染料基础知识

染料基础知识染料是指在一定介质中，能使纤维或其他物质牢固着色的化合物。我们介绍的染料和颜料只限于有机化合物。古代染料取自动植物。1856年Perkin发明第一个合成染料——马尾紫，使有机化学分出了一门新学科——染料化学。20世纪50年代。Pattee和Stephen发现含二氯均三嗪基团的染料在碱性条件下与纤维上的羟基发生键合，标志着染料使纤维着色从物理过程发展到化学过程，开创了活性染料的合成应用时期。目前，染料已不只限于纺织物的染色和印花，它在油漆、塑料、纸张、皮革、光电通讯、食品等许多部门得以应用。染料的分类染料的分类方法有三种：按来源划分（天然和合成染料）、按应用性能划分、按化学结构划分。常用后两种分类方法。染料按应用性能分为以下几类：1.直接染料(directdyes)该类染料与纤维分子之间以范德化力和氢键相结合，分子中含有磺酸基、羧基而溶于水，在水中以阴离子形式存在，可使纤维直接染色。2.酸性染料（aciddyes）在酸性介质中，染料分子内所含的磺酸基、羧基与蛋白纤维分子中的氨基以离子键相合，主要用于蛋白纤维（羊毛、蚕丝、皮革）的染色。3.分散染料（dispersedyes）该类染料水溶性小，染色时借助分散剂呈分散状态而使疏水性纤维（涤纶、锦纶等）染色。4.活性染料（reactivedyes）染料分子中存在能与纤维分子的羟基、氨基发生化学反应的基团。通过与纤维成共价键而使纤维着色。又称反应染料。主要用于棉、麻、合成纤维的染色，也可用于蛋白纤维的着色。5.还原染料（vatdyes）有不溶和可溶于水两种。不溶性染料在碱性溶液中还原成可溶性，染色再经过氧化使其在纤维上恢复其不溶性而使纤维着色。可溶性则省去还原一步。该类染料主要用于纤维素纤维的染色和印花。6.阳离子染料（cationicdyes）因在水中呈阳离子状态而得名。用于晴纶纤维的染色，常并入碱性染料类。7.冰染染料（azoicdyes）为不溶性偶氮染料，染色时需在冷冻条件（0-5℃）下进行，由重氮和偶分组分直接在纤维上反应形成沉淀而染色。8.缩聚染料（polycondesationdyes）该类染料染色时脱去水溶性基团缩合成大分子不溶性染料附着在纤维上，称为缩聚染色。此外还有氧化染料、硫化染料等。按化学结构分类（主要是根据染料所含共轭体系的结构来分）。可分为：偶氮、酞菁、蒽醌、菁类、靛族、芳甲烷、硝基和亚硝基等染料。在有的大类别中又可分为若干小类。实际上，现在有些染料很难仅以其结构和使用性能来分类，上述两种分类方法均有待于进一步完善。染料命名染料分子结构复杂。厂商为了各自的利益，常使一个染料有多个商品名称。系统命名和商品名对于染料都比较繁杂。各国均对染料有自己的统一的命名办法。我国对染料的命名法，简单地讲，染料命名可由三段组成。第一段为冠称，有31种，表示染色方法和性能。第二段为色称，有30个色泽名称，表示染料的基本颜色。第三段为词尾，以拉丁字母或符号表示染料的色光、形态及特殊性能和用途。例如，活性艳红X-3B染料：“活性”即为冠称，“艳红”即为色称，X-3B是词尾；X表示高浓度，3B为较2B稍深的蓝色。表明该染料为带蓝光的高浓度艳红染料。中国染料命名用词1冠称直接，直接耐晒，直接铜蓝，直接重氮，酸性，弱酸性，酸性络合，酸性媒介，中性，阳离子，活性，还原，可溶性还原，分散，硫化，色基，色酚，色蓝，可溶性硫化，快色素，氧化，缩聚，混纺等。2色称嫩黄，黄，金黄，深黄，橙，大红，红，桃红，玫红，品红，红紫，枣红，紫，翠蓝，湖蓝，艳蓝，深蓝，绿，艳绿，深绿，黄棕，红棕，棕，深棕，橄榄绿，草绿，灰，黑等。3色光B-带蓝光或青光；G-带黄光或绿光；R-带红光4色光品质F-表示色光纯；D-表示深色或稍暗；T-表示深5性质与用途C-耐氯，棉用I-士林还原染料的坚牢度；K-冷染（中国活性染料K表示热染）L-耐光牢度或均染性好；M-混合物；N-新型或标准；P-适用于印花；X-高浓度（中国活性染料X表示冷染）。