒸呢-------成品检验-------染色（粗纺毛织物主要以匹染为主，主要在松式绳状染色机上进行） 2）毛涤单面拉毛布: 47%羊毛 53%涤纶拉毛整理 流程：前处理（烧毛、退浆、洗呢、脱水、烘干、中检、单面拉毛整理）-------染色（分散染料染涤纶，酸性染料染羊毛）------后整理 3）记忆棉：64%涤纶 36%棉常规整理 流程：原布准备------烧毛-----退浆-----精练----漂白------丝光------热定型-------复漂-------烘干落布------染色（分散染料染涤纶，活性染料染棉）-------后整理下面是关于记忆棉的一些简介： 慢回弹，又称太空记忆棉。是由美国太空总署（NASA）的下属企业美国康人（HEALTHMAN）公司所研发，之后近二十年的时间其应用仅限于医疗行业。九十年代初，瑞典FAGERDALA公司的科技转化为医用及民用的保健、时尚产品。这是一种能完全遵循身体轮廓的开放温感记忆粒子，这种开放的细胞组织结构允许空气在其中流动，并在任何你需要的地方给你完全没有反弹压力的支撑。1998年，因该产品在商业上的巨大成功及为民众健康作出的贡献，慢回弹技术与GPS(全球定位系统)一道被任命进入美国宇航局名人堂,以奖励作为两个航天技术已达到非常成功的商业应用。随着这一产品在西方发达国家的普及使用（平均每三个家庭就有一个在使用），这一技术也随之传播开来
紫外吸收光谱 UV 分析原理：吸收紫外光能量，引起分子中电子能级的跃迁 谱图的表示方法：相对吸收光能量随吸收光波长的变化 提供的信息：吸收峰的位置、强度和形状，提供分子中不同电子结构的信息 荧光光谱法 FS 分析原理：被电磁辐射激发后，从最低单线激发态回到单线基态，发射荧光 谱图的表示方法：发射的荧光能量随光波长的变化 提供的信息：荧光效率和寿命，提供分子中不同电子结构的信息 红外吸收光谱法 IR 分析原理：吸收红外光能量，引起具有偶极矩变化的分子的振动、转动能级跃迁 谱图的表示方法：相对透射光能量随透射光频率变化 提供的信息：峰的位置、强度和形状，提供功能团或化学键的特征振动频率 拉曼光谱法 Ram 分析原理：吸收光能后，引起具有极化率变化的分子振动，产生拉曼散射 谱图的表示方法：散射光能量随拉曼位移的变化 提供的信息：峰的位置、强度和形状，提供功能团或化学键的特征振动频率 核磁共振波谱法 NMR 分析原理：在外磁场中，具有核磁矩的原子核，吸收射频能量，产生核自旋能级的跃迁 谱图的表示方法：吸收光能量随化学位移的变化 提供的信息：峰的化学位移、强度、裂分数和偶合常数，提供核的数目、所处化学环境和几何构型的信息 电子顺磁共振波谱法 ESR 分析原理：在外磁场中，分子中未成对电子吸收射频能量，产生电子自旋能级跃迁 谱图的表示方法：吸收光能量或微分能量随磁场强度变化 提供的信息：谱线位置、强度、裂分数目和超精细分裂常数，提供未成对电子密度、分子键特性及几何构型信息 质谱分析法 MS 分析原理：分子在真空中被电子轰击，形成离子，通过电磁场按不同m/e分离 谱图的表示方法：以棒图形式表示离子的相对峰度随m/e的变化 提供的信息：分子离子及碎片离子的质量数及其相对峰度，提供分子量，元素组成及结构的信息 气相色谱法 GC 分析原理：样品中各组分在流动相和固定相之间，由于分配系数不同而分离 谱图的表示方法：柱后流出物浓度随保留值的变化 提供的信息：峰的保留值与组分热力学参数有关，是定性依据；峰面积与组分含量有关 反气相色谱法 IGC
