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染整工藝與原理下冊考試重點
填空
1. 還原染料還原的干缸法，全浴法各適用于何種染料？ 全浴法適用于還原速率較高的染 料。P117
2. 親和力取決于染料和纖維的結構，與工藝條件無關。標準親和力是溫度和壓力的函數(shù)， 與體系的組成濃度無關，與染色平衡時染料在纖維上的活度和染液中的活度有關。親和 力主要有染色熱和染色熵組成（熱力學因素）。p29
3. 酸性染料與纖維的主要結合方式 電解質的促染作用和緩染作用。 酸性染料常常借助 離子鍵的結合而染著于纖維上，還存在范氏力和氫鍵。 若pH低于羊毛等電點，中性 鹽起緩染作用；若pH高于等電點，中性鹽起促染作用。P141
4. 競爭上染的時候對染料配伍值的要求。 用配伍值相近的染料拼色，在染料上染的過程 中，纖維上染各染料的比例始終相近。P191
5. 分散染料的加和性。 染料結構和性質差別較大時，混合染色的吸附等溫線和上染速率 與單獨染色時基本一樣，纖維中混合染料量基本等于它的單獨染色上染量之和，這種性 質稱為染色加和性。P170
6. 一個水分子能形成4個帶氫鍵的“類冰”結構，增加染料離子在染液中的化學位，提高染料上染的親和力。P34
7. 活性染料的水解 活性染料利用率低的原因 為了提高固色效率，應該提高染料與纖維 的反應速率，降低染料的水解速率。P78
8. 什么染料的染料體系是熵增/減的、溫度升高/降低的 分散染料/聚酯纖維染色體系是熵增過程，吸熱過程，升溫有利于染色。親水性染料上染親水性纖維是熵減過程，放熱過程。P132
9. 陽離子染料上染的最重要的工藝因素是溫度 p199
10. 染料的聚集傾向首先取決于染料的分子結構，此外還與染液的pH值，電解質的濃度， 助劑的性質等因素有關。P23
選擇
1. 陽離子的配伍值是反映染料親和力大小和擴散速率高低的綜合指標。配伍值越小染料對 纖維的親和力就越高，上染速率就越快，不易勻染，竭染率高，適合染深濃色；配伍值 越小，染料對纖維的親和力就越低，上染速率就越慢，勻染性好，竭染率低，適合染淺 淡色。拼色時，配伍值相近的染料，上染過程中各染料的比例保持相近，色光始終保持 一致;配伍值相差很大的染料，上染過程中各染料的比例發(fā)生較大變化，很難保持色光一 致。P191
2. 染料連續(xù)軋染色差的產(chǎn)生的主要原因是染料對纖維的親和力較高，經(jīng)過一段時間后，染 槽中的染料濃度低于補充液，同事由于染槽中的染料不斷水解，使可反應的染料濃度不 斷降低。P89
3. 活性染料的固色應在堿性溶液中進行，但堿性不要太強，否則水解染料增多，而且反應 太快還容易引起染色不勻和不透。溫度越高，固色速率越高，固色效率越低，在保證一 定固色速率的情況下，固色溫度不宜過高。P79
4. 擴散過程中各處的濃度梯度維持不變的擴散稱為穩(wěn)態(tài)擴散，對應菲克第一定律Fx=-D或?c?xdc?c=AFx=-AD；擴散過程中各處的濃度梯度不斷變化的擴散稱為非穩(wěn)態(tài)擴散，對應菲dt?x
2克第二定律?c=D?c 或 ?c=??D?c?。P37 ??t?x2?t?x??x?
