第四章 纺织品染色(new)

1第四章纺织品染色第一节染色基本概念第二节直接染料及其染色第三节活性染料第四节还原染料第五节可溶性还原染料第六节硫化染料第七节不溶性偶氮染料第八节酸性染料第九节酸性媒染染料第十节酸性含媒染料第十一节阳离子染料第十二节分散染料第十三节混纺及交织产品的染色2第四章要点•染色基本理论。•染料类型和染色纤维之间的上染关系。•各种染色方法与染色条件的比较。3第一节染色基本概念纺织品染色:使纺织品获得一定牢度的颜色的加工过程。染色（颜色产生）是利用染料与纤维发生物理、化学或物化结合，或在纤维上生成颜料，从而使纺织品具有一定牢度的颜色。一定牢度颜色：与纤维、染料两者性能相关。一、染料染料——与纤维有亲和力的有色的有机化合物，染色过程中溶于水或溶剂，能成分子状态入纤维内部。颜料——不溶于水，不能借助溶液染色工艺深入纤维内部，但可在纺丝液中加入，加在固化前液态物质中固化着色，靠粘着剂粘在织物表面，涂色。4染料分类应用分类直接染料活性染料还原染料（可溶性）硫化染料不溶性偶氮染料酸性染料酸性媒染、含媒染料阳离子染料分散染料纤维素纤维用染料蛋白质纤维染料腈纶用染料涤纶用染料化学结构分类:偶氮染料蒽醌染料靛类染料三芳甲烷酞菁染料5染料命名国际：CI索引国产商品染料：三段法冠称（类别）＋色称（色泽）＋字尾色光、性能、用途、形态30个例如：还原蓝BC50%耐氯漂蓝光力份商品染料是复合物，不是纯品。这与染料合成、应用有关。即使同一染料，同厂不同批也不一样，染料中通常有填充剂、盐类、分散剂等。6染色牢度是指染色产品在使用过程中或染色以后的加工过程中，在各种外界因素的作用下，能保持其原色泽不变的能力。染色牢度很重要，是衡量染色质量指标。染色牢度种类很多，依据使用环境和后续工艺要求不同种类的染色牢度，还没有能符合所有种类要求的染色牢度。耐晒牢度、耐气候牢度、耐洗牢度耐汗渍牢度、耐摩擦牢度、耐升华牢度耐熨烫牢度、耐漂牢度、耐酸牢度、耐碱牢度染色牢度染色牢度分级：五级制，第五级最好。日晒、气候牢度八级制，八级最好。ISO标准测试方法。影响染色牢度因素：染料、纤维、工艺、色泽深浅。7二、染料颜色与配色光：可见光，400~780nm。七种色：光谱色（单色光）。太阳白光可分色，单色光可互补成白光。互补：红绿；橙青；黄蓝；黄绿紫。物体给人色感：白色---全反射可见光；黑色---全吸收；灰色---均匀一部分吸收；颜色---吸收部分波长颜色属性：色调（色相）、明度、彩度（纯度）拼色：三原色原理电脑配色：快速测色、调配染料、打样。红黄蓝紫绿橙黑灰8三、染色理论化学1、染料在溶液中的状态：水溶性染料：有可电离带电荷的水溶性基团。难溶性染料：在水中主要借助于表面活性剂的分散作用。以微小颗粒存在于溶液中，但染色时仍需以分子态进入纤维。染色平衡：nnD.SAAD阴离子型：D-阳离子型：D+染料分子有机性强，尽管电离，但在水中有聚集倾向，不利于染色，加助溶剂。染色平衡：nDDD-+M+(或D++X-)nD.SAA91）吸附染料纤维表面吸附力：范得华力、氢键力、静电力染料直接性：一定条件下，染料向纤维表面转移、不容易再离开纤维表面的特性。定性表征染料吸附性能。上染百分率：上染在纤维上的染料量与原染液总染料量之比亲和力：标准溶液状态（25℃，1atm，单位浓度）下，染料上染纤维的能力，仅与染料分子有关，是染料属性。匀染性：吸附可逆与匀染有关，反复吸附和解吸才能匀染。影响吸附因素：温度---高，使吸附解吸速率都加快，平衡上染率降低。pH值---影响纤维和染料带电荷性和量，从而影响吸附电解质（盐）---影响纤维与染料之间的电荷作用力。有促染剂或缓染剂作用。上染--+-+--+助剂---吸附速度、均匀度前处理---均匀度102）扩散：从纤维表面到内部FX=-D(dc/dx)D---扩散系数，dc/dx---染料浓度梯度孔道模型：纤维内有小空隙，相互连通，染色时溶胀。