超声染色上染率公式的修正

　　在液体介质中,当超声波的强度达到一定值后便会产生空化现象.超声空化是集中声场能量并且迅速释放的过程.已有理论和实验表明,伴随空化产生的机械剪切、高压、热效应等一系列效应,为加速化学反应或启动新的反应通道,创设一个极端的物理环境,已引起物理、化学和生物应用领域的广泛关注.近年来,将超声应用于各种织物(如棉、麻、丝绸、羊毛制品等)、皮革及纸张的染色工艺中[1-6],经过与传统水浴染色的对比,发现超声染色可实现低温染色,提高织物的上染率,缩短染色时间,增加均染效果和固色度等[7-8].

　　通常情况下须测定染液染色前后的吸光度来确定上染的百分率,因此染液的吸光度是判定染色效果的一个重要指标.染色工艺中的上染率

　　式中A0为处理前的染料特征吸收峰的吸光度值,At为处理时间t时的染料吸光度值.由于处理条件和染料本身的化学特性与结构的不同,超声会对某些染液的吸光度产生影响,故使用上染率(1)式已不能恰当地评价织物的染色效果.本文拟从实验出发,探讨超声对甲基橙和酸性大红G两种染料吸光度的影响,对上染率公式进行修正,并分析引起染液吸光度发生变化的机理.

　　1　实验部分

　　1.1　实验装置

　　实验采用两套装置进行.装置1为槽式反应器处理甲基橙溶液实验装置,工作频率为25 kHz,功率为40W,见图1.装置2为利用JY92-Ⅱ型超声波粉碎机处理酸性大红G溶液实验装置,工作频率为23kHz,功率为300W,见图2.

　　1.2　染料及药品

　　盐酸(西安化学试剂厂提供),蒸馏水,甲基橙(天津巴斯夫化工有限公司提供),酸性大红G(西安长虹化工染料颜料供应站提供).

　　1.3　超声处理过程

　　为了充分研究超声对染液的影响,以下实验均在不放入任何待染物的情况下进行.

　　1)取50mg·L^-1甲基橙溶液700mL,用盐酸调节溶液pH=3.0,充分搅拌均匀后置于装置1中处理.每隔10min取样一次,每次取样10mL,共取样6次.用TU-1810紫外可见分光光度计测得原溶液的最大吸收波长为467nm,分别测量各样品在最大吸收波长处的吸光度.2)取50mg·L^-1酸性大红G溶液150mL,搅拌均匀后置于JY92-Ⅱ型超声波粉碎机中处理,每隔10min取样一次,每次取样2mL并稀释定容至25mL,共取样6次.由于利用装置2处理时功率较高,且处理量很少,处理过程中温度显著上升,蒸发现象明显,故在每次取样前用YP610N天平测量溶液质量.用TU-1810紫外可见分光光度计测得原溶液的最大吸收波长为505nm,分别测量各样品在最大吸收波长处的吸光度.

　　2　结果与分析