活性染料染色

1、第五章 活性染料染色,一、 概述 1、定义 结构中含活性基，能和纤维形成共价键结合的染料。 2、特点 （1）结构中含有水溶性基，能直接溶于水； （2）色泽鲜艳，色谱齐全； （3）使用方便，用途广泛； （4）湿牢度良好，耐晒、耐漂牢度较差； （5）价格适中,二、 活性染料的化学结构及分类,1、活性染料的化学结构 活性染料通式 ：W-D-B-R （1）活性基R：决定染料的反应性及染料与纤维键合稳定性。如，卤代均三嗪、-乙烯砜等。 （2）染料母体D：决定染料的亲和力、扩散性、颜色、耐晒牢度等。如，偶氮类、蒽醌类、酞菁类等。 （3）架桥基B：影响染料反应性及染料与纤维键合稳定性。亚氨基、甲亚氨基、甲酰

2、氨基等。 （4）水溶性基W：决定染料的水溶性。如，磺酸基、硫酸酯基等,二、 活性染料的化学结构及分类,2、活性染料的类型 （1）按活性基种类分,均三嗪类,活性染料,二氯均三嗪类,一氯均三嗪类,一氟均三嗪类,乙烯砜类,双活性基类,一氯均三嗪和乙烯砜类,两个一氯均三嗪类,卤代嘧啶类,三氯嘧啶类,二氟一氯嘧啶类,均三嗪类,结构通式,或,二氯均三嗪 如：X型 普施安MX （Procion MX,一氯均三嗪 如：K型 普施安H （Procion H,一氟均三嗪 如： Cibacron F,乙烯砜类,结构通式,乙烯砜,乙烯砜硫酸酯 如：KN型 雷玛索 （Remazol,乙烯砜硫酸酯在碱性条件下可转变为乙烯

3、砜,双活性基类,一氯均三嗪和乙烯砜硫酸酯,两个一氯均三嗪活性基,KE型 KP型 KD型 Procion Supra,M型、B型、EF型， Sumifix Supre Procion Supre,卤代嘧啶类,三氯嘧啶类,二氟一氯嘧啶类,如：Drimarne,如：F型、Drimarene R Levafix E-A 、Levafix p-A,二、 活性染料的化学结构及分类,2、活性染料的类型 （2）按固色条件分,三、活性染料的染色过程及固色机理,染色过程 上染固色后处理 1、上染 （1）上染特点 ：亲和力低、扩散性高、匀染性好、上染率较低、趋向上染平衡时间短。 （2）存在问题：染料利用率低。 （3

4、）解决措施：加入电解质促染； 进行低温染色； 采用小浴比染色,三、活性染料的染色过程及固色机理,2、固色 （1）定义 在一定的碱性和温度条件下，染料的活性基团与纤 维发生反应形成共价健结合（简称键合）而固着在 纤维上的过程。 （2）机理 亲核取代键合机理 亲核加成键合机理,亲核取代键合机理,均三嗪类、卤代嘧啶类活性染料均属此机理,亲核加成键合机理,乙烯砜型活性染料属于此机理,3）活性染料的水解反应 定义 活性染料与水中的氢氧根离子发生亲核取代反应或 亲核加成反应，生成水解活性染料，使其不能再和 纤维发生键合反应的过程。 键合与水解的比较 键合速率水解速率 理由： 染料在纤维中的浓度远大于染料在

5、溶液中的浓度 ； 纤维素负离子的浓度远大于水中氢氧根离子浓度； 纤维素负离子的亲核反应比氢氧根亲核性强,4）影响活性染料固色率的因素,染料的性质,染料的反应性,染料的亲和力,染料的扩散性,染色的条件,染色的pH值,染色的温度,电解质用量,染色的浴比,染料反应性的影响,活性染料的反应性越高，染料的固色速率越大， 水解速率也随之增大，但固色率不一定能提高。 影响染料反应性的因素 染料结构：如，活性基、染料母体、架桥基等。 凡能降低中心碳原子上电子云密度的因素，都能 提高染料的反应性。 染色条件：如，pH值、固色温度、电解质浓度等 凡提高pH值、固色温度、电解质浓度均能提高染 料的反应性,染料结构对

6、反应性的影响,染料亲和力的影响,染料的亲和力越大，染料的上染率越高，染料的 固色率也越高。 注意：当染料的亲和力过高时会因为染料的扩散性 差而影响染料的固色率，同时水解后沾附在纤维上 的染料也不易洗除,染料扩散性的影响,染料的扩散性越好，染料在纤维上的分布越均 匀，染料与纤维发生健合的几率越高，固色率越 高,染液pH的影响,染液pH越高，染液的碱性越强，越利于纤维素的离子化，纤维素负离子的浓度增加，纤维的溶胀增大，因此健合反应速率提高，固色率一般也将提高。 当pH值高于11时，随着染液中pH值的增高，染液中OH-比纤维中CellO-增加更快， CellO-/OH-的值减小，水解反应的比例将增加

