Возможно образование следующих связей красителя с волокном.

1. Химическая ковалентная связь, самая прочная, обеспечи­вающая наиболее устойчивую окраску текстильного волокна. Энергия связи соответствует 113—630 кДж/моль. За счет обра­зования ковалентной связи на текстильных волокнах фиксиру­ются активные красители.

2. Химическая ионная связь характеризуется более низким уровнем, энергии (41—82 кДж/моль). Ионная связь возникает при крашении кислотными красителями белковых волокон, катионными — ПАН-волокон.

3. Координационная связь возникает при наличии в молекуле красителя иона тяжелого металла и электронодонорных заме­стителей в полимере. Уровень энергии такой связи высок и характеризуется величиной до 100 кДж/моль и выше. Возникает подобная связь при крашении белковых волокон хромовыми и КМ К 1:1.

4. Водородная связь обеспечивает еще менее прочное связы­вание красителей волокном, так как ее энергия равна 21 — 42 кДж/моль. Обычно при взаимодействии молекулы красителя с волокном возникает не менее двух водородных связей; таким образом, общая энергия взаимодействия уже достаточна для об­разования устойчивой окраски. Водородная связь возникает при фиксации на целлюлозных волокнах прямых, кубовых и некото­рых других классов красителей.

5. Межмолекулярное взаимодействие, или силы Ван-дер-Ваальса, характеризуется низкой энергией связи, всего до 8,5 кДж/моль. Однако этот характер взаимодействия не являет­ся самостоятельным, а дополняет перечисленные выше виды связей, обеспечивая более устойчивую окраску.

Как правило, красители при фиксации на волокне образуют не один тип, а набор связей. Например, при фиксации кислотных и катионных красителей на соответствующих волокнах, помимо ионных связей, возникает межмолекулярное взаимодействие всей хромофорной системы с макромолекулой текстильного полимера. В результате этого резко снижается способность ионной связи диссоциировать в воде и повышается устойчивость окраски этими классами красителей ко всем водным обработкам. При фиксации хромовых красителей на шерсти, помимо ионного и межмолекулярного взаимодействия, возникает координационная связь, в итоге устойчивость окраски хромовыми красителями су­щественно выше, чем кислотными.

Оценка качества окраски

Качество окраски текстильного материала, которое контролируется в красильно-отделочном производстве, характе­ризуется равномерностью и устойчивостью.

Равномерность окраски при крашении текстильных материа­лов является непременным условием для передачи продукции потребителю, так как неравномерно окрашенные изделия пред­приятием не выпускаются. Поэтому при разработке технологии крашения большое внимание уделяют выбору таких условий, при которых окраска получается равномерной. Управлять равномерностью окраски можно, изменяя условия крашения, кото­рые влияют на интенсивность окраски. При этом часто возника­ют противоречия, так как условия, обеспечивающие интенсив­ную и равномерную окраску, находятся в обратной зависимости: ускорение процесса вызывает повышение интенсивности окраски и способствует менее ровному окрашиванию. Следовательно, вы­бор условий крашения является обычно компромиссным решени­ем. Если же не удается найти условий, оптимальных для обоих показателей качества окраски, то предпочтение отдают тем, при которых окраска получается более равномерной.

Устойчивость окраски как потребительское свойство тек­стильных изделий во многом определяет сроки их использования. Различают устойчивость к физико-химическим воздействиям (вода, растворы различных веществ, органические растворители, трение в сухом и мокром состоянии, некоторые технологические процессы и т. д.) и действию света (светостойкость).

Устойчивость окраски к физико-химическим воздействиям в основном определяется характером связи краситель — волокно и растворимостью красителей в воде. Светостойкость в первую очередь зависит от устойчивости хромофорной системы красите­ля к инсоляции.

При определении устойчивости окраски к физико-химиче­ским воздействиям проводят обработку окрашенного материала совместно с неокрашенными образцами по ГОСТ 9733—61 и оце­нивают степень посветления первоначальной окраски и степень закрашивания белых неокрашенных образцов. Чем больше контраст по интенсивности окраски между образцами до и после об­работки, тем менее устойчива окраска, к данному испытанию. Для количественного определения устойчивости в баллах по пя­тибалльной системе используют две стандартные Шкалы: тем­ную — для оценки степени посветления первоначальной окраски и светлую — для степени закрашивания белого материала.

Каждая шкала состоит из пяти двойных образцов. Один об­разец пары одинаков для всех пяти и имитирует исходную ок­раску. Второй образец пары подобран так, чтобы контраст по интенсивности постепенно возрастал — от пяти до одного балла.

Сравнивая исследуемые образцы со стандартными шкалами, подбирают такую пару на шкале, которая имеет контраст, рав­ный возникшему после испытания, и оценивают эту окраску баллом, соответствующим паре стандартной шкалы. Оценка вы­ставляется в виде дробного числа, учитывающего все эффекты, возникшие при обработке. Например, 4/3/2 — степень посветле­ния первоначальной окраски соответствует 4 баллам, степень закрашивания белых материалов, прошедших испытание вместе с окрашенным — 3 и 2 баллам соответственно.

Светостойкость окраски оценивают по восьмибалльной шкале. Это набор из восьми шерстяных образцов синего цвега, окра­шенных красителями различной светостойкости. Красители по­добраны таким образом, что при облучении они выцветают, об­разуя равномерную шкалу контрастов по сравнению с исходной окраской: от максимального отличия (эталон № 1—1 балл) до отсутствия изменения (эталон № 8—8 баллов). Обычно при про­ведении испытания на светостойкость окраски облучению под­вергают совместно как исследуемые образцы, так и синие стан­дартные эталоны. Затем после облучения сравнивают испытуе­мые и эталонные образцы с исходными. Оценка светостойкости окраски в баллах для исследуемых образцов равна номеру того эталона шкалы, на котором образовался такой же контраст по интенсивности окраски до и после облучения. Инсоляция может проводиться как в природных условиях солнечным светом, так и на специальных установках (прибор конструкции ЦНИИШелка, Ксенотест и т. д.). На установках для искусственной инсоля­ции спектр излучения лампы должен по возможности соответст­вовать спектру солнечной радиации.