（纺织化学与染整工程专业论文）活性染料竭染染色的配伍性研究[纺织化学与染整工程专业优秀论文].pdf

摘要 活性染料以其色泽鳝艳、色牢燮好瑟在野维索终维染色中褥戮广泛 威用。哟于通过三元使的不同配比可以获得多种色泽，因此，选择配 餐懂好的三元氛鑫静是一顼关键熬王侮。 以往配色的好坏通常是邋过目测来进行的，虽然效粱不错，但难免 会雩 入一些主溉嚣素。在染色物配色中，很多中小型染厂还是靠配色 师的目光评定和实践经验，这样糕醛、糕材。隧饕电子怒色技术的迅 速发展，电脑配色可以通过囱动测色配色很有效地得到染色配方，述 可以逶避修歪酝方，褥鹫更合理豹怒方。1 l ，+ 本论文给出了一种具有唐观、简便的可视化筛选活性染料三元色的 薪方法，茺活牲粱瓣赡应舔提供了可靠靛参考棱据。论文选择了含 m c t m c t 活 生基染拳斗，按定的工艺处方对全糖织物进行染色，作 高其上染帮困畿盏线，笄测试斑其有代表健的染色特征值使萁可视化， 选择出理想的三元色缀合进行捞色染色；并戬摇强懿可视讫方法对染 料生产厂家推荐的s u m i f i xs u p r a 兰元色( 含m c l s 活性基染料) 秘s u m i f i x 三嚣色( 含v s 灞鞋基染料) 染色结果箨霹褫嚣；与它稻 各自的配色染色结果进行比较。征对两种指定的颜色米色和淡紫 色，通过电齄自动溅包配琶，洽蠢三种类型三元甑酌染色配方。裰摇 配方进行染色，比较染色样熬与标准样品之间的色差。然后通避电赋 进行一次配方修正，再以相同的染色条件根据修正配方分别进行染色， 院较不嗣类型活性染糕三元色的染色样品色差。 f 可以得到以下结论： 1 ， 壹l a b o m a t 染莛飘上霉到戆主染帮霾毪趣线上，通过分橱染色特 征值s 、e 、f 、t ；o 等和曲线走势，得到：含m c t m c t 活性熬染料 中与p r o c i o nn a v yb l u eh e r1 5 0 酝伍毪较好麴黄色染料为 p r o c i o ny e l l o w 燃4 r 秘红色染料p r o c i o nr e d 掰7 8 ；掰爆的 s u m i f i xs u p r a 染料三元色和s u m i f i x 染料曼元色染色配伍性较 差。 2 选择了能很好反应染色特征的e k ，e r ，t 5 0 值，并把这些值直观 的反映在一个具有立体效果的三角图中，通过判断立体图的平衡性 的好坏，也可以直接的选出配伍性较好的三元色，同时可判断不同 三元色配伍性好坏的程度即相容性的程度。据此可以得到：所选的 含m c t m c t 活性基染料三元色的配伍性最好，而所用的含m c t v s 活性基染料和含v s 活性基染料的三元色配伍性较差。此方法是一 种判断活性染料的配伍性和拼色效果的直观、简便、科学的方法， 值得推广。 3 通过电脑测色配色，从电子配方染色结果得到：所选的含m c t m c t 活性基染料的三元色的染色结果色差最小，效果最好；而所用的含 m c t v s 活性基染料和含v s 活性基染料的三元色的染色结果色差较 大。这进一步证实了上一点的结论。 本论文为染纤维素纤维筛选活性染料拓展了思路并给出了新的 简便的方法，同时，对于其他染料染其他纤维时染料的选择上，给 予一定的指导意义。 关键词：活性染料上染率固色率三元色电脑配色 t h e c o m p a t i b i l i t ys t u d y o fr e a c t i v e d y e s f o re x h a u s tp r o c e s s a b s t r a c t r e a c t i v e d y e s t u f f s h a v eb e e n w i d e l ya p p l i e d w i t h u n i q u e c o m b i n a t i o no fb r i l l i a n c ya n dg o o df a s t n e s sp r o p e r t i e s aw i d er a n g eo f s h a d e sc a nb ed y e d b y c o m b i n i n g a y e l l o w , a r e da n dab l u ed y e ，i ti sak e y w o r kf o rd y e r st om a k eap r o p e rc h o i c eo f p r i m a r yc o l o r sf o rr e a c t i v e d y e s i nl o t so f d y e i n gh o u s e s ，c o l o rm a t c h i n gs t i l ld e p e n d s o nt h e e y e e v a l u a t i n ga n de x p e r i e n c eo fd y e r s i tc o s t sal o to f m a t e r i a l sa n dw a s t e sa 1 0 to ft i m e h o w e v e r ，t h