第一章染色基本知识 1. 什么叫染色？它的目的和要求是什么？ 2. 物体为什么会有颜色？物体具有颜色的基本条件是什么？ 3. 什么叫染色牢度？常见的染色牢度有哪些？ 4. 什么叫浸染？什么叫轧染？各适用于何种织物的染色？ 第二章染色基本理论 TOP 1. 亲和力和直接性有何不同？ 2. 酸性染料染羊毛或聚酰胺纤维有无饱和值？用什么法其求出它？ 3. 何谓平衡吸附等温线？它分为哪几种类型？有何特点，方程式如何？ 4. 什么叫上染？上染过程分哪几个阶段？它和染色过程是否相同？ 5. 什么叫上染百分率？平衡上染百分率？它们在上染速率曲线上各有何特征？ 6. 染料在纤维中的扩散与染色效果有什么关系？影响扩散速率的因素有哪些？染料的扩散活 化能大小对扩散有什么影响？ 7. 试从染料的扩散速率、扩散活化能以及平衡吸附等方面说明温度对上染的影响。 8. 什么扩散边界层？染色时染液的流动对其有何影响？ 9. 染料在水溶液中有几种存在形式？染色时染料是以何种形式上染色？ 10. 浓度、温度及中性电解质对染料在溶液中的聚集有何影响？ 11. 在一般上染过程中，△H0和△S0为何是负值？根据△H0、△S0和T的关系式，讨论染色温 度T对平衡上染百分率的影响？ 12. 试说明某些酸性染料上染蛋白质纤维时，△S0为正值，即整个染色体系混乱度增加的原 因。 13. 什么叫稳态扩散、非稳态扩散？写出对应的Fick扩散方程式及其物理意义。 14. 什么叫无限染浴、有限染浴？它们在染色过程中各有何特点？ 15. 什么叫半染时间？在不同的染色条件下，其变化和哪些因素有关？ 16. 何谓孔道扩散模型和自由体积扩散模型？根据其基本理论简述纤维微结构的差异对染料扩 散速率的影响。 17. 什么叫初染率、移染性？染料的标准亲和力及染料的扩散性能对其有何影响？ 18. 为获得满意的染色效果，一般可通过哪些工艺条件来控制染料的上染速率。 19. 什么叫泳移、半匀染时间？ 第三章直接染料的染色 TOP 1. 直接染料染色时加入中性电解质的作用是什么？说明其作用原理。 2. 直接染料分为哪几个类型？各类有何特点？分别用什么方法来控制上染过程以纠正染色不 匀的现象。 3. 直接染料为何须进行后处理，常用的固色剂及其固色原理如何？
染整工艺原理 染整工艺原理一---纺织基础知识 绪言 第一章染整用水及表面活性剂 第二章棉及棉型织物的退浆和精 第三章蚕丝和真丝绸的精练 第四章漂白(Bleaching) 第五章丝光 第六章热定形(Heat Setting) 第七章毛织物的湿整理 第八章一般整理(Finshing) 第九章防缩整理Finishing) 第十章防皱整理(Resin Finishing) 第十一章特种整理 过纺织加工以后的加工工艺。它是织物在一定的工艺条件下，通过染料、药剂和助剂在专用设备上进行的化学和物理加工过程。 1．特点 （1）属加工工业(在纺织工业中担任承上启下的重要角色)； （2）一种化妆术； （3）综合的工艺技术，涉及面广； （4）能耗大（水、热、电），有污染（废水、气、渣）需重视节能和环保。2．目的
