酸性染料染锦纶的工艺探讨

锦纶用酸性染料染色的原理与酸性染料染蛋白质纤维相似，这是因为锦纶结构中含有氨基和羧基。在弱酸性介质中，锦纶上带正电荷的氨基与酸性染料的色素阴离子发生盐式键结合，同时也能在纤维酰胺基上产生氢键结合，锦纶染色不用强酸浴，多用pH质为4～6的弱酸浴，也可采用中性浴。锦纶在弱酸性浴或中性浴染色时，氢键和范德华力起着很重要的作用，染浴中加入中性电解质起促染作用，与酸性染料在弱酸或中性浴染蛋白质纤维的作用原理相同。锦纶用酸性染料染色时的饱和值很低，一般在5%左右，中性染料染锦纶与酸性染料在中性浴染羊毛相似，染料阴离子同锦纶的氨基正离子以离子键结合，同时染料分子与纤维还以氢键和范德华力结合，所以中性染料对锦纶的亲和力较高，吸附染料分子的量大大超过纤维大分子末端氨基的数量，染色饱和值较高，易染得深色，且染色牢度好。为了控制染料均匀缓慢地上染，应合理控制染浴的pH值、温度和助剂。一般染深色染浴pH值为7～7.5，染浅色pH值为7.5～8.染色时始染温度要低且缓慢升温，因为染料的初染速率高，染料在纤维中的扩散性能很差，一旦染花很难匀染。为了改善匀染性，在染浴中加入匀染剂。常用的匀染剂有匀染剂OP和平平加O等。它们能与染料生成一种不稳定的聚集物，在染色过程中，聚集体缓慢分解释放所以染浓色比较困难。助剂与酸性染料的相互作用及对锦纶染色的影响于鲁晋【摘要】：目前,锦纶染色的匀染剂大多数都是由非离子和阴离子表面活性剂复配而成的,通过与染料间的相互作用以达到匀染的目的。本文主要研究了非离子型表面活性剂1815和阴离子型分散剂NNO与酸性染料间的相互作用,为锦纶匀染剂的选择和复配提供了一定的理论参考。采用正交试验考察了五种不同类型的助剂以及它们之间的相互作用对锦纶酸性染料染色性能的影响;通过表面张力和紫外光谱法,研究了染料浓度、染料结构、阴离子型表面活性剂、盐、pH值等对不同染料和1815混合溶液的表面张力和混合CMC的影响;另外,也考察了染料和助剂混合溶液的CMC与匀染性的关系。结果表明:非离子表面活性剂1815与阴离子型表面活性剂对锦纶酸性染料染色匀染性的影响较大,且1815与阴离子表面活性剂NNO间存在一定的协同作用;加入染料后,染料与表面活性剂混合溶液的CMC高于单一表面活性剂溶液,且随着混合溶液中染料浓度的增加而增加;不同的染料结构与1815的作用方式不一样;盐NaCl的浓度、pH值的变化对1815和弱酸性黄G的混合CMC影响不大;当混合染液中的1815浓度小于助剂与染料的混合CMC浓度后,不匀度随着1815浓度的增加而下降,但是当超过该浓度后,不匀度变化幅度较小。【关键词】：表面活性剂酸性染料锦纶匀染剂混合CMC【目录】：第一章前言7-191.1锦纶纤维的结构特点和染色性能71.2锦纶纤维酸性染料染色机理7-81.3影响锦纶染色不匀的因素8-111.3.1织物与纤维结构的影响8-91.3.2染料配伍性的影响9-101.3.3染色条件的影响10-111.3.3.1温度的影响101.3.3.2pH值的影响10-111.3.3.3助剂的影响111.4匀染剂类型及原理11-131.4.1纤维亲和性匀染剂11-121.4.2染料亲和性匀染剂12-131.5表面活性剂胶束形成及临界胶束浓度13-151.6助剂和染料相互作用的研究现状15-171.7本课题研究意义和主要研究内容17-19第二章实验材料及方法19-252.1实验材料及试剂19-212.1.1纤维及织物192.1.2染料192.1.3其它化学品19-212.1.3.1助剂19-202.1.3.2化学试剂20-212.2仪器设备212.3实验方法21-252.3.1纤维前处理方法212.3.2上染百分率的测定21-222.3.3上染速率试验222.3.4表观的得色量K/S值测定222.3.5不匀度测定22-232.3.6移染率测定232.3.7助剂和染料吸光度曲线的测定232.3.8常