染整工艺与原理下册考试重点

填空

1. 还原染料还原的干缸法，全浴法各适用于何种染料？ 全浴法适用于还原速率较高的染 料。P117

2. 亲和力取决于染料和纤维的结构，与工艺条件无关。标准亲和力是温度和压力的函数， 与体系的组成浓度无关，与染色平衡时染料在纤维上的活度和染液中的活度有关。亲和 力主要有染色热和染色熵组成（热力学因素）。p29

3. 酸性染料与纤维的主要结合方式 电解质的促染作用和缓染作用。 酸性染料常常借助 离子键的结合而染着于纤维上，还存在范氏力和氢键。 若pH低于羊毛等电点，中性 盐起缓染作用；若pH高于等电点，中性盐起促染作用。P141

4. 竞争上染的时候对染料配伍值的要求。 用配伍值相近的染料拼色，在染料上染的过程 中，纤维上染各染料的比例始终相近。P191

5. 分散染料的加和性。 染料结构和性质差别较大时，混合染色的吸附等温线和上染速率 与单独染色时基本一样，纤维中混合染料量基本等于它的单独染色上染量之和，这种性 质称为染色加和性。P170

6. 一个水分子能形成4个带氢键的“类冰”结构，增加染料离子在染液中的化学位，提高染料上染的亲和力。P34

7. 活性染料的水解 活性染料利用率低的原因 为了提高固色效率，应该提高染料与纤维 的反应速率，降低染料的水解速率。P78

8. 什么染料的染料体系是熵增/减的、温度升高/降低的 分散染料/聚酯纤维染色体系是熵增过程，吸热过程，升温有利于染色。亲水性染料上染亲水性纤维是熵减过程，放热过程。P132

9. 阳离子染料上染的最重要的工艺因素是温度 p199

10. 染料的聚集倾向首先取决于染料的分子结构，此外还与染液的pH值，电解质的浓度， 助剂的性质等因素有关。P23

选择

1. 阳离子的配伍值是反映染料亲和力大小和扩散速率高低的综合指标。配伍值越小染料对 纤维的亲和力就越高，上染速率就越快，不易匀染，竭染率高，适合染深浓色；配伍值 越小，染料对纤维的亲和力就越低，上染速率就越慢，匀染性好，竭染率低，适合染浅 淡色。拼色时，配伍值相近的染料，上染过程中各染料的比例保持相近，色光始终保持 一致;配伍值相差很大的染料，上染过程中各染料的比例发生较大变化，很难保持色光一 致。P191

2. 染料连续轧染色差的产生的主要原因是染料对纤维的亲和力较高，经过一段时间后，染 槽中的染料浓度低于补充液，同事由于染槽中的染料不断水解，使可反应的染料浓度不 断降低。P89

3. 活性染料的固色应在碱性溶液中进行，但碱性不要太强，否则水解染料增多，而且反应 太快还容易引起染色不匀和不透。温度越高，固色速率越高，固色效率越低，在保证一 定固色速率的情况下，固色温度不宜过高。P79

4. 扩散过程中各处的浓度梯度维持不变的扩散称为稳态扩散，对应菲克第一定律Fx=-D或∂c∂xdc∂c=AFx=-AD；扩散过程中各处的浓度梯度不断变化的扩散称为非稳态扩散，对应菲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强酸下染色，称为酸性络合染料；1:2型酸性含媒染料在弱酸性 或中性条件下染色，称为中性染料。P157

6. 表面活性剂做分散染料染色匀染剂多是非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂的复配 物。通过增大染料在溶液中的溶解度使部分贮存于胶束中以控制染料均匀吸附上染。但 染色结束时仍有部分染料残留在染浴使得色较浅，影响染料利用率。常用的分散剂有木质素磺酸钠及其衍生物、萘磺酸和甲醛的缩合物、酚醛缩合物磺酸钠、非离子型表面活性剂、阴离子型表面活性剂等。粗体部分为最常用的。阴离子型分散剂之所以具有分散作用，是由于分散剂的疏水基能与染料粒子以范德华力结合，并且带酚基（或羟基）的分散剂又能与染料分子中的羟基或氨基以氢键结合，在染料粒子外层形成一层强的负电荷层，使得染料离子在水中互相排斥，形成分散状态。P177

7. 还原染料的隐色体电位为负值。绝对值越小，表示越容易还原，可用较弱的还原剂还原， 且还原状态较稳定；绝对值越大，表示越难被还原，可用较强的还原剂还原，且氧化状态 较稳定。P108