改善织物的服用性能（舒适、保暖、抗皱等），赋予功能性（防霉、防蛀、拒水、阻燃、抗菌等），提高身价。 （1）去除杂质； （2）提高白度； （3）染着颜色； （4）改善风格。 二、染整加工的主要内容 漂、染、印、整。 三、本课程的任务和要求 1．掌握纺织品的练漂、整理加工的基本原理和方法。 2．能根据纺织品的特性和练漂、整理加工要求，合理制订加工工艺过程及条件；初步具备解决练漂及整理工艺问题的能力。 3．了解练漂、整理加工的质量检验方法。 4．了解练漂及整理加工技术进展和发展前沿。 5．查阅染整专业的有关文献。 第一章染整用水及表面活性剂 §1染整用水及其处理 一、水和水质 1．自然界中的水源 地面水：流入江、河、湖泊中贮存的雨水，含较多可溶性有机物和少量无机物地下水：深地下水（深井水，不含有机物，有较多矿物质） 浅地下水（深度<15m的浅泉水、井水，有可溶性有机物和较多的二氧化碳）天然水
染色工艺流程标准 1、前处理：去污﹑煮炼。常用助剂：枧油﹑去污精，808﹑去锈水﹑枧粉﹑双氧水﹑纯碱等。 2、染色：根据毛料质地，选用染料助剂，按客户来样颜色要求染色，常用染料：阳离子染料﹑活性染料﹑直接染料﹑酸性染料。常用助剂：渗透剂﹑枧油﹑冰醋酸﹑纯碱﹑草酸﹑双氧水﹑1227分散剂﹑ 匀染剂等。 3、过软：根据毛料选用软油软片，按客户手感要求过软。常用料：羊毛软油﹑棉麻软油﹑晴纶软油﹑ 晴纶软片﹑全能软片﹑硅油﹑澎松剂等。 4、烘干：棉纱﹑棉麻一般用高温烘干，40-50分钟；羊毛﹑羊仔毛﹑兔毛﹑混纺一般用中温洪干，20- 30分钟；人造毛用低温烘干，15-20分钟，过冷风10分钟 纯棉织物染整工艺流程 纯棉织物染整工艺流程纯棉织物染整工艺流程的选择，主要是根据织物的品种、规格、成品要求等，可 分为练漂、染色、印花、整理等。 1. 练漂天然纤维都含有杂质，在纺织加工过程中又加入了各浆料、油剂和沾染的污物等，这些杂质的存在，既妨碍染整加工的顺利进行，也影响织物的服用性能。练漂的目的是应用化学和物理机械作用，除去织物上的杂质，使织物洁白、柔软，具有良好的渗透性能，以满足服用要求，并为染色、印花、整理提供合格的半制品。纯棉织物练漂加工的主要过程有：原布准备、烧毛、退浆、煮练、漂白、丝光。 1) 原布准备：原布准备包括原布检验、翻布(分批、分箱、打印)和缝头。原布检验的目的是检查坯布质量，发现问题能及时加以解决。检验内容包括物理指标和外观疵点两项。前者包括原布的长度、幅度、重量、经纬纱线密度和密度、强力等，后者如纺疵、织疵、各种班渍及破损等。通常抽查总量的10%左右。原布检验后，必须将原布分批、分箱，并在布头上打印，标明品种、加工工艺、批号、箱号、发布日期和翻布人代号，以便于管理。为了确保连续成批的加工，必须将原布加以缝接。2) 烧毛：烧毛的目的在于烧去布面上的绒毛，使布面光洁美观，并防止在染色、印花时因绒毛存在而产生染色不匀及印花疵病。织物烧毛是将织物平幅快速通过高温火焰，或擦过赤热的金属表面，这时布面上存在的绒毛很快升温，并发生燃烧，而布身比较紧密，升温较慢，在未升到着火点时，即已离开了火焰或赤热的金属表面，从而达到烧去绒毛，又不操作织物的目的。3) 退浆：纺织厂为了顺利的织布，往往对经纱上浆以提高强力和耐磨性。坯布上的浆料即影响织物的吸水性能，还影响染整产品的质量，且会增加染化药品的消耗，故在煮练前应先去除浆料，这个过程叫退浆。