染整工艺原理全册配套完整课件2

1、染整工艺原理全册配套染整工艺原理全册配套完整课件完整课件2染整工艺原理（染整工艺原理（） l 染色基本理论 6 学时l 直接染料染色 6 学时l 酸性染料染色 6 学时l 活性染料染色 9 学时l 分散染料染色 6 学时l 还原及暂溶性还原染料染色 6 学时l 阳离子染料染色 6 学时l 多组分纤维织物染色 3 学时二二. .课程主要内容课程主要内容 48 48 学时学时课程要求课程要求l 掌握掌握各类染料染色原理及工艺 按要求进行工艺设计 （染料、助剂、pH值、温度及设备选择）l 了解了解常见病疵特征、产生原因、预防及改善或解决方法l 了解了解多组分织物(交织或混纺)染色原理与工艺三三. .

2、课程要求与参考书课程要求与参考书参考资料参考资料l 染整工艺原理、染整工程、染整工艺学l 丝绸、印染、毛纺科技、染整技术、纺织学报等期刊期刊l Textile Research Journal, Coloration Technology, Textile Asial 平时考核平时考核 30 %课堂讨论及提问作业纪律及考勤记笔记记笔记l 期末考核期末考核 70 % 思考题70%以上；名词解释、填空、问答四四. .考核考核 1、染色定义染色定义 染料与纤维形成物理或化学结合，在织物上形成均匀均匀的具有一定坚牢度一定坚牢度的色泽色泽的加工过程。染料化学染料化学纤维化学与物理纤维化学与物理染色物理化

3、学染色物理化学助剂化学助剂化学染整工艺实验染整工艺实验五五. .染色概述染色概述符合指定颜色符合指定颜色 小样大样制定工艺配方（成本低、工艺简单）良好的匀染性良好的匀染性 指染料在织物表面及纤维内部的均匀分布工艺来解决工艺来解决一定的坚牢度一定的坚牢度（符合客户的要求） 皂洗、日晒牢度：取决于染料、染色工艺、固色等 渐进色渐进色 吊吊 染染2 2、染色牢度、染色牢度定义 染色产品在使用或染色以后的加工过程中，在各种外界因素的作用下，保持其原来色泽的能力种类及测试方法 有国家标准（仪器设备、测试及评价方法） 新的暂无标准水洗牢度皂洗牢度日晒牢度气候牢度汗渍牢度摩擦牢度（干、湿）干洗牢度升华牢度海

4、水牢度氯漂牢度氯水牢度黄变牢度汗光牢度氯水牢度氯水牢度有效氯浓度50 mg/L、100 mg/L -游泳衣20 mg/L -海滩毛巾、外袍白色或浅色锦纶织物长时间储存储存或运输运输包装材料PE中的BHT（2，6-二叔丁基对甲酚-防止光老化）在贮存过程迁移到被包装的织物上，与空气中的氮氧化物（NOx）发生化学反应产生黄变。BHT黄变黄变影响因素影响因素染料选择染色工艺固色处理皂洗牢度-丝绸3 3、染色方法、染色方法浸染轧染冷轧堆认识实习看到了哪些？u浸染浸染 织物浸渍在染液中，使染料上染纤维的染色方法。间隙式生产，效率较低、劳动强度大；适用于小批量、多品种加工；浴比适用于散纤维、纱线、针织物等；

5、保持染液与被染物的相对运动保证匀染性散纤维染色机散纤维染色机散毛、棉花、腈纶等绞绞纱纱染染色色机机 筒子纱染色机筒子纱染色机筒子纱染色机筒子纱染色机成衣染色机成衣染色机 织物染色织物染色绳状染色绳状染色平幅染色平幅染色绳绳状状染染色色机机卷染机卷染机卷染机卷染机特点特点 织物平幅织物平幅 张力较大张力较大 浴比浴比小小绳状染色机绳状染色机浴比大浴比大 匀染性较好 染料利用率较低 能耗大，废水多能耗大，废水多特点特点 织物绳状织物绳状 张力较小张力较小 浴比浴比大大染色浓度用对纤维质量的百分比染色浓度用对纤维质量的百分比(o.w.f.)(o.w.f.)表示；表示； 助剂用量用助剂用量用o.w.f

6、.o.w.f.或或g/Lg/L表示。表示。方向：小浴比染色方向：小浴比染色节能减排节能减排拉缸染色机拉缸染色机降低张力、减少挤压降低张力、减少挤压溢流染色机溢流染色机 （0型） 喷射溢流染色机喷射溢流染色机（J型） 浴比浴比1:1015 气流染色气流染色l 棉织物浴比1:4l 染涤纶织物浴比1:2 可节省染料 50%； 节省工业用水及减排污水 60% 节约蒸汽 30%； 20世纪70年代末，德国Then公司提出了气流染色机的概念，最先研制气流代替液流输送织物的喷射染色机。采用空气动力学原理将高压鼓风机产生的高速气流注入喷嘴，另一管路向喷嘴注入染液相遇混合形成雾状液滴带动织物运行同时使染液与织物

7、短时间内充分接触，达到均匀染色。高速气流高速气流相遇混合形成雾状液滴带动织物运行同时使染液与织物短时间内充分接触，均匀染色高压鼓风机 经轴染色经轴染色l 染色浴比110左右l 基本解决左右色差、灰伤经轴染色机经轴染色机工作原理比较工作原理比较普通染色设备： 卷染机、绳状染色机：染色时染液不动，织物运动；J型机：染液与织物同时运动 由于织物运动时与设备内壁摩擦，或织物与织物之间 摩擦，在高温下极易产生灰伤；星形架染色织物不动，需整体上下升降，使染液与织物产生摩擦；染色是开放式的，故桶体上下染液温度产生差异，也易造成织物的灰伤和色差。u 轧染轧染 定义定义织物在染液中经过短暂的浸渍后，用轧辊轧压将