r o u g ha u t o m a t i cm e a s u r i n ga n dm a t c h i n ga n d a d j u s t i n gr e c i p e sw i t i lc o m p u t e r , t h e m o r er e a s o n a b l er e c i p e sc a nb em a d e o u t e f f i c i e n t l y an e wm e t h o do fc h o o s i n g p r i m a r y c o l o r so fr e a c t i v e d y e s i s i n t r o d u c e di nt h i sp a p e r i ti sar e l i a b l er e f e r e n c ef o rt h ea p p l i c a t i o no f r e a c t i v ed y e s t a k et h er e a c t i v ed y e sw i t hm c t m c t g r o u pf o re x a m p l e ， a f t e r d y e i n gc o r o nc l o t hw i t l l ac e r t a i np r o c e d u r e t h ee x h a u s t i o na n d f i x a t i o nc u r v e sw e r em a d eo u ta n df r o mw h i c hs o m et y p i c a l d y e i n g c h a r a c t e r i s t i cv a l u e sw e r ec a l c u l a t e d t h e s ev a l u e sw e r ev i s u a l i z e db y u s i n gt h e m e t h o da n dt h er i g h tp r i m a r yc o l o r sw e r ec h o s e no u t t h e p r i m a r y c o l o r so f d y e s w i t l lt h e f o l l o w i n g t h r e er e a c t i v e g r o u p s ： m c t m c t g r o u p ，m c t v sg r o u p ，v sg r o u p ，w e r es t u d i e dr e s p e c t i v e l y t h r o u g hc o m p a r i n gt h e e x h a u s t i o na n df i x a t i o np r o f i l e sa n dd y e i n gi n c o m b i n a t i o n w i t ht h e s et h r e e t y p e s o fp r i m a r y c o l o r s ，t w o c e r t a i n c o l o r s b u f fa n dl i g h tp u r p l ew e r ed y e dw i t ht h er e c i p e sg i v e nb yt h e c o m p u t e r t h e c o l o rd i f f e r e n c e sw e r e c o m p a r e d t h er e s u l t sa r e ： 3 1 f r o mt h ee x h a u s t i o na n df i x a t i o np r o f i l e s ，b ya n a l y z i n gt h ed y e i n g c h a r a c t e r i s t i cv a l u e s s 、e 、f 、t 5 0 ，e t ca n dt h et r e n d so f p r o f i l e s ，w e f o u n d ：p r o c i o ny e l l o wh e 4 ra n dp r o c i o nr e dh e 7 bh a v et h eb e t t e r c o m p a t i b i l i t y w i t hp r o c i o n n a v y b l u eh e r15 0 ：w h i l et h e t r i c h r o m a t i cc o m b i n a t i o n so fs u m i f i x s u p r ad y e s t u f f s a n ds u m i f i x d y e s t u f f sh a v e w o r s er e s u l t s 2 t h em e t h o d ，w h i c hi st ov i s u a l i z et h et y p i c a