自由体积模型：紧密结构、难溶胀纤维如涤纶在高温时热胀冷缩，分子间隙扩大，并且分子链可活动，某一瞬间空隙变大，染料分子进入。增塑剂，溶胀剂。扩散慢，是瓶颈。扩散也可逆，扩散平衡染料扩散系数：与染料结构、纤维结构、染料直接性等有关半染时间：上染百分率达平衡时一半3）固着：染料固定在纤维内部不移出决定染色牢度。固着方法：不溶处理，化学键合处理。上染xt100上染速率曲线t’11染色方法和染色设备:染色方法散纤维染色、纱线染色织物染色纺丝原液染色成衣染色浸染（竭染）：染浴。轧染：浸-轧-烘染色设备散纤维染色机：吊筐式纱线染色机：筒子纱、绞纱、经轴纱织物染色机：绳状---浸染---溢流---高温平幅---卷染---连续轧染按工艺分染色目的：均匀，牢度12设备织物循环，染毛、丝、粘胶。针、机织物。受张力小染液循环13设备液、布都动，匀，避免起毛、摩损平幅。小批染色。14设备连续、大批量生产。防泳移，轧后先低温预烘。15第二节直接染料及其染色直接染料：溶于水，不需媒染剂，直接上染纤维素纤维或蛋白质纤维。优点：应用方便、色谱品种全、成本低、用途广。缺点：耐洗牢度不高，固色处理，日晒牢度有些也差。直接染料分类：匀染性直接染料分子小，移染、水洗牢度差。盐效应染料分子复杂，上染慢，加盐促染剂。温度效应染料分子复杂，上染慢，温度促染，电荷少，盐促染不明显。匀染性直接染料盐效应染料温度效应染料一般：耐晒：铜盐：色暗。芳族磺酸钠16染色性能：结构带苯环，具共平面性，与纤维分子接触面大，作用点多。因而直接性高。染色用软水，因为染料有不耐硬水基团。染色方法：（染棉举例）配方：染料2~10g/L纯碱1g/L（软化水、溶解）食盐20g/L（促染）润湿剂4g/L浴比1:20工艺：90～95℃50～60℃直接染色配染液染色水洗、固色主要染色方法：卷染；中、浅色轧染。17直接染料固色处理:直接染料水溶性较强，在纤维上仅靠分子间力固着，水洗时易溶出，为此，需进行固色处理。直接染料固色方法1、金属盐后处理：生成不溶性盐。用铜盐(如CuSO4)。2、阳离子固色剂处理：高分子带正电荷。与染料形成不溶性缔合物。固色剂Y、固色剂M、无醛固色剂直接染料：可染丝、粘胶纤维。18第三节活性染料活性染料：水溶性，含与纤维分子反应的活性基团的染料。优点：水洗牢度、摩擦牢度高，成本也低，色全、艳。缺点：耐氯漂牢度差，利用率低，染深色不易。活性染料结构通式：S-D-B-Re水溶性发色基桥基与纤维反应基活性橙X-G：(X－高浓度，G-绿色光）19活性染料分类根据活性基结构分类均三嗪型卤代嘧啶型乙烯砜型双活性基型X型K型R型F型KN型M型KE型KP型活性染料特点：1）活性染料分子小，直接性低，为促染用盐量大。低盐染色活性染料是发展方向。2）活性染料在固色阶段活性基与纤维反应而固着。根据应用分类：棉用、丝用、毛用、锦纶用活性染料。20染色反应乙烯砜型：二氯均三嗪型：D-SO2CH2CH2SO3NaD-SO2CH=CH2D-SO2CH2CH2-O-纤维素D-SO2CH2CH2-OHOH-Cell-OHH-OHOH-21活性染料染色过程:在吸附、扩散过程中，由于分子小，溶解性好，对纤维亲和力低，加大量盐促染。盐太多，染料会聚沉，污水负担重。上染过程：吸附、扩散：与纤维反应过程。反应在碱性才进行，调pH至碱性。碱剂有烧碱、磷酸钠、纯碱、小苏打（NaHCO3）。pH值高，固色、水解速率都快，pH值低，都慢。固色时pH、温度、时间确定依据染料活性。固色率---与纤维结合染料量占染液中总染料量之比。提高固色率方法：固色：浸染时，先中性染液，再加碱剂。22皂洗：固色率达不到百分百，皂洗除浮色，即水解反应、未与纤维结合的染料。活性染色染色方法：1）浸染直接性高活性染料一浴一步法---药剂全加人，简便。利用率低一浴二步法---中性浴先染再加碱。