5. 1:1型的酸性含媒染料在強酸下染色，稱為酸性絡合染料；1:2型酸性含媒染料在弱酸性 或中性條件下染色，稱為中性染料。P157
6. 表面活性劑做分散染料染色勻染劑多是非離子表面活性劑和陰離子表面活性劑的復配 物。通過增大染料在溶液中的溶解度使部分貯存于膠束中以控制染料均勻吸附上染。但 染色結束時仍有部分染料殘留在染浴使得色較淺，影響染料利用率。常用的分散劑有木質素磺酸鈉及其衍生物、萘磺酸和甲醛的縮合物、酚醛縮合物磺酸鈉、非離子型表面活性劑、陰離子型表面活性劑等。粗體部分為最常用的。陰離子型分散劑之所以具有分散作用，是由于分散劑的疏水基能與染料粒子以范德華力結合，并且?guī)Х踊ɑ蛄u基）的分散劑又能與染料分子中的羥基或氨基以氫鍵結合，在染料粒子外層形成一層強的負電荷層，使得染料離子在水中互相排斥，形成分散狀態(tài)。P177
7. 還原染料的隱色體電位為負值。絕對值越小，表示越容易還原，可用較弱的還原劑還原， 且還原狀態(tài)較穩(wěn)定；絕對值越大，表示越難被還原，可用較強的還原劑還原，且氧化狀態(tài) 較穩(wěn)定。P108
8. 直接染料含有親水性的磺酸鹽或羧酸鹽，遇水時纖維上的染料會離解成磺酸根或羧酸根陰離子及鈉的陽離子。陽離子化合物作為固色劑，可與纖維上的陽離子交換反應，生成微溶或不溶于水的鹽類，封閉了染料的水溶性基團，防止染料的電離和溶解而從織物上脫落。 有些陽離子表面活性劑或陽離子樹脂類固色劑除與染料之間形成離子鍵之外，還可與染料和纖維之間形成氫鍵、范德華引力，能顯著提高濕處理牢度。若在纖維表面形成立體網(wǎng)狀的聚合物薄膜，可以進一步封閉染料，增加布面的平滑度，降低摩擦系數(shù)，減少染料在“濕摩擦”過程中的溶脹、溶解、脫落，同時也會降低織物在“濕摩擦”過程中由于剪切應力的作用產(chǎn)生極短絨毛的機會，從而進一步提高“濕摩擦”牢度。 含有反應性基團的陽離子固色劑與染料分子反應的同時，還能與纖維素纖維反應發(fā)生交聯(lián)，形成高度多元化交聯(lián)網(wǎng)狀體系，使染料、纖維更為緊密牢固地結合在一起，防止染料從纖維上脫落，從而提高染色牢度。特別是反應性樹脂固色劑，不但能在染料與纖維之間“架橋”形成大分子化合物，樹脂自身也可交聯(lián)成大分子網(wǎng)狀結構，從而與染料一起構成大分子化合物，使染料與纖維之間結合地更加牢固。固色劑的類型：低分子陽離子固色劑、樹脂型固色劑（甲醛縮合物、多胺化合物）、反應性固色劑。P54
9. 酸性染料在羊毛等電點上/下的吸附模型: 強酸性浴酸性染料對纖維的吸附符合朗格繆爾型吸附等溫線,染色飽和值與羊毛中氨基含量計算所得的數(shù)值相當。弱酸性浴酸性染料對纖維的吸附等溫線為朗格繆爾型和弗萊因德利胥型的混合型。在羊毛吸酸達到飽和的pH值條件下染色，其上染數(shù)量會大大超過纖維中的氨基含量計算的飽和值。中性浴染色的酸性染料對纖維的吸附等溫線符合弗氏吸附等溫線。
10. 孔道擴散適用于經(jīng)練漂的棉、黏膠纖維、銅氨纖維。親水性纖維。
自由體積擴散適用于聚酯纖維、聚丙烯腈等疏水纖維。P42
名詞
1. 上染百分率：表示吸附在纖維上的染料量占投入染料總量的百分率，簡稱上染率。
2. 平衡上染百分率：染色達到平衡時纖維上染料的上染百分率。
