第五章　上染過程的吸附現象

第一節　有關染色的基本概念

染料對纖維染色，首先都要完成上染過程。所謂的上染就是染料舍染液（或介質）而向纖維表面轉移，被纖維表面吸附并進一步滲入纖維無定形區內部的過程。有的染料的染色過程就是上染過程，上染過程結束之后，染色過程也就基本結束，例如直接染料等的染色；但有的染料上染過程結束之后，染色過程并沒有結束，例如活性染料染色，其上染過程結束之后，還要加堿進行固色，才能完成染色過程。

在上染的過程中，染液中的染料量逐漸減少，纖維上的染料量逐漸增加。把上到纖維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來表示。

染料的上染百分率可以采用分光光度計法進行測定。設染前染液的濃度為C0，染后染液的濃度為Ci，假設上染前后染液的體積V不變，根據定義，則染料的上染百分率Ct=[（C0V-CiV）/C0V]×100%，則有Ct=（1-Ci/C0）×100%。而在最大吸收波長處，對于同種染料來說，染液的吸光度與濃度成正比，則

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。

可見，只要在最大吸收波長處分別測出染前染液和染后殘液的吸光度，就可以計算染料的上染百分率。

100克纖維所上染的染料的克數=（C0VCt/1000G）×100

式中：C0——染前染液的濃度，g/L；

V——染前染液的體積，mL；

G——被染物的重量，g。

上染百分率Ct隨著時間t的增加而不斷變化，在上染的初始階段，上染百分率隨上染時間的延長而不斷地增加；當上染時間達到一定程度后，上染百分率不再隨著時間的變化而變化，把此時的上染百分率叫染料的平衡上染百分率，也是吸附和解析達到平衡時的上染百分率。

上染百分率Ct隨時間t而變化的關系曲線叫上染速率曲線。一般染料的上染速率曲線如圖5-1所示。活性染料的上染速率曲線如圖5-2所示。

通過該曲線原點的切線的斜率可以定性說明染料上染的快慢；也可以通過曲線的平衡狀態，定量地分析纖維對染料的吸附能力，即平衡上染百分率。

在上染的過程中，染液中的染料濃度不斷降低，染液中染料濃度的降低首先發生在貼近纖維表面周圍的染液中，為了保證上染過程的順利進行，應使纖維周圍降低的染液濃度不斷得到補充，為此應使染液不斷的循環流動。但無論染液怎樣循環流動，在纖維周圍的染液中總有一個邊界層，在這個邊界層中，物質的傳遞是通過擴散而不是通過染液的流動完成的。這個邊界層稱為擴散邊界層。