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染整工艺学( 二) 习题集
一、 基本概念解释
1. 弱酸蓝2R150%的含义: 呈蓝色, 带微红光的, 力份为150%的弱酸性染料。
2. 半染时间: 染色过程中, 染料的上染量达到平衡上染量一半时所需的时间。
3. 纤维在水溶液中的双电层: 动电层当纤维与溶液接触时, 纤维表面带有负电荷, 由于电荷的作用以及为了整个体系保持中性, 在纤维表面附近的溶液内聚集着与表面电荷相反的离子( 反离子) , 形成双电层。
4. 动电层电位: 扩散层和吸附层之间形成的双电层又称为动电层。 扩散层和吸附吸附层表面与染液深处间的电位差称为动电层电位, 或称ξ电位。 层之间形成的双电层又称为动电层。
5. 界面动电现象: 在外力作用下, 扩散层和吸附层之间相对运动的现象称为界面动电现象。
6. 竟染: 染浴中的染料向纤维转移并进入纤维内部的过程。上染一般是在一定温度的染料水溶液中进行的。
7. 固色率: 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。
8. 泳移: 所谓泳移是指织物在浸染染液以后的烘干过程中染料随水的移动而向受热面迁移的现象
9. 轧染: 将织物在染液中经过短暂的浸渍后, 随即用轧辊轧压, 将染液挤入纺织品的组织空隙中, 并除去多余染液, 使染料均匀分布在织物上的染色方法。
10. 移染: 已经上染在纤维上染料, 发生解吸并经过染液流动和自身扩散而到纤维别的部位重新上染。
11. 染色提升力: 提升力是指染料在纤维上的颜色深度随所使用的染料量增加而递增的性质。提升力好的染料具有较好的染深性, 能够经过增加染料用量来获得浓色染色效果。染料提升力能够经过测量以一定浓度梯度染色后织物表面的表面色深( K/S) 来测定, 随着染料浓度的提高, 织物的K/S值增加得越快, 则染料的提升力越大, 越容易染浓色。
12. 酸性红3B的含义:
13. 配伍值K: 表示晴纶染色过程中, 各拼色染料上染速率的一致性程度。一般见配伍值( K值) 表示染料的配伍性, 配伍值是反映阳离子染料亲和力和扩散性能好坏的综合指标。( 有歧义, 自己书上找)
14. 染色牢度: 是指染制品在使用或在染后的加工过程中, 染料在各种外界因素的影响下, 能否保持原来色泽的能力。
15. 配伍性及其表示: 指两个或两个以上染料拼色时, 上染速率相等, 则随着染色时间的延长, 色泽深浅始终保持不变的性能。一般见配伍值( K值) 表示染料的配伍性, 表示拼色染料上染速率一致程度的物理量。上染速率一致的配伍性好。
16. 涂料染色: 是将涂料制成分散液, 经过浸轧使织物均匀带液, 然后经高温处理, 借助于粘合剂的粘附作用, 在织物上形成一层透明而坚韧的树脂薄膜, 从而将涂料机械地固着于纤维上的染色过程。
17. 写出不溶性偶氮染料的上染过程: 棉布打底→烘干→透风冷却→浸轧显色液→汽蒸→透风→冷洗→热洗→皂煮→热洗→冷洗→烘干。
18. 写出还原染料的上染过程: 浸轧悬浮体染液→预烘→烘干→轧还原液→汽蒸→水洗→氧化→皂煮→水洗→烘干。
浸轧染液→预烘→烘燥→透风冷却→浸轧保险粉、 烧碱液→汽蒸→冷水洗→透风→浸轧氧化液→皂煮→热水洗→烘干
19. 写出酸性媒介染料的上染过程:

