V textilnom priemysle je štruktúra vlákna jedným z dôležitých determinantov účinnosti farbenia látok. Prijímanie bavlnené spandexové rebrovanie goliera napríklad farbiaci výkon tejto zmesovej tkaniny nie je ovplyvnený len výberom farbiva a procesom farbenia, ale je tiež hlboko obmedzený charakteristikami jej vláknitej štruktúry.
Chemické zloženie a farbiace vlastnosti vlákien
Bavlnený spandexový golier je zmesou bavlneného vlákna a spandexového vlákna. V chemickom zložení týchto dvoch vlákien sú značné rozdiely, ktoré priamo ovplyvňujú účinok procesu farbenia. Bavlnené vlákno sa skladá hlavne z celulózy a molekulárny reťazec obsahuje bohaté hydroxylové skupiny (-OH), ktoré môžu vytvárať vodíkové väzby s molekulami farbiva, čím sa zvyšuje priľnavosť farbív na vláknach. Preto bavlnené vlákna zvyčajne vykazujú vynikajúce farbiace vlastnosti, najmä silnú adsorpčnú kapacitu pre reaktívne farbivá a priame farbivá.
Na rozdiel od toho, ako syntetické vlákno, spandexové vlákno obsahuje vo svojom molekulárnom reťazci hlavne funkčné skupiny, ako sú esterové skupiny a aminoskupiny. Tieto funkčné skupiny majú relatívne slabú afinitu k farbivám, čo má za následok slabý výkon spandexového vlákna v procese farbenia. Metódy chemickej modifikácie, ako je zavedenie polárnejších skupín alebo úprava drsnosti povrchu vlákna, však môžu výrazne zlepšiť adsorpčnú kapacitu spandexového vlákna na farbivá, čím sa zlepší jeho farbiaci výkon.
Supramolekulárna štruktúra vlákna a farbiaci výkon
Supramolekulárna štruktúra vlákna, vrátane kryštalinity, orientácie, veľkosti amorfnej oblasti a distribúcie pórov, to všetko má dôležitý vplyv na výkon farbenia.
Kryštalinita: Pre vlákna s vysokou kryštalinitou je ťažké, aby molekuly farbiva prenikli do vlákna, čo vedie k ťažkostiam pri farbení. Bavlnené vlákno má relatívne nízku kryštalinitu, čo umožňuje molekulám farbiva preniknúť hladšie a dosiahnuť rovnomerné zafarbenie. Naopak, spandexové vlákno má vysokú kryštalinitu a obmedzený prienik molekúl farbiva. Preto sú potrebné špeciálne procesy alebo prísady na zlepšenie jeho farbiaceho výkonu počas farbenia.
Orientácia: Čím vyššia je orientácia vlákna, tým je cesta difúzie molekúl farbiva vo vlákne zložitejšia a náročnosť farbenia sa zodpovedajúcim spôsobom zvyšuje. Bavlnené vlákno má nízku orientáciu a molekuly farbiva môžu účinne difundovať pozdĺž osi vlákna, aby sa dosiahlo rovnomerné vyfarbenie. Vysoká orientácia spandexového vlákna však bráni difúzii molekúl farbiva a je potrebné prijať vhodné opatrenia na urýchlenie procesu difúzie farbiva.
Veľkosť amorfnej oblasti a distribúcia pórov: Amorfná oblasť je oblasť, kde môžu molekuly farbiva ľahko prenikať a difundovať. Čím väčšia je amorfná oblasť a rovnomernejšia distribúcia pórov, tým ľahšie molekuly farbiva preniknú do vlákna a dosiahnu rovnomerné zafarbenie. Amorfná oblasť bavlneného vlákna je relatívne veľká a distribúcia pórov je rovnomerná, takže vykazuje dobrý výkon pri farbení. Relatívne povedané, amorfná oblasť spandexového vlákna je malá a distribúcia pórov je nerovnomerná, čo sťažuje penetráciu molekúl farbiva, čo ovplyvňuje jeho farbiaci účinok.
Morfológia vlákna a farbiaci výkon
Morfologické vlastnosti vlákna, vrátane tvaru prierezu, pozdĺžnej morfológie a drsnosti povrchu, tiež ovplyvňujú výkon farbenia.
Tvar prierezu: Tvar prierezu vlákna priamo určuje cestu difúzie molekúl farbiva vo vlákne. Prierez bavlneného vlákna má zvyčajne pravidelnejší tvar, ktorý môže účinne podporiť penetráciu a difúziu farbiva. Tvar prierezu spandexového vlákna je zložitejší, čo môže spôsobiť určité prekážky pre difúziu farbiva.
Pozdĺžna morfológia a drsnosť povrchu: Pozdĺžna morfológia a drsnosť povrchu vlákna tiež ovplyvňujú výkon farbenia. Povrch bavlneného vlákna je pomerne drsný, čo pomáha zlepšiť priľnavosť farbiva, zatiaľ čo povrch spandexového vlákna je relatívne hladký, čo môže spôsobiť zlé priľnutie farbiva.