棉织物上的浆料可采用碱退浆、酶退浆、酸退浆和氧化剂退浆等方法，将其从织物上退除。碱退浆使浆料膨化，与纤维粘着力下降，经水洗从织物上退除。酶、酸、氧化剂使淀粉降解，在水中溶解度增大，经水洗退除。由于酸、氧化剂对棉纤损伤大，很少单独使用，常与酶退浆、碱退浆联合使用。4)煮练：棉纤维生长时，有天然杂质(果胶质、蜡状物质、含氮物质等)一起伴生。棉织物经退浆后，大部分浆料及部分天然杂质已被去除，但还有少量的浆料以及大部分天然杂质还残留在织物上。这些杂质的存在，使绵织布的布面较黄，渗透性差。同时，由于有棉籽壳的存在，大大影响了棉布的外观质量。故需要将织物在高温的浓碱液中进行较长时间的煮练，以去除残留杂质。煮练是利用烧碱和其他煮练助剂与果胶质、蜡状物质、含氮物质、棉籽壳发生化学降解反应或乳化作用、膨化作用等，经水洗后使杂质从织物上退除。5) 漂白：棉织物经煮练后，由于纤维上还有天然色素存在，其外观不够洁白，用以染色或印花，会影响色泽的鲜艳度。漂白的目的就在于去除色素，赋于织物必要的和稳定的白度，而纤维本身则不受显著的损伤。棉织物常用的漂白方法有次氮酸钠法、双氧水法和亚氯酸钠法。次氯酸钠漂白的漂液PH值为10左右，在常温下进行，设备简单，操作方便、成本低，但对织物强度损伤大，白度较低。双氧水漂白的漂液PH值为10，在高温下进行漂白，漂白织物白度高而稳定，手感好，还能去除浆料及天然杂质。缺点是对设备要求高，成本较高。在适当条件下，与烧碱联合，能使退浆、煮练、漂白一次完成。亚氯酸钠漂白的漂液PH值为4～4.5，在高温下进行，具有白度好，对纤维损伤小的优点，但漂白时易产生有毒气体，污染环境，腐蚀设备，设备需要特殊的金属材料制成，故在应用上受到一定限制。次氯酸钠和亚氯酸钠漂白后都要进行脱氯，以防织物在存在过程中因残氯存在而受损。6) 丝光：丝光是指棉织物在室温或低温下，在经纬方向上都
苏木精-伊红染色方法 苏木精（hematoxylin）和伊红（eosin）染色方法，简称HE染色方法，是细胞与组织学最广泛的染色方法。 一、HE染色的基本原理 （一）细胞核染色的原理 细胞核内的染色质主要是去氧核糖核酸（DNA），DNA的双螺旋结构中，两边链上的磷酸基向外，带负电荷，呈酸性，很容易与带正电荷的苏木精碱性染料以离子键或氢键结合而被染色。苏木精在碱性溶液中呈蓝色，所以细胞核被染成蓝色。 （二）细胞浆染色的原理 细胞浆内主要成分是蛋白质，为两性化合物、细胞浆的染色与pH 值有密切关系，当pH调到蛋白质等电点4.7-5.0时，胞浆对外不显电性，此时酸或碱性染料不易染色。当pH调到6.7-6.8时，大于蛋白质的等电点pH值，表现酸性电离，而带负电荷的阴离子，可被带正电荷的染料染我以，现时胞核也被染色，核和胞浆难以区分。因此必须把pH调至胞浆等电点以下，在染液中加入醋酸使胞浆带正电荷（阳离子），就可被带负电荷（阴离子）的染料染色。伊红Y是一种化学合成的酸性染料，在水中离解成带负电荷的阴离子，与蛋白质的氨基正电荷（阳离子）结合而使细胞浆染色，细胞浆、红细胞、肌肉、结缔组织，嗜伊红颗料等被感染成不同程度的红色或粉红色，与蓝色的细胞核形成鲜明的对比。（三）、二甲苯的作用