8、染液挤入纤维内部，并除去多余染液，使染料均匀分布在织物上，并通过汽蒸或焙烘使染料与纤维发生固着，最后皂煮、水洗去除纤维表面浮色。工艺流程：浸轧工艺流程：浸轧予烘予烘焙烘（汽蒸）焙烘（汽蒸）水洗水洗 轧染特点轧染特点连续化生产效率高，适合大批量生产张力较大 适用机织物轧液率（轧余率、带液率）轧液率（轧余率、带液率）织物上所带染液质量占干布质量的百分率；染料浓度：轧染时染料和助剂均以克/升（g/L）表示；染料泳移：织物在浸轧染液后的烘干过程中染料随水分的移动而移动。轧染轧染减少泳移减少泳移浸轧均匀烘干均匀工艺配方 匀染性控制匀染性控制浸染浸染控制上染速率控制上染速率染料助剂pH值与温度相对运动连续

9、染色机连续染色机冷轧堆染色 织物浸轧浸轧含有活性染料、碱剂的染液后，在室温室温下打卷堆堆置置一定时间，使染料完成吸附、扩散、固着的工艺。u染料发展染料发展天然染料天然染料合成染料（合成染料（PerkinPerkin） 4 4、染色技术发展、染色技术发展 - -生态染色与清洁生产u生态染色生态染色染色过程不使用有害物质尽少排放有害物质染色产品不含有害物质 Oeko-Tex100 生态纺织品染料染料 23种致癌芳香胺 100多种可能致癌染料 27种致敏染料1、 4-氨基联苯2、 联苯胺3、 4-氯-2-甲基苯胺4、 2-萘胺5、 邻氨基偶氮甲苯6、 2-氨基-4-硝基甲苯7、 对氯苯胺8、 2,4

10、-二氨基苯甲醚9、 4，4-二氨基二苯甲烷10、3，3-二氯联苯胺11、3，3-二甲氧基联苯胺2 23 3种致癌芳香胺种致癌芳香胺12、 3，3-二甲基联苯胺13、 3，3-二甲基-4，4-二氨基二苯甲烷14、 2-甲氧基-5-甲基苯胺15、 3，3-二氯-4，4-二氨基二苯甲烷16、 4，4-二氨基二苯醚17、 4，4-二氨基二苯硫醚18、 邻甲苯胺7、对氯苯胺19、 2,4-二氨基甲苯20、 2，4，5-三甲基苯胺21、 2-氨基苯甲醚22、 2,4-二甲基苯胺23、 2,6-二甲基苯胺u致敏性分散染料致敏性分散染料 共27种，其中分散染料26种，酸性染料酸性染料1 1种种： 分散黄1、分

11、散黄3、分散黄9、分散黄39、分散黄49 分散橙1、分散橙3、分散橙13、分散橙37、分散橙76、 分散红1、分散红11、分散红15、分散红17、 分散蓝1、分散蓝3、分散蓝7、分散蓝26、分散蓝35、 分散蓝85、分散蓝102、分散蓝106、分散蓝124、 分散棕1、分散黑1、分散黑2。 酸性黑酸性黑4848 染整助剂染整助剂APEO（烷基酚聚氧乙烯醚） 30 mg/kg 环境激素：类似雌性激素作用，能危害人体正常激素分泌的化学物质； PFOS（全氟辛烷磺酸盐）（全氟辛烷磺酸盐） 卤系阻燃剂等1010种重金属离子种重金属离子 锑、铜、砷、铅、镉、铬、钴、镍、汞、铬（六价）pH值 （4.07.

12、5）甲醛有害物质来自何方？如何预防？有害物质来自何方？如何预防？甲醛甲醛 A类纺织品：婴幼儿类20mgkg B类纺织品：直接接触皮肤类75mgkg C类纺织品：非直接接触皮肤类和室内装饰类300mgkg国家纺织产品基本安全技术规范国家纺织产品基本安全技术规范 GB 18401-2003 GB 18401-20032005.12005.1正式实施正式实施 偶氮染料：检出限为20 mg/kg 色牢度 A B C 水洗牢度（变色、沾色 3 4 3 3 酸汗渍牢度（变色、沾色） 3 4 3 3 碱汗渍牢度（变色、沾色） 3 4 3 3 摩擦牢度 4 3 3 pH值 4.07.5； 4.07.5；4.0

13、9.0 甲醛（mg/kg） 20； 75； 300 异味 无GB 18401-2003 GB 18401-2003 染整加工特点染整加工特点水量大污染大加工100米织物4吨水年总耗水量： 302.97亿米 * 4吨/100 = 12 亿吨水节约节约水资源、循环利用循环利用水资源、减少污染 清洁生产清洁生产-少用水、少排污水少用水、少排污水办法中水回用,注意成本节水或无水染色工艺缩短工艺流程开发新的水资源-海水淡化2012年02月10日 07:50 浙江在线新闻网站千岛湖是旅游胜地，更是浙江重要饮用水源地 中央财政拿出3亿元，无条件划拨安徽，用于新安江治理。 3年后，若两省交界处的新安江水质变好

14、了，浙江再给安徽1亿元；若水质变差，安徽给浙江1亿元；若水质没有变化，则双方互不补偿。新安江水电站新安江水电站 新安江水库淹没了85座山，形成了大小岛屿1078座，称为“千岛湖” “十一五十一五”单位国内生产总值能耗降低单位国内生产总值能耗降低20%20%左右左右 工业和信息化部向社会公布了18个行业淘汰落后产能名单，涉及企业2087家；全国印染31亿米，浙江任务20亿米，占65%； 实际21.44亿米， 占69% ；绍兴县40家印染企业，淘汰落后产能约7.1亿米 20102010年淘汰落后产能（能耗大）年淘汰落后产能（能耗大）SO3NaSO3NaNH2OHNNNOCH3CH3ONSO3NaS

15、O3NaNH2OHABCDE问题1 判断下列染料 HNOOHNOO如果衣服在洗涤前浸泡时不慎发生了沾色如果衣服在洗涤前浸泡时不慎发生了沾色怎么办？怎么办？问题问题2 2剥色与回修！剥色与回修！真丝剥色、涤纶剥色真丝剥色、涤纶剥色pptppt加加5 5分？分？u结构分类结构分类偶氮结构蒽醌结构三芳甲烷结构OONH2NH2OHOHCSO3NaOSO3NaN=NN=NSO3Na纤维素纤维纤维素纤维染色用染料? 应用情况？问题问题3 3 活性染料 还原染料 D直接混纺染料 直接染料 硫化染料蛋白质纤维蛋白质纤维染色用染料？应用情况？问题问题4 4 真丝 活性染料 中性染料 酸性染料 直接染料 羊毛 活