20. 写出硫化染料的上染过程: 染料的还原 → 隐色体上染纤维→隐色体氧化→染色后处理
21. 写出冷轧堆染色工艺过程: 坯布退煮漂→浸轧染液→打卷堆置→水洗皂煮→水洗烘干
冷轧堆染色是将织物浸扎染液后按一定温度打卷堆置, 并不断的缓慢移动, 使染料完成均匀吸附、 扩散和固色反应, 然后经水洗等加工的染色过程。
二、 论述题
染色基础部分:
1. 什么是染色? 色料包括哪两类?
答: 染色是用染料按一定的方法使纤维, 纺织品获得颜色的加工过程( 上染是指染料舍染液而向纤维转移并将纤维渗透的过程) 。色料包括染料和颜料。
2. 对染料的三个基本要求是什么?
答: ① 它们大多可溶于水或转为溶于水的衍生物。
② 对纤维有亲和力, 亲和力上升, 利用率上升。
③ 有一定的直接性。
3. 染料的颜色与吸收光波的关系?
答: 染料的颜色是它们所吸收光波的补色。
4. 光的三原色和色素的三原色各是什么?
答: 光的三原色是红、 绿、 蓝。
色素的三原色是黄、 青、 品红
5. 什么是发光色的加法混色染料的减法混色?
答: 不同颜色光的混合称为加法混色;不同颜色颜料的混合称为减法混色
6. 根据染料的基本命名, 说明弱酸蓝2R150%的含义。
答: 呈蓝色, 带微红光的, 力份为150%的弱酸性染料。
7. 影响染料颜色的因素有哪些?
答: ⑴染料的结构: ①共轭双键的数目
②共轭体系上的极性基团
③染料的离子化
④染料生产内络合物。
⑵外界条件: ①溶剂和介质的影响
②染料浓度的影响
③温度的影响
④光的影响。
8. 影响牢度的因素有哪些? 如何提高色牢度?
因素: ①染料的化学结构
②纤维的性能
③染料的纤维的结合状态
④纤维上的染料浓度
⑤染料在纤维上的分布状态
⑥染色方法
⑦工艺条件。
其中充分洗去浮色和固色处理是提高牢度的主要方法。
9. 染料的上染过程包括几个阶段?影响各个阶段的因素有哪些?
过程: ①染料的分子随染液流动靠近纤维界面。
②染料经过纤维表面的扩散边界层向纤维表面扩散。
③染料分子被纤维表面吸附。
影响因素: ①受染液流动速率的影响
②扩散边界层的厚度的影响
③受纤维表面的电荷性质的影响
④受纤维分子的机械阻力化学吸引力及染料分子间的吸引力的阻碍。
10. 什么是平衡上染百分率? 影响平衡上染百分率的因素有哪些?
答: 随着染色时间延长, 上染百分率不再增加, 此时的上染百分率称平衡上染百分率。
① 染料和纤维的性能有关;
② 与染色温度有关;
③ 浴比:
④ 染料浓度
⑤ 助剂的种类
11. 什么是半染时间? 对染色有什么指导意义?
半染时间--达到平衡上染百分率一半所需时间。用它可表征上染速率。生产上, 用多种染料拼色时, 应选用染色速率接近的染料, 才能染出前后一致的色泽。
12. 说明双电层电位对染色的影响。
双电层在电场的作用下, 会发生移动, 正电层向电场的负电极移动, 负电层向电场的正电极移动, 这种现象叫做动电现象。 纤维的吸湿、 净洗及染色等均与Zeta电位有关。如: 染色时, 直接染料—纤维素纤维, 染料和纤维具有同一符号的电荷时, 则Zeta电位变大, 由于吸附的位能障垒变高, 则染色困难, 为了降低电位, 可经过添加助剂、 电解质或调节pH达到降低Zeta电位或使符号逆转, 以达到改进染色效果。
13. 染色热力学和染色动力学的主要研究内容是什么? 想说明什么问题?
答: 染色热力学主要研究染料介质相及纤维相的分配趋势, 染色动力学主要研究染料上染纤维的速率以及所经历的过程。俩者都想说明染料转移和上染能力的大小和情况。
14. 匀染性差导致的染色问题有哪些? 造成染色不匀的因素
问题: ①色差和色花在表面分布不均
②纤维环染: 内部分布不均
③自花: 内部分布不均
④影响染品的耐摩擦牢度。
因素: ①被染物本身不均匀
②染色前加工不均匀性
③染料的匀染性差异
④染色工艺的合理性
⑤染色方法不同。
15. 请阐述匀染剂的作用和原理。
匀染剂作用的俩种方式: ①匀染剂和染料对纤维表面上染座的竞争②染浴中匀染剂和染料之间的相互作用。
亲纤维性匀染作用原理: 当匀染剂对纤维的亲和力大于染料对纤维的亲和力时, 匀染剂与染料对纤维发生竞染作用。匀染剂优先与纤维结合, 占据了纤维上的染色座席, 阻碍了染料与纤维的结合, 延缓了染料的上染。但结合力没有染料分子强, 随着染浴温度的升高, 染料又逐渐从纤维上将匀染剂置换下来, 而最终使染料占据了染色座席, 从而达到匀染的目的。什么是染色牢度? 影响染色牢度的因素有哪些?
亲染料性匀染作用原理: 匀染剂对染料的亲和力大于染料对纤维的亲和力时, 在染料被纤维吸附之前, 匀染剂先拉住染料, 并随之结合生成某种稳定的聚集体, 染料必须脱离匀染剂才能与纤维结合, 从而降低了染料迁移率和扩散速度, 延缓了染色时间。在高温时, 这种稳定的聚集体与纤维接触, 产生分解作用, 然后又释放出染料, 再使染料与纤维结合, 从而达到匀染的目的。
16. 什么是泳移? 将产生什么问题和如何防止?
泳移是指织物在浸扎染液后在烘干过程中染料随水分的移动而向受热面迁移的现象。
产生的问题: 泳移不但使染色不均, 而且易使摩擦牢度降低。
防止方法: ①使织物上含湿量在一定数值以下。②加入防泳移剂
17. 等温吸附线的类型和对染色的关系? P18
Nernst(line type)能斯特型吸附等温线——非离子型染料以范德华力、 氢键等被纤维吸附固着。如分散染料上染聚酯纤维、 聚酰胺纤维及聚丙烯腈纤维。
Freundlich弗莱因德利胥型吸附等温线——纤维上的染料浓度随染液中染料浓度的增加而不断增加。但增加速率越来越慢, 没有明显的极限。
Langmuir朗缪尔型吸附等温线——化学吸附, 即定位吸附。单分子层吸附。
直接染料部分:
1． 直接染料染色时加入中性电解质的作用? 说明其作用原理。
作用: 盐对直接染料上染纤维素纤维起促染作用。
原理: 直接染料和纤维素纤维在水中带相同负电荷, 加盐, 可降低电荷斥力, 提高上染速率和上染百分率。
2． 直接染料为何须进行后处理, 常见的固色剂及其固色原理如何?
直接染料可溶于水, 上染纤维后公依靠范德华力与氢键固着在纤维上, 湿处理牢度较差, 水洗时容易掉色和沾污其它织物, 故应进行固色处理, 以降低直接染料的水溶性, 提高染料湿处理牢度
常见阳离子固色剂: 低分子阳离子型固色剂、 阳离子树脂型固色剂、 反应性交联剂