l d y e i n g c h a r a c t e r i s t i c v a l u e s e k ， e r ，t s 0 ，i sa s c i e m i f i cd i r e c ta n d s i m p l ew a y t ov a l u a t e t h ec o m p a t i b i l i t ye x t e n to ft h et r i c h r o m a t i cc o m b i n a t i o n so fr e a c t i v e d y e s t u f f s f r o mt h eh o l o g r a m ，t r i c h r o m a t i cc o m b i n a t i o n so fr e a c t i v e d y e s w i t hm c t m c tg r o u ph a st h eb e s t c o m p a t i b i l i t y , t h a t w i t h m c t v sg r o u pi sb e t t e r , a n dt h a tw i t hv sg r o u pi st h ew o r s t t h e m e t h o do f v i s u a l i z i n gt h ed y e i n gc h a r a c t e r i s t i cv a l u e si s d i r e c ta n d s c i e n t i f i c 3 t h r o u g ht h ec o l o rm e a s u r i n ga n dm a t c h i n gb yc o m p u t e r , w eg o t ：t h e c o l o rd i f f e r e n c eb e t w e e nt h ec o l o r d y e d a n ds t a n d a r dc o l o ro f t r i c h r o m a t i cc o m b i n a t i o n so fr e a c t i v ed y e sw i t hm c l m c tg r o u pi s s m a l l e s t ，r e l a t i v e l yt h a to f t r i c h r o m a t i cc o m b i n a t i o n so fr e a c t i v ed y e s w i t hm c t v sg r o u pa n dw i t hv sg r o u pi s b i g g e r t h i sv e r i f i e dt h e a b o v er e s u l t t h i sn e wm e t h o do f c h o o s i n gd y e so p e n s t h em i n do f d y e r sa n da l s oa g o o d r e f e r e n c ef o rc h o o s i n gt h eo t h e rk i n do f d y e su s e d t od y et h eo t h e r f i b e r s j i a n gx i u z e n g ( t e x t i l ec h e m i s t r y a n d d y e i n g ) d i r e c t e d b y p r o f e s s o rz h u q u a n k e y w o r d s ： r e a c t i v e d y e s p r i m a r y c o l o r s e x h a u s t i o nr a t ef i x a t i o nr a t e c o l o r m a t c h i n g 4 东华大学硕士论文活性染料竭染染色的配伍性研究 第一章前言 本论文的工作是根据法国里昂纺织化工学院的课题要求进行的。 活性染料是染纤维素纤维及其混纺材料的主要染料，世界年用于纤 维素纤维纺织品染色和印花的活性染料将近1 2 万吨，其中7 9 是用 于染色，而用于浸染染色工艺的将近4 8 【1 2 1 。随着一些新型再生纤 维如l y o e e l l 的发展，活性染料染的应用范围也在扩展 3 - 4 。 活性染料比其他类染料发展快的根本原因在于它的染色特性和机 理【3 7 】。其他染料上染纤维有的是建立在染料本身的化学反应，如还原、 硫化和不容性偶氮染料，这种化学反应限制了他与某些纤维染色；有 的建立在染料与纤维分子某些基团间的作用，其他纤维就不能染色， 例如酸性、阳离子染料；还有的染料仅仅是通过分子间作用吸附上染 纤维，例如直接染料，染色牢度不可能很高。对活性染料来说，他是 建立在染料与纤维分子间形成共价键的基础上，只要染料分子上具有 适当基团能与纤维反应就可以染色，并有足够的牢度。因此，从理论 上来说，任何纤维通过纤维上的极性基团都可能与活性染料形成共价 健结合，事实上通过非极性基团结合也是可能的。