测定酸性染料在色浆中扩散性能的方法
【专利摘要】一种测定酸性染料在色浆中扩散性能的方法，其包括利用糊料制备一定含固率的原浆，并将适量原浆置于一透明圆柱形容器中；另外取适量原浆并加入待测染料，配制成色浆，然后在圆柱形容器内原浆的上端面，平整均匀地铺设一层定量色浆；最后将圆柱形容器置于自动控温装置中，在温度为60℃～95℃条件下恒温处理1～5h，以使位于圆柱形容器内空白原浆顶部的色浆中染料向下扩散至圆柱体底部；从圆柱形容器底部取样孔处对原浆取样0.1～1.0g，并将取样原浆用去离子水稀释至10～100mL。其目的是提供一种操作步骤简单，无需高温高压，实验安全可靠，数据稳定性高，结果重现性好，可精确测定酸性染料在色浆中扩散性能的方法。
【专利说明】测定酸性染料在色浆中扩散性能的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种测定酸性染料在色浆中扩散性能的方法，属于染料合成【技术领域】。
【背景技术】
[0002]根据国内外文献报道，纺织品的现代染色基本理论中有关染料在固体纤维表面吸附，以及染料在纤维内相的扩散都取得了相当成熟的研究成果。其中染料在纤维大分子上的吸附分为物理吸附和化学吸附。物理吸附主要跟分子间范德华力、氢键、疏水作用等有关，而化学吸附则主要靠离子键、配价键、共价键等来实现，作用力大小与化学键性质有关(染色和印花过程的吸附与扩散[M].北京:纺织工业出版社，1985.144-149)。而其中染料在纤维上的三种典型吸附等温线，即能斯特型吸附，朗缪尔型吸附和弗莱因得利胥型吸附，都是为了描述染料在纤维上的吸附与外部介质中染料浓度的关系1染整工艺与原理(下册)[M].北京:中国纺织出版社，2009，30-33)。而吸附染料在纤维内相中的扩散则更复杂和缓慢，是决定染料染色速率的关键阶段。吸附染料在纤维内的扩散，首先需克服染料与纤维间发生吸附的各种作用力，同时还需克服纤维大分子链网状结构所带来的机械阻力，以及链段上部分官能团可能存在的排斥力，此外，染料分子扩散前进时与纤维链段因非弹性碰撞也会产生动能损耗等。因而，染料在纤维内相中的扩散阶段是染色速率的决定阶段。
[0003]上述理论同样也适用于印花加工时染料在纤维上吸附和扩散阶段。然而，染料在印花加工时所处的介质为高分子糊料组成的色浆，与染色加工时的溶液介质存在显著不同，因而染料分别在这两种介质中所发生的转移也存在很大差别。其中染料在色浆中的转移或扩散比在溶液介质中 的转移，其所受的影响因素更多，情况也更复杂，染料扩散也更困难。故有相当比例的染料仍滞留在色浆膜中，直接导致了染料在印花加工中的利用率较低。因而，研究染料在色浆中的扩散性能对纺织品印花生产工艺的制定和控制，提高色浆中染料的转移利用率具有重要意义。
[0004]然而，目前国内外对染料在印花色浆介质中的扩散性能、扩散模型等理论研究，非常缺乏。就其原因可能是在实际印花工艺实施过程中，织物表面的色浆膜较薄，而且印花加工时染料的转移、吸附、扩散大多在闻温或闻压条件下一步完成，缺乏相关有效的实验1旲型或手段。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种操作步骤简单，无需高温高压，实验安全可靠，测试数据的稳定性高，结果重现性好，可精确测定染料在色浆当中的扩算速率，测试方法中的扩算速率灵敏度高，针对某一特定的染料选择性好，可测定除分散染料之外的全部染料在色浆中的扩散性能的测定酸性染料在色浆中扩散性能的方法。
[0006]本发明的测定酸性染料在色浆中扩散性能的方法，包括以下步骤:
A、将适量糊料在搅拌条件下缓慢加入适量水中制得原浆，使原浆的含固量率为3~35%，然后取一定量原浆置于一内腔横截面积为S的透明圆柱形容器中，静置除去原浆中残留气泡，使圆柱状容器中原浆上端面平整；
B、采用步骤A得到的原浆，加入待测染料，配制成色浆，然后在步骤A所述的圆柱形容器内原浆的上端面，平整均匀地铺设一层体积为\的色浆；
C、将步骤B中完成色浆铺设的圆柱形容器置于自动控温装置中，在温度为60°C~95°C条件下恒温处理，以使位于圆柱形容器内空白原浆顶部的色浆中染料向下扩散至圆柱体底部，并计量色浆中染料向下扩散至圆柱体底部所用时间t ；
D、从圆柱形容器底部对完成染料扩散的色浆取样0.1~1.0g，并将取样色浆用去离子水稀释至10~IOOmL,在可见-紫外分光光度计上测得溶液中染料特征波长处的吸光度A;
E、分别取A中制得的适量原浆，并分别加入定量溶解待测染料，配得系列浓度Ci(i=l，2，3。。。，η)的色浆，然后按D中同样方法测得系列染料浓度所对应的吸光度Ai (i=l,2,3。。。，η)，并以此拟合得到色浆中待测染料浓度与其吸光度的标准工作曲线方程Y=c XX+d ；其中Y是拟合工作曲线的吸光度值；X为拟合工作曲线的色浆染料浓度；c、d为常数，可通过工作曲线拟合求得；
