При фиксировании красителей на тканях из синтетических полимеров более приемлемым является механизм возникновения субмикроскопических пор как результат динамических, мгновенных сдвигов отдельных сегментов макромолекулярных цепей полимеров под влиянием температурного фактора или каких-либо других средств воздействия на подвижность макромолекул. Передвижение красителя в волокне рассматривается при этом как процесс последовательной передачи молекул красителя с одного сегмента на другой.
При всех способах обработки напечатанной ткани на стадии фиксирования красителя волокном не только образуются субмикроскопические поры, но и разрушается структура геля загустителя, и из него высвобождаются молекулы красителя. При запарных способах этот процесс осуществляется вследствие гидратации или сольватации молекул красителя и активных групп загустителя, термических — вследствие резкого повышения кинетической энергии частиц и воздействия на связи красителя с загустителем высокоэффективных разрушителей этих связей (мочевины, диметилформамида и др.).
При печатании текстильных материалов диффузия молекул красителей внутри волокна затормаживается еще и тем, что краситель более или менее прочно удерживается микромолекулами загустителя.
Анализ экспериментальных данных, полученных Б. Н. Мельниковым (ИХТИ) и Г. Е. Кричевским (МТИ им. А. Н. Косыгина) при печатании активными красителями целлюлозных материалов, показывает, что диффузия красителя в волокне при печатании происходит со скоростями в 50—70 раз меньшими, чем при крашении, в примерно одинаковых условиях осуществления этих процессов.
Согласно теории активированной диффузии проникать в волокно из слоя печатной краски могут только те молекулы красителя, которые обладают избытком энергии против энергии активации процесса. Эта избыточная энергия сообщается молекулам красителя путем повышения температуры рабочей среды, в которой осуществляется процесс фиксирования красителя на ткани.
Фиксация красителей волокном, т. е. процесс переноса их из слоя печатной краски в волокно и взаимодействия с макромолекулами волокнообразующего полимера, традиционно осуществляется в среде водяного пара путем длительной (10—60 мин) обработки напечатанной ткани в запарных аппаратах непрерывного или периодического действия. В последнее время начали развиваться принципиально новые приемы и способы фиксирования красителей различных классов на текстильных материалах из природных и химических волокон. Среди этих новых прогрессивных технологических решений в первую очередь следует назвать высокотемпературные способы фиксирования красителей на целлюлозных и синтетических волокнах и способы, основанные на применении паров органических растворителей вместо паров воды или смесей паров органических растворителей с парами воды.
Термический способ фиксации активных красителей
Наиболее прогрессивным является термический способ фиксации активных красителей. Особенностью этого способа является отсутствие молекул воды в реакционной среде. Взаимодействие красителя с целлюлозой может протекать только в слое расплавленных веществ, в качестве которых чаще всего выступает мочевина или другие амиды карбоновых кислот. При повышенной температуре в отсутствии влаги образующийся расплав этих веществ, с одной стороны, обеспечивает высокую подвижность сольватированным молекулам красителя, а с другой — активирует волокнистый материал, способствуя росту числа открытых и слабосвязанных гидроксильных групп. Например, трудности фиксирования активных красителей на вискозных волокнах обусловлены наличием на их поверхности орнентационной рубашки, состоящей из слоя очень уплотненных макромолекул целлюлозы, гидроксильные группы которых прочно блокированы наличием внутри- и межмолекулярных водородных связей. Эти связи в условиях термофиксации вскрываются с большим трудом: необходимо резко увеличивать содержание мочевины в печатной краске или, что еще лучше, предварительно устранить ориентацнонный слой путем обработки ткани в растворах эффективных модификаторов надмолекулярной структуры волокна (едкого натра, жидкого аммиака и др.).
При термическом способе фиксации взаимодействие активных красителей с волокном происходит при практически полном отсутствии воды, что способствует уменьшению на 15—25 % потерь красителя вследствие гидролиза его активных групп.
При работе по термическому способу достигаются наиболее высокие показатели фиксации красителей волокном, скорость фиксации красителя повышается в 6—10 раз.