I tekstilindustrien er fiberstruktur en af de vigtige determinanter for stoffarvningsydeevne. Tager bomuldspandex kraverib som et eksempel, er farvningsydelsen af dette blandede stof ikke kun påvirket af farvevalget og farvningsprocessen, men også dybt begrænset af dets fiberstrukturegenskaber.
Kemisk sammensætning og farvningsevne af fibre
Bomuld spandex krave rib er en blanding af bomuld fiber og spandex fiber. Der er betydelige forskelle i den kemiske sammensætning af disse to fibre, som direkte påvirker effekten af farvningsprocessen. Bomuldsfibre er hovedsageligt sammensat af cellulose, og molekylkæden indeholder rigelige hydroxylgrupper (-OH), som kan danne brintbindinger med farvestofmolekyler og derved forbedre farvestoffernes vedhæftning på fibre. Derfor viser bomuldsfibre normalt fremragende farvningsevne, især stærk adsorptionskapacitet for reaktive farvestoffer og direkte farvestoffer.
I modsætning hertil, som en syntetisk fiber, indeholder spandexfiber hovedsageligt funktionelle grupper såsom estergrupper og aminogrupper i sin molekylære kæde. Disse funktionelle grupper har relativt svag affinitet for farvestoffer, hvilket resulterer i dårlig ydeevne af spandexfiber i farvningsprocessen. Kemiske modifikationsmetoder, såsom indførelse af flere polære grupper eller justering af ruheden af fiberoverfladen, kan imidlertid forbedre adsorptionskapaciteten af spandexfiber til farvestoffer, og derved forbedre dens farvningsydelse.
Fiber supramolekylær struktur og farvningsevne
Den supramolekylære struktur af fiberen, herunder krystallinitet, orientering, størrelsen af det amorfe område og porefordelingen, har alle en vigtig indflydelse på farvningsydelsen.
Krystallinitet: For fibre med høj krystallinitet er det svært for farvestofmolekyler at trænge ind i fiberen, hvilket medfører farvningsvanskeligheder. Bomuldsfibre har en relativt lav krystallinitet, hvilket gør det muligt for farvestofmolekyler at trænge mere glat ind og opnå ensartet farvning. Tværtimod har spandexfiber en høj krystallinitet og begrænset penetration af farvestofmolekyler. Derfor kræves specielle processer eller additiver for at forbedre dens farvningsydelse under farvning.
Orientering: Jo højere orienteringen af fiberen er, jo mere kompleks er diffusionsvejen for farvestofmolekylerne i fiberen, og vanskeligheden ved farvning stiger tilsvarende. Bomuldsfiber har en lav orientering, og farvestofmolekylerne kan effektivt diffundere langs fiberaksen for at opnå ensartet farvning. Den høje orientering af spandexfiber hindrer imidlertid diffusionen af farvestofmolekyler, og passende foranstaltninger skal træffes for at accelerere farvestoffets diffusionsprocessen.
Amorfe regions størrelse og porefordeling: Den amorfe region er det område, hvor farvestofmolekyler let kan trænge ind og diffundere. Jo større det amorfe område og jo mere ensartet porefordeling, jo lettere er det for farvestofmolekyler at trænge ind i fiberen og opnå ensartet farvning. Det amorfe område af bomuldsfibre er relativt stort, og porefordelingen er ensartet, så den udviser god farvningsevne. Relativt set er det amorfe område af spandexfiber lille, og porefordelingen er ujævn, hvilket gør det vanskeligt for farvestofmolekyler at trænge ind, hvilket påvirker dets farvningseffekt.
Fibermorfologi og farvningsevne
Fiberens morfologiske egenskaber, herunder tværsnitsform, langsgående morfologi og overfladeruhed, påvirker også farvningsydelsen.
Tværsnitsform: Fiberens tværsnitsform bestemmer direkte diffusionsvejen for farvestofmolekylerne i fiberen. Tværsnittet af bomuldsfibre har normalt en mere regelmæssig form, hvilket effektivt kan fremme indtrængning og diffusion af farvestoffet. Tværsnitsformen af spandexfiber er mere kompleks, hvilket kan forårsage visse hindringer for spredningen af farvestoffet.
Længdemorfologi og overfladeruhed: Fiberens langsgående morfologi og overfladeruhed påvirker også farvningsydelsen. Overfladen af bomuldsfibre er relativt ru, hvilket hjælper med at forbedre vedhæftningen af farvestof, mens overfladen af spandexfiber er relativt glat, hvilket kan få farvestoffet til at klæbe dårligt.3
