【正文】 度時，染料與纖維的相互作用達到極限，這時即使增加電壓，這種作用也不會再增加（或增加很?。?，染料與纖維的結合力達到飽和，而呈現(xiàn)如圖所示的狀態(tài)。對于（3）新石墨電極比常規(guī)石墨電極上染率高，主要原因是新的石墨電極形成的電場大于石墨電極，使染料與纖維間的作用增強，上染率提高。對于（4）是由于弱酸性染料上染蠶絲纖維織物，溫度在60～80℃左右上染速率最高。試驗中弱酸性染料上染蠶絲纖維織物因擴散性、初染性差，極易出現(xiàn)“經(jīng)柳”疵病，考慮其勻染性，在染色開始時就控制升溫速度，使升溫速率放慢，逐步升溫起到勻染效果。弱酸性染料的上染溫度應控制在80～90℃為宜。另外，溫度不同，染杯中水分蒸發(fā)量很大，造成染色殘液濃度變化較大，以致影響所取樣液吸光度測定的穩(wěn)定性。 不同電極溫度對擴散系數(shù)D的影響作D～U曲線圖如下： 由D～U曲線圖可看出有如下特點：（1）從表可以得出，擴散系數(shù)在電化學染色中獲得提高，并隨著電壓和溫度的升高而增加．，我們稱這個電壓為最佳電壓；（2）石墨電極與新電極在相同電壓下新石墨電極的擴單系數(shù)略大于石墨電極。（3）新石墨電極溫度為8090℃時的擴散系數(shù)大于6070℃的擴散系數(shù)。染色最佳溫度為8090。產(chǎn)生上述結果的主要原因：由于外加電場的存在，染料在電解質溶液中的化學位得以提高，而在纖維之中的化學位降低，破壞了常規(guī)染色中的平衡，增加了染料從液相向纖維擴散的機會．結果使纖維表面上和染液中的染料濃度之間的動態(tài)平衡隨之被破壞，致使纖維表面上的染料濃度增加，染液中的染料濃度減少，從而增大了纖維表面與纖維內部的染料濃度差，促進了染料從纖維表面向纖維內部的擴散，導致擴散系數(shù)提高，而新電極的擴散系數(shù)大于石墨電極是因為新的石墨比石墨電極更易獲得均勻未定的更強的電場。由于電場的存在加速了染料離子的運動以及染料在纖維中的擴散電壓越高這種作用就越明顯，擴散系數(shù)自然會增大。，這種作用達到一定極限，吸附與解析達到平衡，此時電壓再增加這種作用也不會加劇，甚至有略為降低的趨勢，擴散系數(shù)也就達到一個較穩(wěn)定的高值。我們認為，在這個最佳電壓的染色是最為經(jīng)濟的，若再升高電壓，一方面對擴散系數(shù)改善不大，另一方面電能消耗增加，節(jié)能不明顯。新的石墨電極使相同條件下擴散系數(shù)提高主要是因為新電極在染色方面的某些特性優(yōu)于石墨電極。影響擴散系數(shù)的其他因素 : （1）浴比 本實驗中求得擴散系數(shù)的要求在無限染浴中，實際操作中根本上無法滿足這一理想邊界條件，我們近似地把染浴當看作是無限染浴，一定會造成所測得的與實際的D有一定的偏差，但不影響實驗結論。（2）染液的流動 染液的流動為影響擴散系數(shù)的重要因素之一，本實驗中由于條件所限，只能人工攪拌，必將影響染料的擴散，改善措施很多，如采用磁或電攪拌。此外，水質、染浴的pH值，布樣在染浴中的位置等也是影響擴散系數(shù)的因素，而有關適度、電極間距、電極在染液中的深度等影響，還有待于進一步的研究。 影響電化學染色效果的因素（1）電源電壓 電源電壓的穩(wěn)定性直接關系到電場的穩(wěn)定性，如果電壓不穩(wěn)必定會造成場強不穩(wěn)，染料所受到的電場力不穩(wěn)，易造成染料的上染不勻。改善這種情況的措施就是加一個直流電源電壓。電源電壓的大小也會影響到染料的上染效果，每一染料都有它自己的電解電壓，如電壓值超過這一值，染料就會分解，降低了染料的上染率。（2）極板 電極材料應選用化學穩(wěn)定性好、經(jīng)濟的電極，例如石墨。電極化學穩(wěn)定性不好，會發(fā)生電極的氧化還原反應，電極昂貴會增加成本。