3． 直接染料是如何适应天然纤维染色的?

4． 何谓直接染料的温度效应?实际染色时如何合理制定染色温度?

5． 何用盐效应?说明直接染料染色时加入中性电解质的促染机理。

活性染料部分:
1. 写出活性染料结构的3类型

2. 活性染料染色性质

3. 画出活性染料上染个固色速率曲线。论述活性染料竭染特征值SERF的物理意义。分析要提高活性染料的匀染性, 工艺上应采取哪些措施?

4. 简述冷轧堆染色及其特点。
冷轧堆染色是将织物浸扎染液后按一定温度打卷堆置, 并不断的缓慢移动, 使染料完成均匀吸附、 扩散和固色反应, 然后经水洗等加工的染色过程。
特点: 设备简单, 浴比小, 能源消耗小, 匀染性和重现性好, 固色率较高, 适用染料品种多, 排放污水少, 加工成本低, 工艺流程短等特点。
5. 影响活性染料和纤维间共价键稳定性的因素有哪些?

还原染料部分:
1． 什么叫隐色体电位? 其物理意义是什么?
2． 还原染料还原过程中常见的旁支反应有哪些?
3． 还原染料隐色体染色有哪些方法?
4． 还原染料隐色体染色最容易出现什么病疵? 其原因是什么?
5． 写出还原染料悬浮体轧染工艺流程, 分析工序作用及染液工艺配方中助剂作用。
酸性染料部分:
1. 分析盐在酸性染料染色过程中的作用

2. 谈谈染色过程中羊毛的损失与保护

3. 比较弱酸性染料、 直接染料、 中性染料对蚕丝的染色特性。

4. 酸性媒介染料的染色过程

5. 简述酸性媒介染料的染色原理。媒介染料有哪些染色方法? 不同染色方法有何优缺点?
6. 简述真丝绸低温染色原理。
丝绸低温染色需要添加使纤维膨化的助剂, 直接染料或弱酸染料完成染色过程, 低温染色特点不损伤纤维, 避免织物表面由于温度升高而引起擦伤
7. 简述羊绒纤维的低温染色原理。
分散染料部分:
1． 分散染料染涤纶吸附等温线属何种类型? 试比较染色温度对染色亲和力、 染色饱和值的影响。
分散染料涤纶吸附等温线属于能斯特分配关系类型
2． 为什么涤纶要选用分散染料染色? 简述分散染料载体染色、 高温高压染色、 热熔染色原理。
原因: 涤纶丝疏水性纤维, 纤维结构紧密, 结晶度高, 染色时, 染料进入纤维的无定形区, 水溶性染料不能上染涤纶, 根据相似相溶原理, 涤纶的染色应采用与涤纶疏水性相当的染料。涤纶无定形区的结构紧密, 大分子链的取向度高, 分子间隙小, 因此采用结构简单, 相对分子质量较低的染料染色, 分散染料符合涤纶对染料的基本要求。
⑴载体染色原理: 载体小分子能进入纤维, 并以氢键或范德华力与纤维结合, 消弱了纤维内分子链间的结合力, 增大了空穴产生的机率, 染料扩散速率提高, 上染百分率增加, 染色时, 载体吸附在纤维表面, 形成一层液状载体层, 又由于载体对染料的溶解能力增强, 因此在纤维表面可形成一层浓度很高的染液层, 这样提高了染液在纤维内外的浓度梯度, 可增加染料的上染速率。
⑵高温高压染色原理:

⑶热熔染色原理: 热熔染色时。使用浸扎的方法使染料附着在纤维表面, 烘干后热熔时, 由于温度高。纤维无定形区的分子链段运动剧烈, 形成较大的瞬时空隙, 染料颗粒解聚或发生升华形成染料单分子而被纤维吸附, 并能迅速向纤维内扩散。
3． 影响分散染料染液稳定性因素有哪些?

4． 谈谈分散染料染色加和性。
某些分散染料拼混染色, 发现有一些染料在混合染色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们单独染色时上染量之和, 这种性质称为染色加和性。染料分子结构差异小, 无加和性, 染料分子结构差异大, 有加和性。
阳离子染料部分:
1. 阳离子染料染色原理与扩散模型
原理: 有色阳离子与纤维上带负电荷基团成盐结合, 分三步进行:
⑴吸附: 染料与纤维间存在着如偶极之间, 偶极与诱导偶极间等分子间作用及染浴中纤维表面的双层电位, 使染料对纤维具有较高的亲和力, 从而吸附上染纤维。
⑵扩散: 随染色温度升高, 达到或超过玻璃化转变温度以后, 吸附的染料很快向纤维内相扩散。
⑶固着:在各染料间呈跳跃式的传递, 与纤维上带负电荷基团成盐, 最终以离子键的形式固着。
2. 影响匀染性与上染率因素分析
① PH: PH值升高, 有利于纤维染色饱和值的提高, 故其平衡上染量增加明显多于弱酸性基团。同时, 随着染浴PH在一定范围的提高, 由于纤维上染增多, 阳离子染料的吸附速率也会增大, 不易匀染。
② 温度: 当染色温度低于纤维玻璃化转变温度时, 纤维大分子链的自由运动几乎为零; 当染色温度接近纤维玻璃化转变温度时, 纤维大分子链的自由运功对温度变得敏感, 其进一步升高染浴温度, 大大增加上染百分率, 当温度高于纤维玻璃化转变温度时, 染色温度对纤维的染色饱和值影响不显著。
③ 缓冲剂: 加入缓冲剂提高匀染性, 随着时间增大, 上染百分率显著提高。
④ 浓度:
3. 谈谈配伍值和饱和浓度的意义。
饱和度: 能够利用正确控制染浴中各染料所能使用的最高量, 以达到节约染料, 提高产品质量的目的。
4. 什么是染料的配伍值? 写出配伍值的范围及数据大小的意义
配伍值: 是反映亲和力大小和扩散速率高低的综合指标。范围为1到5。配伍值越小, 染料对纤维的亲和力就越高, 上染速率就越快; 配伍值越大, 反之。
不溶性偶氮染料部分:
1． 什么叫不溶性偶氮染料? 写出染色过程。

2． 色基、 色盐的含义?

3． 何谓重氮化反应?为什么要在低温下进行?
涂料染色部分:
1. 涂料染色存在问题和解决的方法( 手感问题、 舒适性问题、 色牢度问题、 粘辊问题。对涂料粒度、 粘合剂、 交联剂、 柔软剂、 防泳移剂、 防粘辊剂等的不断改进)
2. 染色提升力: 指染料用量增加与织物表观得色深度相应递增的程度。
3. 涂料染色液的组成【颜料、 润湿剂(如甘油等)、 扩散剂( 如平平加O等) 、 保护胶体( 乳化剂) 及少量水、 粘合剂, 交联剂, 柔软剂, 防粘辊剂】
硫化染料部分:
写出硫化染料的染色过程及化学反应过程。
混纺织物染色部分:
1． 解释一浴法、 两浴法和一浴两步法染色的概念与应用特点。
2． 设计毛粘混纺织物( 白匹) 的同浴染色工艺和套染工艺。
3． 设计毛腈混纺织物( 白匹) 的同浴染色工艺和套染工艺。
4． 设计毛涤混纺织物( 白匹) 的同浴染色工艺和套染工艺。