第四章_纺织品的染色鲁泰纺织工程

第四章纺织品染色，有机染料和颜料的概念。染料是有色的有机化合物，可以将纤维或其他基质染成某种颜色。颜料是不溶于其他水合介质的有机或无机有色化合物。主要区别在于，染料大多溶于水，或者通过在不同的应用条件下处理而变得可溶。颜料完全不溶，但物理上分散在水或有机溶剂中。染料通过物理或化学力与纤维直接结合。颜料需要通过聚合物粘合剂的作用附着在纤维上。应用范围不同，染料大多用于各种纤维的染色，少量用于食品、纸张和皮革的颜料主要用于油墨，其次是涂料和涂料行业。第二部分是染料化学的发展史，最早的书面记录是在公元前：年到公元前2600年使用染料。靛蓝和胭脂红可以用来染丝绸和棉布，也可以用来画眉毛、脸颊和口红。周朝有专职官员掌握染色技术，早期的科学书籍如天工开物都记载了染色技术。例如，马王堆墓出土的织物染料已被鉴定，主要是从含有靛蓝色素的植物和矿物中提取的天然染料(如失落的沙子)。有机合成染料的合成和应用只有100多年的历史。染料化学家认识到苯胺紫的工业生产是由威廉发明的。亨利伯金在1856年氧化苯胺合成某种化合物是染料工业的开端，后来发明的许多染料都是以苯胺为原料。18岁发明：28岁成为皇家学会成员！19世纪末，在凯库勒研究了苯胺的环状结构之后，染料的制造方法又迈出了一大步。后来，彼得和格里斯发明了偶氮化合物，直接促进了偶氮染料的出现，并很快使任意生产各种偶氮染料成为可能，约占所有染料的一半。德国的Badisch染料公司合成了人造靛蓝，这是合成天然染料的第一次工业成功。硫化染料是在维达尔制造出黑色染料后发明的。1897年博恩和施密特发明了酸性染料，这种染料染色后不易褪色，因此对羊毛染色很有帮助。20世纪初，Bohn发明了具有优异牢度的还原染料，如茚满蓝。1956年，合成染料发展的一个重要里程碑！发明了可以共价结合到纤维上的活性染料。事实上，许多老牌跨国化工企业都是从合成染料开始的，比如著名的拜耳公司和巴斯夫公司。侯、杨金宗和中国染料工业在过去的60年里取得了巨大的进步。我们掌握了从研发到生产和使用的所有环节，建立了健全的工业体系。作为世界上最大的纺织国家，我们的染料工业也发展成为世界上最大的。每年大量出口赚取大量外汇。然而，我们的问题也很严重。也就是说，染料行业大多以数量取胜，高档染料的生产和研发能力明显落后。要从一个染料大国变成一个染料大国，我们需要新一代的人做出更大的努力。(1)新型纤维和改性纤维的染色研究；(2)无毒、无污染染色的新型染料研究；(3)多功能纤维用染料的研究，如杀菌、光致变色、热致变色、阻燃、抗电磁波等。(4)提高现有染料的染色性能，实现环保染色；(5)新型染色方法和染色机的研究；(6)发明新的染色助剂；(7)非织造功能染料等的研究。，未来发展方向，靛蓝结构，硫化物染料，染料的分类和命名，染料的分类，按化学结构分类，偶氮染料，蒽醌染料，芳基甲烷染料，靛蓝染料，硫化物染料，酞菁染料，硝基和亚硝基染料，-N=N-，蒽醌结构，芳基甲烷结构，酞菁结构，按应用性能分类，直接染料，活性染料，还原染料，酸性染料，分散染料，不溶性偶氮染料，硫化物染料，缩聚染料，荧光增白剂，食用染料等。纤维素纤维，主要是棉纤维、羊毛和蚕丝、聚酯、尼龙等。阳离子染料，腈纶纤维，染料命名法，在染料生产发展之初，染料的种类并不丰富，经常直接用染料的颜色作为染料的名称，如孔雀石绿，品红，荧光黄等。在国外，为了垄断商品，制造商总是对染料品种的化学结构保密，所以每个品种都有自己的品牌名称。为了利润，即使相同结构的染料也有不同的名称，造成混乱。中国对染料采用了三阶段命名法。第一个阶段是冠，它表示根据应用方法或性质分类的染料名称。第二段是色标，表示染料颜色的名称。第三段是单词的结尾。拉丁字母表示染料的颜色光、形状、特殊性质和用途。根据染料产品的应用和性能分类，染料的冠层为酸性、中性、直接性、还原性、反应性、分散性、硫化性、阳离子性等。染料的色标采用30个颜色名称：浅黄色、黄色、深黄色、橙色、红色、红色、粉色、玫瑰色、品红色、红紫色、波尔多色、紫色、蓝绿色、湖蓝、亮蓝、深蓝、绿色、深绿色、黄棕色、红棕色、棕色、深棕色、橄榄色、橄榄绿、草绿、灰、黑色等。颜色和光泽的形容词是“嫩”、“亮”和“深”。