3. 雙電層：在水溶液中纖維表面帶負電荷，與其帶相反電荷的正離子由于熱運動距離纖維 表面遠近有一定的濃度分布，因此產(chǎn)生一個吸附層和一個擴散層，形成所謂的雙電層。 吸附層和擴散層之間形成的雙電層稱為動電層。吸附層和擴散層發(fā)生相對運動而產(chǎn)生的電位差稱為zeta電位。
4. 半染色時間：達到平衡吸附量一半所需要的時間用t1/2來表示，表示染色達到平衡的快慢。
5. 動力邊界層：一般把染液流速從染液本體到纖維表面流速降低第一文庫網(wǎng)的區(qū)域稱為動力邊界層。
6. 擴散邊界層：動力邊界層內靠近纖維表面的染液幾乎是靜止的，此時，染料主要靠自身 的擴散靠近纖維表面，該液層稱為擴散邊界層。
7. 擴散系數(shù)：在單位世界內，濃度梯度為1g/cm4時擴散經(jīng)過單位面積的染料量（cm?/s）。 簡答
1.有關電解質的促染、緩染作用。 p59-60
促染機理：纖維素纖維在中性或弱堿性染浴中帶負電荷，在染浴中加入食鹽（或元明粉），染液里就增加了額外的鈉離子和氯離子（或SO42-）,前者受纖維電荷的吸引，而后者受排斥。
①染浴中加適量食鹽時，會降低由于庫倫斥力而產(chǎn)生的能阻ΔE，提高染料的上染速率。在染液里加元明粉或食鹽，增加染液本體中的鈉離子濃度可以減少染液本體和纖維界面附近的濃度差，從而降低離子濃度而產(chǎn)生的能阻，提高染料的擴散速率。
③染液中加入食鹽或元明粉，可以增加染液中的染色活性，提高染料的平衡吸附量，從而提 高平衡上染百分率。
④加入電解質，會使染料膠束粒的動電層電位的絕對值降低，染料在水中的溶解度降低，提 高染料的吸附密度，從而提高平衡上染百分率。
緩染機理：①加入緩染劑，與染料離子產(chǎn)生吸附或形成膠團，減少了染液的自由上染的染 料離子，故上染速率變慢。
②加入緩染劑，使其與染料離子對纖維上的染座發(fā)生競染作用從而使上染速率減慢。
2.泳移是什么？控制的措施有哪些？ P180
染料的泳移現(xiàn)象是染色產(chǎn)品烘干時由于受熱不勻，水分不規(guī)則的汽化，將引起染料沿著水分蒸發(fā)的方向移動，從而產(chǎn)生陰陽面，前后左右色差等染色不勻疵病。
減少染料在烘干時的泳移①改善烘干條件②提高軋水效率③在染液中加入適量的防泳移液
3.還原染料隱色體上染、隱色酸上染、懸浮體軋染工藝流程。 p117-119
隱色體上染工藝流程：染料預還原→隱色體上染（浸染或卷染）→水洗→隱色體氧化→皂洗→水洗
軋染：制備還原染料隱色體（染料還原）→浸軋織物→還原汽蒸→水洗→氧化→水洗→皂洗 懸浮體軋染工藝流程：浸軋染料懸浮液→烘干→透風（降溫，以防還原液溫度升高）→浸軋還原液→汽蒸→水洗→氧化→水洗→皂煮→熱洗→冷卻→烘干
該方法的優(yōu)點是可以克服隱色體染色初染率高和移染性能低的缺點，不會有白芯現(xiàn)象，特別是對于結構緊密的機織物。由于染料懸浮體對纖維無親和力，均勻分布在纖維與紗線的表面，還原后隱色體被纖維吸附，并向纖維內擴散，具有良好的勻染性和透染性。懸浮體染色對染料的適應性強，工藝產(chǎn)量高、質量好，不受染料上染率不同的限制因此上染率不同的染料可拼染。
浸軋染料懸浮體的注意事項 軋余率適量小一點；可適量加滲透劑；浸軋溫度通常在室溫；
軋槽要小些，加快染液更新速度；浸軋均勻
4.染料的上染過程分幾步 各過程受什么影響 那個階段最重要 難度最大。 P16
①染料分子（或離子）隨染液流動靠近纖維表面；主要受染液流動速率的影響，越靠近纖維界面的區(qū)域，染液的流動速率越慢，形成染液本體和纖維界面間的速度梯度 。