16、性染料 中性染料 酸性媒染染料 直接染料合成纤维染色合成纤维染色涤纶锦纶腈纶芳纶氨纶问题问题5 5 PLA PTT PBT T400鸡毛鲜花木片（木材）竹子石头黄鱼豌豆（蒜泥）染发问题问题6 6鸡毛染色鸡毛染色天价天价“七彩玫瑰七彩玫瑰”亮相情人节亮相情人节 荷兰进口千元一束荷兰进口千元一束花商揭秘花商揭秘 在花茎不同部位注射不同颜色和剂量的鲜花染色剂鲜花染色剂，控制每个花瓣的颜色，最终呈现出绚丽的彩色花瓣。花瓣不会褪色、掉落。彩色玫瑰的形成原理彩色玫瑰的形成原理-仍然是仍然是一个不可公开的商业机密。一个不可公开的商业机密。 来自人民网来自人民网 2011年02月12日17:11 售价每枝高达

17、售价每枝高达8080180180元元蓝色妖姬蓝色妖姬 花商揭秘花商揭秘极少有自然生长的蓝色玫瑰花，现在市场上出售的“蓝色妖姬”都是人工染色后的产物，主要产自昆明、广州及南京周边地区。 加工方法：白玫瑰快到成熟期时，将其切下来放进盛有着色剂着色剂的容器里染色。 普通木片（如杨木）仿真染色（仿高档红木），普通木片（如杨木）仿真染色（仿高档红木），满足普通百姓之需求。满足普通百姓之需求。毛竹染色毛竹染色 10年树木； 毛竹一般45年成熟， 周期短，代替木材有利于保护生态环境。石头染色石头染色 崂山石崂山石中国黑中国黑-大理石大理石2008年年08月月01日日 09:12:21 浙江在线新闻网站浙江在

18、线新闻网站 金灿灿的小黄鱼金灿灿的小黄鱼 商贩介绍商贩介绍 把把“黄子黄子”撒点到水盆里，倒进水，整盆水都会变成黄色，然后把撒点到水盆里，倒进水，整盆水都会变成黄色，然后把黄鱼浸到里面，过一小会捞起来，黄色就被染上了。黄鱼浸到里面，过一小会捞起来，黄色就被染上了。 合成染料不可食用，对身体有害合成染料不可食用，对身体有害蒜香豆蒜香豆-太绿，不能吃！太绿，不能吃！ 染染 发发 染发使人精神染发使人精神 年轻人追求美年轻人追求美各种彩色各种彩色 大多数染发剂含对苯二胺，致癌大多数染发剂含对苯二胺，致癌 要健康要健康 or or 美丽美丽? ?第二章第二章 染色基本理论染色基本理论染色热力学染色热力

19、学染色动力学染色动力学 染料能否上染 可能达到的程度（染色平衡） 染色达到平衡的快慢，即上染速率染色工艺参数：染料浓度、染色助剂、电解质、温度、pH值、浴比及染色设备本节主要内容本节主要内容染料上染过程染料染料在水溶液中的状态纤维纤维在水溶液中的电化学性质促染与缓染染色热力学基础染色动力学基础2-1 2-1 染料上染过程染料上染过程一、上染过程一、上染过程 u上染上染 染料舍染液而向纤维转移并将纤维染透的过程。 分四个阶段u 上染过程上染过程1-1-染料随染液流动染料随染液流动 2-2-通过扩散边界层通过扩散边界层3-3-被纤维表面吸附被纤维表面吸附 4-4-向纤维内部扩散向纤维内部扩散1 1

20、、染料随染液流动靠近纤维界面、染料随染液流动靠近纤维界面离纤维表面越近，染液流速越低；紧靠纤维表面，流速几乎0；动力学边界层动力学边界层 染液流速从染液本体到纤维表面降低的区域； 扩散边界层扩散边界层 当染液流速低于某一限度后，染料主要依靠自身的扩散到达纤维表面，这个液层，称之；扩散边界层是动力学边界层的一部分，厚度为1/10； 2、染料通过纤维表面的扩散边界层向纤维表面扩染料通过纤维表面的扩散边界层向纤维表面扩散散扩散动力：浓度梯度扩散方向：染液本体纤维表面染液循环慢，流速低扩散边界层厚度扩散速率流速不一致扩散速率有差异 染色不匀3、染料分子被纤维表面吸附染料分子被纤维表面吸附 当染料离纤维

21、表面足够近时染料分子或离子迅速被纤维表面所吸附并与纤维分子间发生氢键、范德华或库仑引力结合。4、染料向纤维内部扩散并固着在纤维内部染料向纤维内部扩散并固着在纤维内部 染料吸附到纤维表面后，在纤维内外形成一个染料浓度差促使染料向纤维内部扩散并固着在纤维内部。 靠近纤维界面靠近纤维界面 通过扩散边界层通过扩散边界层 染料分子被纤维表面吸附染料分子被纤维表面吸附 向纤维内部扩散向纤维内部扩散二、上染速率曲线及吸附等温线二、上染速率曲线及吸附等温线u 几个概念几个概念上染率上染率 吸附吸附到纤维上染料与染色开始时投入的染料总量之比；上染速率上染速率 表示染料上染的快慢，通常以达到平衡上染百分率所需时间

22、 来表示；半染时间半染时间t t1/21/2 达到平衡上染率一半所需要的时间； 恒温恒温上染速率上染速率 升温升温上染速率上染速率u 上染速率曲线及其类型上染速率曲线及其类型 恒温恒温上染速率曲线及上染速率曲线及特征特征与实际情况不符 升温上染速率曲线及特征升温上染速率曲线及特征温度危险区温度危险区与工厂实际情况符合？u上染过程中温度控制上染过程中温度控制 温度控制温度控制 保证一定的上染速率保证一定的上染速率始染温度低升温速率保温降温u吸附等温线吸附等温线定义定义在恒定温度下染色达到平衡时染料在纤维上和染液间的分配关系类型类型 N型、L型、F型三、染料上染的可逆性（吸附、解吸）三、染料上染的