这样从理论【4 】上说， 任何发色体系都可引入活性基，形成活性染料，这就是活性染料具有 色谱齐全、色泽鲜艳、牢度优良和应用面广的原因。此外，一般来说 它应用工艺也较简单，适合各种染色加工方式，成本低廉。 而且，原先主要用还原、不容性偶氮、硫化和直接染料染色的品种， 现在也可用活性染料来替代，其主要原因是上述传统染料暴露出不少 问题【8 。10 1 。例如直接染料不仅湿牢度差，不能满足产品要求，而且不 少品种被禁用；不容性偶氮染料也有不少品种被禁用，而且染色工艺 不便，不适合多品种小批量生产，色谱也不全；还原染料则存在价格 贵、染色工艺复杂等问题。由于这些因素促使活性染料不但在品种上， 而且在染色性能上有了迅速发展。 东华大学硕士论文活性染料竭染染色的配伍性研究 1 1 常用活性染料的染色特性 活性染料与纤维素纤维的相互作用和反应已得到很好的认识【3 。5 】： 首先发生吸附和扩散，在一定条件下( 如碱性或高温) ，发生固色和水 解反应。不同活性基的活性染料与纤维的反应机理也不一样。含有一 氯均三嗪活性基( m c t ) 的活性染料与纤维的羟基阴离子发生亲核取 代反应，含有乙烯砜基( v s ) 的活性染料则发生亲核加成反应。 目前最常用的活性染料按活性基的种类分有国产的x 型活性染料 ( 二氯均三嗪型) 、k 型活性染料( 一氯均三嗪) 、k n 型活性染料( 乙 烯砜型) 、m 型活性染料( 一氯均三嗪、乙烯砜双活性基型) 、k e 型 活性染料( 双一氯均三嗪型) 1 1 - 2 3 。本论文所用到的染料有k e 型活 性染料、m 型活性染料和k n 型活性染料，现分述如下。 1 1 1 k e 型活性染料 3 - 4 , 1 1 , 1 9 1 此类活性染料含双一氯均三嗪活性基( m c t m c t ) 。原z e n e c a 公司( g a 己并入b a s f 公司) 的p r o c i o nh - e 型和h - e x l 型染料，以 及b a s i l e ne 型染料；汽巴嘉基公司的c i b a c r o ne 型染料及化药公司 的k a y a c i o ne 型染料等就是此类染料。双活性基染料的两个活性基由 多种分布方式，可以用下式通式表示： d - r - r r d r d _ r a _ r - d 式中： d 一染料发色体 r 活性基 a 一连接基 单侧型 双侧型 架桥型 含m c t m c t 活性基的活性染料有架桥型和双侧型两种结构： 架桥型 p 件y a n h 2 p 秘d 叫 东华大学硕士论文 活性染料竭染染色的配伍性研究 双侧型 此类活性染料是在一个染料大分子上接上两个m c t 活性基，增加 了染料与纤维羟基反应的几率，亲和力高、固色率也高，反应性能低， 水解速率也低，适于8 0 9 0 染色。在较高温度下，染料在纤维上的 扩散性增加，移染性好，可以得到很好的匀染性。见图1 1 “，由于 一氯均三嗪活性基可以增强染料分子结构的线性，乙烯砜及b 一羟基乙 砜硫酸酯其增强染料分子线性的能力相对较弱，所以这类双活性基染 料的直接性高，适合染深色。由于深染性好，他比双b 一羟基乙砜硫酸 酯活性染料推广快。 架桥型结构的染料溶解度、配伍性、水解染料的易洗涤性均优于 双侧型的，其染料成本也低，两个活性基的协同效应较双侧型更大， 如p r o c i o nb r r e dh e 7 b ；双侧型结构的染料则固色牢度高，水解染 料的易洗涤性差，两个活性基的协同效应较架桥型的弱，如p r o c i o n n a v y b l u eh e r l5 0 。m c t 活性基耐碱不耐酸。 1 1 2 m 型活性染料 1 1 , 1 9 , 2 2 】 异双活性基染料是近年来发展最快的一类染料，特别是一氯均三 嗪和b 一羟基乙砜硫酸酯基双活性基染料。1 9 8 0 年日本住友开发的 s u m i f i xs u p r a 染料，我国生产的m 、m e 、b 、e f 等型染料都属此类。 其典型结构为： 一n 吖卜h ( 卜s 叩邺岬刚a n 蟛n l 该类染料以一氯均三嗪为连接基，在染料母体上引入了乙砜硫酸酯 舻 件v d n ho 工 审a 哪 东华大学磁士论文 活性染料竭染染色的百己伍性研究 基团。乙烯砜基和一氯均三嗪基复合的活性染料都是单侧型结构，具 有较赢的固色率，易洗涤憔和匀染性好，活性纂之阁寓协固效应。嫣 个活性基的活性通过协同效应增强的主要原因是相甄增强了键的极 位。瑕基逶过苯巧的共辍效应使均三嗪邵碳纛子电子密度进一步降低， 所以杂环与纤维羟基等的亲和加成一消除取代反应大为加快，即一氯均 三嗪萋的反应往被提高；阎疆，一氯均三嗪环的存在，又增强了砜基 吸电子的能力，使一消除反应和随后发生的象和加成反应大为加快， 即提高了b 一羟基乙砜硫酸酯活性基的反应。乙烯砜( 或b 一羟基乙砜 硫酸醮) 豹反应性毙一氯均三嚷基要活泼的多，见图l 。固色时主耍 通过前者反威，而且一氯均三嗪基反应时空间阻碍较大，故反应速率 毙乙烯鬣要低褥多。 