染整工艺原理第6章 酸性染料、酸性媒介染料及酸性含媒染料染色

染整工艺与原理酸性染料染色第六章AcidDyes，AcidmovdantDyes,MetalComplexDyes酸性染料、酸性媒介染料及酸性含媒染料染色染整工艺与原理酸性染料染色一、酸性染料化学结构分类偶氮类（AzoDyes）蒽醌类（AnthraquinoneDyes）三芳甲烷类（TriphenylmethaneDyes）呫吨或氧杂蒽（XantheneDyes）和吖嗪或氮杂蒽（AzineDyes）等杂环类（HeterocyclicDyes）硝基亚胺类（NitroDyes）靛族类（IndigoidDyes）酞菁类（PhthalocyanineDyes）偶氮结构的酸性染料品种最多，蒽醌和三芳甲烷染料次之，其他染料品种和生产量很低。染整工艺与原理酸性染料染色（一）偶氮染料偶氮酸性染料色谱较齐，包括黄、橙、红、藏青以及棕色、黑色等各种颜色，以黄、橙、红色为主，深色较少，蓝色品种主要是藏青色，紫色和绿色品种的鲜艳度不高。偶氮酸性染料多数为单偶氮类染料，少数为双偶氮类染料；偶氮基增加，染料色光趋向深暗，因而三偶氮染料的应用极少。在偶氮结构的酸性染料中，有些属于强酸性染料，有的是弱酸性染料。一般含有苯环或萘环的简单单偶氮染料为强酸性染料，如酸性嫩黄2G、酸性橙Ⅱ、酸性红G等。其中，吡唑酮结构的偶氮染料是在嫩黄色酸性染料中占有重要的地位。染整工艺与原理酸性染料染色NNNaO3SNNHOCH3NNHONaO3SHONHCOCH3SO3NaNNNaO3SClClSO3Na酸性嫩黄2G（C.I.酸性黄17，C.I.18965）酸性橙Ⅱ（C.I.酸性橙7，C.I.15510）酸性红G（C.I.酸性红1，C.I.18050）染整工艺与原理酸性染料染色HONHCOCH3SO3NaNNNaO3SH25C12弱酸性艳红B（C.I.酸性红249，C.I.18134）弱酸性桃红BS（C.I.酸性红138，C.I.18073）NaO3SSO3NaNNOHNHSO2CH3ClO染整工艺与原理酸性染料染色NNHOCH3SO3NaNNOHH3CSO3NaNNHCNNNNNNSO3NaNHNaO3S弱酸性嫩黄G（C.I.酸性黄117，C.I.24820）弱酸性藏青5R（C.I.酸性蓝113，C.I.26360）染整工艺与原理酸性染料染色Sandolan棕N-2RL（C.I.酸性橙51，C.I.26550）SO3NaO2NNCH3OSO2HNNCH3SO3NaNNSO3Na染整工艺与原理酸性染料染色（二）蒽醌染料蒽醌结构的酸性染料除了含有磺酸基外，在α位上还含有2~4个氨基、芳氨基、烷氨基和羟基。根据这些基团性质和位置，蒽醌酸性染料可分为三种主要结构类型，即芳氨基蒽醌、氨基羟基蒽醌和杂环蒽醌。蒽醌酸性染料大多以紫、蓝、绿色为主，深色居多，尤以蓝色为最多。这类染料色泽鲜艳，日晒牢度较好，匀染性和湿处理牢度随结构的变化而不同，蓝色和绿色染料广泛应用于羊毛、蚕丝和锦纶的染色，在毛纺行业，一些染料品种常与酸性媒介染料拼色，以起到增艳作用。染整工艺与原理酸性染料染色NaO3SCH3NHOOOHNH2OHOSO3NaH2NOOHNaO3SNaO3SCH3NaO3SCH3NHNHOO酸性紫3B（C.I.酸性紫43，C.I.60730）酸性蓝B（C.I.酸性蓝45，C.I.63010）弱酸性绿GS（C.I.酸性绿25，C.I.61570）染整工艺与原理酸性染料染色（三）三芳甲烷染料如果在氨基三芳甲烷碱性染料分子中引入两个以上的磺酸基，则可转变为三芳甲烷酸性染料，其中一个磺酸基与氨基形成内盐，剩余的磺酸基可保证染料的水溶性。三芳甲烷酸性染料大多以浓艳的紫、蓝、绿色为主，色泽特别鲜艳，但日晒牢度较差，日晒牢度不超过4级，很多品种只有1~2级，有些蓝色品种不耐氧漂（如含过硼酸钠的洗衣粉）。另外，有些三芳甲烷染料对酸、碱、中性电解质、氧化剂、还原剂、温度等条件极为敏感，经常因这些不适当的条件而出现聚集、水溶性下降、变色和消色，造成严重的染色质量问题。