23、可逆性（吸附、解吸） V吸吸 = k吸吸 【D】S,t V解解 = k解解 【D】f,t 染色初期：染色初期：吸附速率大，解吸速率0进行中 染色平衡：染色平衡： V吸吸 = V解解 k吸吸 【D】S,t = k解解 【D】f,t【D】f,t / 【D】S,t = k吸吸 / k解解 = K-分配系数、直接性2-2 2-2 染料在水溶液中的状态染料在水溶液中的状态染料状态染料状态溶解或分散聚集与上染关系与上染关系 单离子、单分子染料可上染 聚集度大的染料不能上染一、染料电离与溶解一、染料电离与溶解染料电离与溶解染料电离与溶解 阴离子染料阴离子染料 DSO3Na DSO3 + Na+DOSO3Na

24、 DOSO3 + Na+DCOONaDCOO +Na+ 阳离子染料阳离子染料 DX D+ + X 非离子染料非离子染料 DOH DNH2溶解度溶解度及影响因素及影响因素染料分子中水溶性基团类型及数量有关染料浓度增加溶解度降低；温度升高溶解度增加；中性电解质染料溶解度降低；加入助溶剂溶解度增加，如尿素等化料时一定溶解，否则色点化料时一定溶解，否则色点数码印花用染料？数码印花用染料？二、染料聚集二、染料聚集聚集反应聚集反应（以阴离子型染料为例）离子状态离子状态 NaD = D- + Na+离子胶束离子胶束 nD- = (Dn)n- （n个染料阴离子聚集成离子胶束）胶核胶核 nNaD = (NaD)

25、n （n个染料分子聚集成胶核胶核，比例较少） (NaD)n +mD- = (NaD)n mDm- (NaD)n 吸附部分染料离子形成胶粒胶粒 (Dn )n- + m Na+ = (Dn ) m Na+(m-n) （离子胶束和m个Na+ 结合，所占比例较大）聚集原因及方式聚集原因及方式染料分子间引力（疏水部分）片状或球状聚集后果聚集后果 轻：导致上染率下降，染料浪费；重：引起色点、色块、色渍等病疵。聚集优点？聚集优点？适度的聚集有利于降低上染速率匀染性 上染率影响小影响染料聚集因素影响染料聚集因素染料结构染料结构染料分子结构愈复杂，分子量大，芳环共平面性越强，水溶性基团越少，聚集程度越高；亲水性

26、基团在染料分子中间不易聚集；中性电解质中性电解质 染液中电解质浓度越高，染料越易聚集。食盐浓度对直接天蓝食盐浓度对直接天蓝FFFF聚集度的影响聚集度的影响表面活性剂（阴离子染料为例）表面活性剂（阴离子染料为例）异种电荷：聚集度大同种电荷：聚集度小，如雷米帮A不带电荷：一定程度的聚集度， 如平平加O,注意用量 0.5克/升温度温度 染液温度升高染料聚集度pHpH值值 pH值降到一定程度后某些染料聚集程度急剧增高，甚至引起沉淀三、染料的分散三、染料的分散分散染料分散分散染料分散分散剂吸附在染料表面带有负电荷、相互排斥而稳定；含量约占染料总量1/21/3常用分散剂NNO（萘磺酸甲醛缩合物甲醛缩合物、

27、100 ）MF （甲基萘磺酸甲醛缩合物甲醛缩合物、130 ）CNF（苄基萘磺酸甲醛缩合物甲醛缩合物、130 ）木质素磺酸钠（150）分散体系稳定性及影响因素分散体系稳定性及影响因素染料颗粒大小 与分散剂有关温度提高稳定性下降染料浓度高、升温快、循环快稳定性下降染液中钙离子、镁离子以及中性电解质稳定性下降2-3 2-3 纤维在水溶液中的状态纤维在水溶液中的状态纤维的吸湿溶胀电化学性质及其对染色的影响纤维横向溶胀（）纵向溶胀（）直径面积棉202340421.1麻2021400.37粘胶纤维3565672.77羊毛14.825261.22蚕丝16.318.7191.31.6锦纶锦纶1.92.61.6

28、3.22.76.91 1、纤维吸湿、纤维吸湿溶溶胀及各向异性？胀及各向异性？一、纤维的吸湿溶胀一、纤维的吸湿溶胀常用纤维吸湿膨胀表常用纤维吸湿膨胀表2、纤维微隙大小纤维微隙大小干粘胶5（干粘胶薄膜不能被乙醇、苯透过） 溶胀后20-30（100）干羊毛6 （不能被丙醇透过） 溶胀后40染料分子大小染料分子大小直接染料15-20酸性染料10-15对染色影响？对染色影响？3 3、影响微隙因素、影响微隙因素 与无定形区含量有关，多则上染率高与无定形区含量有关，多则上染率高纤维微结构 粘胶棉 丝光棉棉 纤维吸湿性温度助剂：膨胀剂-低温染色的基础。pH 值1、纤维在水溶液中的带电现象纤维在水溶液中的带电现

29、象 纺织纤维在中性水溶液中带负电荷纺织纤维在中性水溶液中带负电荷 对阴离子染料产生较大斥力上染率 食盐等促染食盐等促染 对阳离子染料产生较大引力上染速率匀染性 食盐等缓染食盐等缓染 二、电化学性质及其对染色的影响二、电化学性质及其对染色的影响2 2、纤维电性判断及原因、纤维电性判断及原因纤维分子结构（电离基团）等电点（pI）苛恩法则 所有纺织纤维在所有纺织纤维在pH 7pH 7中性条件下带负电荷中性条件下带负电荷 任何接触两相：介电常数小者带负电，大者带正电极性基团电离纤维表面优先吸附OH-水分子在纤维表面定向吸附3 3、双电层、双电层反离子浓度随离子与界面距离同性离子浓度随离子与界面距离纤维

30、带负电荷为了使体系保持电中性纤维表面附近的溶液内聚集大量反离子（与纤维表面电荷相反的离子）。=0 0e e-kx-kx0-纤维表面电位- 溶液中X处电位双电层：双电层：纤维对外部反离子的吸附有吸附层与扩散层吸附层吸附层 部分反离子被纤维表面强烈吸附；与纤维表面不发生相对位移；扩散层扩散层 吸附层以外部分，发生相对位移4 4、界面动电现象和动电层电位、界面动电现象和动电层电位在外力作用下，扩散层和吸附层之间相对运动的现象称为界面动电现象界面动电现象。扩散层和吸附层之间形成的双电层又称为动电层动电层。吸附层和扩散层之间发生相对运动而产生的电位差，称为动电层电位，或动电层电位，或电位电位。纤维动电层

