從圖1 可知,3 種織物采用不同的染料染色,其上染率有一定的規(guī)律性,即:粘膠纖維>竹漿纖維>棉纖維。直接染料是通過分子間作用力和氫鍵作用與纖維相結(jié)合的;活性染料是通過共價(jià)鍵與纖維相結(jié)合的。染料與纖維反應(yīng)主要發(fā)生在纖維的無定型區(qū)和晶區(qū)的表面。上染率的大小與纖維的結(jié)晶度有關(guān)。一般情況下,結(jié)晶度高,纖維的上染率相對(duì)就低。竹漿纖維是將竹片做成漿,然后將漿做成漿粕再濕法紡絲制成的纖維,其制作加工過程基本與粘膠相似,在加工過程中,晶區(qū)被破壞,其結(jié)晶度要比原竹纖維降低很多,大概為 30%左右,與粘膠比較接近,比棉的結(jié)晶度要低很多。由上述分析可知竹漿纖維與直接染料、活性染料的親和性還是比較好的,其上染率要高于棉低于粘膠。
3.2 竹漿纖維的上染速率
采用以上工藝,染色過程中,分別于5 分、10 分、20 分、40 分、80 分準(zhǔn)確吸取染色殘液,測(cè)量染液吸光度,并計(jì)算了不同時(shí)間段的上染率,繪制相應(yīng)的上染速率曲線。圖2、圖3、圖4、圖5分別為直接桃紅2B、直接耐曬黃RS、活性紅X-2BF、活性黃M-3RE在竹漿纖維、棉和粘膠上的上染速率曲線。從中可以看出各染料在3種織物上的上染性能,如上染速度(染料上染纖維趨于平衡的速度)、上染速率(單位時(shí)間的上染量)、最初上染速率、上染平衡時(shí)間等,并且從這些因素中可以推出染料在這3 種纖維中的擴(kuò)散性能的差異,從而了解這3種織物的染色親和性。染料在纖維中的擴(kuò)散跟纖維的微細(xì)結(jié)構(gòu)有關(guān),纖維結(jié)晶度高,染料在纖維內(nèi)部的擴(kuò)散速度相對(duì)就緩慢。從理論上來說,竹漿纖維和粘膠纖維的無定形區(qū)的含量和取向度都是比較相近,則染料對(duì)它們的擴(kuò)散性能也會(huì)比較接近。而棉織物的結(jié)晶度和取向度都比竹漿纖維和粘膠纖維高,所以染料對(duì)棉纖維的擴(kuò)散性能會(huì)不如前兩者。圖2 和圖3 反應(yīng)了直接染料在3 種織物的上染速率情況,對(duì)于這2 只直接染料,竹漿纖維和粘膠的上染速度、上染速率、初染速率及上染平衡時(shí)間基本相近,而棉的性能都較前兩者稍低,從圖4 和圖5 中也可以發(fā)現(xiàn)活性染料在3 種織物中的上染規(guī)律與用直接染料的基本一致,而且竹漿纖維和粘膠的上染速率曲線更為相近,它們的初染速率幾乎相同,這與理論分析是相符合的。從圖中我們還可以看出活性染料與直接染料對(duì)這3 種纖維染色的不同點(diǎn)。如直接染料,對(duì)竹漿纖維和粘膠的上染平衡時(shí)間幾乎一樣,約20 分鐘左右,而對(duì)棉來說,在40分鐘才能達(dá)到平衡。這是由于直接染料是通過分子間力和氫鍵與纖維結(jié)合,其染料分子較大,因此在無定型區(qū)相對(duì)較多的竹漿纖維和粘膠中的擴(kuò)散速度遠(yuǎn)大于棉上的擴(kuò)散速度,圖中棉的曲線斜率是最小的,直接染料在棉中的上染速率最?。涣硗饣钚匀玖先旧?,竹漿和粘膠的染色平衡時(shí)間是在40 分鐘后,而對(duì)棉織物,在20分鐘左右就已接近平衡,但棉的上染百分率比前兩者小。這與活性染料本身結(jié)構(gòu),與纖維素結(jié)合方式有關(guān),活性染料通過反應(yīng)而結(jié)合,染料的直接性相對(duì)直接染料小。比較三者上染性能,棉的結(jié)晶度較高,上染速率相對(duì)較低,而竹漿和粘膠的上染速率基本一致,相差不大。綜上所述,竹漿纖維用直接染料和活性染料染色,其上染速率比較高。