各国染料冠称基本上相同，色称和词尾有些不同，也常因厂商不同而异。中国根据需要，拟采取统一的命名法则。商品化染料合成的染料原药一般不直接用于染色，经过混合、研磨，加入一定量的填充剂和助剂加工成商品染料，这一标准化过程称染料商品化。染料的品种不同，其外观、细度、水分、pH、强度、色光、坚牢度、溶解度、扩散性能等指标的要求不同，其商品化过程也不一样。染料的颗粒大小和均匀程度，对染色性能有一定影响。为保证印染质量，对有些染料要进行砂磨，在研磨时加入分散剂和润湿剂，以达到一定的分散度。色光是染料的重要品质，加工时采取拼混法，以消除各批原料色光上的差异，得到稳定色泽的染料。染料的用量常取决于其强度。染料强度高，染色力高，得色浓；相反，染色力低，得色浅。要得到同一色泽，强度高的染料用量相对要少。染料的商品化是经过加工处理，使染料的染色达到一定的效果。常在染料中加入一定的助剂，如稀释剂、润湿剂、扩散剂、稳定剂、助溶剂、软水剂等。检测染料质量是否合格的关键为染料本来所持的性能，即色相与上染能力。另外，染色牢度也很重要。即使用同样的颜色索引号表示的颜色，色牢度并不相同，请多加注意。在染料的质量管理上也必须加以注意。批量间的浓度色相以及溶解度的差异，是否有杂质混入等也是检测的重点。染料质量品质的简单检测方法如下∶抽取1kg左右的染料使其溶解或分散，并观察其在溶解或分散状态下的状态(与水的相容性及溶解速度。1kg样品的价格符合心理承受价位)。溶解后的染料溶液(分散液、染料含量1kg)全部用本色细布过滤，然后观察残渣状态(有时会因残渣量而惊诧)。确认过滤后的染料溶液或将分散液滴在过滤纸上确认染液的蔓延程度(如果在中心部分出现眼球状块时须留意)。确认交货时染料包装情况以及所用包装材料。染料具有吸湿性，包装塑料袋较薄时，在运输及保管上容易受潮，为此密封程度也应该予以确认(衬袋破损的产品为对象外)。上述检测如果合格，请另抽取不同批量的染料4~5kg确认颜料浓度、色相差异等情况。请向生产单位索取产品质量规格书以及MSDS。最近，染料中间体被列入国际化学品行列，不管哪家厂都能在规定的国际价格下购买使用，为此在原料价格上很难区分成本的差异。而且在生产技术以及生产规模上也很难区分大型染料生产商与发展中国家染料生产商之间的差别。弄清染料廉价的理由是最重要的织物染整工艺词桃绒感处理工艺：指某种丝织物特别柔软的感觉以及获得这种感觉的处理工艺。烧毛处理工艺：一种用于除去由于未缠绕纤维和突起纤维在纱线表面所形成的茸毛的处理方法。起绒处理工艺：一种通过旋转表面带有用于割断织物表面纤维的针刀的滚轮使织物起毛的处理工。丝光处理工艺：用氢氧化纳溶液对纯棉或高含棉量的纱线和织物进行处理以增加其表面光泽的工艺。上浆处理工艺：通过使用特殊物质以增加布料韧性和光泽的处理方法。蜡染处理工艺：一种用于产生类似于传统的爪洼蜡染印花布效果的印染方法。波纹工艺：使用不同压力的轧辊对织物进行压轧以获得波纹效果的工艺。轧光处理工艺：用表面展平和熨平的方法使织物具有特殊光泽的处理方法。拉毛处理工艺：对经过竖毛处理后的长毛绒类织物所进行的以产生类似于动物毛的织物表面效果的处理工艺。石洗处理工艺：最初是对于制造牛仔服和运动外套的粗斜纹布所进行的处理工艺。现推广到其它织物；用以产生一种“饱经风霜”的特殊效果。水洗处理工艺：使织物产业一种古旧、褪色的外观感觉的处理工艺。环染处理工艺：是一种对于表面光滑的丝织物以类似于树干年轮的同心圆方式进行染色的一种工艺。打褶处理工艺：用于制造不同形式(阳光状或风琴状)的缩褶或起泡织物的工艺。压皱处理工艺：对于制造年轻人时髦物品的织物进行揉皱的处理工艺。防皱处理工艺：用于制造无皱织物的物理或化学的处理工艺。技术性整理工艺：技术性整理工艺的目的不仅在于用一般的处理工艺，如：软化处理、防皱处理和防缩处理等，来增强织物的性能；而且可用特殊的处理工艺，如：防霉处理，防腐处理和斥油处理等，来增强用于特殊目的的织物的性能，这些性能可达到很高的技术水平。