当一个活性基水解失去反应能力后，另一个活性藻仍可与纤维发 生反应，提高了染料与纤维的反应几率，且分子中的乙砜基和一氯均 三嗪存在互补性，鳃决了一氯均三嗪与纤维中结合键耐酸稳定性差和 乙烯砜基与纤维结合键耐碱稳定性差的牢度问题。 此类染瓣反应性强，匿色率嵩、色泽浓艳。染色融对湿度、碱麓， 促染剂的用爨影响小，三元色相窑性一致，水解染料易洗涤性好。 1 1 3k n 壅活性染料 3 , 1 9 , 2 h 在二十世纪五十年代h o e c h s t 公司开发的r e m a z o l 染料为乙烯砜 基，翻本住友开发的s u m i f i x 染料也属此类。此类活性基反疲性中等， 它比一氯均三嚷类反应性离。染料的直接性、扩教性、匀染性主要决 定于染料的母体结构。对于相同的染料母体，1 3 一羟基己砜硫酸酯类的 亲亵力要比蠢代均三嗪等祭嚣类的低，箕扩散憔刘较杂环类麓裹，隧 为后者活性基提高直接性较b 一羟基乙砜硫酸酯大。 乙烯砜熬( 卜镧掣2 冁) 水溶往低，直接性高；而蚤一羟基乙砜 硫酸酯形式( d 一8 0 2 c 心c “2 0 8 0 3 n a ) 的直接性低，典反应性也较低，溶鳃 性好。在染色过程中，开始染色温度较低，约为2 0 4 0 。c ，染料基本 上是以昼一羟基乙砜硫酸酯形式上染，对纤维的直接性较低，匀染和透 染性较好；当接近达到上染平衡时再加碱剂，使染料转变为乙烯砜形 活性染料竭染染色的配伍性研究 式，此时温度升高到5 0 0 c 左右，加快染料固色。在染色时采用预加碱 工艺可有效控制乙烯砜形成速率，使染料有充分时间扩散进入纤维内 部达到匀染的目的。其水解产物直接性低，较易洗除。 通过加成反应与纤维上羟基形成醚键，耐酸不耐碱，有较好的耐 气候牢度和日晒牢度；其直接性低，但第二上染百分率高，色谱鲜艳， 适于扎染和印花。 v s m c t 直接性v s v s m c t - m c t m c t v s v s e s t e r + 反应性 m c t ：m o n o c h l o r o t r i a z i n e ( 一氯均三嗪基) v s ：v i n y l s u l f o n e ( 乙烯砜基) v s - e s t e r ：s u l p h o a t o e t h y l s u l p h o n e ( 乙烯砜硫酸酯基) 图1不同活性基的反应性和直接性 1 2 活性染料的选择 在染色时，为了得到一定的色泽，往往需要拼色，有时甚至要用 几种染料拼色。染料的选择是配色的第一步，如果选择的不好，就可 能导致染色的失败，如何合理的选择染料，确实一个十分重要而复杂 的问题。 在染色工艺中，世界上有4 8 ( 1 9 9 8 年) 的活性染料用于竭染染色。 对于染色工作者来说，选择正确的三元色体系【2 5 2 6 1 是一个至关重要的 工作。三元色为三个独立的颜色，这三元色中的任意一元色都不能有 另外两种元色混合而成，而其他色泽可由这三元色按一定比例相混而 成。竭染选用染料应该考虑以下一些因素：匀染性、重现性和相容性、 固色率和固色效率、坚牢度、易洗除性、色泽鲜艳、染色工艺简单和 东华大学硕士论文活性染料竭染染色的配伍性研究 容易控制。在实际生产中，常常因为染色条件不同，依靠染料生产厂 家提供的资料来选择染料组合并不能达到预期的效果。为了达到快速、 高效筛选三元色，改善染色性能，比较染料上述性质，一些染料公司 对染色性能进行了量化，量化主要参数包括染料的直接性、反应速率、 固色率等。 1 2 1 染色特征值。删 活性染料的竭染染色工艺通常采用在近中性条件下吸附上染，待达 到吸附平衡，再加碱剂，达到固色目的，这样可获得高固色率及良好 的匀染和透染效果。其染色特征值可反映在上染和固色曲线上，如图 2 。上染百分率始终高于固色百分率，因为在固色的同时，部分染料发 生水解，部分水解染料也吸附在纤维上。 t o ：，于蠹劬畴肺的时间 1 5 0 ：加鳓舌达l l 鼹终固警 爿撕需自鲥何 s ：未自嘟嘞喵时，第欢吲奸r 镆话的e 柒瘁 e ：加喊后，第二次e 染逆童i m 高的e 染率 r ：加嗍苛色1 0 分钟后的固色率 f ：昂终固色率 图2 活性染料的染色特征值 东华大学硕士论文 活性染料竭染染色的配伍性研究 1 2 1 1s 和e 值 s 值( s u b s t a n t i v i t yv a l u e ) 是反映了染料对纤维的亲和性即直 接性的大小。活性染料在未加碱，只加盐时对纤维的上染，通常称第 一次上染，他基本上是一个吸附过程，吸附和解吸同时存在，染料很 少和纤维反应固色。它的上染率决定于染料吸附速度和解吸速度之差。 最后上染接近或达到平衡，上染率高低决定于染料的直接性或亲和力。 活性染料染到一定时间后需要加碱剂，提高染浴p h 值，加快 染料和纤维的固色反应。加碱后，被共价健结合的染料不能解吸下来， 因此打破了吸附平衡，染浴中的活性染料又会上染纤维( 吸附速度大 于解吸速度) ，这阶段的上染成为第二次上染。第二次上染程度达到最 高上染率称为e 值。 染料的s 值过高、过低都是不利的。在染浅色时，第一次上染 率通常较高，其染浴中留下的可上染纤维的染料就少，这意味着第二 次上染率很低，因此，第一次上染率的高低和吸附均匀性，对最终上 染率的高低和匀染程度关系密切，要严格控制，尽量达到均匀上染。 