②染料通過纖維表面的擴散邊界層向纖維表面擴散；與動力邊界層的厚度有關。
③染料分子被纖維表面吸附；吸附速率受纖維表面的電荷性質，染料的分子結構及所帶電荷，染料的溶解性質以及染料分子在擴散邊界層中的擴散速率等因素的影響。
④染料向纖維內部擴散并固著在纖維內部。染料分子在擴散過程中受到纖維分子的機械阻力、化學吸引力及染料分子間的吸引力阻礙，擴散速率僅為在溶液中擴散速率的千分之一到百萬分之一，這往往是決定上染速率的階段。
影響因素：①染料分子結構 ②染料溶解狀態(tài) ③染液中其它組成及電荷 ④纖維化學結構、纖維表面特征、纖維微結構⑤溫度 ⑤浴比、染液流動 ⑦p H值
5.活性染料的固色率、固色效率 、水解是什么意思？受什么影響？ p77-82
固色率即染料與纖維發(fā)生共價結合的染料量占投入染料總量的百分率
固色效率：B／A×100％
式中：B為皂煮后織物K／S值；A為皂煮前織物K／S值 固色效率與直接性成正比 影響固色反應速率及效率因素：①染料反應性及反應性比：反應性比值越大，固色效率越高。②染料的親和力或直接性：親和力和直接性越高，在一定條件下吸附到纖維上的染料濃度越高，越有利于染料與纖維的反應，固色效率和固色速率都可提高。③染料的擴散性：染料擴散快，反應速率和固色速率高。④pH值：堿的作用：促進染料和纖維生成共價鍵。pH值↑某些染料的連接基會陰離子化，降低染料的反應性。[Cell-O-]/[OH-在]pH值高到一定程度后會減小，影響固色速率及固色效率。⑤溫度：溫度上升，反應速率上升，但溫度過高，則易水解。⑥電解質：加入中性電解質，直接性升高，固色率增加，電解質促染效應。
⑦助劑或添加劑的影響：助溶、吸濕劑加速纖維溶脹，可適當增加固色率。⑧浴比：浴比提高（水量大），固色效率降低；浴比過低，會造成染色不均勻。⑨纖維的結構和性質：纖維素纖維或蛋白質纖維充分溶脹，孔隙尺寸增加，染料在纖維中的擴散就快，可提高染料的固色效率。纖維的半徑越小，纖維的比表面積越大，固色速率及固色效率越高。 p77-82
6.常見吸附等溫線的類型及意義。 P30
能斯特分配型（Nernst）：纖維上染料濃度與溶液中染料濃度正比關系，隨著染液濃度的增高而增高，直到飽和為止。[D]f/ [D]s =K，非離子型染料以范德華力、氫鍵等被纖維固著時，基本符合這類吸附等溫線。如分散染料上染聚酯纖維、聚酰胺纖維及聚丙烯腈纖維。由于染料對纖維具有親和力而溶解其中，吸附曲線即為Nernst型。
弗萊因德利胥型(Freundlich)：屬于物理吸附，非定位吸附。纖維上染料濃度隨染液中染料濃度的增加不斷增加，但增加速率越來越慢，沒有明顯極限。[D]f=K[D] sn （ 0﹤n﹤1），離子型染料以范德華力和氫鍵吸附固著纖維，且染液中有其他電解質存在時，符合這類吸附等溫線。例如直接染料或還原染料隱色體上染纖維素纖維以及活性染料上染纖維素纖維在未發(fā)生共價結合時。
朗格謬爾型（Langmuir）：是化學吸附，定位吸附。定位吸附有染座，有明確的飽和值。即染座占滿了，吸附不再隨濃度增加。低濃度區(qū)，纖維上染料濃度增加很快，隨后隨著染液的濃度增加而變慢，最后不再增加達到飽和值。[D]f=K[D]S[S]f /(1+K[D]S)，離子型染料主要以靜電引力上染纖維，以離子鍵在纖維中固著時，符合這類吸附等溫線。例如，強酸性浴酸性染料上染羊毛，陽離子染料上染聚丙烯腈的吸附等溫線基本上屬于這種類型。