例如：经过抗静处理的织物可以消除因摩擦而产生的静电而适用于实验室中使用；而经过阻燃处理的织物可用于体育活动或具有危险性的工作。染料的性能及评价(1)外形常用染料外观形态有粉状、粒状、块状、浆状等。(2)溶解度在一定温度下某染料在100克纯水中所能溶解的最大克数。(3)强度染料的染色强度，它表示染色能力的大小，也称为浓度或力分。通常以%表示。染料的强度越大，染色时的需要量就越少。(4)色光染料与被染物所显示出的主色中所呈现的副色。(5)染色坚牢度染色坚牢度是指染色物抵抗外界作用而保持原色的能力。对于皮革染色来说，耐日晒、皂洗、干湿擦、水洗、汗渍等牢度指标尤为重要。(6)渗透度是指染料向被染物内部渗透的能力。(7)亲合力染色达平衡是，纤维吸收染料的数量，可用不加助剂时的上染百分率表示。直接染料染色直接染料一般能溶解于水，也有少数染料要加一些纯碱帮助溶解，它可不依赖其他助剂而直接上染棉、麻、丝、毛和粘胶等纤维，所以叫直接染料。直接染料色谱齐全，色泽鲜艳，价格低廉，染色方法简便，但最大的缺点是这类染料的染色牢度大部分都不够好，针对染色牢度较差的缺陷，人们作了许多改革，例如采用化学药品，把已经染上颜色的布进行后处理，提高色布的耐洗和耐晒牢度；也有采用新型的交链固色剂来提高染色织物的后处理牢度。除此之外，也发现和研制了一些新染料品种，如直接耐晒染料和直接铜盐染料等。目前，对如何提高直接染料的湿处理牢度，还在进一步的探索之中。(一)直接染料主要性能直接染料大多数是芳香族化合物的磺酸钠盐，也有一部分是羧酸的钠盐，染料结构以双偶氮或三偶氮为主。这类染料具有直线、长链、同平面和贯通的共轭体系，因而能跟具有直线、长链型的纤维素大分子相互靠近，依靠其分子间引力而产生较强的结合。此外，由于染料结构中还含有羟基、氨基或羧基，能与纤维素大分子上的羟基形成氢键，所以直接染料能与纤维结合而完成对纤维素纤维的染色。直接染料在水中的溶解度大小主要取决于染料分子内水溶性基团的种类和数量，所含的水溶性基团多，在水中的溶解度就大。提高温度，也会使染料的溶解度增大。直接染料在水中溶解后，在溶液中形成染料阴离子。但由于一般的水中含有较多金属的钙、镁离子，这些钙或镁盐能与染料阴离子结合而形成不溶性沉淀，不利于染色的进行，因此，在实际生产中，对印染用水必须进行软化处理。在染色中较为方便的是在水中加入纯碱或六偏磷酸钠。纯碱的加入能增大染料的溶解度，但过多就会使染料上染缓慢。直接染料在溶液中是以染料阴离子形式存在，当溶液中加入少量纯碱，促进了纤维素阴离子的离解而呈负电荷，使染料阴离子和纤维阴离子相互产生较大斥力而不易相互靠近，从而影响了染料对纤维的染色，即纯碱加入染液后起到了增加染料的溶解性及降低了染料对纤维的亲和力而起到缓染作用。但在溶液中加入无机中性盐类后，就会使这种现象改变。将无机中性盐加入溶液中后，这些盐就离解成阳离子（Na＋）及相应的阴离子。无机的阳离子体质较小，因此在水溶液中活泼性较大，容易吸附在纤维大分子周围，从而降低了纤维分子表面的阴电荷，使染料和纤维斥力减小，相对增加了染料阴离子与纤维素分子之间的吸附量，达到促染的效果。因此，中性盐可作为促染剂，但当盐类增加过多时，又会因染料胶体状态遭破坏，导致部分凝聚产生沉淀。由于直接染料是属于阴离子型染料，它能与阳离子的表面活性剂树脂类相结合，而生成不溶性的化合物。因此，为了提高直接染料的耐洗、耐晒牢度，往往利用这个原理，采用阳离子性固色剂来进行固色。(二)直接染料应用性能根据温度、食盐及上染率对直接染料上染性能的影响，可根据直接染料的应用性能分为三类：(1)甲类：这类染料分子结构比较简单，上染速率快，匀染性能很好，约在70～80℃就可染色。(2)乙类：这类染料分子结构复杂，具有较多的水溶性基因，上染速率慢，匀染性能差，食盐对这类染料的促染效果很显著，要很好控制食盐的加入量，以控制其上染速率和匀染性。若食盐加入过早，就会使染料上染太快而导致染色不匀。(3)丙类：这类染料分子结构大而复杂