中深色品种的第一次上染率相对较低些，第二次上染率相对较高，因 此，第一次和第二次上染对匀染都很重要。第二次上染程度可以从e s 差值求得，不同染料其值不同，拼色时，应选用差值相近的染料拼色。 1 2 1 2t s o ( 或r ) 和f 值 t 价r 及f 则反映了染料的反应性。活性染料的固色速度、固 色程度决定于染料的反应性和固色效率。实际染色时，为了简便的求 得染料的固色速度，通常用达到最后固色率一半所需的时间t 5 0 或 1 0 m i n 的固色率r 来表示，其值越高，表示固色速度快，反之慢。最 后固色率f 不仅决定于固色速度，更决定于固色效率，因为在固色的 同时，染料还发生水解反应。固色效率高，e f 差值就小，被吸附上 纤维的染料反应固着的就越多。 染料的t 5 0 或r 值还和染色条件有关，包括染料浓度、温度、 碱剂和电解质用量等因素。因此，t 5 0 或r 值也会影响染色匀染程度 和透染程度。f 值的高低还直接关系到颜色的深浅和染料的利用率， ， 东华大学硕士论文活性染科竭染染色的配伍性研究 影响f 值的因素也有许多。所以在选用染料时，也要注意活性染料的 t 5 0 ( 线r ) 和f 值。 1 2 1 3 活性染料的移染1 | 生、匀染性和m i 、l d f 值 染料豹移染瞧善先决定予染料的结构，但也和染料的浓度、染 色温度和电解质浓度有关。染料浓度低，移染性差，反之较好。染料 确定菇，合邋控裁拥盐鹩速度释耀量j 常重要。染色温度离，移絷性 好，加入某些助剂可改善移染效果。因此在第一次上染阶段合理控制 染色条件，提高移染性对匀染有利。 染料的移染性可用移染指数m i 值表示，它可以从第一次上染 织物对未染色织物在染色条件下( 不加染料) 的移染率或颜色深度求 得。 m i = ( q i q 2 ) 1 0 0 式中：q t 为移染织物颜色深度；q ：必被移染织物颜色深度。 染料匀染性主要决定于染料的直接性，直接性高的染料吸附快， 不易解吸，匀染性麓。在活性染料未和纤维形成共价健结合时，可以 发生移染，移染性好，匀染性也好。对溪性染料来说，匀染性不单决 定于第一次上染，第二次上染也有很大影响，而第二次上染的e 值又 嗣热碱国色速度及程度有关。匀染因子l d f 馕不仅和m i 餐有关，氇 和s 和e 有关，关系如下： l d f = ( s e ) o 上染曲线与固色越线间的面积也是匀染参数之一，面积愈大即移 染能力愈大，则其染料移染性愈好，匀染性愈好。 1 2 。2 活性染攀 三嚣色的簿选 竭染用活性染料的染色特征值是作为是否可以成为三元色的最厦 要的攒标，裰据活髓染料染色特 芷趋线( 上染率释固色率益线) 及其 被量化的染色特征值，现柯很多种方法融成为不同种活性染料三元色 的筛选标准，但其都存在一些缺陷。现介绍如下。 1 2 。2 i 传统鲸筛选方法【3 1 作为三元色，染料的相容性应较好，要求各个染料的s e r f 值 东华大学_ 颟士论文活性染料竭染染色的配伍性研究 较接近。一般认为s 值藕差2 0 以上的染料拼用时，困相容性较差， 放使重现性也变得锻差。备染料的染色特征曲线走势也相近。拼用染 料染色性能对温度、p h 等因素的敏感性也应相近，所以最好选用相同 类别的活性染料。这藏是传统的筛选标准。 此种筛选原则可以反映不同活性染料的染色特性，但其比较时不 够壹躐和简便。焉盥裰多溺静活性染瓣麓染色特征缀榴近，无法明确 的选出最好的搭配。 1 2 2 2 活性染料的配伍迸予r c m 值法 2 1 , 2 7 活性染料的配伍因子r c m 值( r e a c t i v ed y ec o m p a t i b i l i t y m a t r i x ) ，包括：s ( 一次吸尽率) ，m i ( 一次吸尽阶段的染料移染指数， m i g r a t i o n i n d e x ) ，l d f ( 添嘉羹碱麓二次吸尽对染辩黪匀染因素，l e v e l d y e i n gf a c t o r ) 及t s o ( 碱存在下染料最终固着率的一半固耩时问) 。 受控染色豹蓥磴是合理选瘸染纯料，魏了使“第一次正确”生产率得 到提高，染料的配伍因子一般确定在下示范围： ( 1 ) 在中性电解质中的s 值为7 0 8 0 ： ( 2 ) m i 值 9 0 ； ( 3 ) l d f 值 7 0 t 5 0 t o m i n 在拼色时，染料的s 值应相近，m i 傻相近和大于9 0 ，l d f 值相 近和大于7 0 ，k 。也应稆近，选用这样的染料有良好的重现性和稳定 性，容易达到“第一次正确”生产。 因不同染料的染色特征值会因染色条件的改变、原料的不同、生 产厂家酶不圈等因素数影响孬不裁褥到期望的较高窝较好的傻，嚣无 法实施此方法。而且也不够简便和亩观。 l 。2 。2 3 二维坐标辘图法0 9 , 2 8 1 取染色特征值中的半固着时间t 5 0 为横坐标，一次吸尽率s 值 为纵坐标，以不同三元色缀合中的各染料所确定的点为三角形的三个 顶点作三角形。相容性好的三元色其具巍相近的t 5 。缓和s 傻，所以 其各自确定的点间躐越近越好。如图3 。 