第1章 2-染色理论简介
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【分享】染色知识总结----颜色的形成及基本理论知识,欢迎分享染色是指用染料按一定的方法使纤维、纺织品获得颜色的加工过程。
一、若要看到一个物体的颜色,必须满足三个条件:(1)由光源把物体照亮(漆黑的晚上,没有光,世界漆黑一片,没有色彩)(2)物体把照射到其表面的一部分光散射出来(3)物体散射出来的光投射到人的眼睛中(电脑屏幕在有点角度看,是看不见东西的)二、光是一种电磁波,其具有波粒二象性。
电磁波波长短的小于1nm,长的超过103km。
一般来说,可见光的波长在380~780nm。
可见光的波长在整个电磁波中,仅仅占据其中很小的一段。
三、主要设备灯箱:(5万元)美国GretagMibeth测处方的机子(20万元)美国Verivide四、光源:①D65:人造日光 daylight②TL84或TL83是欧亚地区典型办公室零售照明③CWF冷白光,美国办公,柜窗④A或F白炽灯⑤uv:紫外光,用于检测荧光染料,增白剂⑥H:水平日光,检测用光光源灯的类型色温颜色指数用途D75 过滤钨灯(专利)7500K 95+ 模拟北上天空日光,符合美国视觉颜色评定D65 过滤钨灯(专利)6500K 95+ 模拟平均北天空日光,光谱值符合欧洲、太平洋周边国家视觉颜色标准D50 过滤钨灯(专利)5000K 95+ 模拟中午天空光,在形象艺术中颜色品质、一致性好D75 含荧光的平均日光(专利)7500K 94 符合美国视觉颜色标准,模拟北天空日光D65 含荧光的平6500K 93 符合欧洲、太平洋周边均日光(专利)地区视觉颜色标准,模拟平均北天空日光 D50 含荧光的平均日光(专利)5000K92模拟北天空日光,在形象艺术中颜色品质、一致性好Horizon 卤钨灯(白炽灯) 2300K95+模拟早晨日升、下午日落时之日光,同色异谱测试Inca A 卤钨灯(白炽灯) 2856K95+同色异谱测试的典型白炽灯,家庭或商场重点使用的光源CWF ( F02 ) 美国商业荧光 4150K 62 典型的美国商场和办公室灯光,同色异谱测试 WWF 美国商业荧光3000K 70 典型的美国商场和办公室灯光,同色异谱测试 U30 ( F12 ) 美国商业荧光 3000K 85 稀土商用荧光灯,用于商场照明。
第二章染色基本理论2-1概况染色理论的研究内容:1 染色热力学即染料能否对纤维上染;2 上染可能达到的程度(染色平衡);3 染色动力学即染料上染纤维的快慢(上染速率)。
具体包括:染料浓度、浴比、温度、pH、电解质、染色助剂以及染色设备等对平衡上染程度及上染速率的影响。
通过染色理论的研究,对于合理选用染料及助剂、提高染料利用率、提高上染速率、改善匀染性、降低染色成本、减少废水的排放等染色工艺的制定以及设计制造生产效率高的染色设备具有重要指导意义。
2-2 染料的上染过程及特点上染过程-是指染料舍染液(或其他介质)而向纤维转移并将纤维染透的过程。
上染过程和通常所指的染色过程不尽相同…eg:酸性染料、直接染料、活性染料、还原染料、活性染料…一上染过程及特点1 染料从染液向纤维表面扩散2 染料在边界层中的扩散3 染料吸附在纤维表面纤维对染料分子的吸附主要是通过物理吸附及化学吸附等来完成的。
吸附速率受纤维表面的电荷性质、染料的分子结构及所带电荷、染料的溶解性质、亲和性以及染料分子在扩散边界层中的扩散速率等因素的影响。
染液与被染物相对运动的重要性…扩散模型…吸附模型…4 纤维表面的染料向纤维内部扩散直至平衡并结合染料与纤维结合:染料的聚集、吸附、物理结合、化学结合…*染料的吸附与解吸①两个过程同时进行,不同染色阶段,二者程度不一;②多数染色过程就是一个上染过程,而有些上染过程后还需经过一些化学处理,染色过程才能完毕;而另一些在上染过程中同时发生与纤维的化学反应。
上染的各个阶段均是可逆的![D]f,t / [D]s,t= k吸/ k解= K E = K / (K+L)K为直接性;L为染色浴比;E为平衡上染百分率浴比L对染料上染百分率具有重要意义!二上染过程中的几个基本概念1 动力边界层-染液流速从染液本体到纤维表面流速降低的区域称为动力边界层。