由于这类染料色泽鲜艳，故在丝绸印染中仍占有一定的比例。染整工艺与原理酸性染料染色CN2C2H5C2H5NCH2SO3NaSO3(C2H5)2N+CH-H5C2OCHNN2C2H5C2H5NCH2SO3NaSO3+CH-酸性青莲4BNS（C.I.酸性紫17，C.I.42650）弱酸性艳蓝6B（C.I.酸性蓝83，C.I.42660）染整工艺与原理酸性染料染色（四）杂环染料酸性染料大多属于偶氮、蒽醌、三芳甲烷结构类别，但也有少数染料分子中含有O、N、S等杂原子组成的杂环，杂环酸性染料中比较重要的是呫吨（氧杂蒽）和吖嗪（氮杂蒽）染料，另还有喹啉、氨基酮类等。呫吨类酸性染料大多为玫瑰红和红紫色，如酸性红XGN、酸性玫瑰红B（酸性玫瑰精B，酸性罗达明B），其中的玫瑰红染料带有荧光，非常娇艳。呫吨类酸性染料色泽鲜艳，但日晒牢度很差，使其应用受到一定的限制，只适用于色泽要求特别鲜艳而牢度要求低的产品染色，也可作媒介染料增艳之用，在毛纺和丝绸行业有一定的应用。吖嗪类酸性染料具有较好的日晒牢度，大多为深色，如弱酸性蓝EG、弱酸性蓝BL。染整工艺与原理酸性染料染色OC(C2H5)2N3SO3NaSO-N+(CH)252弱酸性蓝EG（C.I酸性蓝121，C.I.50310）酸性玫瑰红B（C.I.酸性红52，C.I.45100）H5C2HNH3CSO3NaN(C2H5)2CH33H3CNNHN+SO-染整工艺与原理酸性染料染色二、偶氮类酸性媒介染料（一）水杨酸衍生物类NNNaO3SOHCOONaNNOHCOONaO2N酸性媒介深黄GG酸性媒介橙M酸性媒介黄CRNNNNOHCOONaSO3NaSO3NaHONaOOCSO3Na染整工艺与原理酸性染料染色（二）羟基偶氮类酸性媒介黑TNNNaO3SOHO2NOH染整工艺与原理酸性染料染色三、芳甲烷类酸性媒介染料酸性媒介宝蓝BH3COCOONaCH3CHOClNaOOCCl染整工艺与原理酸性染料染色蒽醌类酸性媒介染料酸性媒介灰BSSO3NaSO3NaOOOHNHNH3SONaNHSO3NaOOOHNH+染整工艺与原理酸性染料染色四、酸性媒介染料的染色机理六价铬盐对羊毛的吸附比较均匀，吸附在羊毛上的六价铬经过一系列氧化还原过程所产生的三价铬离子很快与染料、羊毛上的配位原子配位络合，其络合反应速度比三价铬盐（如三氟化铬）快得多。Na2Cr2O72Na2CrO4+H2ONa2Cr2O7+2NaOH2Na2CrO4+H2SO4+Na2SO4+H2OCr(+6)羊毛胱氨酸的氧化Cr(+4)羊毛胱氨酸、蛋氨酸酪氨酸的氧化Cr(+2)WoolCOOHWoolCOOCr(+2)在空气中迅速氧化WoolCOOCr(+3)染整工艺与原理酸性染料染色NNNNOOOCCrCOOOBBNNOHHONNOOCr3+CrB6BBB+++2H++3BNNOHHONNOOCrNNOONNOOCr_BBB+++2H++3B染整工艺与原理酸性染料染色五、酸性媒介染料的染色方法酸性媒介染料可按酸性染料的染色方法染羊毛，但是，为了提高染色牢度，必须用重铬酸盐或其他金属盐进行媒染。媒染过程可以在染色之前、染色之后，或染色的同时进因此，酸性媒介染料的染色方法有所谓的预媒染法、后媒染法和同浴媒染法三种。三种方法各有特点，可根据染料性质和产品品种选用。染整工艺与原理酸性染料染色六、酸性含媒染料的结构和性能NNCH3NClNaO3SNOCrO（一）1:1型酸性含媒染料的结构和性能1:1型的酸性含媒染料或1:1型的金属络合染料，需要在强酸性条件下染色，在国产染料分类中，称为酸性络合染料。国外典型的商品牌号，例如，德司达公司的Palatine（派拉丁）、汽巴精化公司的Neolan（宜和仑）。_H2OH2OH2OSO3Na酸性络合红GRE染整工艺与原理酸性染料染色1:1型的酸性含媒染料多用于羊毛的染色，蚕丝和锦纶极少使用。