8. 直接染料含有亲水性的磺酸盐或羧酸盐，遇水时纤维上的染料会离解成磺酸根或羧酸根阴离子及钠的阳离子。阳离子化合物作为固色剂，可与纤维上的阳离子交换反应，生成微溶或不溶于水的盐类，封闭了染料的水溶性基团，防止染料的电离和溶解而从织物上脱落。 有些阳离子表面活性剂或阳离子树脂类固色剂除与染料之间形成离子键之外，还可与染料和纤维之间形成氢键、范德华引力，能显著提高湿处理牢度。若在纤维表面形成立体网状的聚合物薄膜，可以进一步封闭染料，增加布面的平滑度，降低摩擦系数，减少染料在“湿摩擦”过程中的溶胀、溶解、脱落，同时也会降低织物在“湿摩擦”过程中由于剪切应力的作用产生极短绒毛的机会，从而进一步提高“湿摩擦”牢度。 含有反应性基团的阳离子固色剂与染料分子反应的同时，还能与纤维素纤维反应发生交联，形成高度多元化交联网状体系，使染料、纤维更为紧密牢固地结合在一起，防止染料从纤维上脱落，从而提高染色牢度。特别是反应性树脂固色剂，不但能在染料与纤维之间“架桥”形成大分子化合物，树脂自身也可交联成大分子网状结构，从而与染料一起构成大分子化合物，使染料与纤维之间结合地更加牢固。固色剂的类型：低分子阳离子固色剂、树脂型固色剂（甲醛缩合物、多胺化合物）、反应性固色剂。P54

9. 酸性染料在羊毛等电点上/下的吸附模型: 强酸性浴酸性染料对纤维的吸附符合朗格缪尔型吸附等温线,染色饱和值与羊毛中氨基含量计算所得的数值相当。弱酸性浴酸性染料对纤维的吸附等温线为朗格缪尔型和弗莱因德利胥型的混合型。在羊毛吸酸达到饱和的pH值条件下染色，其上染数量会大大超过纤维中的氨基含量计算的饱和值。中性浴染色的酸性染料对纤维的吸附等温线符合弗氏吸附等温线。

10. 孔道扩散适用于经练漂的棉、黏胶纤维、铜氨纤维。亲水性纤维。

自由体积扩散适用于聚酯纤维、聚丙烯腈等疏水纤维。P42

名词

1. 上染百分率：表示吸附在纤维上的染料量占投入染料总量的百分率，简称上染率。

2. 平衡上染百分率：染色达到平衡时纤维上染料的上染百分率。

3. 双电层：在水溶液中纤维表面带负电荷，与其带相反电荷的正离子由于热运动距离纤维 表面远近有一定的浓度分布，因此产生一个吸附层和一个扩散层，形成所谓的双电层。 吸附层和扩散层之间形成的双电层称为动电层。吸附层和扩散层发生相对运动而产生的电位差称为zeta电位。

4. 半染色时间：达到平衡吸附量一半所需要的时间用t1/2来表示，表示染色达到平衡的快慢。

5. 动力边界层：一般把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。

6. 扩散边界层：动力边界层内靠近纤维表面的染液几乎是静止的，此时，染料主要靠自身 的扩散靠近纤维表面，该液层称为扩散边界层。

7. 扩散系数：在单位世界内，浓度梯度为1g/cm4时扩散经过单位面积的染料量（cm²/s）。 简答

1.有关电解质的促染、缓染作用。 p59-60

促染机理：纤维素纤维在中性或弱碱性染浴中带负电荷，在染浴中加入食盐（或元明粉），染液里就增加了额外的钠离子和氯离子（或SO42-）,前者受纤维电荷的吸引，而后者受排斥。

①染浴中加适量食盐时，会降低由于库伦斥力而产生的能阻ΔE，提高染料的上染速率。在染液里加元明粉或食盐，增加染液本体中的钠离子浓度可以减少染液本体和纤维界面附近的浓度差，从而降低离子浓度而产生的能阻，提高染料的扩散速率。