动力边界层的体积虽小,但在染料的传递过程(包括染色和水洗)中却起着非常重要的作用。
染色基础知识一、染色理论概述把纤维浸入一定温度下的染料水溶液中,染料就从水相向纤维中移动,此时水中的染料量逐渐减少,经过一段时间以后,就达到平衡状态。
水中减少的染料,就是向纤维上移动的染料。
在任意时间取出纤维,即使绞拧,染料也仍留在纤维中,并不能简单地使染料完全脱离纤维,这种染料结合在纤维中的现象,就称为染色。
若把海绵浸入染液中,染料溶液也能进入海绵内部,可是即使时间长,染料溶液的浓度也不变化,将海绵取出绞拧时,染料和水同时又从海绵内挤出来,所以说海绵并未被染色。
(一)染色基本过程按照现代的染色理论的观点,染料之所以能够上染纤维,并在纤维织物上具有一定牢度,是因为染料分子与纤维分子之间存在着各种引力的缘故,各类染料的染色原理和染色工艺,因染料和纤维各自的特性而有很大差别,不能一概而论,但就其染色过程而言,大致都可以分为三个基本阶段。
1.吸附当纤维投入染浴以后,染料先扩散到纤维表面,然后渐渐地由溶液转移到纤维表面,这个过程称为吸附。
随着时间的推移,纤维上的染料浓度逐渐增加,而溶液中的染料浓度却逐渐减少,经过一段时间后,达到平衡状态。
吸附的逆过程为解吸,在上染过程中吸附和解吸是同时存在的。
2.扩散吸附在纤维表面的染料向纤维内部扩散,直到纤维各部分的染料浓度趋向一致。
由于吸附在纤维表面的染料浓度大于纤维内部的染料浓度,促使染料由纤维表面向纤维内部扩散。
此时,染料的扩散破坏了最初建立的吸附平衡,溶液中的染料又会不断地吸附到纤维表面,吸附和解吸再次达到平衡。
3.固着是染料与纤维结合的过程,随染料和纤维不同,其结合方式也各不相同。
上述三个阶段在染色过程中往往是同时存在,不能截然分开。
只是在染色的某一段时间某个过程占优势而已。
(二)染料在纤维内的固着方式染料在纤维内固着,可认为是染料保持在纤维上的过程。
不同的染料与不同的纤维,它们之间固着的原理也不同,一般来说,染料被固着在纤维上存在着两种类型。
1.纯粹化学性固色指染料与纤维发生化学反应,而使染料固着在纤维上。
第二章 染色基本原理第一节 概述一、何谓染色?染色是指染料舍染液而转移到纤维上,并在纤维上形成均匀、坚牢、鲜艳色泽的加工过程。
举例说明:二.衡量染色品质量的指标染料与纤维发生物理化学或化学结合用化学方法使染料在纤维上生成沉淀着色机理染料溶液第二节 染料在溶液中的存在形式一、染料的电离 阴离子染料DM D -(染料母体)+M +(伴随的阳离子) 阳离子染料DX D +(染料母体)+ X -(伴随的阴离子) 非离子染料染料在水中不电离的称为非离子染料,如分散染料。
二、染料的溶解染料的溶解性与染料的分子结构、温度、所加助剂有关。
(1)染料结构及所含水溶性基团的数目染料分子量小、结构简单、亲水性基团含量高的溶解性好。
(2)染液的温度温度高有利于染料的溶解。
(3)与染液中所加助剂有关尿素及表面活性剂 溶解度增加 中性电解质 溶解度降低用量多时,染料发生沉淀(4)与染液的pH 值有关色泽均匀性染料在纤维上均匀分布的程度色泽坚牢度染料在纤维上固着力和稳定性的大小色泽中染料光谱色含量的大小 又称匀染性即染色牢度饱和度,纯度例如:冰染料在酸性条件下易溶解,还原染料在碱性条件下易溶解等。
三、染料的聚集1.染料在溶液中的三种形态●离子型染料可以有三种不同形态的存在形式:(1)染料完全离解成正或负离子,如D+或D-;(2)染料离子聚集成离子胶束,如(nD)n-或(nD)n+;(3)染料分子聚集成胶核,然后再吸附一部分染料离子形成胶粒,在胶粒外再吸附电荷相反的离子形成胶团,如[m(DA)·nD] n-或[m(DM)·nD] n+。
以D-为例,三种形式呈下列关系。
•非离子型染料三种不同存在形式:2.影响聚集的因素:(1)染料分子结构分子结构较大,分子成线形结构的,染料在溶液中的聚集倾向较大,聚集度较高。
