第五章　上染过程的吸附现象

第一节　有关染色的基本概念

染料对纤维染色，首先都要完成上染过程。所谓的上染就是染料舍染液（或介质）而向纤维表面转移，被纤维表面吸附并进一步渗入纤维无定形区内部的过程。有的染料的染色过程就是上染过程，上染过程结束之后，染色过程也就基本结束，例如直接染料等的染色；但有的染料上染过程结束之后，染色过程并没有结束，例如活性染料染色，其上染过程结束之后，还要加碱进行固色，才能完成染色过程。

在上染的过程中，染液中的染料量逐渐减少，纤维上的染料量逐渐增加。把上到纤维上染料量占所投入染料量的百分率叫上染百分率，通常用Ct来表示。

染料的上染百分率可以采用分光光度计法进行测定。设染前染液的浓度为C0，染后染液的浓度为Ci，假设上染前后染液的体积V不变，根据定义，则染料的上染百分率Ct=[（C0V-CiV）/C0V]×100%，则有Ct=（1-Ci/C0）×100%。而在最大吸收波长处，对于同种染料来说，染液的吸光度与浓度成正比，则

染料的上染百分率Ct=（1-Ai/A0）×100%

式中：Ai——染后染液的吸光度；

A0——染前染液的吸光度。

可见，只要在最大吸收波长处分别测出染前染液和染后残液的吸光度，就可以计算染料的上染百分率。

100克纤维所上染的染料的克数=（C0VCt/1000G）×100

式中：C0——染前染液的浓度，g/L；

V——染前染液的体积，mL；

G——被染物的重量，g。

上染百分率Ct随着时间t的增加而不断变化，在上染的初始阶段，上染百分率随上染时间的延长而不断地增加；当上染时间达到一定程度后，上染百分率不再随着时间的变化而变化，把此时的上染百分率叫染料的平衡上染百分率，也是吸附和解析达到平衡时的上染百分率。

上染百分率Ct随时间t而变化的关系曲线叫上染速率曲线。一般染料的上染速率曲线如图5-1所示。活性染料的上染速率曲线如图5-2所示。

图5-1　染料的上染速率曲线

图5-2　活性染料的上染速率曲线

通过该曲线原点的切线的斜率可以定性说明染料上染的快慢；也可以通过曲线的平衡状态，定量地分析纤维对染料的吸附能力，即平衡上染百分率。

在上染的过程中，染液中的染料浓度不断降低，染液中染料浓度的降低首先发生在贴近纤维表面周围的染液中，为了保证上染过程的顺利进行，应使纤维周围降低的染液浓度不断得到补充，为此应使染液不断的循环流动。但无论染液怎样循环流动，在纤维周围的染液中总有一个边界层，在这个边界层中，物质的传递是通过扩散而不是通过染液的流动完成的。这个边界层称为扩散边界层。