烤片后切片进入二甲苯是脱蜡的作用。组织处理和染色后进入二甲苯是透明作用。组织处理的透明是为了石蜡能进入到细胞中去，染色后透明是为了使细胞的折光率与玻璃相同，以便显微镜观察。（四）、酒精的作用 酒精用于苏木精染色前由高浓度至低浓度是为了洗脱用于脱蜡的二甲苯。 伊红染色以后的酒精由低浓度至高浓度酒精逐渐过度是为了彻底脱去组织中的水份。 （五）、水洗的作用 在脱蜡经酒精处理之后，水洗切片，是为了苏木精染液能更好的进入细胞核中去，使细胞核染色均匀。 染色之后的水洗作用是为洗去未与切片结合的染液。 分化以后的水洗则是为了除去分化液和脱下的染料，中止分化作用。 在伊红染色之后也可以水洗，是为了减少伊红染液进入脱水的酒精中。 （六）分化和蓝化作用 1、分化作用 苏木精染色之后，先用水洗去未结合在切片中的染液。然后用分化液1%盐酸酒精脱去细胞核中结合过多的染料和细胞浆中吸附 的染料，这个过程称为染色的分化作用。 2、蓝化作用
（印花部分） 一、名词解释：（每个3分，共15分） 1、防印印花：只在印花机上完成防染或拔染及其染地的整个加工 2、印花粘度指数：为衡量色浆的流变性所规定的参数指标，它定义为同一流体在剪切速率相差10倍时所具有的粘度之比。 3、拉活同印工艺：指快磺素和活性染料同印工艺 4、烂花印花：由两种不同性质纤维组成的织物，其中一种纤维不耐某种化学药品，用这种化学药品调浆印花，经过一定处理，把织物中的一种纤维成分烂掉，而保留另一种纤维，形成烂花织物。 5、转移印花：指染料或颜料印刷在纸上或薄膜上，再将纸印花面与织物重合，加热加压，使染料或颜料转移到织物上的一种方法。 二、填空题（每空1分，共10分） 1、筛网印花机可以分为圆网印花机和平网印花机。 2、乳化糊是由火油和水两种互不相溶的液体，加入乳化剂，在高速 搅拌下所制成的分散体系。 3、不溶性偶氮染料直接印花可以分为色基印花发法和色盐印花法两种方 法。 4、还原染料直接印花主要方法有隐色体印花法和悬浮体印花法。 5、目前，转移印花主要用于合纤织物的印花。 6、不适宜印制针织物的印花设备是滚筒印花机。 三、选择题（每个2分，共20分） 9.下列不属于还原染料直接印花常用还原剂的是（ C ） A H/S B R/ C C O/W D TD 四、辨析题（请先判断对错，后分析原因。每题5分，共20分。） 1. 冰染料色基直接印花，花色的深浅是由色酚来定的。 这句话是错误的 冰染料色基直接印花，如果印浅色花和小型花时，花色的深浅是由色基来定的。 如果印深浓色和满地大花时，花色的深浅是由色酚来定的 2. 冰涂共同印花时，为防止传色，可在冰染料色浆中加入一定量的还原剂。 这句话是错误的。冰涂共同印花时，为防止传色，应该在涂料色浆中加入一定量的还原剂。 3.不溶性偶氮染料地色拔染印花染地色时，不宜进行皂煮。 这句话是正确的。不溶性偶氮染料地色拔染印花染地色时，不宜进行皂煮，以免染料在纤维内重结晶，增加拔染难度。 4.活性防活性印花，地色是K型活性染料，防染染料是X型活性染料 这句话是错误的。活性防活性印花，地色是KN型活性染料，防染染料是K型活性染料 5.活性染料与涂料可以进行防染印花 这句话是正确的。活性染料与涂料可以进行防染印花，采用酸作防染剂，因为涂料可在偏酸条件下固色。