(2)染色温度提高染色温度,染料聚集度降低。
(3)染料的浓度一般浓度大的聚集度高。
(4)所加助剂与电解质►加入过量食盐,染料聚集度增高,甚至还会发生沉淀。
染整基础知识染整基础知识⼀、⽔质1、染整⽤⽔要求,⽆⾊、⽆味、⽆臭、澄清(即不含混浊物),少含盐类(即少含各种正负离⼦)如:钙、镁、铁盐及氯。
1.1举例说明:a、含有铁盐的⽔会使织物泛黄⽽产⽣锈斑,棉纤维脆化。
b、含有过多氯化物的⽔会影响漂⽩织物的⽩度。
c、含有钙、镁离⼦的⽔,也能与染料形成沉淀使染⾊鲜艳度差、牢度降低。
1.2 硬⽔:含有钙、镁离⼦的⽔。
1.3 硬度:钙、镁离⼦或钙、镁盐含量⽤“硬度”表⽰。
1.4碱度:⽔中也可能含有碳酸钠等碱性物质,它可形成⽔的“碱度”。
2、测定⽔质的⽅法如:2.1 悬浮物:可⽤浊度汁测定浊度2.2 碱度:可⽤酸度汁测定PH值2.3 铁含量:可⽤不同浓度的铬钴混合液(K2Cr2O7+COSO4)作为标准液进⾏⽐⾊测定,以确定铁含量。
2.4 氯含量:⽤硝酸银标准溶液滴定⽔样。
2.5 硬度:钙、镁含量,硬度表⽰法之⼀PPm:其定义为每百万份⽔中含有⼀份碳酸钙叫做1个PPm硬度。
O-72PPm为很软⽔,72-143PPm为软⽔143-215PPm为中等软⽔215-322PPm为相当硬的⽔322-537PPm都为硬⽔⼤于537PPm为很硬⽔,针织染整⽤⽔要求硬度不能⾼于100PPm⼆、⽔处理1、所谓⽔处量就是去除⽔中含杂的处理。
2、对混浊的⽔,应先进⾏沉淀→过滤→软化对澄清直接进⾏软化,对⽔质要求很⾼的⽔→软化处理→排⽓→碱→去酸→脱盐第⼆节表⾯活性剂⼀、表⾯活性剂1、定义:表⾯活性剂就是能显著降低⽔的表⾯张⼒或界⾯张⼒的⼀类物质。
表⾯活性剂溶液具有润湿、渗透、乳化、分散、增溶、发泡和消泡的作⽤,具体染整加⼯中分别作为洗涤剂、匀染剂、渗透剂、乳化剂、柔软剂、抗静电剂。
2、分⼦结构特征:都在⽔溶解中有正吸附和体相性的特征。
⼆、表⾯活性剂的基本性质1、润湿和渗透2、乳化分散作⽤:乳化是将⼀种液体悬浮于加⼀种液体中,⽽形成乳液的过程。
例如:分散染料、染浴就属于悬浊液,要制备稳定的悬浊液;必须加⼊表⾯活性剂。
第二章 染色基本原理第一节 概述一、何谓染色?染色是指染料舍染液而转移到纤维上,并在纤维上形成均匀、坚牢、鲜艳色泽的加工过程。
举例说明:二.衡量染色品质量的指标染料与纤维发生物理化学或化学结合用化学方法使染料在纤维上生成沉淀着色机理染料溶液第二节 染料在溶液中的存在形式一、染料的电离 阴离子染料DM D -(染料母体)+M +(伴随的阳离子) 阳离子染料DX D +(染料母体)+ X -(伴随的阴离子) 非离子染料染料在水中不电离的称为非离子染料,如分散染料。
二、染料的溶解染料的溶解性与染料的分子结构、温度、所加助剂有关。
(1)染料结构及所含水溶性基团的数目染料分子量小、结构简单、亲水性基团含量高的溶解性好。
(2)染液的温度温度高有利于染料的溶解。
(3)与染液中所加助剂有关尿素及表面活性剂 溶解度增加 中性电解质 溶解度降低用量多时,染料发生沉淀(4)与染液的pH 值有关色泽均匀性染料在纤维上均匀分布的程度色泽坚牢度染料在纤维上固着力和稳定性的大小色泽中染料光谱色含量的大小 又称匀染性即染色牢度饱和度,纯度例如:冰染料在酸性条件下易溶解,还原染料在碱性条件下易溶解等。
三、染料的聚集1.染料在溶液中的三种形态●离子型染料可以有三种不同形态的存在形式:(1)染料完全离解成正或负离子,如D+或D-;(2)染料离子聚集成离子胶束,如(nD)n-或(nD)n+;(3)染料分子聚集成胶核,然后再吸附一部分染料离子形成胶粒,在胶粒外再吸附电荷相反的离子形成胶团,如[m(DA)·nD] n-或[m(DM)·nD] n+。
以D-为例,三种形式呈下列关系。
•非离子型染料三种不同存在形式:2.影响聚集的因素:(1)染料分子结构分子结构较大,分子成线形结构的,染料在溶液中的聚集倾向较大,聚集度较高。
(2)染色温度提高染色温度,染料聚集度降低。
(3)染料的浓度一般浓度大的聚集度高。