電極的形狀則會影響電場的強度，進而影響染料的上染。（3）電解質 本實驗中電解質的作用是起勻染作用，電解質的穩(wěn)定性會直接影響布樣的勻染效果。電解質應不與染料發(fā)生反應。（4）染液的pH 染液的pH值直接影響到染料的上染效果，本實驗中弱酸性染料的上染pH值為4～5，但由于蠶絲纖維的等電點也為4～5，且電解質在小于pH=4～5的范圍才能起勻染的作用，所以染色pH值應控制在4左右。（5）布樣在電極上的固定情況 實驗時我們將布樣固定，且與極板間要有一定的間隙，這樣可以促使染液循環(huán)流動，使布樣兩面都能同時上染。如果將間隙太小，必定會影響染液的流動，勢必會造成布樣的一面染色不深或染沒有上染。（6）溫度 染浴升溫時，應盡量將時間控制30min內，以免染料長時間加熱遭到破壞，影響上染。在上染時盡量保持溫度的穩(wěn)定，以免溫度變化影響染料上染。此外溫度不同染杯中水分蒸發(fā)量大，造成殘液濃度變化較大，也會影響布樣的染色效果。（7）浴比 本實驗中求得擴散系數(shù)的前提是在無限染浴中，實際上無法達到這一理想的邊界條件，我們只能近似地把浴比很大的染浴看作是無限染浴，勢必會造成測得的與實際的D有一定的偏差，但不影響實驗結論。（8）染液的流動 由于本實驗條件有限，只能人工攪拌，必將影響染料的擴散，進而影響到布樣的染色效果。第5章 電化學染色新研究設想盡管現(xiàn)今國內外在電化學染色方面取得了一定的成果，但對制約電化學染整工藝發(fā)展的兩個關鍵點未作任何研究，第一：怎樣根據(jù)纖維性質和染料特性，合理的選擇重要的電化學參數(shù)(如：電極間電壓、極板間距、纖維和電極的位置關系以及包裹方式、電極的材料)；第二：如何將電化學染整工藝應用于工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)中，并能保證纖維染色質量和工廠設備要求，既實現(xiàn)工業(yè)自動控制，又使生產(chǎn)經(jīng)濟趨合理，這些都值得進一步的研究。針對這兩個問題，本著“綠色染整”的原則，為增強電化學染色工藝效果，過濾掉不良因素，并以低廉價格、易于造型加工的石墨作為原材料，采用修飾劑采用各種修飾方法來修飾石墨，賦予石墨特殊的電化學催化反應功能，用修飾的新石墨電極取代常用的未經(jīng)過處理的普通石墨電極，按照已定的最佳染色工藝路線，探討電化學參數(shù)與纖維和染料的內部聯(lián)系，制訂出適于工業(yè)化染整生產(chǎn)的電化學實驗新工藝，最大限度的實現(xiàn)染整工藝加工的綠色性。 研究設想本文研究了新修飾的石墨電級，希望可以采用不同的修飾成分修飾電極材料（主要是修飾石墨電極），用修飾電極作為工作電極，用不同的染料和支持電解質存在的條件下，研究相關纖維染色指標和外電壓大小、電極極板間距和包裹方式等電化學參數(shù)的定性、定量關系，從而改進工藝步驟和工藝參數(shù)；并以此為基礎，制定實驗工藝轉化為工業(yè)化生產(chǎn)的可行性方案，將所得電化學染色工藝的技術參數(shù)用于纖維的前處理或后整理工藝階段，使修飾電極應用于電化學染色工藝中，能夠大大提高電化學染色工藝的制約化和生態(tài)化程度，染料用量減少至少40%以上，生產(chǎn)效率提高10%以上，達到國家清潔生產(chǎn)標準。 研究方法與技術路線構想采用修飾劑（生物酶或有機物）修飾石墨電極或介質交換技術，需用常見的10種偶氮類染料或蒽醌類染料，分別對纖維（天然或合成纖維；大豆蛋白纖維、羊毛、蠶絲腈綸粘膠、DE新粘膠、棉、兔毛、錦綸、滌綸）或其他功能性纖維（智能纖維材料）進行電化學染色，實時原位測試各種電化學因素對纖維染色效果的影響：（1）測定與染色效果密切相關的結構性能與各種電化學參數(shù)，建立電化學染色新工藝的技術參數(shù)：掃描電鏡數(shù)據(jù)——修飾成分的結構與纖維（染色與為染色）結構的關系；兩電極間的電壓、電極間距離、纖維與電極的距離和包裹方式；纖維的表面電勢、電導率；背景電解質種類、濃度；染色工藝操作條件——溶液pH、上染時間、浴比。