假定纖維上有一定數(shù)量的吸附染料的位置，稱為染座。吸附就發(fā)生在這些染座上，所有染座 都能同樣地吸附染料而不發(fā)生相互干擾。一個染座吸附一個染料分子后便飽和不能發(fā)生進一
步吸附，即吸附是單分子層的。所有染座都被染料占據(jù)時，吸附達到飽和。
論述
1. 染色時間延長 離子濃度的變化。 P132 1.1×10-2 mol2.0×10-3 mol
1.0
0.7
0.5 離子在染液中的濃度0.91.021.041.061.081.1×10-2 mol時間（h） 0
在染液中，酸性染料離解成Na+和D-，染液中還有H+、Cl-/SO42-離子。由圖可知H﹢對蠶絲的吸附速率最快，因而染液中H﹢濃度降得快，其濃度很快降為一常數(shù)。隨著H﹢在蠶絲上的吸附，為了保持纖維的電中性，Cl-和D-離子也隨之在纖維上發(fā)生吸附。氯離子擴散速率遠比染料陰離子快，故在最初階段染液中氯離子濃度的降低速率比染料陰離子快。但由于染料陰離子對纖維的親和力高于氯離子，稍后染料陰離子就會逐步將氯離子從纖維上取代下來，即發(fā)生了離子交換作用。 因此，染液中氯離子的濃度在經(jīng)過一段較短時間的下降后，隨后便重新逐漸升高；而染液中的染料濃度則緩慢地下降。整個吸附過程可簡單地表示如下： Cl-H+D-
COOHCOOH
COOH
為什么D-能取代Cl-？
酸根離子結構簡單，對纖維親和力小，D-與- NH3+庫侖力大；
染料分子與纖維存在更強的分子間力和氫鍵結合；
染料分子中疏水部分在溶液中增加了水的“類冰”結構，增高了D-在染液中的化學位，染料上染親和力↑。
2. 滌棉混紡上染的工藝過程和注意事項。 P236
分散/乙烯砜型活性染料一浴二步法染色工藝：
浸軋（分散染料x，活性染料y，防泳移劑1g/L，軋液率60％～70％)→烘干（100℃）→熱熔固著（180～210℃，30～90s）→浸軋堿液（純堿20～40g/L，35％燒堿20～40g/L，元明粉200～300g/L，軋液率60％～70％）→汽蒸（100～105℃，20～60s）→水洗中和（60％醋酸2mL/L，40℃）→皂洗（洗滌劑2g/L）→水洗中和
注意事項：①分散染料和活性染料同時浸軋到織物上，此時染液中不加堿劑，減少堿劑對分散染料的影響。烘干過程中，活性染料的水解也很少。②經(jīng)過高溫熱熔染色，分散染料進入滌綸之后再浸軋堿劑，經(jīng)過汽蒸等加工，使活性染料固色。這樣兩種燃料相互之間的影響很小，對染料的限制較少。③大部分類型的活性染料，浸軋堿液后需要汽蒸。反應性強的活性染料，汽蒸時間可短一些，反之則長一些，一般為20～60s.汽蒸時間不能過長，否則會發(fā)生斷鍵反應，造成固色率降低。一些反應性強的染料，浸軋堿液后，通過卷堆一段時間，也可達到固色的目的，無需進行汽蒸。④乙烯砜型染料軋染液中不使用尿素，可加入少量醋酸，以利于染料的穩(wěn)定。鹵代雜環(huán)型活性染料不加醋酸，以免染料水解。
分散/活性染料上染滌/棉織物染色要點：
①留白、異色容易實現(xiàn)，同色需要配色才能實現(xiàn)；②分散染料對棉纖維易于沾色；③染浴中性電解質對分散染料水分散體系穩(wěn)定性的影響較大；④加重棉沾色和設備的沾污；
活性染料的固色用堿對分散染料浮色和棉織物沾色的去除有重要意義，因此應注意對分散染料的選擇；⑤高溫下，活性染料的水解穩(wěn)定性受到嚴峻考驗，活性染料的直接性下降。
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