③染液中加入食盐或元明粉，可以增加染液中的染色活性，提高染料的平衡吸附量，从而提 高平衡上染百分率。

④加入电解质，会使染料胶束粒的动电层电位的绝对值降低，染料在水中的溶解度降低，提 高染料的吸附密度，从而提高平衡上染百分率。

缓染机理：①加入缓染剂，与染料离子产生吸附或形成胶团，减少了染液的自由上染的染 料离子，故上染速率变慢。

②加入缓染剂，使其与染料离子对纤维上的染座发生竞染作用从而使上染速率减慢。

2.泳移是什么？控制的措施有哪些？ P180

染料的泳移现象是染色产品烘干时由于受热不匀，水分不规则的汽化，将引起染料沿着水分蒸发的方向移动，从而产生阴阳面，前后左右色差等染色不匀疵病。

减少染料在烘干时的泳移①改善烘干条件②提高轧水效率③在染液中加入适量的防泳移液

3.还原染料隐色体上染、隐色酸上染、悬浮体轧染工艺流程。 p117-119

隐色体上染工艺流程：染料预还原→隐色体上染（浸染或卷染）→水洗→隐色体氧化→皂洗→水洗

轧染：制备还原染料隐色体（染料还原）→浸轧织物→还原汽蒸→水洗→氧化→水洗→皂洗 悬浮体轧染工艺流程：浸轧染料悬浮液→烘干→透风（降温，以防还原液温度升高）→浸轧还原液→汽蒸→水洗→氧化→水洗→皂煮→热洗→冷却→烘干

该方法的优点是可以克服隐色体染色初染率高和移染性能低的缺点，不会有白芯现象，特别是对于结构紧密的机织物。由于染料悬浮体对纤维无亲和力，均匀分布在纤维与纱线的表面，还原后隐色体被纤维吸附，并向纤维内扩散，具有良好的匀染性和透染性。悬浮体染色对染料的适应性强，工艺产量高、质量好，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。

浸轧染料悬浮体的注意事项 轧余率适量小一点；可适量加渗透剂；浸轧温度通常在室温；

轧槽要小些，加快染液更新速度；浸轧均匀

4.染料的上染过程分几步 各过程受什么影响 那个阶段最重要 难度最大。 P16

①染料分子（或离子）随染液流动靠近纤维表面；主要受染液流动速率的影响，越靠近纤维界面的区域，染液的流动速率越慢，形成染液本体和纤维界面间的速度梯度 。

②染料通过纤维表面的扩散边界层向纤维表面扩散；与动力边界层的厚度有关。

③染料分子被纤维表面吸附；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，染料的溶解性质以及染料分子在扩散边界层中的扩散速率等因素的影响。

④染料向纤维内部扩散并固着在纤维内部。染料分子在扩散过程中受到纤维分子的机械阻力、化学吸引力及染料分子间的吸引力阻碍，扩散速率仅为在溶液中扩散速率的千分之一到百万分之一，这往往是决定上染速率的阶段。

影响因素：①染料分子结构 ②染料溶解状态 ③染液中其它组成及电荷 ④纤维化学结构、纤维表面特征、纤维微结构⑤温度 ⑤浴比、染液流动 ⑦p H值

5.活性染料的固色率、固色效率 、水解是什么意思？受什么影响？ p77-82

固色率即染料与纤维发生共价结合的染料量占投入染料总量的百分率

固色效率：B／A×100％

式中：B为皂煮后织物K／S值；A为皂煮前织物K／S值 固色效率与直接性成正比 影响固色反应速率及效率因素：①染料反应性及反应性比：反应性比值越大，固色效率越高。②染料的亲和力或直接性：亲和力和直接性越高，在一定条件下吸附到纤维上的染料浓度越高，越有利于染料与纤维的反应，固色效率和固色速率都可提高。③染料的扩散性：染料扩散快，反应速率和固色速率高。④pH值：碱的作用：促进染料和纤维生成共价键。pH值↑某些染料的连接基会阴离子化，降低染料的反应性。[Cell-O-]/[OH-在]pH值高到一定程度后会减小，影响固色速率及固色效率。⑤温度：温度上升，反应速率上升，但温度过高，则易水解。⑥电解质：加入中性电解质，直接性升高，固色率增加，电解质促染效应。

⑦助剂或添加剂的影响：助溶、吸湿剂加速纤维溶胀，可适当增加固色率。⑧浴比：浴比提高（水量大），固色效率降低；浴比过低，会造成染色不均匀。⑨纤维的结构和性质：纤维素纤维或蛋白质纤维充分溶胀，孔隙尺寸增加，染料在纤维中的扩散就快，可提高染料的固色效率。纤维的半径越小，纤维的比表面积越大，固色速率及固色效率越高。 p77-82

6.常见吸附等温线的类型及意义。 P30

能斯特分配型（Nernst）：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。如分散染料上染聚酯纤维、聚酰胺纤维及聚丙烯腈纤维。由于染料对纤维具有亲和力而溶解其中，吸附曲线即为Nernst型。

