辐射电磁波或粒子流均具有很高的能量,在加工过程中,当它们与被加工物发生碰撞时,这些能量被释放,并转移给被加工物质中的分子、原子,从而引发一系列复杂的化学反应,这是将辐射能应用于染整加工中的理论依据。
紫外线辐射处理可改变羊毛表面的化学结构,导致羊毛的染色性能改善。短时间的紫外线处理(60min)带来的化学改变仅局限于羊毛纤维的表面,纤维整体性能不受影响。羊毛紫外线处理后的变化可归结为羊毛鳞片表层胱氨酸的二硫键被氧化和破坏,使影响染料分子从染浴向纤维内扩散的染色壁障被去除。因此紫外线辐射处理改变了羊毛的染色性能,纤维染色扩散系数提高,在较低的上染温度下就有较高上染速率和染色K/S值。研究表明紫外线辐射处理是一种有效的羊毛表面变性技术,加工效率可通过加入光敏剂促进辐射能量的吸收和反应的进行来提高。
同样羊毛纤维经激光表面改性处理后,破坏鳞片层,破坏纤维表面层的结晶状态,使表面层无定形区域增大,从而降低染料上染纤维的能阻,在较低的温度即可得到较高的上染速率及上染百分率。
7微波预处理法]
7.1微波/水预处理法
微波/水预处理法是首先将盛有水的容器放人微波炉中,加热一定时间,直到水达到沸点,此时将羊毛织物放入煮沸的水中在一定功率的微波炉下辐射一段时间,辐射的功率和时间由预处理的效果和对羊毛纤维物理性能的损伤等综合因素决定,羊毛在此条件下预处理,由于水分子的极性,吸收了微波的能量,使水分子运动加剧,改变了水分子在室温下甚至普通热传导下高度有序的层状或者束状结构,使羊毛纤维的表面鳞片层受到一定程度的溶胀,有利于提高上染率。辐射的时间不易过长,否则由于长期暴露在煮沸的水中,羊毛纤维会受到损伤。
7.2微波/尿素预处理法
微波/尿素预处理法的过程是:羊毛浸渍在一定浓度的尿素溶液中,直到织物完全润湿,在一定功率的微波炉中辐射一段时间。经过此预处理后,羊毛纤维的上染率可以大大提高。尿素预处理机理为:①尿素浓度越高,对纤维内及纤维周围水的结构影响越大,导致染料与羊毛纤维间氢键数目的增加;②尿素可促使胱氨酸水解为半胱氨酸,进而转化为脱氢丙氨酸,支链断裂,染色性提高。③由于尿素的极性在微波的辐射下可以局部振动升温,扩散进入羊毛纤维的大分子间,削弱羊毛纤维分子间的作用力,对羊毛纤维有急剧溶胀的作用。
7.3微波/溶剂预处理法
微波/溶剂预处理法是将盛有溶剂的容器放入微波炉内,当溶剂达到沸点时,将羊毛织物放入煮沸的溶剂中,在一定功率的微波炉下辐射一段时间后,脱除溶剂,烘干,此方法也可以很大程度的提高羊毛的上染率,为羊毛的低温染色提供基础。微波/溶剂预处理的机理:①在微波辐射下,有机溶剂局部受热使分子振动,削弱了羊毛纤维分子之间的作用力,使羊毛纤维,特别是鳞片层受到溶胀作用,纤维结构变得较为松弛,从而加大了染料向纤维内部扩散的速度;②使纤维表面的鳞片层部分受损,因此增加了染料对纤维吸附的活性;③由于有机溶剂的溶胀使纤维的直径增大,有助于染料扩散进人纤维内部。
8结语
羊毛低温染色可以改善纤维或染色体系的染色性能,提高羊毛的加工质量,减少染色能源的消耗,也为改善生态环境进行绿色生产创造了条件,提高了生产效率,降低了生产成本,具有良好的社会与经济效益。
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