（2）測定各染色體系的染色效果指標：上染率、上染速率曲線、勻染性、透染性、移染性、染色牢度（水洗、汗?jié)n），水萃取液的pH；生態(tài)環(huán)保檢測的COD、BOD、色度、SS、重金屬等。（3）采用循環(huán)循環(huán)伏安法、脈沖伏安法、線性掃描伏安法、流動注射雙安培等電化學技術（包括電化學和組合電化學方法），根據(jù)染色工藝的技術參數(shù)與染色效果指標之間的內在聯(lián)系，修正工藝參數(shù)，為實現(xiàn)電化學染整工藝的工業(yè)化與連續(xù)化奠定基礎。 應用前景設想 纖維電化學染色新工藝的研究一旦獲得成功，將加快染整工藝由粗放型向集約型轉變的速度，節(jié)約原材料和其他成本，推動染色與整理工藝的技術升級，降低能耗，減少環(huán)境污染，增加紡織企業(yè)被國際環(huán)境管理標準ISO14000認證的數(shù)量，消除紡織品的“綠色壁壘”，以增加紡織品對外出口，提高經(jīng)濟和社會效益；同時也為今后生產(chǎn)高檔紡織品奠定了堅實的技術基礎。結論通過大量的實驗及實驗數(shù)據(jù)分析成功的表明：電化學染色優(yōu)越于常規(guī)染色，新石墨電極染色優(yōu)于石墨電極染色。它表現(xiàn)在如下幾點：（1）電化學染色優(yōu)于常溫染色，用新的石墨電極染色優(yōu)于普通的石墨電極染色（2）電化學染色改善了擴散，我們可以尋找一最佳電壓，更好地體現(xiàn)電化學染色的優(yōu)越性，當然，對于不同染料，不同織物（纖維），其最佳電壓有可能不同，但我們總可以找到一最佳電壓，這在動力學角度更是合理的。（3）電化學染色可以提高上染百分率，在低于常規(guī)染色溫度下上染即可達到常規(guī)條件較高溫度的上染百分率，由于溫度降低，節(jié)約了能耗，即因較少的一部分電能節(jié)約了大量使水升溫的熱能。（4）由于電化學染色提高了上染率，便節(jié)約了染化料的用量，使廢液、廢氣排放量減小，達到了減少環(huán)境污染的目的。（5）我們對電化學染色動力學研究尚屬于探索性階段，有些內容，如半染時間t1/2與外加電壓的關系等還需作進一步探討。我們堅信電化學染色之所以能提高上染率一定有其內在的必然性。我們堅信電化學染色的科學化、合理化，定會給染整行業(yè)帶來新的生命力。電化學染色的許多優(yōu)點，決定其具有很大的潛力，亟待人們積極地開發(fā)和利用（6）電化學染色還處于初級階段還有很多問題需要解決，需要繼續(xù)探索。綜上所述，電化學染色有著常規(guī)染色不可比擬的優(yōu)勢，它不但在經(jīng)濟上是合理的，在技術上也是可行的。完全可以預見，電化學染色將會為染色行業(yè)開辟一條光明的道路，帶給印染行業(yè)新的改革，我們深信，這一染色新途徑，終會為廣大印染工作者所認可?？傊诓痪玫膶?，終會投入實際大生產(chǎn)的。 參考文獻 [1］高淑珍，[M].:56.［2］馬明明．纖維電化學染色新工藝設想[J]．新紡織，2006，(9)：18—20．[3] [J].紡織科技進展 ［4］佟白，[J]. 印染助劑2007,07.［5］,30(11):58.［6］,30（13）：18.［7］Electrochemical oxidation of an acid dye by active chlorine generated using Ti/Sn(1–x)IrxO2 electrodes. 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