31、电位（mV）纤维动电层电位（mV）棉-40 -50涤纶-95羊毛-40腈纶-81蚕丝-20维纶-114-125锦纶6-59-66丙纶-140-150常见纤维的动电层电位（常见纤维的动电层电位（pH 7）注意事项注意事项 不是纤维表面真正电位，电位与0不同；一般情况下符号相同，0绝对值大；5、影响影响电位因素电位因素与纤维有关溶液pH值有关pH值 电位电位负值电离吸附OH-与电解质有关与电解质有关浓度很低时， 电位负值 可能是电解质阴离子优先被吸附可能是电解质阴离子优先被吸附浓度 电位负值电解质阳离子被纤维表面吸附电位负值与电荷数有关 +3 +2 +1同价，离子半径大，水合能小易被吸附电位负值阴

32、离子对电位影响较小6 6、纤维、纤维ZetaZeta与染色与染色影响染料上染纤维影响染料上染纤维静电斥力阻止染料上染纤维静电引力（分子引力）促使染料上染纤维力大小与距离有关静电斥引力与距离平方成反比分子间引力（氢键、范德华力）与距离的六次方成反比 阴离子染料上染过程中： 染料分子先受到斥力染料分子先受到斥力 染料分子热运动，瞬间具备较高的动能 克服斥力进一步接近纤维表面 当染料与纤维表面距离足够近时，引力起主导作用 当染料与纤维带同号电荷斥力 电位越大斥力上染越不容易 当染料与纤维带异号电荷 引力 电位越大引力上染速率太快色花有办法吗？7 7、促染和缓染（元明粉或食盐）促染和缓染（元明粉或食盐

33、）促染促染：促进染色上染率 染料与纤维带同种电荷时缓染缓染：延缓上染速率匀染性 染料与纤维带异种电荷时 关键问题：关键问题：分析染料和纤维带电荷状况染料带电状况纤维带电状况典型染料食盐作用分析典型染料食盐作用分析直接染料阳离子染料酸性染料 促染机理促染机理（直接染料为例） Na+被纤维表面吸附双电层变薄 电位斥力Na+浓度差降低，有利于Na+上染纤维增加染液中染料活度，提高染料的平衡吸附量，从而 提高上染百分率缓染机理缓染机理（阳离子染料为例） DCOONaCOOCOODNa腈纶腈纶腈纶DCOOHCOOCOOHD腈纶腈纶腈纶2011年4、关于元明粉在染色过程中的作用，请回答下列问题：17分1）

34、简述直接染料染色纤维素纤维时元明粉的作用及其原理，并 分析其作用大小与哪些因素有关。2）简述阳离子染料染色腈纶纤维时元明粉的作用及其原理。3）分散/活性染料高温高压法一浴二步法染色涤/棉织物，元明 粉对染色结果有何影响？2-4 2-4 染色热力学基础染色热力学基础解决问题解决问题热力学第一、第二定律为基础,研究染色平衡时化学位的变化染色平衡时染料在纤维与溶液中的分配要求：基本概念、吸附等温线类型及应用1 1、化学位、化学位：偏摩尔自由焓，表示一、化学位、亲和力和直接性一、化学位、亲和力和直接性jnPTinG,jnPTsissnG,jnPTfiffnG,-自由焓对染料量的变化率加入无限小量的染料

35、n摩尔，每摩尔染料所引起的染液自由焓Gs的变化。无限小量染料n摩尔上染纤维，每摩尔染料转移所引起染色纤维自由焓Gf的变化。染料上染纤维条件： s f根据化学位高低，判断染色能否进行2、染色亲和力（、染色亲和力（-0）染料对纤维的染色标准亲和力亲和力染色亲和力亲和力亲和力亲和力 纤维上染料标准化学位与染液中染料标准化学位之差的负值。 -0 =RT lnaf/as 式中：af：纤维上染料活度 as： 染液中染料活度 推导如下推导如下染色过程，染料化学位高(染液)低（纤维）转移 s 、 f sssaRT ln0fffaRTln0sffsffssaaRTaRTaRTlnlnln0000 染色平衡时fs

36、sffsaaRT ln0000令令3 3、直接性、直接性：笼统表示染料的上染能力无严格定义平衡上染百分率表示；平衡上染百分率二、吸附等温线及其意义二、吸附等温线及其意义定义定义 在恒温条件下，染色达到平衡时，纤维上染料浓度与染液中染料浓度的关系曲线。图图2-5 2-5 吸附等温线吸附等温线 类型类型1 1、分配型吸附等温线（、分配型吸附等温线（N N型）型）纤维上染料浓度与染液中染料浓度之比为常数;K为分配系数分散染料染涤纶、锦纶 KDDsf吸附等温线，得到以下信息： 分配系数K染色饱和值计算染色标准亲和力 KDDSf分散染料吸附等温线分散染料吸附等温线-0 = RT ln af/as2、郎格

37、谬尔、郎格谬尔(Langmuir)型吸附等温线（型吸附等温线（L型）型）DsDf饱和值【Sf】；特定位置-染座；一个染座吸附一个染料；互不干扰；单分子层吸附；离子键结合者，如强酸性染料染羊毛、阳离子染料染腈纶ffsfSSDkD111)(1ffsfDSDKdtDdffDKdtDd2染料吸附速率染料吸附速率染料解吸速率染料解吸速率推导吸附关系式推导吸附关系式fffsDKDSDK)(21KKK21ffsfSSDkD111染色平衡时染色平衡时sfsfDK1SDKD= 作图作图2-17得得SfDsDf，增加速率越来越慢；多分子层吸附；离子型染料以范德华力、氢键与纤维结合且染液中有电解质存在，如直接染料、

38、还原染料隐色体染纤维素纤维；3 3、弗莱因德利胥、弗莱因德利胥(Freundlich)(Freundlich)吸附等温线（吸附等温线（F F）型）型 Df=KDsn式中： K常数 n常数（0 n 0放热： H0 染料分子扩散动力：浓度梯度影响扩散因素影响扩散因素纤维微结构及微隙 结晶度、取向度、皮芯层等染料分子结构及聚集度染料与纤维直接性染料浓度梯度染色温度 增加染料分子动能，克服阻力 RTTeDD0RTEDDT0lnlnArrhenius 公式公式四、扩散模型四、扩散模型孔道扩散模型 亲水性纤维自由体积扩散模型 疏水性纤维孔道扩散模型孔道扩散模型纤维溶胀后产生许许多多曲折相连的小孔道；染色时