染料命名法中的后缀表示以下颜色光和性能的字母：蓝色光、耐氯、稍暗、明亮、黄色光或绿色光。I-还原染色牢度，k-冷染色，l-较好的耐光牢度，m-混合，n-新，p-适合印刷，r-红，t-深，x-高浓度。活性艳红X-B、皇冠、色标、后缀、冷染料类型、蓝光、染料的商业加工、染料的商业化、合成后的染料大多以大块和晶体的形式存在，需要根据未来染整作业的要求进行粉碎、溶解、分散或稳定。在不出现新的染料前体的情况下，染料的商业化已经成为增加染料附加值的一个重要方面。分散染料：加入分散剂、扩散剂和润湿剂研磨成纳米颗粒直接染料：加入硫酸钠作为填料，加入碳酸钠调节可溶性酸性染料：加入硫酸钠作为填料，加入纯碱提高溶解度和染色牢度。在施用或加工过程中，纺织品上的染料受到各种因素的影响，在不同程度上保持原有颜色的性能称为染色牢度。染色牢度的大小直接关系到染料的产业化。评价普通染色牢度，日晒牢度只分为8个染色牢度等级，皂洗牢度分为5个等级，又称水洗牢度，汗渍牢度也分为5个等级，摩擦牢度也分为干摩擦牢度和湿摩擦牢度，这是分散染料升华牢度的两个指标。其他牢度的评定，在测试牢度时，染色样品应达到标准色深、影响染料染色牢度的因素、内在因素、外在因素、染料结构、染色纤维的种类、纤维上染料的状态、染料与纤维的结合状态、染色色深、染色后的处理、染色纤维的使用环境、染色指数、原英文名称染料索引 ColourIndex，简称染料索引，第三版收集了近万种染料品种和结构对于每种染料，列出其应用类别、色调、应用性能、各种牢度等级、在纺织品和其他领域的应用、化学结构、制备方法、发明表和相关数据源，以及不同的商品名称。在染料索引的后半部分中，“染料指数化学结构数”是根据化学结构对化学结构清晰的染料品种分别给出的，例如，C.I.18835是C.I .酸性黄25的化学结构数，C.I.22155是c.i .直接红13的化学结构数。因此，在染料索引中，除了化学结构不清楚的染料之外，每个染料品种都有两个数字。目前，各国的书籍、期刊和技术资料中广泛使用染料索引号来表示某种染料。外来染料的名称非常复杂。借用染料索引这两个数字，便于指明某一染料品种的结构、颜色、来源等内容，以供参考。活性红X-B，C.I .活性染料1，染色牢度是指在染色产品的使用过程中或后续加工过程中，在各种因素的作用下，纺织品上的染料能够在不同程度上保持其原有色泽的性能。如果保持原有的色泽较低，即容易褪色，色牢度较低，不易褪色的色牢度较高。染色牢度是衡量染色产品质量的重要指标之一。染色产品有不同的用途和对染色牢度的不同要求。例如，夏季服装面料应具有较高的耐洗耐汗色牢度，而汽车面料应具有良好的耐晒耐摩擦色牢度。4.1.2染色牢度-染色牢度的概念，染料在纤维上的染色牢度受到许多因素的影响：染料的化学结构、染料和纤维的结合状态、染料在纤维上的浓度、染料在纤维上的分布状态(例如，染料在纤维上的结晶形式、染料的分散或聚集程度等)。)，染色工艺，纤维的性能等。染料的化学结构：例如，以蒽醌和酞菁为基质结构的染料具有较好的耐晒牢度，而不同的偶氮染料具有不同的耐晒牢度，三芳基甲烷染料一般不耐晒。纤维上的染料浓度：同一种纤维上的同一种染料，低浓度的日晒牢度一般比高浓度的差，而摩擦牢度则相反。(2)影响染色牢度的因素染料与纤维的结合状态：如果直接染料、酸性染料等水溶性染料含有水溶性基团，染料与纤维之间的结合能较弱，则水洗牢度普遍较差，固色后处理的染色产品的水洗牢度可得到一定程度的提高。水溶性或水不溶性差的染料通常具有较高的耐洗色牢度。活性染料具有良好的耐洗色牢度，这是由于染料和纤维之间具有强键能的共价键。染色工艺：如活性染料水解、固色率不足、浮色过多、染色后水洗、皂煮不良等都会导致水洗牢度下降。色牢度一般根据染料在纺织品上受外界因素影响的性质进行分类，主要包括：耐光色牢度分为8个等级。一级是最低的。每个等级都有一个蓝色羊毛织物标准样品，用指定的染料染色至一定浓度。它们在特定条件下暴露在阳光下，褪色所需的曝光时间一步一步呈指数增长。这些标准被称为蓝色标准。测定样品的耐光牢度时，将样品和8个蓝色标准样品在相同的规定条件下曝晒，根据哪个标准样品相当于其褪色条件来评价耐光牢度。2、常见染色牢度及评价，皂洗牢度分为5个等级。5级最高，在规定条件下皂洗后颜色没有变化。