染色和印花过程的扩散与吸附.pptVIP

格·叶·克里切夫斯基 （Г.Е.Крнчевский） 染色和印花过程的吸附与扩散 报告人：XX 对染色过程的总体认识 图1、纤维对外部介质中多分散染料的分散影响图 1、外部介质中的染料粒子和聚集体 2、染料分子或离子 3、纤维 4、在纤维表面上多分子吸附 5、纤维中的聚集体 报告的主要内容 1、染色和印花的条件 2、染料在外部介质中的状态 3、染色和印花过程的扩散作用 4、纤维对染料的吸附 5、扩散与吸附现象的动力学数学描述 1、染色和印花的条件 1.1 纤维的性质 化学性质：纤维应该具有一定的活化中心，染料是吸附在这些活化中心上的。 物理性质：纤维还应具有亚微孔体系，以形成发达的内表面。 表面性质：电性质、外表面。 容积性质：溶胀能力、吸收湿气和吸收各种试 剂（其中包括染料）的能力。 1、染色和印花的条件 1.2 染料的性质 由特殊的化学结构决定的色度。 靠特殊的（物理或化学）力与纤维态聚合物相互作用、牢固地附着在纤维单元的内表面上。 1、染色和印花的条件 1.3 外部介质的性质 图2、物质扩散速度的变化尺度与扩散介质聚集态的关系 SCF 2、外部介质的种类 染料水溶液 染料的水分散体 有机溶剂染料溶液 染料的超临界流体溶液 3、染色和印花过程的扩散作用 3.1、染料上染的基本动力学阶段 图3、液相法染色中，染料扩散步骤 1.整个染浴中的对流扩散 2.界面层中的分子扩散 3.纤维中的分子活化扩散 3、染色和印花过程的扩散作用 3.1、染料上染的基本动力学阶段 式中：K为 制动（吸附）速度常数 3、染色和印花过程的扩散作用 3.2、染料向纤维中的扩散速度 染料在纤维中的扩散速度：10-7~10-12 cm2/s。 染料在液体中的扩散速度：10-5~10-6 cm2/s。 （1）空间因素：纤维的结构密度关系着染料运动的空间阻滞，染料分子的大小与纤维中存在的、或上染条件下产生的空穴和孔隙的大小应相适应； （2）吸附因素：染料与纤维活化中心的相互吸附作用。一定量的染料从扩散流中不断地被纤维反复吸取，结果制动了一定份数的染料，其量和染料与纤维的亲和力成比例。 3、染色和印花过程的扩散作用 3.3、染料扩散的基本规律 1、扩散方程的普遍形式 2、平板一维扩散 3、圆柱体一维扩散 3、染色和印花过程的扩散作用 3.4、染料向纤维中的扩散 1、稳定态薄层厚度为l中的扩散 2、介于两溶液中厚度为 l的平板中非稳定态的扩散 短时间： 长时间 3、染色和印花过程的扩散作用 3.4、染料向纤维中的扩散 3、 由有限体积被搅拌溶液向厚度l为的平板层的扩散（考虑流体动力学） 3、染色和印花过程的扩散作用 3.4、染料向纤维中的扩散 4、染料在圆柱体中的扩散 若在表面上保持恒定浓度C0，而在圆柱体中有起始均匀的浓度分布C1，则对于长时间的扩散, 3、染色和印花过程的扩散作用 3.4、染料向纤维中的扩散 5、 由有限体积被搅拌溶液向圆柱体中扩散（考虑流体动力学） 4、纤维对染料的吸附 4.1 染料与纤维吸附键的类型 物理吸附 1. 静电力：发生在永久偶极矩的分子之间 2. 诱导力： 产生在永久偶极矩和非极性分子之间 3. 非极性力：非极性分子之间 4.离子-偶极的相互静电作用 化学吸附 1. 共价键 2. 离子键 3. 配位键 4.授受相互作用： 与配价键接近，它是靠自由电子对从一个原子（授体） 转移到其它原子（受体），变为两原子共有电子对而实现的。 5.氢键：氢核可以特别容易靠近其它原子的未共用电子对。 4、纤维对染料的吸附 4.2 染料吸附等温线 1. 动力学曲线 2. 吸附等温线 染料在纤维中的浓度与外部介质中浓度的关系图 5、扩散与吸附的动力学数学描述 1、水溶性染料染色 5、扩散与吸附的动力学数学描述 2、活性染料染色 5、扩散与吸附的动力学数学描述 3、分散染料染色