Le fibre tessili sono costituite da macromolecole lineari, naturali e sintetiche orientate, per la maggior parte, parallelamente all'asse della fibra. La linearità delle macromolecole favorisce la formazione di legami trasversali di tipo secondario tra i gruppi, determinando una struttura fibrosa molto impaccata. Detta situazione racchiude in se anche l'impossibilità che un tale ordinamento si realizzi in ogni parte ed ecco la comparsa di zone meno coesionate. Nel linguaggio comune si parla di zone cristalline e di zone amorfe. Le caratteristiche fisico- meccaniche della fibra sono legate alla ripartizione di tali zone, nel senso che la resistenza meccanica, ad esempio, migliora al crescere dell'ordinamento molecolare della fibra e con la possibilità di formare legami trasversali; anche la tingibilità è fortemente condizionata dalla struttura fibrosa.

Una fibra molto cristallina rende più difficile la tintura in quanto ostacola la diffusione del colorante. La ragione di tale comportamento va ricercata nell'insieme delle possibilità di formazione di legami trasversali, tra i gruppi delle macromolecole, che consentono di raggiungere un assetto difficilmente modificabile. Dal punto di vista termodinamico l'aggregato cristallino si trova in uno stato di stabilità elevata e tale da non essere influenzato dal colorante. Solo le fibre che possiedono un determinato amorfismo sono più facilmente tingibili. La tintura trova quindi la sua realizzazione nelle zone amorfe della fibra, ossia nelle zone ove esiste la possibilità di mobilità di catena, intendendo con ciò sottolineare la possibilità di movimento che hanno i segmenti delle catene polimeriche per creare uno spazio al passaggio del colorante.

Una fibra costituita da macromolecole aventi gruppi capaci di instaurare dei ponti di idrogeno intermolecolari, quando viene a contatto col bagno di tintura, l'acqua, idratando tali gruppi, nei punti di intersecazione delle zone amorfe, allenta la struttura favorendo la penetrazione del colorante. Con termini più rigorosi si afferma che viene abbassata la temperatura di transizione vetrosa (Tg).

La tingibilità è quindi favorita dall'accessibilità della struttura fibrosa; per migliorarla e nel caso delle fibre "man-made" (artificiali o sintetiche ), si può intervenire nelle zone di confine tra il cristallino e l'amorfo (zone mesomorfe), secondo due vie:

-per plastificazione esterna

-per copolimerizzazione (plastificazione interna).

Per le fibre idrofobe esiste la possibilità di intervenire sulla struttura fortemente impaccata della fibra, aggiungendo al bagno sostanze affini ad essa, per favorire le interazioni coi suoi gruppi e determinare la rottura di alcuni legami secondari intermolecolari; si provoca così un "allentamento" della struttura, evidenziabile anche dall'abbassamento della temperatura di transizione vetrosa (Tg) e, di conseguenza, si facilità la diffusione del colorante. Tale meccanismo giustifica l'uso di carriers nella tintura del poliestere.

Su questa linea si muove anche la plastificazione interna della fibra. Si tratta di introdurre, in fase di sintesi (copolimerizzazione), specialmente in quei omo-polimeri che danno fibre molto cristalline, un comonomero capace di creare un elemento di disturbo della regolarità macromolecolare e di simmetria di struttura; si inibisce, in parte, il raggiungimento di un assetto fibroso molto orientato, che si traduce in un abbassamento della temperatura di transizione vetrosa.

Oltre allo stato fisico-chimico della struttura fibrosa, nel processo tintoriale interviene un'altra componente, ossia il comportamento elettrico della fibra e del colorante.

Sotto questo punto di vista si è notato che tutte le fibre immerse in acqua, a pH neutro, si comportano come colloidi a carica negativa; il potenziale di superficie assume valori diversi in relazione alla natura delle fibre stesse.

Alcuni dati sono mostrati:

Potenziale in mV 

Cotone -38

Lana -48

Seta cotta -0,6

Viscosa -6,4

Acetato -36

Il valore del potenziale non dipende solo dal tipo di fibra, ma anche da altri fattori come: il pH del mezzo, la presenza e la concentrazione degli elettroliti e la temperatura.

Il potenziale elettrico che assume la fibra immersa in acqua influenza la distribuzione dei coloranti ionici tra la soluzione e la fibra per cui se in soluzione sono presenti ioni negativi di colorante, viene a crearsi tra la fibra e l'anione colorante una forza repulsiva che ostacola la sua salita.

L'aggiunta di elettroliti (NaCI o Na2SO4) o di acidi modifica il potenziale negativo della fibra, perché i cationi o gli H+ essendo molto mobili vengono adsorbiti di preferenza sino alla neutralizzazione di detto potenziale, favorendo la salita del colorante sulla fibra.

A modificare la capacità di assordimento degli ioni di colorante da parte delle fibre proteiche (lana e seta), delle fibre poliammidiche e delle fibre acriliche, interviene la variazione del pH del bagno.

Se, ad esempio, si prende in considerazione la lana ( o la fibra poliammidica) si nota che le cariche negative che essa assume in soluzione a pH 7, per aggiunta di acidi, vengono ridotte fino a raggiungere un valore di pH nel quale la lana assume un comportamento neutro (punto isoelettrico p H = 4,95). Aumentando ulteriormente la concentrazione idrogenoionica (ossia diminuendo il valore del pH) nella lana vengono a prevalere i gruppi positivi ed in questo stato essa è capace di legare gli anioni coloranti e viceversa.

Ciò è particolarmente importante perché, a pH inferiori al punto isoelettrico la fibra ha comportamento cationico, ed in questo stato fissa gli anioni coloranti e viceversa.

Nel caso della tintura delle fibre idrofobe coi coloranti dispersi ( non ionici per poliestere e acetato ) non contenendo questi gruppi ionici, i sali o le variazioni di pH non influiscono praticamente nella fase di adsorbimento del colorante da parte della fibra.

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Ultimo aggiornamento: 17-06-09