1 染整工藝過程亟須pH值在線測控
若談及染色工藝過程pH值是否需要在線測控時，染色工藝人員會說：“pH值是重要的，我們用試紙測定。”而設(shè)備人員則認(rèn)為：“買進(jìn)的設(shè)備沒有pH值測控儀表。”一位從事流體染色的專家則說：“只注重染色溫度、染色時間、染色浴比的控制，而忽視對染浴的pH值與染色助劑濃度的控制，要較好地解決染色的色疵，實(shí)難見效。”的確，紡織品品質(zhì)要提升，染整工藝必須優(yōu)化。工藝條件與設(shè)備也要更新。
1.1 pH值對錦綸噴射溢流染色的影響
錦綸染色時，其染色結(jié)果(深淺、色光)與染浴 pH值的依附性極大，其原因有兩個方面：
1.1.1 一是錦綸的染色性能問題：
錦綸為兩性纖維。纖維中含有氨基和羥基，等電點(diǎn)為5~6，當(dāng)染浴pH＜5時，纖維中的氨基含量超過羥基含量，纖維帶正電荷，對染料陰離子的吸附速率和吸附量高；染浴pH＞6時，纖維中的羥基含量超過氨基含量，纖維帶負(fù)電荷。對染料陰離子的吸色速率和吸色量，會大幅度下降，說明錦綸在不同pH值的染浴中，具有不同的吸色能力。
1.1.2 二是染料的染色性問題：
酸性染料染錦綸，普拉黃GN、普拉藍(lán)RAWL、普拉紅B等，在pH=5時吸附速率和吸色量都很高，而當(dāng)pH=6時，則變得很低，其深淺差距甚至在1倍以上，故而弱酸性染料染錦綸，pH值控制在5最合適。中性染料染錦綸，多數(shù)染料品種，在染浴pH值為5~6時，比pH=7時增深5%~10%少數(shù)染料品種對pH值的依附性大，如麗華素翠藍(lán)3G，在pH=7時，幾乎不上色pH=5~6時，得色可提高4倍以上，從得色深度和勻染效果考慮中性染料染錦綸的染浴pH值，控制在6~6.5為宜；活性染料染錦綸，對染浴pH值的依附性見表1。
表1實(shí)驗(yàn)條件：染色深度1%(o.w.f)錦勻染劑 P51(1g/L)醋酸調(diào)節(jié)pH值，以1.25℃/min升溫至95℃，保溫染色30min，以5%遞減色卡肉眼評定。從表1可知：活性染料染錦綸，以pH=5±0.2得色最深艷pH值提高得色會嚴(yán)重變淺?；钚云G藍(lán)KR在pH=7時得色最深艷純正，pH＞7時得色變淺，pH＜7時，色光會顯著變暗，艷亮的寶藍(lán)色光完全消失。
分散染料在沸溫條件下染錦綸，其染色結(jié)果(深度、色光)：多數(shù)染料適合在pH=6~7的條件下染色，而部分染料如分散藍(lán)E-4R等。在弱酸性條件下(pH=6)染色，有增深效應(yīng)，增深幅度＜10%，適宜在pH=6時染色；而分散大紅S-R(S-BWFL)、分散紅玉S-5BL(S-2GFL)等，在弱酸性條件下染色，得色色光會發(fā)生異變，紅光消褪，嚴(yán)重轉(zhuǎn)黃，只適合在pH=7~8的染浴中染色。
錦綸在不同染料中染浴的pH值各不相同，就是同一類染料而言，由于染色性相異，pH值也不相同，可知，人為控制難度很大，只能借助在線pH值的自動測控。
1.2 pH值對牛仔布靛藍(lán)染色的影響
靛藍(lán)屬于還原染料，它具有還原染料的特征，即經(jīng)堿性還原成隱色體上染纖維。由于靛藍(lán)與纖維的親和力只是一般染料的1/60~1/10，若達(dá)不到氧化-還原電位值(-760mV)。親和力會更差，上色率會更低，因此，染色過程中對氧化-還原電位或pH值的控制，是能否染好牛仔布的一大關(guān)鍵。