弗莱因德利胥型(Freundlich)：属于物理吸附，非定位吸附。纤维上染料浓度随染液中染料浓度的增加不断增加，但增加速率越来越慢，没有明显极限。[D]f=K[D] sn （ 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。例如直接染料或还原染料隐色体上染纤维素纤维以及活性染料上染纤维素纤维在未发生共价结合时。

朗格谬尔型（Langmuir）：是化学吸附，定位吸附。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。低浓度区，纤维上染料浓度增加很快，随后随着染液的浓度增加而变慢，最后不再增加达到饱和值。[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。例如，强酸性浴酸性染料上染羊毛，阳离子染料上染聚丙烯腈的吸附等温线基本上属于这种类型。

假定纤维上有一定数量的吸附染料的位置，称为染座。吸附就发生在这些染座上，所有染座 都能同样地吸附染料而不发生相互干扰。一个染座吸附一个染料分子后便饱和不能发生进一

步吸附，即吸附是单分子层的。所有染座都被染料占据时，吸附达到饱和。

论述

1. 染色时间延长 离子浓度的变化。 P132 1.1×10-2 mol2.0×10-3 mol

1.0

0.7

0.5 离子在染液中的浓度0.91.021.041.061.081.1×10-2 mol时间（h） 0

在染液中，酸性染料离解成Na+和D-，染液中还有H+、Cl-/SO42-离子。由图可知H﹢对蚕丝的吸附速率最快，因而染液中H﹢浓度降得快，其浓度很快降为一常数。随着H﹢在蚕丝上的吸附，为了保持纤维的电中性，Cl-和D-离子也随之在纤维上发生吸附。氯离子扩散速率远比染料阴离子快，故在最初阶段染液中氯离子浓度的降低速率比染料阴离子快。但由于染料阴离子对纤维的亲和力高于氯离子，稍后染料阴离子就会逐步将氯离子从纤维上取代下来，即发生了离子交换作用。 因此，染液中氯离子的浓度在经过一段较短时间的下降后，随后便重新逐渐升高；而染液中的染料浓度则缓慢地下降。整个吸附过程可简单地表示如下： Cl-H+D-

COOHCOOH

COOH

为什么D-能取代Cl-？

酸根离子结构简单，对纤维亲和力小，D-与- NH3+库仑力大；

染料分子与纤维存在更强的分子间力和氢键结合；

染料分子中疏水部分在溶液中增加了水的“类冰”结构，增高了D-在染液中的化学位，染料上染亲和力↑。

2. 涤棉混纺上染的工艺过程和注意事项。 P236

分散/乙烯砜型活性染料一浴二步法染色工艺：

浸轧（分散染料x，活性染料y，防泳移剂1g/L，轧液率60％～70％)→烘干（100℃）→热熔固着（180～210℃，30～90s）→浸轧碱液（纯碱20～40g/L，35％烧碱20～40g/L，元明粉200～300g/L，轧液率60％～70％）→汽蒸（100～105℃，20～60s）→水洗中和（60％醋酸2mL/L，40℃）→皂洗（洗涤剂2g/L）→水洗中和

注意事项：①分散染料和活性染料同时浸轧到织物上，此时染液中不加碱剂，减少碱剂对分散染料的影响。烘干过程中，活性染料的水解也很少。②经过高温热熔染色，分散染料进入涤纶之后再浸轧碱剂，经过汽蒸等加工，使活性染料固色。这样两种燃料相互之间的影响很小，对染料的限制较少。③大部分类型的活性染料，浸轧碱液后需要汽蒸。反应性强的活性染料，汽蒸时间可短一些，反之则长一些，一般为20～60s.汽蒸时间不能过长，否则会发生断键反应，造成固色率降低。一些反应性强的染料，浸轧碱液后，通过卷堆一段时间，也可达到固色的目的，无需进行汽蒸。④乙烯砜型染料轧染液中不使用尿素，可加入少量醋酸，以利于染料的稳定。卤代杂环型活性染料不加醋酸，以免染料水解。

分散/活性染料上染涤/棉织物染色要点：

①留白、异色容易实现，同色需要配色才能实现；②分散染料对棉纤维易于沾色；③染浴中性电解质对分散染料水分散体系稳定性的影响较大；④加重棉沾色和设备的沾污；

活性染料的固色用碱对分散染料浮色和棉织物沾色的去除有重要意义，因此应注意对分散染料的选择；⑤高温下，活性染料的水解稳定性受到严峻考验，活性染料的直接性下降。