第一章染色的基本知识 <一> 名词解释 1、上染 2、上染百分率 3、上染速率曲线 4、平衡上染百分率 5、半染时间 6、盐析 7、双电层 8、zate电位 9、吸附活化能 10、直接性 11、浴比 <二>问题 1、简述染料上染纤维的三个阶段? 2、指出上染速率曲线的实际意义? 3、简述影响染料聚集的因素? 4、染料与纤维的结合力有哪些形式, 举例说明? 5、简述纤维在染浴中带电学说? 6、简述影响zate电位的各种学说? 7、分析纤维表面各种离子浓度的分布情况。 8、分析纤维带电与实际染色的关系。 9、解释”上染平衡属于动态平衡”这个结论。 10、分析纤维的两相结构及纤维的吸湿溶胀对染色的影响? 第二章染色热力学 <一> 名词解释: 1、化学位
2、染料对纤维的染色标准亲和力 3、吸附等温线 4、有效容积 5、染色分数 6、吸附层容积 7、染色热( △H) 8、染色熵( △S) <二> 问题 1、常见的吸附等温线有哪几种形式? 举例说明各种吸附等温线所表示的染 色机理及其特点。 2、从亲和力定义式推导出朗格缪尔吸附等温式: 3、从亲和力定义式推导弗莱因利胥吸附等温式: 4、根据染色热, 分析温度对染色工艺的影响。 5、假设一个分子量为500的分散染料染锦纶纤维时, 浴比为1: 20, 在60℃ 时, 亲和力( -μ°) 为3000kcal/mol,染色热( △H°) 为10kcal/mol, 试计算80℃下每升染液里加入多少克染料才能使每公斤纤维获得1%的吸 收( 注: 每升染液按1kg计算, 染色热可视为不随温度变化的定值) ? 6、用直接染料染两块试样, 在温度为T1下染色达到平衡时, 染液的浓度为 [D]S 1, 在温度为T 2 ( T 2 ≠T 1 ) 下染色达到平衡时, 染液浓度为[D]S 2 , 假设 达到平衡时, 两试样上染料浓度相等, 即[D]f 1=[D]f 2, 试推导出染色热的 表示式〈设染色热不随温度改变〉。 7、判断下列各种说法是否正确: （1）( a) 当[D]s=[D]r时, 上染达到平衡态。 ( b) 当V 吸=V 解 时, 上染到达平衡态。 ( c) 当染料停止向纤维吸附时, 染色达到平衡态。 ( d) 当[D] r >[D] s 时, 上染达到平衡态。 （2）( a) zate电位就是纤维和水的界面电位。
1) 原布准备：原布准备包括原布检验、翻布（分批、分箱、打印）和缝头。原布检验的目的是检查坯布质量，发现问题能及时加以解决。检验内容包括物理指标和外观疵点两项。前者包括原布的长度、幅度、重量、经纬纱线密度和密度、强力等，后者如纺疵、织疵、各种班渍及破损等。通常抽查总量的10%左右。原布检验后，必须将原布分批、分箱，并在布头上打印，标明品种、加工工艺、批号、箱号、发布日期和翻布人代号，以便于管理。为了确保连续成批的加工，必须将原布加以缝接。 2) 烧毛：烧毛的目的在于烧去布面上的绒毛，使布面光洁美观，并防止在染色、印花时因绒毛存在而产生染色不匀及印花疵病。织物烧毛是将织物平幅快速通过高温火焰，或擦过赤热的金属表面，这时布面上存在的绒毛很快升温，并发生燃烧，而布身比较紧密，升温较慢，在未升到着火点时，即已离开了火焰或赤热的金属表面，从而达到烧去绒毛，又不操作织物的目的。 3) 退浆：纺织厂为了顺利的织布，往往对经纱上浆以提高强力和耐磨性。坯布上的浆料即影响织物的吸水性能，还影响染整产品的质量，且会增加染化药品的消耗，故在煮练前应先去除浆料，这个过程叫退浆。棉织物上的浆料可采用碱退浆、酶退浆、酸退浆和氧化剂退浆等方法，将其从织物上退除。碱退浆使浆料膨化，与纤维粘着力下降，经水洗从织物上退除。酶、酸、氧化剂使淀粉降解，在水中溶解度增大，经水洗退除。由于酸、氧化剂对棉纤损伤大，很少单独使用，常与酶退浆、碱退浆联合使用