7、，因此在活性染料固色时，过高的pH值也是不利的,固色温度影响,温度每升高10，反应速率可提高23倍。但由于水解反应速率提高得更快，所以染料水解比例将上升，固色率降低。 温度升高，平衡上染百分率将降低，固色率将降低。 宜根据染料的反应性选择合适的固色温度，使其在规定的时间内反应充分，获得较高的固色率,染色浴比的影响,染色浴比越小，上染率越高，固色率也越高。 染色浴比过小会影响染色的匀染性。 宜根据染料匀染性的好坏选择合适的浴比,电解质浓度的影响,染液中电解质浓度提高，纤维内相OH-随之提高，从而提高了纤维素的离子化，使CellO-提高，键合反应速度提高，从而提高固色率。 电解质促使被纤维吸附的染

8、料量升高，键合反应速度提高，从而提高固色率。 电解质浓度过高，会影响染料的溶解度，从而降低染料固色率。 宜根据色泽的浓度的要求选择合适的电解质浓度,5）固色时染料的上染,1、随染色进行，逐渐趋向于平衡。 2、加碱破坏平衡，染料继续上染。 3、上染染料不能全部固着，即有浮色,三、活性染料的染色过程及固色机理,3、后处理 （1）目的 洗除吸附在纤维上未与纤维结合的染料（浮色），保证染色产品的染色牢度和鲜艳度。 （2）工艺 水洗皂煮 水洗,四、活性染料的染色方法及其工艺,染色方法,浸染,卷染,轧染,轧卷堆染,一浴一步法,一浴两步法,二浴法,二浴法,一浴法,活性染料一浴两步法浸（卷）染工艺,1、工艺流

9、程 浸染：化料浸染固色水洗皂煮水洗 卷染：化料卷染固色水洗皂煮水洗上卷 2、工艺处方,染色液,浅 中 深,活性染料,1,13,3,食盐（g/L,1020,2030,3050,510,1020,2030,碱剂（g/L,固色液,皂煮液,皂粉（g/L,35,35,35,浴比,浸染：1：1020,卷染：1：35,活性染料一浴两步法浸（卷）染工艺,3、染色条件 染料类型 冷固型 中温型 热固型 染色 温度（） 2030 6080 9095 时间（min） 2030 3040 3040 或 （道） 46 68 68 固色 温度（） 2030 6080 9095 时间（min） 2030 3040 3040

10、 或 （道） 46 68 68 皂煮 温度（） 95100 时间（min） 1015,活性染料一浴两步法浸（卷）染工艺,4、操作注意事项 （1）织物染前应用温水充分润湿，否则影响上染率、色泽匀透性和鲜艳度； （2）染色需用软水，硬水中的金属离子会影响染料的溶解度、色泽的色光和牢度； （3）为保证头尾色泽一致，卷染时染料应分二次加入，食盐应溶解后分次加入； （4）化料采用调浆稀释法，水温应根据染料的稳定性和溶解性选择； （5）宜用中性皂煮，洗碱要尽，以防“风印,活性染料一浴法轧染工艺,1、工艺流程 浸轧染液烘干汽蒸或焙烘冷水洗2格7580热水 洗2格95以上皂洗4格8090水洗2格冷水洗1格 烘

11、干 2、染液处方及工艺条件 3、工艺说明 （1）尿素能助溶，并能使纤维吸湿溶胀，提高固色率； （2）防染盐S能防染料被还原而造成的色光改变； （3）防泳移剂可防染料泳移造成不匀，常用海藻酸钠糊； （4）为防头深，初开车需兑水冲淡，兑水率为5%15,工艺处方,活性染料二浴法轧染工艺,1、工艺流程及主要条件 浸轧染液烘干浸轧固色液汽蒸（100103，13min） 水洗皂洗水洗烘干 2、工艺处方 3、工艺说明 （1）为了提高固色率，可在染液中加少量弱碱； （2）固色液中宜用较强碱性的碱剂，以保证较短时间内完成 固色； （3）为防染料溶落，可在固色液中加入食盐和10%左右的染 液； （4）为防头深，初

12、开车需兑水冲淡，兑水率为5%20,工艺处方,活性染料轧卷堆染染色工艺,1、工艺流程 浸轧染液打卷后转动堆置后处理（水洗、皂煮、水洗） 烘干 2、染液处方及工艺条件 3、工艺说明 （1）为减少染料水解，染液和固色液分开化料，染色时通 过混合器计量混合加入； （2）轧槽溶积宜，以保证染液新鲜； （3）轧液率宜小，以防产生规律性深浅横档； （4）打卷要平整，布间无气泡，堆置时布卷要包塑料薄膜 密封，并缓缓转动,五、活性染料对新型纤维素纤维的染色,1、Tencel纤维活性染料染色 （1） Tencel纤维的特点 Tencel纤维具有近似涤纶的强力，黏胶纤维的柔和、吸湿，丝绸的悬垂、光泽； Tencel