小批量二浴法---中性浴染色，另一碱性浴固色2）其他卷染、轧染、冷轧堆染色过程：（一浴轧染）浸轧染液烘干汽蒸固色水洗皂洗水洗烘干100~102℃或焙烘固色~160℃热风，3分钟23染色例子处方(X型）：活性艳红X-B0.2%食盐20g/L磷酸三钠3g/L温度30~40℃pH值9~9.5浴比1:30操作（一浴二步法）：溶盐溶染料染色加磷酸钠水30~40℃(15min)染色(15min)水洗皂煮洗、烘净洗剂0.5~1g/L温度90~95℃时间10min.浴比1:3024第四节还原染料还原染料：不溶于水，须在碱性溶液中用强还原剂（保险粉）还原溶解，上染，氧化显色、同时又回复不溶态而固着的染料。主要结构：蒽醌型、(硫)靛型结构。优点：耐洗、耐晒牢度高，色艳。缺点：价高，某些有光脆受损现象.形式：粗粉、细粉、纳米级粉、浆状，含量各异。染色：染棉，部分品种可染涤。隐色体卷染、悬浮体轧染法。25染料类别靛系染料靛蓝染料：改进型：溴靛蓝染料■蒽醌类还原染料蓝蒽酮即还原蓝RSN：26还原染料染色（流程）原理：还原溶解隐色体上染隐色体氧化皂洗处理---1）还原溶解：还原染料靛类、蒽醌结构上羰基C=O，能被强还原剂还原。还原后结构为酸性基、在碱性水中无色或浅色：还原后中性结构为隐色酸，所溶盐（钠盐）称染料隐色体。强还原剂---保险粉，Na2S2O4。还原条件---强碱溶液，NaOH。保险粉：易分解；阴凉处保存；染色用量超过理论值；烧碱用量：也远超过理论用量。27靛蓝染料还原反应影响还原反应因素---还原染料还原难易性，用染料氧化还原电位衡量。电位高易被还原，还原反应进行可能性大，还原完全。---颗粒、浓度、温度等影响还原速率和副反应（过度还原、水解、重排等）发生。半还原时间---表征还原速率。28隐色体阴离子，与其它染料上染纤维一样，先吸附后扩散。可加盐促染，但低温能达高的上染百分率，初染快，需促进移染。2）隐色体上染特点：上染速率快(特别是初染速率高)，移染扩散性差。因此染色时的匀透性很差。易产生环染(即白芯)现象。原因：直接性好，有大量电解质；染浴温度低，扩散速率慢是造成还原染料隐色体匀染、透染性差的主要原因。染液用缓染剂：平平加或牛皮胶。与染料隐色体生成不稳定的聚集体，保护胶体。293）隐色体的氧化隐色体吸附在纤维上，遇空气氧化形成还原染料不溶性本体，这步处理称水洗透风。难氧化时借助氧化剂。过硼酸钠、双氧水或红矾与醋酸等。4）后处理水洗、皂煮。除纤维表面沾浮色，稳定内部颗粒结构。皂煮作用：可改变染料在纤维内的聚集状态，无定形→晶形；分子顺式→反式30还原染料染色方法:1、隐色体染色法全浴法：染液中还原，干缸法：浓缩还原（预还原），还原速率慢的染料染色举例（棉纱编织衣）：处方：还原艳绿FFB0.2%太古油0.2%烧碱(30%)4ml/L保险粉(85%)2.5g/L浴比1:30甲法：碱多，盐无，55℃，易聚扩散慢者乙法：碱中，盐有，45℃，丙法：碱少，盐多，20℃，不聚扩散快者操作（全浴法）：水60℃加染剂还原入衣30min.洗、脱水透风皂煮洗、干浸染（卷染）3122、悬浮体轧染法---染料颗粒轧后分布在布上。纳米颗粒。浸轧染液→（烘干）→浸轧还原液→汽蒸→水洗→氧化→水洗→（烘干）→皂洗→水洗→烘干32第五节可溶性还原染料------隐色体的硫酸酯钠盐或钾盐，即成可溶性还原染料。又名暂溶性还原染料和印地素染料。---溶靛素和溶蒽素两种。溶于水，亲和纤维。对碱和还原剂稳定。在酸性条件下，酯水解，遇氧化剂反应，被还原为染料分子显色，避光保存，可酸性上染，因此可染羊毛、丝。价贵。显色条件：硫酸＋亚硝酸钠。染色时因染料直接性低，用盐促染，染浅、中色。工艺：卷染、轧染33染色特点：溶靛素艳桃红IR溶解度：水溶性基团比例直接性：低，电解质促染（染液）稳定性：酸水解，对氧化剂不稳定亚硝酸钠显色、轧染法：浸轧染液→（烘干）→显色→透风→水洗→中和→水洗→皂洗→水洗→烘干34第六节硫化染料硫化染料：不溶于水，能溶于硫化钠溶液成隐色体，上染、氧化复原固着，结构中含多硫键，结构复杂难定的杂稠环分子化合物。优点：成本低，耐洗牢度高。缺点：只染深色，缺红、紫色，色不艳，耐氯漂差，纤维脆损现象。通式:R-S-S-