單酚鈉離子型靛藍(lán)隱色體與雙酚鈉離子型靛藍(lán)隱色體為棉纖維吸收的主要形式，但從得色量、色牢度、色澤等方面考慮，單酚鈉離子型靛藍(lán)隱色體更重要。
為使染槽中產(chǎn)生更多的單酚鈉離子型靛藍(lán)隱色體把染浴pH值緩中在10.8~11.2范圍時，染料和纖維兩者的電離降低到最小，在沒有離子斥力存在的情況下染料對棉纖維的相對親和力提高了，導(dǎo)致染料對棉纖維有較高的瞬染率，獲得工藝所需要的牛仔布紗線環(huán)染，色力最高。
隨著pH值的下降，摩擦牢度大體呈下降趨勢。 pH值為7.5時基本上都是還原狀態(tài)的非離子型酸，性隱色體，微溶于水，不能上色；隨著pH值的增大，單酚鈉離子型靛藍(lán)隱色體不斷增加，當(dāng)pH值達(dá)11.0時，單酚鈉離子型靛藍(lán)隱色體最多，上染率最高，色牢度最好，色澤特別鮮艷；當(dāng)pH值超過11.0時，開始出現(xiàn)雙酚鈉離子型靛藍(lán)隱色體，pH值上升到13.5時，基本上都是雙酚鈉離子型靛藍(lán)隱色體，這巧時上染率會下降，色牢度降低，色澤灰暗。
牛仔布如希望水洗褪色要求快，染浴pH值應(yīng)緩沖在11.0~11.5；若水洗褪色不要求快，PH值提高到12.5~13.5，降低親和力，提高滲進(jìn)性。反射率最低在pH=11.0~11.4時，與染料最大吸收在H=9.5~10.5時不一致，這說明：當(dāng)pH＜10.0時，至少有一些靛藍(lán)染料產(chǎn)生沉淀，而對增加色深無作用。
靛藍(lán)染料染色過程隨時會發(fā)生不易眼睛察覺的pH的變量漂移，而pH試紙測量值與pH計測量值對NaOH而言相差2~2.5，為保證染色質(zhì)量的穩(wěn)定、再現(xiàn)，亟需進(jìn)行pH值在線自動測控。
1.3 pH值對兩相法印花快速蒸化的影響
活性染料兩相法印花工藝是先將活性染料印花于織物上為一相，然后用活化劑堿劑的浸軋作為第二相，使棉纖維與染料起活化作用，形成共價鍵結(jié)合，并通過高效快速蒸化加速此項化學(xué)反應(yīng)的完成。在常法(一相法)工藝中，由于要考慮印漿穩(wěn)定性諸因素，所用堿劑一般是弱堿劑，如：小蘇打，因而在印花后蒸化固色時需要較長的蒸化時間，約8min。兩相法中，漫軋堿劑可以選用強(qiáng)堿劑，如燒堿，這有利于纖維的離子化和染料的快速反應(yīng)，從而縮短蒸化時間，僅需20~30s。
表2是pH值與纖維素離子濃度的關(guān)系。按染料與纖維的反應(yīng)速率為KF[DF][Cello-]當(dāng)將染料在纖維上的濃度(DF)固定，則纖維的反應(yīng)速率主要與纖維的離子濃度(Cello-)有關(guān)。由表2可知，每增加一個單位pH值，反應(yīng)速率大約可提高1O倍。按常法的堿劑為小蘇打，汽蒸時轉(zhuǎn)化為純堿，其pH=11，兩相法采用燒堿作堿劑，pH=13以上，按表2計算，反應(yīng)速率值是純堿的4O倍，常法蒸化8min，兩相法只需汽蒸12S。這就是活性染料相印花后快速蒸化的主要依據(jù)?？芍猵H值稍有變化，反應(yīng)速率變化頗大。
兩相法浸軋堿液以混合堿為好，燒堿與水玻璃(Na2SiO3)混拼，水玻璃作為吸附劑具有乳化性和膠體保護(hù)性，能保護(hù)織物不被空氣中的酸氣和二氧化碳侵蝕；在后續(xù)水洗中能水解為膠狀硅酸或細(xì)粒子的堿土硅酸鹽，具有較好的吸附水解活性染料，防止沾污織物的性能，水玻璃作為燒堿的緩沖劑，對堿液pH值起調(diào)節(jié)作用，可控制染料的水解反應(yīng)，有利于提高固著率，軋液時極大地降低織物的，“吸堿”現(xiàn)象，使堿液pH值穩(wěn)定。兩相法侵軋堿槽中的堿液pH值還是必須設(shè)置在線測控。
