染料浓度在线检测,能够掌握染料的实时上染率,可以用来检验染料的配伍性能,指导染料的筛选、配色;为设定和优化染色工艺条件提供依据;通过详尽的纤维或织物的上染速率曲线,可以研究纤维或织物物理化学性能,从而比较或改进纤维纺丝工艺以及织物组织结构;为检查染色事故提供加工过程的资料;可以对染色介质及化学助剂作用与性能进行比较;同时有助于减少对环境的影响,达到节能、降耗、增效、低成本生产,推动印染行业快速发展,提高行业整体水平和竞争力。由于实际染色条件比小样试验的染色条件复杂,单纯依照小样试验的工艺参数进行大样染色难以获得与小样一致的上染率。若能在实际染色中实现对上染率的预测,通过调整相应的工艺参数,使染料充分上染,达到“一次准确染色”的目的,实现染色闭环高级控制。目前关于在线检测的研究方法中,分光光度法是主要的检测手段。经过对仪器性能的筛选,本课题实验选用的UV-VIS为安捷伦Cary60型,全波长扫描只需不到3s,能够满足实时采集染液吸光度数据的要求。配合使用1Omm、1mm和0.1mm光径的比色皿基本可以满足当前实际染色染料浓度范围的要求。实验表明染液流入比色皿的温度会对吸光度产生很大影响,据此,在实验设备中加入恒温槽,在吸光度测试前染液流经恒温槽,用以保证测试温度的恒定。染色过程的上染率需要利用朗伯比尔定律测定染浴中染料的浓度来获得,但是实验发现应用分光光度法实现在线检测活性染料浓度的影响因素有:中性盐、碱以及保温时间等,单纯的依靠吸光度的测试来判断染液中染料的浓度是不准确的。基于存在的这些问题,本课题的研究主要围绕以下两种方案解决:(1)测定一系列的含不同浓度盐、碱和染料的染液吸光度来建立相关的数学模型(通常是吸光度关于盐浓度、碱浓度和染料浓度的函数),利用数学模型拟合出的方程检测染色过程中染料浓度及上染率;(2)按所选染料的推荐染色工艺测试空白染液(不加入织物)不同时间的吸光度,作为染色过程中染液吸光度的初始值对照用,然后按相同的染色工艺染色并测试染液的吸光度,根据这两组吸光度数据即可得到该染色过程的上染率曲线。对于单组份染液的检测两种方法的准确度都很高,得到误差在3%以内的染料浓度及上染率。建立数学模型的方法需要进行大量的基础实验,应用起来较为复杂,相对而言空白染浴对照法,直观简单,易于操作,可靠性能够达到要求,适合应用于实验室及工业生产。对拼混染液(主要是二拼色和三拼色)的测定只能采用建立数学模型的方法配合使用最大吸收波长-联立方程法来检测各组分染料浓度。拼混染料的检测误差比较大,基本上只能得到误差5%左右的染料浓度及上染率,因此关于拼色染料测定的技术条件,仪器设备性能的改良和计算方法的选用等还有很大的研究发展空间。本课题的研究结果(包括仪器设备和两种不同的解决方案)可以实现对染料染色过程的检测。