13、纤维受外力作用会分裂成更细小的微纤 维，即原纤化，易在织物表面形成桃皮绒效果； Tencel纤维织物遇水易变硬，易擦伤、起皱,五、活性染料对新型纤维素纤维的染色,1、Tencel纤维活性染料染色 （2） Tencel纤维的染整加工工艺 工艺流程 烧毛退浆初级原纤化酶处理染色 （次级原纤化）脱水（抛松处理） 工艺说明 退浆、染色宜在平幅机上进行； 初级原纤化后酶处理可提高织物光洁度； 次级原纤化可使织物产生桃皮绒效果； 染色一般采用活性染料,五、活性染料对新型纤维素纤维的染色,2、Modal纤维活性染料染色 纤维特点：Modal纤维是一种环保型纤维素纤维。该 纤维柔软、顺滑，具有丝般的光泽和质感

14、，吸湿率 高，染色性好。 加工工序：坯布配缸前处理染色脱水烘干 加工说明：宜采用松式设备加工，以防折印,六 、活性染料染其他纤维,1、对羊毛的染色 （1）染色机理 活性基与蛋白质SH、NH2、OH形成共价键结合； 染料纤维的结合方式，随溶液pH值不同而不同，酸 性条件下离子键结合。近中性时，染料与纤维间通 过共价键结合。 （2）羊毛的染色性能 羊毛鳞片层结构，使染料在纤维中扩散较慢。容易 造成染色不匀。宜选用反应性较低，扩散性能好的 染料，或用羊毛纤维专用染料沸染,3）染色工艺 4050开始染色（溶解度低时可在7080开始染 色），然后逐步升温（11.5/min）至沸，沸染 3090min，染

15、后水洗和用合成洗涤剂中性洗涤。 （4）工艺说明 一般用HAc调染液pH为45（浅色66.5），促进 染料上染； 染色后期用氨水调pH值6.5 7，加速与纤维的的 反应，提高色牢度； 染浅中色时加缓染剂、匀染剂及控制升温等手段 提高匀染性,六 、活性染料染其他纤维,2、对蚕丝的染色 （1）蚕丝特点 蚕丝的反应性基团比羊毛少，没有鳞片层，耐碱性好于羊毛，不可能染成浓色。可在碱性（pH=89）条件下染色。 染色选用反应性稍强的X型活性染料。 （2）染色方法与特点 弱酸性染色：色泽浓艳，湿牢度低； 碱性染色：上染率、固色率低，湿牢度好； 中性染色：得色率低，湿牢度差,六 、活性染料染其他纤维,六 、活

16、性染料染其他纤维,2、对蚕丝的染色 （3）弱酸性染色工艺 在30的中性染液中开始染色，染2030min，逐 渐升温至98100，分两次加入所需醋酸（总量 为冰醋酸45mL/L），再染3040min，然后水 洗、合成洗涤剂洗、水洗,3、对锦纶的染色 （1）特点 上染率低，色泽鲜艳，牢度高，匀染性差。 （2）染色方法及工艺 中性染色：染液由染料、匀染剂组成。60始染， 20min至沸，沸染60min。 酸性染色：染液由染料、匀染剂、 HAc（调PH 为 4）组成。染色工艺同中性染色。 先酸后碱染色：在酸性染色液中沸染10 min后， 加Na2CO3调pH值1010.5，续染60min,六 、活性染

17、料染其他纤维,1、日晒牢度 活性染料的耐晒牢度总体不高； 影响活性染料耐晒牢度的主要因素： （1）染料母体结构：蒽醌、酞菁、金属络合类较高； （2）染色浓度：染色浓度大较高； （3）染料染色的匀染性：染色匀染性好较高； （4）染料的固色率：染料固色率高较高,七、活性染料的染色牢度,七、活性染料的染色牢度,2、耐洗牢度 活性染料耐洗牢度总体较高； 活性染料在中性浴中较在酸、碱浴中耐洗性高。 （1）染料-纤维结合键水解机理 DOCell + HOHDOH + HOCell DSO2CH2CH2 OCell + OH- DSO2CH2=CH2 DSO2CH2=CH2 + HO H DSO2CH2CH2 OH （2）不同类型染料的耐洗牢度 X、K型活性染料：耐碱性高于耐酸性； KN型活性染料：耐酸性高于耐碱性； 双活性染料：耐酸、碱性均较高,染料对pH值稳定性,3、耐氯漂牢度 活性染料总体耐氯漂牢度较低 ； 活性染料耐氯漂牢度主要受染料母体结构的影响