在高溫高壓染色時,分散染料對滌綸纖維的上染過程可分為以下個階段:滌綸(1)分散染料在染液中隨染液的流動逐漸靠近纖維界面,這階段分散染料的性質和狀態(tài)基本無關,溶解狀的染料分子和懸狀的染料顆粒都一樣隨染液流動,轉移速度決定于溶液溶液流速。(2)由于纖維表面存在著不易流動的動力學邊界層,當分散染料進入動力學邊界層靠近纖維界面后,主要靠自身的擴散接近纖維。這階段轉移速度不僅和溶液流速有關,還和分散染料的擴散速度有關,因此,溶解狀的染料分子比懸浮體及聚集體擴散快得多,分散染料的溶解度和分散狀態(tài)對這階段的轉移速度有較大影響。
(3)分散染料靠近纖維界面到它們之間的分子作用力足夠大后,分散染料迅速被纖維表面吸附。這個階段的轉移速度主要決定于纖維和染料分子的結構和性能,也和界面溶液的性質有關。其中染料的溶解度和分散狀態(tài)有較大影響,染料溶解度超高和染料分子與纖維作用越大,吸附速度越快。
(4)分散染料被吸附到纖維表面后,在纖維內產(chǎn)生一個濃度差或內外染料化學位差,染料將向纖維內部擴散,這里的擴散速度主要決定于纖維化學和微結構,也和染料分子結構及濃度有關。纖維無定型區(qū)含量較高,孔隙大或自由體積含量多,染料溶解度高,擴散速度快,因此,此階段的染料擴散速度直接和纖維被溶脹或增塑程度、分散染料在纖維中的濃度有關。溶脹或增塑程度高,纖維外層分散染料濃度高,擴散就快。
由上述可知,上染速度除了決定于染料和纖維的結構外,還和染料在溶液中的溶解度及染色時纖維的溶脹或增塑程度有關。
滌綸纖維是疏水性的合成纖維,滌綸分子結構中缺少象纖維素或蛋白質纖維那樣的能和染料發(fā)生結合的活性基團,滌綸分子排列得比較緊密,纖維中只存在較小的空隙,當溫度較低時,分子熱運動改變其位置的幅度較小,在潮濕條件下,滌綸纖維又不會象棉纖維那樣能通過劇烈溶脹而使空隙增大,染料分子難以參透到纖維內部。因此,提高對纖維的增塑程度,將有助于染色的進行。另外,分散染料水中的溶解度很低,染液中的染料,要靠大量的分散劑呈懸浮體分散于染浴中。在對滌綸纖維染色時,為了要達到較好的染色效果,通常需加入一定量的染色助劑。這些染色助劑在染色過程中的作用是多方面的,主要有:
(1)適當增加分散染料的溶解度(2)促進分散染料對纖維表面的吸附(3)對纖維進行增塑或提高溶脹程度,加快分散染料在纖維中的擴散速度(4)提高染料的分散穩(wěn)定性。
一般地,滌綸纖維高潮高壓染色中應用的助劑含有對纖維增塑的載體、對分散染料增溶或使染料懸浮體穩(wěn)定的表面活性劑等。染色助劑滌綸纖維染色具有十分重要的作用。
滌綸纖維及長絲織物有很強的疏水性,通常的染料與染色方法幾乎都無法染上色,只能用分散染料染色。但這樣的染色的全過程要在高溫高壓下才能完成。
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