1.4 PH值對活性染料染棉的影響
噴射溢流染色時，染浴pH值的波動，對染色結(jié)果的影響，不亞于染色溫度。
例如：活性染料染棉時，固色染浴的pH值，只有保持在10~11范圍內(nèi)，才能獲得最穩(wěn)定，最高的得色量。pH值高于11時，雖可以提高纖維的離子化程度和棉的溶脹程度，使染料與棉纖維的鍵合反應(yīng)加快，但染料的水解速率增加更快，尤其是乙烯砜型染料。由于染料的水解量增多，會使得色明顯變淺；若固色浴的pH值過低，染料的水解量會明顯減少，但因反應(yīng)速率過慢；固色率也會降低，導(dǎo)致得色變淺。
因?yàn)榧儔A溶液對pH的緩沖容量很大，其質(zhì)量濃度在5~25g/L范圍內(nèi)，溶液的pH值可以穩(wěn)定在11~11.2，最適合活性染料固色要求，即使純堿濃度發(fā)生一些變化，不容易產(chǎn)生缸差。
欲獲得較快的固色速率和較高的固色深度，必須準(zhǔn)確掌握固色的最佳pH值平衡點(diǎn)(即最佳固色 pH值)，以達(dá)到最高的最終固色率目的。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1所示（PH值以10.65為100%對比)。
由圖1可知：
(1)同的中溫型活性染料的最佳固色pH值并不相同。有的染料對固色pH值要求較低，如活性紅 M-3BE；有的染料對固色pH值要求則較高，如活性翠藍(lán)B-BGFN。顯然，這是因?yàn)槿玖系慕Y(jié)構(gòu)不同，其反應(yīng)性強(qiáng)弱不同的緣故。
(2)常用中溫型活性染料固色時的最佳pH值其實(shí)并非是一個點(diǎn)，而是在一個較窄的pH值范圍內(nèi)。如活性紅M-3BE最佳pH值為10.60~10.71，活性藍(lán)M-2GE為10.71~11.08，活性翠藍(lán)B-BGFN為11.08~12.05(這是指60℃中溫染色，而不是指80℃高溫染色)。也就是說，某一只染料在其最佳固色pH值范圍內(nèi)，其固色率相對最高，而水解率相對最低。固色pH值大于或小于這個范圍，其固色率(得色深度)會顯著下降。
(3)除少數(shù)染料外，大多數(shù)中溫型活性染料浸染時的最佳固色pH值在10.5~11.0之間。然而，這并不意味著不同染料的固色pH值在此范圍內(nèi)，皆可獲得最高固色率。這是因?yàn)?，各活性染料的最佳固色pH值范圍比較狹窄，一旦pH值超出其最佳范圍(即使偏差較小)，固色率就會下降。
(4)常用活性翠藍(lán)，如活性翠藍(lán)A(B)-BGFN浸染時的最佳pH值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其它大多數(shù)染料，為11~12。這是因?yàn)榛钚源渌{(lán)屬于銅酞菁染料，相對分子質(zhì)量大，缺乏線型結(jié)構(gòu)，不僅擴(kuò)散能力差，反應(yīng)性也弱。
(5)常用活性黃，如活性嫩黃A(B)-6GLN，其最
佳固色pH值雖然也在常規(guī)范圍(pH=10.71~11.08)，卻存在著異常表現(xiàn)，即固色pH值一旦超出最佳范圍，其得色深度會急劇下降。這表明活性嫩黃A(B)-6GLN對固色pH值十分敏感，必須精確掌控。
以上說明，中溫型活性染料因染料不同，其最佳固色pH值亦不同，且必須準(zhǔn)確控制，而采用試紙測定是無法做到的。
