O前言
對(duì)染浴上染過程中染料濃度進(jìn)行在線(實(shí)時(shí))監(jiān)測(cè)，可以了解染料的配伍性、勻染劑的作用效果、pH值和溫度的影響以及皂洗效果等。對(duì)這些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的積累和分析，可使染色工藝從經(jīng)驗(yàn)控制轉(zhuǎn)向工藝參數(shù)精細(xì)化和數(shù)字化控制，使染色實(shí)時(shí)可控和染色結(jié)果精準(zhǔn)。
近年來，我國(guó)一些生產(chǎn)印染控制設(shè)備的企業(yè)，如常州宏大科技集團(tuán)等開發(fā)了印染生產(chǎn)中pH值和織物含濕率等在線測(cè)試系統(tǒng)，但染料濃度在線監(jiān)測(cè)設(shè)備仍為空白。現(xiàn)有的在線自控染色設(shè)備主要針對(duì)軋染中軋液率的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制，還不能監(jiān)測(cè)染液中染料濃度的變化，這也是多年來紡織品精準(zhǔn)染色難有突破的主要原因之一[1] 。只有掌握染料濃度在染色時(shí)的實(shí)時(shí)變化，才能制定更合理的工作流程和配方 [2-3] 。目前國(guó)際上染液濃度在線監(jiān)測(cè)技術(shù)也處于起步階段，在生產(chǎn)中的應(yīng)用基本空白，還有很多技術(shù)問題需要解決，這將是染整工程研究的一個(gè)重要方向。
1 染料濃度的測(cè)定方法
目前，染料濃度的測(cè)定方法主要有分光光度法、液相色譜法和熒光分光光度法等 [4-6]。液相色譜法在測(cè)定混合染料濃度時(shí)，需要對(duì)樣品進(jìn)行分離，測(cè)定耗時(shí)較長(zhǎng)，主要用于離線分析[7] ；熒光分光光度法要求待測(cè)組分有一定的熒光量子產(chǎn)率，且溶劑等共存組分對(duì)染液的熒光峰位置及強(qiáng)度影響很大，一般只用于極低濃度的測(cè)定[8] ；而分光光度法則可以從染浴中連續(xù)或定時(shí)采樣，通過分光光度計(jì)測(cè)定染浴吸光度的變化，可實(shí)現(xiàn)對(duì)染色過程的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，具有靈敏度高、選擇性較好、測(cè)定快速、儀器價(jià)格較低、使用面廣等特點(diǎn) [9]。用于濃度分析的分光光度法主要有單波長(zhǎng)、雙波長(zhǎng)、三波長(zhǎng)、導(dǎo)數(shù)分光光度法等[10]。
2 分光光度法在線監(jiān)測(cè)的方法
用分光光度計(jì)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)必須選用和配置合適的儀器裝置。按分析原理和可選儀器來看，以下幾種方法較可行，可以適應(yīng)不同的需求。但經(jīng)試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)這些裝置也存在一些缺點(diǎn)，尚需進(jìn)行改進(jìn)。
2．1 流動(dòng)池分光光度法
2．1．1 常規(guī)分光光度計(jì)
該方法非常簡(jiǎn)便，將普通分光光度計(jì)中的比色皿改為流動(dòng)池比色皿(見圖1)，并配置輔助裝置，使染液連續(xù)不斷地進(jìn)入比色皿，實(shí)現(xiàn)染液的實(shí)時(shí)檢測(cè)。系統(tǒng)示意圖見圖2。
染液從染浴通過毛細(xì)管導(dǎo)人冷卻器降溫后，進(jìn)人分光光度計(jì)的流動(dòng)池比色皿中。電腦通過分光光度計(jì)的數(shù)據(jù)接口，定時(shí)讀取染液的吸光度數(shù)值，實(shí)現(xiàn)在線染料濃度分析。
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此方法對(duì)單組分染料濃度在線測(cè)定有較好的效果【1】 ，在實(shí)驗(yàn)室中可以實(shí)現(xiàn)20 s單波長(zhǎng)的分辨率，可滿足大部分染色過程的在線監(jiān)測(cè)。但是，該裝置存在濃度測(cè)試范圍窄、多波長(zhǎng)監(jiān)測(cè)速率慢等問題，一般只用于實(shí)驗(yàn)室，不適合大生產(chǎn)應(yīng)用。
2．1．2 流動(dòng)注射分析儀
分光光度法的流動(dòng)注射分析，其測(cè)試原理同上，只是在冷卻器后采用一套自動(dòng)定量加注／混合裝置輔助分析溶液(見圖3)。在染液測(cè)試中，該部分主要起稀釋作用。
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