饰品之家讯:染色动力学-染料的扩散它涉及的是染色走向平衡的速率问题。从生产角度讲,它显得尤为实际,因为它与产量、质量、成本及能源消耗直接有关。
1、染料在纤维内的扩散扩散是自然界的普遍现象。物质从浓度高到低的地方传递的过程即为扩散。染色即属于迁移扩散,扩散的动力为浓度差。由于扩散过程较慢,且直接影响到染色质量,如匀染性、透染程度等,因此,可以说,染色是一个扩散控制的过程,而非吸附控制。染料扩散规律基本符合Fick扩散定律。
扩散系数是最为重要的参数。定义:单位时间内,浓度梯度为1g/cm4时,扩散经过单位面积物质的量。扩散系数越大,则纤维越易染透,而活性染料如果与纤维过早固着,则不能扩散。从纤维角度讲,一切有利于纤维膨化的因素均有利于扩散。提高温度,有利于扩散,实际生产中,往往采用初染温度较高,结束前降温,以达到上染速率与上染百分率之间的平衡。搅拌或加大染液流速,则有利于扩散,另外,降低介质粘度同样对扩散有利。
2、染料在纤维内的扩散模型
(1)孔道扩散模型纤维遇水溶胀后,内部存在许多曲折相互连通的小孔道,染料就是通过它们向内扩散的,同时,染料分子在孔道壁上不断发生吸附和脱附,直到染色结束。
(2)自由体积模型适合于合成纤维。所谓自由体积,是无定形高分子物总体积中未被分子链占据的体积。当温度高于合纤的玻璃化温度时,大分子链段发生连锁的绕动,造成空穴的跳跃,这样,吸附在大分子链上的染料循着这些跳跃的空穴向纤维内部扩散。
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