东华大学硕士论文 活性染料竭染染色的配伍性研究 图3 二维坐标轴图法示图 从图3 中我们可以看到，s u m i f i xs u p r a 三元色比s u m i f i x 三 元色相容性好，所以s u m i f i x s u p r a 三元色配伍性好。以同样的方法也 可以比较同类型染料的不同三元色组合。 此种方法虽有比前两种有较好的直观性，但其所取的两个染色 特征值并不能反映染料的所有的染色特性，不够科学。 1 2 2 4 新方法的介绍【2 4 1 综合以上方法的缺陷及优势，本论文介绍了一种既具有直观性 又具有科学性的三元色筛选方法。其详细介绍及应用见3 4 。 1 3 电脑配色 普通采用的配色过程首先依指定色泽深浅度、设备和工艺的情况 等按上述要求选择染料。其次是在实验室配色( 打小样) 2 9 - 3 0 ，以选 择的染料对规定的织物，在规定的染色条件下进行染色，使染出的色 泽与指定的色泽相同( 用目光评定) ，得到小样的染色处方；然后根据 小样的处方与大样处方的关系，将小样处方换算成大样处方，并进行 大样试验。 国内在仪器配色的理论和系统的研究领域中处于相当落后的状 态，至今许多生产单位的颜色质量控制和配方预测过程主要靠配色人 东华大学硕士论文活性染料竭染染色的配伍性研究 员的经验和目测判断，严重制约了我国颜色工业的发展。 国外在计算机测色与配色技术已经有较大的发展，相应的产品也 不断投放市场。美国的a p p l i e dc o l o rs y s t e m s 、英国的i n s t r u m e n t a l c o l o rs y s t e m s 和瑞士的d a t a c o l o r 是世界上三个最主要的色控仪器公 司( 这三家公司于1 9 9 1 年被瑞士一财团收购合并成现在的d a t a e o l o r i n t e m a t i o n a l ) 3 1 - 3 2 。 采用计算机自动测色与配色的工艺过程 3 1 - 3 4 】，可以大大提高劳动 生产率。它包括染料的定标着色、标准色样的测量、初始染料配方的 预测计算、初始配方的试染、配方修正、修正配方的染色等。其具体 应用见2 2 3 。 第二章实验部分 2 1 实验材料和仪器 2 1 1 实验材料 未丝光棉布 2 1 2 实验仪器 t e i t o l a b 染色机法国c o m e u r e g 公司制造 l a b o m a t 染色机瑞士造 光谱光度计d a t a c o l o rs f 6 0 0p l u s c t 瑞士造 电子天平 2 1 3 实验染化料( 由法国e u r l q u i m a s s o 公司提供) 2 1 3 1 含m c t m c t 活性基染料( p r o e i o n ) b r y e l l o wh e 4 r ( c i 活性黄8 4 ) y e l l o wh e s l b r r e d h e 7 b ( c i 活性红1 4 1 ) r e dh e 3 b ( c i 活性红1 2 0 ) n a v y b l u eh e r l 5 0 ( c i 活性蓝1 7 1 ) 2 1 3 2 含m c t v s 活性基染料( s u m i f i xs u p r a ) 1 1 东华大学硕士论文 活性染料竭染染色的配伍性研究 y e l l o w3 r f1 5 0 ( c i 活性黄1 4 5 ) b r r e d3 b f1 5 0 g r a n ( c i 活性红1 9 5 ) n a v y b l u eb f g r a n( c i 活性蓝2 2 2 ) 2 1 3 3 含v s 活性基染料( s u m i f i x ) y e l l o wg r1 5 0 r e d b b1 5 0 b l a c kb1 5 0 ( c i 活性黑5 ) 2 1 3 4 化学药剂 纯碱( 化学纯) ，n a c l ( 化学纯) 2 2 实验方法 2 2 1t e i n t o l a b 染色机上染色 2 2 1 1t e i n t o l a b 染色机的介绍 t e i n t o l a b 染色机是由法国c o m e u r e g 公司生产的，主要有三 部分组成：计算机，控制器，染色机m i n i f l o w 。 其操作步骤如下： 在染色机m i n i f l o w 中引入空白染浴( 如活性染料染棉时，可 先加水和盐) 测量染浴 在染色机m i n i f l o w 中引入染料溶液 测量染浴 根据在计算机中编辑好的染色工艺开始染色 工艺结束后在染色机中紧接着水洗 他的工作原理是比较法。在染色开始前，选定两个参照标准：一 个对应与空白染浴( 即不加染料) 设上染百分率为1 0 0 ；另一个对 应于加染料之后的染浴，设上染百分率为o 。当这两个标准测定后， 就开始整个染色工艺过程。在整个染色工艺过程中，t e i n t o l a b 染 色机每隔1 5 秒测量一次，通过与两个参照标准进行对比得出当前的上 染百分率并显示在计算机屏幕上，这样染色工作者就可以直接在电脑 东华大学硕士论文活性染料竭染染色的配伍性研究 屏幕上看到整个染色工艺过程中的上染百分率曲线。 