规染色工艺23-242.3.9表面张力及CMC的测定242.3.10正交试验24-25第三章锦纶匀染剂的匀染性研究25-363.1助剂和染料的相互作用25-273.2混合匀染剂的匀染和移染性能27-333.3助剂1815对匀染性和移染性的影响33-353.4本章小结35-36第四章助剂与染料的相互作用36-614.1单一表面活性剂溶液的表面张力36-384.2助剂和染料的相互作用38-474.2.1不同浓度弱酸性染料黄G与助剂1815混合溶液的表面张力38-414.2.2助剂1815浓度对弱酸性染料黄G吸光度曲线的影响41-434.2.3不同浓度弱酸性染料艳蓝G与助剂1815混合溶液的表面张力43-454.2.4助剂1815浓度对弱酸性染料蓝G吸光度曲线的影响45-474.3添加物对非离子表面活性剂1815表面张力的影响47-544.3.1阴离子型助剂NNO的影响47-524.3.1.11815和NNO复配溶液与弱酸性黄G的相互作用48-494.3.1.2复配液中助剂1815浓度对弱酸性染料黄G吸光度的影响49-514.3.1.31815和NNO复配溶液与弱酸性蓝G的相互作用51-524.3.2NaCl对弱酸性染料黄G与1815混合胶束CMC的影响52-534.3.3pH值对弱酸性染料黄G与1815混合胶束CMC的影响53-544.4混合CMC对锦纶染色不匀性和上染率的影响54-594.4.1混合CMC与匀染性的关系54-574.4.2混合CMC与上染率的关系57-594.5本章小结59-61第五章结论61-62第六章结语与展望62-63参考文献63-67硕士期间发表论文67-68致谢68-69详细摘要69-71纱线染色2010-05-17来源:印染在线点击次数：1166一、纱线染色特点在纺织品的生产过程中，染色在哪个阶段进行，受若干因素的影响。从经济角度来看，染色在织造生产工序的前道进行，其成本是最低的。在织造前道工序进行纱线染色，可选用坚牢度较好的染料，某些色花可以在后续织造工序中得到改善。纱线染色一般能获得良好坚牢的匀染效果，可与本色纱线按不同设计要求织造，从而获得较高经济价值，并可缩短交货周期，所以产品具有高的重现性。通常认为，纱线染色所得产品与织物染色所得产品相比，更具有膨松和手感丰满等优点，这可能是因为当绞纱悬于染色机的杆上时，可以自由地充分松弛而不受任何限制，不仅可以让纱线完全膨松化，而且还可以让纱线自由退捻达到捻度均衡，从而消除纺纱时的张力。纱线染色的另一种形式是筒子纱染色，从技术上讲，过去认为只有采用绞纱染色法进行染色才能生产出满意产品，但这种传统看法随着筒子纱染色法的出现正在逐渐改变。一般说，纱线染色比织物染色成本要高。但由于它具有交货快的优点，因而更容易适应流行色的变化，同时适应小批量、多品种的需要。此外，纱线染色机械较为简单，从而在维修保养方面较为经济。二、还原染料纱线染色还原染料是当前色织物纯棉纱线染色的一个主要大类品种。染色后的纱线不仅色泽鲜艳，而且坚牢度十分优良，大多数日晒牢度均在6级以上，部分品种高达8级。因此凡需要整理如煮练、漂白、丝光和热定形的色织布，都可用还原染料染色。还原染料的品种很多，但按其化学结构可分为靛类和蒽醌类，纱线染色所用的还原染料，多以蒽醌型为主。(一)染色基本方法蒽醌型结构的还原染料，它的隐色体钠盐易被棉纱所吸附，上染速率快，因此匀染性较差，染浴所需烧碱、保险粉量也较高。在纱线染色过程中，1g蒽醌型还原染料在染浴中常需消耗烧碱和保险粉5～6g，此外染浴中还需要骨胶、平平加0等缓染剂，以降低染料的上染速率，有利于染液向纤维内部扩散，并提高其匀染效果，用量以0.2～0.5g/L为好。在日常染色中染纱时间一般为15～2Omin，为改进色纱的匀染性和染色牢度，可适当延长染色时间至20～3Omin较为合理。