39、染料通过这些孔道扩散进入纤维内部；扩散过程中存在吸附与解吸；孔道中游离状态的染料与吸附状态的染料呈动态平衡；自由体积扩散模型自由体积扩散模型自由体积 指纤维大分子总体积中没有被分子链占据的那部分空间，它以微小的孔穴形式散布在纤维中。自由体积扩散模型 指合成纤维染色时，染料分子吸附在大分子链上； 大于玻璃化温度以后，大分子链段发生绕动，原来微小的孔穴合并成较大的孔穴，染料分子沿着这些不断变化的孔穴，逐个“跳跃”扩散进入纤维。)()(lgggTTTTBTTADDgWLF方程方程五、匀染和移染五、匀染和移染匀染：染料在织物表面与纤维内部的均匀分布匀染：染料在织物表面与纤维内部的均匀分布移染：已经吸附

40、到纤维上染料通过解吸作用重新上染移染：已经吸附到纤维上染料通过解吸作用重新上染匀染方式匀染方式缓染及其原理移染及其原理界面移染界面移染全过程移染全过程移染影响匀染性因素影响匀染性因素被染物性质前处理工艺及均匀性染色工艺思考题思考题P471、2、3、4、5、6、8、9 第第3 3章章 直接染料染色直接染料染色主要内容：主要内容：二色性概念温度效应及其原因盐效应及其原因染色工艺及配方固色3-1 3-1 绪论绪论一一. .直接染料定义直接染料定义分子中含有SO3Na、COONa 的水溶性阴离子染料，染色时无需媒染剂就能直接上染纤维素纤维。直接 相对于媒染染料而言 第一个合成染料英国人W.H.Perk

41、in于1856年发明， 苯胺紫-碱性染料第一个直接染料为刚果红，在1884年由Bottiger合成。NNH2SO3NaNNNNH2SO3Na第一个合成染料？ 第一个直接染料？二二. . 应用特点应用特点 使用方便 价格便宜 色谱齐全 湿牢度不理想,3级 低档纤维素产品三三. .商品分类商品分类 直接 直接耐晒 直接铜盐 直接重氮 D型直接混纺 上染率 130100 pH范围广（3.59） 少量食盐就能促染 对涤纶沾色少 牢度较好-日本花药Kayacelon C型染料D型直接混纺染料四.禁用染料多 直接染料涉及7种芳香胺,染料总数占一半以上。 1994年，欧盟禁用染料总数146个，直接染料占84

42、个。 联苯胺联苯胺 3 3，3 3，- -二甲氧基联苯胺二甲氧基联苯胺 3 3，3 3，- -二甲基联苯胺二甲基联苯胺 3 3，3 3，- -二氯联苯胺二氯联苯胺 邻甲苯胺邻甲苯胺 2-2-氨基苯甲醚氨基苯甲醚 2- 2-甲氧基甲氧基-5-5-甲基苯胺甲基苯胺NH2H2NOCH3H3COCH3H3CClClNH2CH3OCH3NH2NH2OCH3CH3直接染料涉及直接染料涉及7 7种芳香胺种芳香胺 3-2 3-2 直接染料对纤维素染色原理及性能直接染料对纤维素染色原理及性能 一一. .直接染料结构特点直接染料结构特点分子中含水溶性基团分子为直线型，共轭双键数量多分子中芳香环共平面性好分子中有许

43、多形成氢键基团，而且可以旋转到分子同一侧NNH2SO3NaNNNNH2SO3Na1.氢键学说l纤维素大分子为直线型，含有大量羟基； 直接染料也是直线型，含有大量可形成氢键基团， 如-OH,NH2,-N=N-二二. .染色原理染色原理l纤维素恒等周期为10.3（纤维素二糖的单位长度）；大多直接染料上可形成氢键基团之间距离10.8。2.2.范德华力学说范德华力学说 进一步研究后发现：l有些直接染料，间距不是10.3，即氢键很少，但仍 然很好上染纤维素;l染料与纤维直接性随芳香环增加而增加;3.3.有一定的二色性有一定的二色性 二色性常数：用一定波长的偏振光照射染色纤维时， 与纤维轴平行方向与垂直方

44、向的吸收强度之比值。 物理意义： 表示染料在纤维中取向程度： = 1 ：杂乱无章 1 ：染料分子取向与基本纤维轴平行 ：染料分子取向完全与纤维轴平行4.直接染料染色吸附：符合Freundlich型吸附等温线扩散：遵循孔道扩散模型 好 较差 较差 差 较好 较好 不明显 盐效应染料 温度效应染料 染淡色 染中、浓色 染中、浓色三三. .染料分类（按染色性能分，染料分类（按染色性能分，SDCSDC） A类（匀染） B类（盐效应）C类（温度效应）移染性湿牢度食盐作用适用情况1.1.移染性移染性l什么叫移染性？与什么因素有关系？已经吸附到纤维上的染料从纤维上解吸下来，又重新上染纤维的性能。 与结构有关

45、 直接性大移染性差A类染料分子结构比较简单，分子量小。B类、C类染料则染料分子结构比较复杂。与染色关系？2.2.湿牢度湿牢度l与染料直接性大小有关分子结构复杂、分子量大者直接性大 湿牢度较好分子结构简单，则相反l与染色工艺有关3.3.食盐起食盐起促染促染作用作用 染料与纤维带同种电荷 四四. .盐效应盐效应食盐促染作用原理 P59 纤维/水界面附近的离子分布和电位示意Na+被纤维表面吸附双电层变薄 电位斥力Na+浓度差降低，有利于Na+上染纤维； 增加了染液本体中Na+浓度 盐效应示意图增加染液中的染料活度（ ）提高染料的平衡吸附量，从而提高平衡上染百分率。 SZZSsDNaa影响盐效应因素分