t e i n t o l a b 染色机的测量方法是透射法，光通过四个过滤器：红， 黄，绿，蓝。在图4 的三角形中可以看到每一种颜色的互补色。 每一种颜色对应的过滤器如下： 蓝色：过滤器f 1 和f 2 红色：过滤器f 3 和f 4 黄色：过滤器f 4 绿色：过滤器f 1 ( 和f 4 ) 例如染蓝色，可在计算机屏幕上得到两条有效曲线，分别由过滤 器f 1 和f 2 测量得到。所以当计算上染百分率时应该取两个过滤器所 得值的平均值。 蓝f 4 红f 1 绿f 3 图4 互补色三角形示意图 2 2 1 2 染色工艺 所加的染色助剂盐和碱均制成水溶液。碱的加入是以每分钟1 2 毫 升的速度由染色机自动线性方式加入。染色浴比为1 ：2 0 ，染色工艺 参照染料生产厂家推荐的工艺，染色工艺及工艺参数如图5 。 东华大学硕士论文 活性染料竭染染色的配伍性研究 2 0 0 c | r 2 。c6 0 r a i n 1 4 。c m z 2 中协 未丝光棉布：6 9 纯一：2 0 g ，l 染料：2 ( o w f ) 盐：5 0 9 l ( n a c l l m c t m c t 活性基染料：t i = 3 ，t 2 = 8 5 m c t n s 活性基染料：t i = 2 ，t 2 = 6 0 v s 活性基染料：t i = i 5 ，1 2 = 5 0 图5 不同活性染料在t e i n t o l a b 染色机上的染色工艺 2 2 2l a b o m a t 染色机上染色 2 2 2 1 染色工艺及工艺条件 所有的染色都在染色机l a b o m a t ( 瑞士造) 上进行，此染色机 配有1 2 个不锈钢染色圆柱筒管，注射加碱的最高温度为6 0 0 c 。不能在 8 0 叫加碱，所以m c t m c t 活性基染料l a b o m a t 染色机上的染色工 艺与t e i n t o l a b 染色机上的不一样。染色浴比为1 ：2 0 ，染色工艺 及染色的其它条件见图6 。皂洗工艺见图7 ，皂洗也在染色机l a b o m a t 上皂煮。 东华大学硕士论文活性染料竭染染色的配伍性研究 拟： 棉布：6 9 m c t m c t 活性基染料：2 ( o w 0 盐：5 0 9 a ( n a c i 、 棉布：6 9 m c t v s 活性基染料( t _ 0 。c ) 和 v s 活性基染料( t = 5 0 。c ) ： 2 f o w 0 盐：5 0 9 l ( n a c l l 图6 不同活性染料在染色机l a b o m a t 的染色工艺 2 0 - 2 2 0 c 十 洗涤剂t a n a t e r g el f n ：l g l 浴比：i ：4 0 图7 皂洗工艺曲线 2 2 2 2 上染率的测定方法 配制与染色工艺相同条件的染浴，从染料浓度2 ( o w f ) 开始， 以0 2 ( o w f ) 的间隔递减，配制不同浓度的标准染浴。所有的染浴 都在光谱光度计d a t a c o l o rs f 6 0 0p l u s c t 上测量，标准测光光源 d 6 5 1 0 。然后以染料浓度为2 ( o w f ) 染浴为参照标准，取c i e l a b 系统中的表观染色深度的d l * 值为纵坐标，染料浓度为横坐标，作出一 东华大学硕士论文活性染料竭染染色的配伍性研究 条工作曲线。然后在光谱光度计上测染色后的残液染浴，以染料浓度 2 ( o w f ) 的标准染浴为参照对象，得到残液染浴的d l * 值，在工作 曲线上找出其相对应的染料浓度d 。，见图8 。根据公式( 1 ) 可求 的上染百分率e 。 e = ( 1 - d 1 ，2 ) + 1 0 0 ( 1 ) 加盐染浴或加盐和碱染浴的工作曲线 图8 在工作曲线上标出残液染料浓度的示意图 要注意的是，因为染料溶液的颜色要受一些化学药剂的影响，所 以在作工作曲线时，需作两条工作曲线：一条工作曲线适用于只加盐 染色时的残液染浴，另一条适用于加盐和碱时染色的残液染浴。 2 2 2 3 固色率的测定方法 每隔一定时间取出一个染色简管，立即取出样品在自来水中冲 洗1 0 分钟，用脱水机脱水并在室温中晾干，取二分之一的样布即3 9 的棉布，再在l a b o m a t 的染色机上皂煮。皂煮工艺如图7 。 首先配制与皂洗工艺条件相同的标准皂洗浴，加入染料，以 0 2 ( o w f ) 的染料浓度梯度，以2 ( o w 0 染料浓度的皂洗浴为参照标 准，皂洗浴都在光谱光度计d a t a c o l o rs f 6 0 0p l u s c t 上测量，同样取 c i e l a b 系统中的d l * 值为纵坐标，染料浓度为横坐标，作出一条皂洗 工作曲线。然后在光谱光度计上测量皂煮后的皂洗浴，同样以2 f o w 0 东华大学硕士论文活性染料竭染染色的配伍性研究 染料浓度的皂洗浴为参照标准，得出其d l * 值，在皂洗工作曲线上找 出其对应的染料浓度d 2 ，见图9 。 加皂洗剂皂洗浴的工作曲线 染料浓度 图9 在皂洗工作曲线上标出皂洗浴染料浓度的示意图 然后根