对少量需在较低温度下染色的还原染料，其隐色体钠盐被纱线吸附后，在空气中不易氧化，可选择适当的氧化方法和氧化剂，促进染料隐色体的转化、发色，然后用水洗涤或稀酸液处理，以去除残余碱剂和杂质，最后进行皂洗和水洗，完成纱线染色。由于不同的还原染料具有不同的染色性能，故在纱线染色时，可根据其所需烧碱、保险粉、助剂的用量及染色温度、时间等条件的差别，选择适当的还原方式和染色方法。（二）染色工艺和操作1.手工纱线染色白纱下缸后需连续提纱倒头7～9次(约5min)，但间隔要求均匀一致。2.往复式染纱机染色下缸时由两人依次抬纱，机器应处于只摆不转的状态，待白纱全部被染液浸透（相当于往复摆动3次的时间）才能使纱杆滚转。有些匀染性要求高的和丝光纱线，还需在白纱下缸时结合手工操作，将纱左右摆动，并使其连续倒顺滚转4～5min，然后停止运转，但摆动仍需继续进行，以后每隔1min掉向、倒头一次。染色1Omin后，每2～3min再转向倒头一次，倒头时必须使露出液面约1/3的色纱重新被浸没于染液内，防止产生深浅段头色花。3.高温高压染纱机染色筒子纱染色可按正反方向由循环泵推动染液，每隔规定时间变换流向一次，先由中心向四周喷液（即正循环），时间为0.5～1.5min，再由四周向中心喷液（即反循环)，时间为4.5～3.5min。若是绞纱染色，则可始终采用正向循环液流染色，不适宜于表2-9还原染料纱线染色工艺处方及条件染色方法乙法染料名称桃红R染料用量（g）25干缸还原润湿剂太古油水量（L）2烧碱360Be（L）0.1保险粉（g）50温度（℃）80～90时间（min）10染色烧碱360Be（L）0.8保险粉（g）170无水元明粉（kg）1～2牛胶适量温度（℃）45～50浴比1:40氧化透风（min）30以上酸洗硫酸660Be（L）0.2～0.4皂煮纯碱（kg）0.2工业皂（kg）0.6浴比1:40温度（℃）95～100时间（min）10～15反向循环，染液如由周围向中心循环时，势必造成绞纱上层密度越来越小，而下层密度则越来越大，形成液流短路，从而出现纱芯染色不透生成白芯、白斑和浅斑。表2-9为还原染料纱线染色工艺。在进行纱线染色前，应先对白纱质量进行检验，要求白纱外观洁净无斑渍，呈中性，堆放时间不得超过8h，并用湿布盖好。在纱线染色装机时，应根据不同染纱设备按要求装填，防止因纱线装填不当所产生的染色疵病。三、硫化染料纱线染色色织棉布深色品种如劳动布、元贡等所用的色纱，大都采用硫化染料染色。硫化染料价格便宜，染色后的色泽丰满，水洗牢度较好，是纱线染色的常用染料之一。硫化染料因其分子结构中含有较多的硫元素不溶于水，染色时必须借硫化钠还原溶解。近年来又有水溶性硫化染料和防脆损硫化黑等出现，使硫化染料的应用又有了新的前景。（一）染色工艺要点纱线的染前处理是保证纱线染色质量的关键。硫化染料的染色有无光和丝光之分，个别染浅色的纱线还需经过漂白。如果煮练不良，纱线毛效就差，或者丝光碱液浓度高低不一，漂白纱含氯较多等均会直接影响到染色质量。因此染前必须对白纱进行认真检查，要求白度均匀，不能有黄斑、黑斑、碱斑、锈斑、污渍以及含氯等。脱水后的白纱必须用湿布遮盖，防止表面风干，对于堆放过久的白纱，染前必须再经一次水洗，否则染后会产生局部白条或浅条色疵。对于不经碱煮而仅用清水煮练的无光纱，因棉脂、蜡脂尚未去尽，堆放时间切忌过长，尤其在高温季节容易变质，染前需重新用80～70℃热纯碱液处理，严重的尚需酸洗，否则染色纱线易出现色泽浅而发白的现象。由于硫化染料上染缓慢，故适宜采用高温染色，既有利于染料颗粒不断溶化变细，快速向纤维内层渗透和扩散，又可使纤维纱线受热膨化疏松，获得较好的匀染效果。一般硫化染料的染色温度大致为75～80℃，手工染纱高温不便操作，温度控制在60～70℃。温度过低，会影响染料的上染，得色变浅，并且使残液内染料浓度渐次递升，产生缸与缸之间的色差。但也有部分染料适宜于低温染色，温度过高反而得色较浅，这主要是由于温度升高后使染料对纤维的直接性降低的缘故。一般浅色纱线多采用低温染色，