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超声波是频率在2×104~2×109Hz的声波,它在液体介质的传播过程中产生声空化现象。声空化会以特殊的能量形式来加速化学反应或启动新的反应通道。现有文献显示超声波技术在纺织领域,如前处理、染色、后整理及水洗加工等方面的研究都有一定进展,尤其在染色中的应用也有不少学者研究,但是关于对纤维染色性能的机理研究报道鲜见,本文则作了较系统的阐述。本文以苎麻纤维和羊毛纤维作为研究对象,分别采用双活性基汽巴克隆橙C-3R活性染料和蓝纳素活性染料进行超声波染色与常规染色的对比,并以超声波对染浴、纤维以及染色过程三个方面出发探讨了超声波染色的机理,旨在建立超声波染色理论,以推动这项染色新技术的发展。最后,以苎麻纤维为例,对超声波染色工艺进行了探讨,明确了较之传统染色所具有的经济效益。论文主要工作及主要结论如下:(1)用超声波处理染液不同时间后,分别对苎麻纤维和羊毛纤维进行常规染色的试验,发现用超声波处理过的染液染色的吸尽率、固色率及上染速率都比常规染色有所提高,纤维的透染性也明显改善。研究结果表明:实验所采用的超声波能量不会改变染料的色光,但随着处理时间的延长,在λmax处吸光度值不断地增加。原因是染液经超声波处理后原来未溶解的染料继续溶解,使得溶解度明显提高,溶解度提高程度与染料的物理形态和化学结构有关。由此判断,超声波作用使染料粒度变细,从而更利于上染纤维。(2)用超声波分别对苎麻纤维和羊毛纤维进行不同时间的处理,然后对处理纤维进行常规染色的试验,结果发现超声波处理过的纤维吸尽率、固色率及上染速率都比没有处理过的纤维高,透染性也明显改善,纤维得色更加匀透。通过对纤维的测试发现:超声波处理改变了苎麻纤维和羊毛纤维的形态结构,即使苎麻纤维的纤维表面变得粗糙,羊毛纤维鳞片表面有刻蚀的痕迹;超声波处理使苎麻纤维和羊毛纤维的结晶度和取向度降低,加快了对染料的吸附和扩散。但超声波处理后苎麻纤维和羊毛纤维的断裂强力等力学性能有所降低。(3)本文研究了超声波染色动力学,研究发现染色过程中施加超声波可以提高染料的扩散系数和染色速率,这些都有利于促进染色过程。本文通过上述大量实验和分析,研究了超声波改善纺织纤维染色性能的机理,为超声波在纺织品染色工业中的进一步应用奠定了理论和实践基础。