(4)所加助剂与电解质►加入过量食盐,染料聚集度增高,甚至还会发生沉淀。
第一章绪论1 染色产品的质量指标包括哪些内容?举例说明影响染色物质量的因素。
2 何谓湿牢度和日晒牢度?哪些因素影响染色物质的色牢度?第二章染色基本理论1 什么叫染色?染色过程包括哪几个阶段?每个阶段的意义是什么?2 染色术语解释:上染百分率、平衡上染百分率、上染平衡、吸附等温线、染色速率曲线、纤维的Zeta电位、染色亲和力(-Δμ°)、染色热(-ΔH°)、染色熵(-ΔS°)、扩散系数(D)、表观扩散系数(DA)、平均扩散系数(D)、半染时间(t1/2)、扩散边界层、扩散活化能、有限染浴和无限染浴、稳态扩散和非稳态扩散、孔道扩散模型、自由体积扩散模型、疏水结合、偶极(力)结合、染色纤维二色性、当量吸附、超当量吸附、分配系数(K)、纤维染色饱和值、分散染料的加和性和提升率、还原染料的隐色体电位和半还原时间、干缸还原、全浴还原、染料的移染、染料的泳移、染料配伍值(K)。
3 纤维的物理结构与染色有什么关系?纤维的吸湿膨化在染色中有什么意义?哪些工艺因素影响纤维的膨化?4 染液的胶体性质对上染有何影响?影响染料聚集有哪些因素?5 说明直接染料对粘胶纤维染色时,中性电解质应用在染色中的原因。
6 染料与纤维间的主要依靠哪些作用力?各种结合力有什么特点?7 什么叫纤维的Zeta电位?Zeta电位与染色有何关系?如何克服Zeta电位对染色的影响?8 染料的吸附等温线有哪些主要类型?并写出其相应的吸附方程式。
各类型吸附等温线有何特点?符合哪类纤维和染料的染色?试说明吸附等温线的测定和绘制。
9 什么叫染色亲和力(-Δμ°)?染色热(-ΔH°)?染色熵(-ΔS°)?三者间的关系如何?不同吸附类型的亲和力计算公式有何不同?10 染料在纤维中扩散与染色效果有什么关系?影响扩散速率的因素有哪些?染料的扩散活化能对扩散有什么影响?11 染料的上染百分率曲线和上染速率曲线有何不同?与染色关系如何?12 写出Fick第一定律和第二定律的扩散方程式并说明它们的物理意义。
科普染色基本理论及流程染料的上染过程所谓上染就是指染料舍染液(或其它介质)而向纤维转移并将纤维染透的过程。
上染过程和通常所指的染色过程不尽相同。
上染过程的几个阶段:1.染料从染液向纤维界面转移扩散边界层:主要靠染料自身扩散转移到纤维表面的液层,称为扩散边界层加强染液的循环和提高染液的流速,尽量减小扩散边界层厚度是加快染色的重要途径之一。
这样不仅可加快染料到达纤维表面的速度,还可以提高匀染效果2.染料在扩散边界层中靠近纤维到一定距离后,染料分子迅速被纤维表面所吸附,染料分子和纤维表面分子间发生氢键、范德华或库仑引力结合。
3.染料吸附到纤维表面后,在纤维内外形成一个染料浓度差,因而向纤维内部扩散并固着在纤维内部。
影响上染过程的因素染料运动状态:染液流动扩散吸附扩散重要影响因素:1.染料分子结构 1~6同左 1~4同左2.染料溶解状态3.纤维表面特征4. 纤维微结构5.染液中其它组成及电荷6.纤维化学结构7.温度8.浴比、染液流动9.p H值上染常见名词解释染色平衡:当染色达到一定程度时,染料的吸附与解吸速率相等,染液和纤维上的染料浓度不在发生变化,即达到上染平衡状态。
上染过程是大量染料分子运动的结果,是宏观结果,常以染料在染液中和纤维中的浓度变化来衡量,而不是代表个别染料分子的行为。
上染百分率:吸附在纤维上的染料数量占投入染料总量的百分率。
平衡上染百分率:染色达到平衡时,吸附在纤维上的染料数量占投入染料总量的百分率。
上染速率:纤维上的染料浓度对上染时间的变化率。
上染速率曲线:上染率对时间的变化曲线(或者纤维上染料浓度对时间的化曲线)称为上染速率曲线。
吸附等温线:恒定温度下,染色达到平衡时,纤维上的染料浓度与染液中的染料浓度的关系曲线。
平衡吸附量:染色达到平衡时纤维上的染料浓度。
染色饱和值:纤维上的染料浓度不再随染液中的染料浓度增加而增加,此时纤维上的染料浓度成为染色饱和值。
染色的方法01根据把染料施加于染物和使染料固着在纤维中的方式不同,染色方法可分为浸染(或称竭染)和轧染两种。