46、析 2rqqfDf 染料结构 纤维电荷根据库仑定律 若QD一定， QF越大染料上染纤维斥力上染率 纤维素与氧化纤维素 粘胶纤维与铜氨纤维 若QF一定， QD越大，染料上染纤维斥力上染率 即不加食盐时上染率较低 加食盐后上染率，盐效应大A 类：食盐促染不明显 推测结构B 类：盐效应染料 推测结构SO3NaSO3NaNH2OHNNNOCH3CH3ONSO3NaSO3NaNH2OHHOCOONaNNNNNNH2H2NNSO3Na直接黄棕直接黄棕D3GD3G 直接天蓝直接天蓝FFFF 比较食盐促染作用（盐效应）比较食盐促染作用（盐效应） 大小大小五五. .温度效应及其应用温度效应及其应用1.温度效应-

47、上染率随温度而变化2.影响温度效应因素 上染温度高低 与染料度聚集有关 与染料结构有关染料聚集度较小扩散性能好 低温低温下达到染色平衡 温度温度提高，上染率反而下降 染料聚集度较大扩散性能较差低温下不能上染纤维。 染色温度提高染色温度提高纤维溶胀微隙 染料聚集度 染料与纤维之间亲合力 上染率C 类：温度效应染料 推断结构？O2NNNNSO3NaSO3NaNNNOHSO3NaSO3NaNNH3CNHCONHNNSO3NaSO3Na直接耐晒黄RS 直接墨绿B 直接耐晒黄RS 、墨绿B分子大小相差不多直接耐晒黄RS-SO3Na比例大染料聚集度扩散性能 低温下达到染色平衡 温度，上染率直接墨绿B-SO

48、3Na比例小染料聚集度扩散性能低温 下上染率较低 染色温度提高纤维溶胀微隙 染料分子解聚，分子动能增加； 染料与纤维之间直接性 上染率 3.3.温度效应应用温度效应应用直接染料分类直接染料分类 按染色温度高低，把直接染料分低温、中温、高温型三类 低温型低温型：最高上染温度小于70 如耐晒黄RS、黄5G、桃红 12B。 中温型：中温型：在70-80之间上染率最高。如直接耐晒黄6GS、金 黄S、桔黄F3G、青莲N等。 高温型：高温型：在90-100之间上染率最高。如：直接翠蓝GL等。应用应用 拼色应选同类染料，即高温-高温，低温-低温。 如：染鲜艳果绿色：黄色：直接耐晒黄RS、低温型蓝色：直接耐晒

49、翠蓝GL、高温型 在整个染色过程中，织物色光始终会变化。(图)若用卷染机染色，T T 边边 T60120 mg/m3)甲醛，可导致肺炎、肺水肿，支气管痉挛、甚至呼吸循环衰竭致死。 室内装饰用人造板材及用人造板制造的家具； 含有甲醛成分的其他装饰材料，比如白乳胶、泡沫塑 料、油漆和涂料等； 室内装饰纺织品、包括床上用品、墙布、墙纸、化纤地 毯、窗帘和布艺家具； 烟叶和燃料不完全燃烧，香烟主流烟雾中甲醛平均质量浓 度为212 mg/m3，侧流烟雾为1858 mg/m3。去除方法 室内养花 在24 h照明条件下， 芦荟能去除90%甲醛； 龙舌兰能去除50%甲醛； 吊兰能去除86%甲醛。u NF-1

50、无甲醛固色剂 环氧氯丙烷与二乙烯三胺、双氰胺缩合而成反应。以环氧氯丙烷为原料与胺类（一甲胺、二甲胺、以环氧氯丙烷为原料与胺类（一甲胺、二甲胺、二乙烯三胺、己二胺等）、聚醚、羧酸、酰胺等反应而得二乙烯三胺、己二胺等）、聚醚、羧酸、酰胺等反应而得三.湿牢度检测与评价u测试方法GB/T3921-2008纺织品牢度试验耐洗色牢度u评价方法目测目测原样变色原样变色变色用灰色样卡（五级九档）白布沾色白布沾色沾色用灰色样卡（五级九档） 直观、方便主观性强、误差大 l仪器评定（色差）仪器评定（色差）参考文献参考文献: :1、宋钧才.漫谈色差评定. 中国纤检 2006（4）2、孔凡明等.色差的定量分析与色牢度仪

51、器评级的探讨.中国纤检 2004（11）u 色点色点l产生原因染料未充分溶解所致l措施注意化料方法加助溶剂3-5 3-5 常见染色疵病及其解决常见染色疵病及其解决u 色花（吸附不匀所致）色花（吸附不匀所致）l产生原因及措施产生原因及措施染料与助剂选用不合理 染料直接性太大 加促染剂太快、太多或不均匀 匀染剂性能与用量 pH值控制不当温度控制不当(始染温度、升温速率、降温)染机转速太慢织物在机内打结或停机时间过长 加消泡剂加消泡剂前处理不彻底、不均匀水质硬度高u 色差色差l产生原因及措施产生原因及措施缸差缸差染化料质量、称量差异工艺参数控制不一温度浴比水量、水质时间 盐和其他助剂用量不一 坏布及

52、前处理程度不一 同机色差同机色差 机内加热不匀 同机每匹布长短差异较大 加料不匀3-6 3-6 禁用直接染料及其代用禁用直接染料及其代用 一一. .禁用直接染料禁用直接染料1994.7.15，德国政府颁布了一条消费物品法令：任何偶氮染料若其偶氮基分解后释放出20种致癌芳香胺，则禁止使用。1995.1.1起禁止生产；1995.6.30起不准进入德国市场。 二十二种芳香胺如下二十二种芳香胺如下：（现在共24种）n属MAKA1的致癌芳香胺4种: 4-氨基联苯、联苯胺、4-氯-2-甲基苯胺、2-萘胺 n属MAKA2的致癌芳香胺18种: 4-氨基-3,2-二甲偶氮苯、2-氨基-4-硝基甲苯、2,4-二氨

53、基苯甲醚、4-氯苯胺、4，4-二氨基二苯甲烷、3，3-二氯联苯胺、3，3-二甲氧基联苯胺、3，3-二甲基联苯胺、3，3-二甲基-4，4-二氨基二苯甲烷、2-甲氧-5-基甲苯胺、4，4-亚甲-二(2-氯苯胺)、4，4-二氨基二苯醚、4，4-二氨基二苯硫醚、2-甲基苯胺、2,4-二氨基甲苯、2，4，5-三甲基苯胺、2-甲氧基苯胺、4-氨基偶氮苯 n 禁用染料在纺织品上允许限量为30ppm。n 1994年第三版染料索引中登录的染料结构分析，欧盟这些指令所涉及的禁用偶氮染料有146个；若按染料的应用类别划分： 禁用直接染料84个，禁用酸性染料29个、禁用分散染料9个、禁用碱性染料7个、禁用冰染色基5个