1:1型的酸性含媒染料具有优良的匀染性、较好的日晒牢度和湿牢度，对羊毛的亲和力与耐缩绒酸性染料近似。但是，这种染料需要在强酸性条件下染色，而且酸的用量大，才能获得很好的匀染效果，故带来了易使羊毛受到损伤、影响织物手感和光泽、易腐蚀设备等缺点。另外，与媒介染料相比，耐缩绒牢度还较差。因此，这类染料目前应用较少。染整工艺与原理NNSO2NH2OOH2NO2SNNOOCr酸性染料染色（二）1:2型酸性含媒染料的结构和性能1:2型酸性含媒染料或1:2型金属络合染料，在弱酸性或中性条件下染色，在国产染料分类中，称为中性金属络合染料，简称中性染料。大多不含磺酸基团，仅含有非离子性的亲水基团，如磺酰氨基、烷砜基、烷基磺酰氨基等。_中性枣红GRL染整工艺与原理酸性染料染色含磺酸基的1:2型酸性含媒染料有两种基础类型，即双磺酸基型和单磺酸基型。双磺酸基型的商品牌号如德司达公司的Isolan2S，单磺酸基型的商品牌号如德司达公司的IsolanS、汽巴精化公司的LanacronS、科莱蒽公司的LanasynS。含磺酸基的1:2型酸性含媒染料虽然水溶性较好、应用方便，但对酸的稳定性降低，拼色相容性以及对毛尖毛根染色差异的遮盖性比不含磺酸基的1:2型酸性含媒染料差。染整工艺与原理酸性染料染色NNCNHOONNOOCrO2NO3SNO2H3C3__SO3_C.I.酸性橙148（C.I.18746）染整工艺与原理酸性染料染色七、酸性含媒染料的染色原理NNOOCrO3SH2OH2OH2O3CO强酸性溶液水洗后羊毛主链HOOCOHNNOOCrO3SH2OHO23COO_HN++NH3_HN++NH3_OCO1:1型酸性含媒染料与羊毛的结合方式染整工艺与原理酸性染料染色1:2型酸性含媒染料虽然亲和力高、湿牢度更好，但匀染性差，色泽鲜艳度亦差。由于该类染料具有较好的日晒和耐洗牢度，现广泛被应用于羊毛、蚕丝、锦纶等纤维的染色。1:2型酸性含媒染料分子复杂，分子量大，对纤维的亲和力高，初染速度快，在纤维内的扩散速度慢，染料的移染性差，对纤维微细结构差别引起的染色病疵的遮盖性差。当温度低于某一范围时，在染料的聚集程度较高。因此，如何使染料上染均匀和透染是制订染色工艺的关键。染整工艺与原理酸性染料染色散染和条染Loosestock/Top50%匹染和成衣染色Piece&FullyFashioned20%纱线染色Yarn30%总量Total:150万吨八、羊毛的加工方式WoolMarketinProcessingForms染整工艺与原理酸性染料染色九、2001年毛用染料的市场WorldMarketforWoolDyestuffs2001Chrome媒介26%Acid酸性32%Reactive活性7%M.C.D.金属络合35%羊毛(wool)150万吨/毛用染料(wooldyestuffs)27,000吨染整工艺与原理酸性染料染色十、染机设备DyeingMachinesLooseStock散纤Tops毛条染整工艺与原理酸性染料染色Hank绞纱Package筒子纱染整工艺与原理酸性染料染色Beam经轴染机Jet喷射染机Winch绳状染机KrantzThiesKrantz染整工艺与原理酸性染料染色十一、羊毛纤维的物理结构PhysicalStructureofWoolFibreSEMofwoolfabric羊毛面料的扫描电镜照片SEMofsinglefibre羊毛纤维的扫描电镜照片Morphologyofwoolfibre羊毛纤维的形态Cuticle鳞片层Cortex皮质层Cellmembranecomplex细胞膜络合物染整工艺与原理酸性染料染色羊毛纤维的扫描电镜(SEM)照片WoolFibresInScanningElectronMicroscope(SEM)Untreatedwool未处理羊毛Chlorinatedwool氯化羊毛Source:DWI,Aachen染整工艺与原理酸性染料染色十二、羊毛纤维的化学结构ChemicalStructur