4) 煮练：棉纤维生长时，有天然杂质（果胶质、蜡状物质、含氮物质等）一起伴生。棉织物经退浆后，大部分浆料及部分天然杂质已被去除，但还有少量的浆料以及大部分天然杂质还残留在织物上。这些杂质的存在，使绵织布的布面较黄，渗透性差。同时，由于有棉籽壳的存在，大大影响了棉布的外观质量。故需要将织物在高温的浓碱液中进行较长时间的煮练，以去除残留杂质。煮练是利用烧碱和其他煮练助剂与果胶质、蜡状物质、含氮物质、棉籽壳发生化学降解反应或乳化作用、膨化作用等，经水洗后使杂质从织物上退除 5) 漂白：棉织物经煮练后，由于纤维上还有天然色素存在，其外观不够洁白，用以染色或印花，会影响色泽的鲜艳度。漂白的目的就在于去除色素，赋于织物必要的和稳定的白度，而纤维本身则不受显著的损伤。棉织物常用的漂白方法有次氮酸钠法、双氧水法和亚氯酸钠法。次氯酸钠漂白的漂液PH值为10左右，在常温下进行，设备简单，操作方便、成本低，但对织物强度损伤大，白度较低。双氧水漂白的漂液PH值为10，在高温下进行漂白，漂白织物白度高而稳定，手感好，还能去除浆料及天然杂质。缺点是对设备要求高，成本较高。在适当条件下，与烧碱联合，能使退浆、煮练、漂白一次完成。亚氯酸钠漂白的漂液PH值为4～4.5，在高温下进行，具有白度好，对纤维损伤小的优点，但漂白时易产生有毒气体，污染环境，腐蚀设备，设备需要特殊的金属材料制成，故在应用上受到一定限制。次氯酸钠和亚氯酸钠漂白后都要进行脱氯，以防织物在存在过程中因残氯存在而受损
光谱分析方法
第一章绪论 一、填空题 1仪器分析方法分为（）、（）、色谱法、质谱法、电泳法、热分析法和放射化学分析法。 2 光学分析法一般可分为（）、（）。 3仪器分析的分离分析法主要包括（）、（）、（）。 4仪器分析较化学分析的优点（）、（）、操作简便分析速度快。 答案 1光学分析法、电化学分析法 2光谱法、非光谱法 3色谱法、质谱法、电泳法 4灵敏度高检出限低、选择性好 第二章光学分析法导论 一、选择题 1 电磁辐射的粒子性主要表现在哪些方面（）A能量B频率C波长D波数
2 当辐射从一种介质传播到另一种介质时，下列哪种参量不变（） A波长B速度C频率D方向 3 电磁辐射的二象性是指: A．电磁辐射是由电矢量和磁矢量组成；B．电磁辐射具有波动性和电磁性； C．电磁辐射具有微粒性和光电效应；D．电磁辐射具有波动性和粒子性 4 可见区、紫外区、红外光区、无线电波四个电磁波区域中，能量最大和最小的区域分别为：A．紫外区和无线电波区；B．可见光区和无线电波区； C．紫外区和红外区；D．波数越大。 5 有机化合物成键电子的能级间隔越小，受激跃迁时吸收电磁辐射的 A．能量越大；B．频率越高；C．波长越长；D．波数越大。 6 波长为0.0100nm的电磁辐射的能量是多少eV？ A．0.124；B．12.4eV；C．124eV；D．1240 eV。 7 受激物质从高能态回到低能态时，如果以光辐
