染整工藝過程pH/ORP測控應用較廣泛,例如靛藍牛仔布的染色。
靛藍的染色機理與其它還原染料相同,即還原→上染→氧化。由于靛藍與纖維的親和力只是一般染料的1/10~1/60,若達不到氧化—還原電位值(-760 mV),親和力會更差,上色率會更低,因此,染色過程中的氧化—還原電位或pH值的控制,是能否染好牛仔布的一大關鍵。
1. 氧化—還原電位對染色的影響
(1)染槽中燒堿和保險粉量不足,pH值低,氧化一還原電位達不到-760 mV,則隱色酸和靛藍染料的比例會上升,染的紗線滲透差,浮色重,色牢度差,水洗槽洗掉的靛藍多,浪費原料,增加生產成本,牛仔布不耐洗。
(2)達到(或超過)-760 mV時,靛藍被還原成單酚鈉離子型靛藍隱色體,此形態易溶于水,并且改變了染料的原有顏色,是我們染紗工藝所需要的。隱色體所含比例越高,染紗時滲透性越好,上染率越高,色光越正,色牢度也越好。
(3)若燒堿和保險粉過量太多,氧化一還原電位大大超過一760 mV,則會產生過還原,即染槽中雙鈉鹽比例升高,這樣上染率下降,顏色淺,且色牢度低,色光灰暗。
由于還原過程中空氣中的氧氣也消耗保險粉,而釋出的硫酸氫鈉又消耗堿,所以靛藍染色時,實際上保險粉和燒堿都是過量的,以保證還原反應充分進行。但是,上述表明必須控制反應條件,以防止產生過度還原而引起副反應。
2. pH值對染色的影響
(1)為使染槽中產生更多的單酚鈉離子型靛藍隱色體,把染浴pH值緩沖在10.8~11.2范圍時,染料和纖維兩者的電離降低到最小,在沒有離子斥力存在的情況下,染料對棉纖維的相對親和力提高了,導致染料對棉纖維有較高的瞬染率,獲得工藝所需要的牛仔布紗線環染,色力最高。
(2)隨著pH值下降,摩擦牢度大體呈下降趨勢。
pH為7.5時,基本上都是還原狀態的非離子型酸性隱色體;隨著pH值的增大,單酚
牛仔布如希望水洗褪色要求快,染浴pH值應緩沖在11.0~11.5;若水洗褪色不要求快,pH值提高到12.5~13.5。
靛藍染色過程隨時發生不易眼睛察覺的pH/ORP的變量漂移,為保證染色質量的穩定、再現,亟需進行pH/ORP的在線測控。
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