一级是最低的，褪色是最严重的。测定样品的皂洗牢度时，应按规定的条件对样品进行皂洗(皂洗温度根据不同品种一般分为40、60和95三种类型)。冲洗和风干后，应通过与用于测量褪色程度的灰色标准样品卡(褪色样品卡)进行比较来评估样品。在测试过程中，样品和一块白布也可以缝合在一起，皂洗后，根据白布的染色程度和测量染色的灰色标准样品的比较来评价色牢度等级。等级5意味着白布不会染色，等级1是最严重的染色。g其他有：耐干热(升华)色牢度、耐氯漂白色牢度、耐气候色牢度、耐酸碱滴色牢度、耐有机溶剂色牢度、耐海水色牢度、耐烟熏色牢度等。色牢度一般也分为5个等级。标准浓度(深度)为了评估染料的染色牢度，在进行比较之前，染料应在纺织品上以规定的颜色浓度染色。由于颜色浓度不同，测得的牢度也不同。为了便于比较，样品应该染成一定浓度的颜色。主色各有一个特定的所谓标准浓度参考标准样品。该浓度被写成“1/1”染色浓度。一般来说，染料样本卡中的染色牢度标有“1/1”、“1/3”等染色浓度。“1/3”的浓度是“1/1”标准浓度的1/3。国际标准化组织(标准化组织)制定了有关纺织品使用的染色牢度测试方法和标准。各国还制定了相应的染色牢度国家标准AATCC标准(美国)、JIS标准(日本)、GB/T标准(中国)、企业标准FZ/T标准(中国纺织业)。测试纺织品牢度时，应根据适用范围选择标准。同时，应明确实施标准方法的原则、适用的设备和材料、实验样品的制备、操作方法和程序以及实验报告的要求。4.1.3基本染色理论，(1)染料在溶液中的状态，染料的离子化染料的溶解染料的分散染料的聚集，1)染料的离子化，离子染料在水溶液中的离子化，因此阴离子染料与染料基质上的电荷的离子化，直接染料、活性染料、酸性染料和可溶性还原染料与基质上的负电荷的离子化都属于这一类。D上的阴离子基团通常是磺酸基(SO3-)、硫酸根(OSO3-)、羧基(COO-)等。当染料放入水中时，染料的晶体结构由于水分子的极性作用而被破坏，染料可以以单分子状态与水结合而均匀分布在水中，这称为染料溶解。这个系统叫做染料溶液。总的来说，这是一个清晰透明的系统。染料的溶解度通常用每升水溶解的染料克数来表示。2.染料溶解，影响染料溶解度的因素染料结构：离子型染料溶解度高，分子型染料溶解度低相对分子质量大小：大，溶解度低酸碱度：有利于电离，有利于溶解温度：T增加，有利于溶解和添加尿素、表面活性剂等助溶剂等助剂，增加中性电解质的溶解度，降低溶解度。当染料放入水中时，染料的晶体结构不会被水分子的极性作用破坏，染料只能以晶体状态均匀分布在水中，这就是所谓的染料分散。这种体系被称为染料分散体或染料悬浮液。它通常是一个混浊和不透明的系统。染料的分散只能在分散剂的作用下进行，否则染料会由于染料的重力而沉降，系统会分层。3。染料的分散，影响分散(悬浮)稳定性的因素颗粒细化：C=O)。应用原则：纤维丝、纺织品、纺织品、印染、牛仔裤因其结实、耐用、休闲和粗犷的特点深受全世界人民的喜爱。使用的染料主要是硫染料和还原染料。还原染料的上染原理是还原染料的分子结构中没有水溶性基团。染料上染过程分为以下几个方面：(1)还原染料中的羰基被还原成酚羟基(无色酸)；(2)酚羟基形成酚盐(无色)并在碱性条件下溶于水；(3)无色体直接对纤维染色；(4)染色的无色体被氧化以恢复原始染料分子，失去水溶性，并形成附着在纤维上的湖。还原染料的结构特征：还原染料的分子结构中不能有水溶性基团；还原染料分子的稠环共轭体系应包含两个或多个羰基；染料的分子量应该足够大，以使其无色对纤维具有一定的直接性，并且染料分子应该优选具有一定的线性共面性。字符串靛蓝组结构：靛蓝，硫靛蓝。还原染料也被称为石林染料(还原染料在国外)。颜色鲜艳，色谱图完整，综合牢度优异，特别是耐日晒牢度和耐洗牢度。只有还原染料有一批耐日晒牢度高达7-8级的品种。它是目前各种商业染料中的高档染料。然而，这些染料的生产工艺复杂而漫长，要求原料和工艺条件高，总收率低，存在诸多“三废”问题。然而，许多优良品种不能被其他染料取代。特别是近年来，人们对棉花等天然纤维的需求使得还原染料仍有一定的地位。原料经过硫化、水解、缩合、重氮化、氰化、水解、环化和氧化八个步骤得到邻甲基苯胺。氧化还原反应，还原染料