射形式辐射多余的能量，这种现象称为（）A光的吸收B光的发射C光的散射D 光的衍射 8 利用光栅的（）作用，可以进行色散分光A散射B衍射和干涉C折射D发射9 棱镜是利用其（）来分光的 A散射作用B衍射作用C折射作用D 旋光作用 10 光谱分析仪通常由以下（）四个基本部分组成 A光源、样品池、检测器、计算机 B信息发生系统、色散系统、检测系统、信息处理系统 C激发源、样品池、光电二级管、显示系统 D光源、棱镜、光栅、光电池 二、填空题 1. 不同波长的光具有不同的能量，波长越长，频率、波数越（），能量越（），反之，波长越短，能量越（）。 2. 在光谱分析中，常常采用色散元件获得（）来作为分析手段。 3. 物质对光的折射率随着光的频率变化而变
第一章绪论 ）、色谱法、质谱法、电泳法、热分析法和放射化 （ ）。 ）、（ ）、（ ）。 ）、（ ）、操作简便分析速度快。 答案 1光学分析法、电化学分析法 2光谱法、非光谱法 3色谱法、质谱法、电泳法 4灵敏度高检出限低、选择性好 第二章光学分析法导论 一、 选择题 1电磁辐射的粒子性主要表现在哪些方面（ ） A 能量 B 频率 C 波长 D 波数 2当辐射从一种介质传播到另一种介质时，下列哪种参量不变（ ） A 波长 B 速度 C 频率 D 方向 3电磁辐射的二象性是指： A .电磁辐射是由电矢量和磁矢量组成； B .电磁辐射具有波动性和电磁性； C ?电磁辐射具有微粒性和光电效应； D ?电磁辐射具有波动性和粒子性 4可见区、紫外区、红外光区、无线电波四个电磁波区域中， 能量最大和最小的区域分别为: A ?紫外区和无线电波区； B ?可见光区和无线电波区； C .紫外区和红外区； D ?波数越大。 一、 填空题 1仪器分析方法分为（ ）、（ 学分析法。 2光学分析法一般可分为（ ） 3仪器分析的分离分析法主要包括（
5有机化合物成键电子的能级间隔越小，受激跃迁时吸收电磁辐射的A .能量越大；B .频率越高；C .波长越长；D .波数越大。
7受激物质从高能态回到低能态时，如果以光辐射形式辐射多余的能量，这种现象称为（） A光的吸收B光的发射C光的散射D光的衍射 8利用光栅的（）作用，可以进行色散分光 A散射B衍射和干涉C折射D发射 9棱镜是利用其（）来分光的 A散射作用B衍射作用C折射作用D旋光作用 10光谱分析仪通常由以下（）四个基本部分组成 A光源、样品池、检测器、计算机 B信息发生系统、色散系统、检测系统、信息处理系统 C激发源、样品池、光电二级管、显示系统 D光源、棱镜、光栅、光电池 二、填空题 ），能量越（），反1. 不同波长的光具有不同的能量，波长越长，频率、波数越（ 之，波长越短，能量越（）。 2. 在光谱分析中，常常采用色散元件获得（）来作为分析手段。 3. 物质对光的折射率随着光的频率变化而变化，这中现象称为（） 4. 吸收光谱按其产生的本质分为（）、（）、（）等。 5. 由于原子没有振动和转动能级，因此原子光谱的产生主要是（）所致。 6?当光与物质作用时，某些频率的光被物质选择性的吸收并使其强度减弱的现象，称为（）, 此时，物质中的分子或原子由（）状态跃迁到（）的状态。 7.原子内层电子跃迁的能量相当于（）光，原子外层电子跃迁的能量相当于（）和（）。 三. 简答题: 1?什么是光学分析法？ 2?何谓光谱分析法和非光谱分析法? 3. 简述光学分析法的分类？ 4. 简述光学光谱仪器的基本组成。 5. 简述瑞利散射和拉曼散射的不同?