F、依据E中得到的标准工作曲线方程，从而可求出D中取样色浆中待测染料的浓度b； G、由以上各步骤中得到的色浆体积Vtl，扩散面积S，扩散时间t，以及取浆点色浆中染料的浓度b，可计算出单位时间单位面积内色浆中染料扩散通过的摩尔数，即扩散速率V，其
计算公式为
【权利要求】
1.测定酸性染料在色浆中扩散性能的方法，其特征在于包括以下步骤: A、将适量糊料在搅拌条件下缓慢加入适量水中制得原浆，使原浆的含固量率为3~35%，然后取一定量原浆置于一内腔横截面积为S的透明圆柱形容器中，静置除去原浆中残留气泡，使圆柱状容器中原浆上端面平整； B、采用步骤A得到的原浆，加入待测染料，配制成色浆，然后在步骤A所述的圆柱形容器内原浆的上端面，平整均匀地铺设一层体积为\的色浆； C、将步骤B中完成色浆铺设的圆柱形容器置于自动控温装置中，在温度为60°C~95°C条件下恒温处理，以使位于圆柱形容器内空白原浆顶部的色浆中染料向下扩散至圆柱体底部，并计量色浆中染料向下扩散至圆柱体底部所用时间t ； D、从圆柱形容器底部对完成染料扩散的色浆取样0.1~1.0g，并将取样色浆用去离子水稀释至10~10mL,在可见-紫外分光光度计上测得溶液中染料特征波长处的吸光度A; E、分别取A中制得的适量原浆，并分别加入定量溶解待测染料，配得系列浓度Ci(i=l，2，3...，η)的色浆，然后按D中同样方法测得系列染料浓度所对应的吸光度Ai (i=l，2，3…，η)，并以此拟合得到色浆中待测染料浓度与其吸光度的标准工作曲线方程Y=c X X+d ;其中Y是拟合工作曲线的吸光度值；X为拟合工作曲线的色浆染料浓度；c、d为常数，可通过工作曲线拟合求得； F、依据E中得到的标准工作曲线方程，从而可求出D中取样色浆中待测染料的浓度b; G、由以上各步骤中得到的色浆体积Vtl,扩散面积S，扩散时间t，以及取浆点色浆中染料的浓度b，可计算出单位时间单位面积内色浆中染料扩散通过的摩尔数，即扩散速率V，其计算公式为:
2.根据权利要求1所述的测定酸性染料在色浆中扩散性能的方法，其特征在于:所述步骤A中的糊料可为海藻酸钠、瓜尔豆胶、羧甲基淀粉类中的一种或其两种及两种以上的任意配比混合物。
3.根据权利要求1所述的测定酸性染料在色浆中扩散性能的方法，其特征在于:所述步骤A中原浆中含有助剂，助剂为甘油或尿素或硫酸铵，其中甘油的摩尔浓度为.7.ΟΧΙΟΛιοΙ L-1 ~5.0Xl(T7mol L—1，尿素的摩尔浓度为 4.0 X 10_7mol L-1 ~1.5Xl(T6molΙΛ硫酸铵的摩尔浓度为1.0X l(T7mol L-1~3.0X l(T7mol L'
4.根据权利要求3所述的测定酸性染料在色浆中扩散性能的方法，其特征在于:所述甘油的摩尔浓度为9.0X10_8mol L-1~3.0X10_7mol ?Λ所述尿素的摩尔浓度为2.0 X I(T7H1I L-1~1.0 X I(T6H1I L-1，所述硫酸铵的摩尔浓度为0.5 X l(T7mol L-1~.1.0X KTmol L—1，所述步骤B中待测染料为酸性染料，其浓度为4g L—1。
5.根据权利要求1所述的测定酸性染料在色浆中扩散性能的方法，其特征在于:所述步骤C中自动控温装置为恒温金属浴装置(4)，恒温金属浴装置(4)的顶部设有保温盖(2)，保温盖(2)采用透明材料制成，恒温金属浴装置(4)内设有至少一个顶部敞口的圆柱形的容器(1)，容器(1)采用透明材料制成，所述容器(1)的底部设有取浆孔(3)，取浆孔(3)处设有堵头。
6.根据权利要求5所述的测定酸性染料在色浆中扩散性能的方法，其特征在于:所述容器(I)的侧壁上设有温度传感器探头(6)，容器(I)的半径为6.8mm，容器(I)的高为50mmo
7.根据权利要求5所述的测定酸性染料在色浆中扩散性能的方法，其特征在于:所述取浆孔(3)位于所述容器(I)底部的中心。
8.根据权利要求5所述的测定酸性染料在色浆中扩散性能的方法，其特征在于:所述温度传感器探头(6)有多个，多个温度传感器探头(6)自上而下间隔排列。
9.根据权利要求6所述的测定酸性染料在色浆中扩散性能的方法，其特征在于:所述温度传感器探头(6)的数量为2— 4个。
【文档编号】G01N13/00GK104020081SQ201410256338
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年6月10日 优先权日:2014年6月10日
【发明者】龙家杰, 陈锋 申请人:苏州大学张家港工业技术研究院