54、、禁用氧化色基1个，禁用媒染染料2个和禁用溶剂性染料9个。 禁用偶氮染料品种数约占世界全部偶氮染料染料品种数的78%，其产量约占世界全部偶氮染料产量的58%。 二二 代用直接染料代用直接染料 uN N型染料型染料uD D 型直接（混纺）染料型直接（混纺）染料 上染九厂，共11种；上海开腾染料化工有限公司 国外同类产品日本花药Kayacelon C型染料，13种） 1. 1.特点：特点：上染率 130100pH范围广（3.5-9）少量食盐就能促染对涤纶沾色少牢度较好2.2.工艺略工艺略u反应性直接染料反应性直接染料（直接交联染料） 瑞士Sandoz公司80年代首先推出，共12种，Indosol

55、SF型交联染料及配套助剂。n染色方法染色方法 先染色 后固色 固色剂含有活性基，能交联染料、纤维，特点：特点：都是Cu2+的络合染料。对纤维直接性大。铜离子的dsp2杂化轨道，正四方体平面结构，使染料分子共平面性增加，直接性增加。含有-NH2、-OH等基团能与固色剂反应，形成共价键结合。 本章小结：本章小结：1.二色性概念2.温度效应及其原因3.盐效应及其原因4.染色工艺及配方5.固色1、什么叫二色性常数？ 其物理意义是什么？2、直接染料染色常用匀染剂有哪些？ 其匀染作用原理是什么？并说明其离子类型。3、什么叫盐效应？ 举例说明盐效应大小与哪些因素有关？4、什么叫温度效应？直接染料染色时温度高

56、低与什么有关？举例说明。5、D型直接混纺染料有什么特点？6、写出固色剂Y固色工艺配方，并说明其固色作用原理。7、禁用直接染料涉及哪些芳香胺？8、第一个合成染料、第一个直接染料是什么？谁什么时候发明？9、什么叫色差？影响色差因素有哪些？1856年，英国皇家化学学院著名有机化学家霍夫曼院长的实 室里，18岁研究生W.H.Perkin正在合成（奎宁）实验:u金鸡纳霜（奎宁）是抗疟疾特效药u17世纪，秘鲁印地安人发现一种金鸡纳树的树皮能够治疗疟 疾，称之为生命之树u价格十分昂贵u 金鸡纳树为秘鲁共和国国树国树 u目前印度尼西亚产量占世界的92% 第一个合成染料第一个合成染料 18561856年英国人年

57、英国人W.H.PerkinW.H.Perkin发明发明 金鸡纳树皮含30多种生物碱，主要成分为奎宁、奎尼丁、辛可尼丁、辛可宁等。其中奎宁为抗疟特效药 分子式：C2OH24N2O2 分子量 ：324.41金鸡纳树金鸡纳树 u1692年冬，康熙康熙皇帝病了：冷时如入冰窖冰窖，热时似进烤炉；u太医用药后，高烧一直不退； u颁旨，命在广东广东传教的洪若翰洪若翰等两位神父神父星夜返京。u两位传教士说，皇上真有福气，刚刚收到从法国法国寄来一斤金鸡纳霜；u御医御医坚决反对皇帝服用西药：天下有什么药能比咱们的中药更保险，更有疗效？u康熙震怒：不让吃西药，中药又吃不好，你们说怎么办？u他毫不犹豫地喝了下去。高烧

58、终于退了；u康熙即刻向传教士们传旨，金鸡纳霜可以引进中国 康熙与金鸡纳霜康熙与金鸡纳霜 当时药物化学的理论和实验基础尚不够完善，人们还无法知道金鸡纳霜的准确分子结构，Perkin只能通过大量的实验来不断摸索；一天，他把重铬酸钾加到苯胺的硫酸盐中，结果烧瓶中出现了一种沥青状的黑色残渣，又失败了！考虑到这种焦黑状物质肯定是一种有机物，加入酒精来 清洗烧瓶。当酒精加入到了烧瓶之后，黑色物质被酒精溶解变成了 美丽夺目的紫色！ 苯胺紫Perkin去染棉布，染上颜色的棉布用水一洗就掉完了！又染羊毛和丝绸，发现比当时的各种植物染料的颜色 都鲜艳，放在肥皂水中搓洗也不褪色。这就是世界上第一个人工合成的化学染料

59、苯胺紫。1857年，Perkin在哈罗建立了世界上第一家生产苯胺 紫的染料厂，并因此成为世界巨富。合成染料从此逐渐取代天然染料化学家们纷纷进行有意识地探索和试验，蒽醌、偶 氮、酞菁、靛族、杂环等结构的合成染料不断问世；苯胺紫逐渐退出了历史舞台，但人们却不会忘记Perkin 对现代纺织印染业作出的伟大贡献2011年9月，获得被誉为诺贝尔奖“风向标”的拉斯克奖。这是中国生物医学界迄今为止获得的世界级最高级大奖。 屠呦呦，女，1930年12月30日生，药学家，中国中医研究院终身研究员兼首席研究员，青蒿素研究开发中心主任。1980年聘为硕士生导师，2001年聘为博士生导师。多年从事中药和中西药结合研究

60、，突出贡献是创制新型抗疟药青蒿素和双氢青蒿素。1971年首先从黄花蒿中发现抗疟有效提取物，1972年又分离出新型结构的抗疟有效成分青蒿素，1979年获国家发明奖二等奖。2011年9月获得拉斯克临床医学奖，获奖理由是“因为发现青蒿素一种用于治疗疟疾的药物，挽救了全球特别是发展中国家的数百万人的生命。”第第4 4章章 酸性染料、酸性媒染染料酸性染料、酸性媒染染料 及酸性含媒染料染色及酸性含媒染料染色4-1 4-1 概述概述 一、定义一、定义能与某些金属媒染剂形成稳定螯合物螯合物的酸性染料。与金属媒染剂色牢度事先将某些金属离子引入酸性染料母体中，成为金属络合染料。借助于媒染剂媒染剂上染酸性染料媒染染