第04章 活性染料染色.ppt

1、1,第一节 引言 第二节 活性染料与纤维素纤维的反应性 第三节 纤维素纤维纺织品的浸染工艺 第四节 纤维素纤维纺织品的连续轧染、轧卷 堆染色工艺 第五节 活性染料对蛋白质纤维及锦纶的染色 第六节 活性染料和纤维间共价键的稳定性 第七节 化学改性纤维素纤维的染色,第四章 活性染料染色,(Dyeing with Reactive Dyes),2,1、活性染料的定义。 2、活性染料的应用特点? 3、可染纤维的类型?,第一节 引言,在水中可溶，匀染性好; 染色方便，仿色容易; 颜色鲜艳度高，色谱全; 中性电解质用量大；,湿牢度好; 价格便宜; 基本不沾色； 固色率不高。,3,第二节 活性染料与纤维素纤

2、维的 反应性,1、活性染料与纤维素纤维的反应特征,纤维素纤维分子中存在着OH，在碱性条件下电离为O-，纤维素负离子可以和染料发生亲核取代或亲核加成反应。 纤维和染料的反应是一个多相反应（非均相），而水与染料的反应是一个均相反应。 染料和水反应后就失去和纤维反应的能力，因而染料和纤维反应时有染料和水的竞争反应。,4,迄今研究认为：卤代氮杂环类活性基团与纤维的反应属于这一类型。如国产X型（二氯均三嗪）、K型（一氯均三嗪）等：（耐碱）,一、亲核取代（SN2）反应历程 P.202-205.,5,二、亲核加成（EN2）反应历程,研究认为：乙烯砜类活性基团与纤维的反应属于这一类型。如国产KN型（-羟乙基砜

3、硫酸酯结构）等（耐酸）,6,2、活性染料和Cell-OH的反应优先于染料和水 反应的原因,染料对纤维有直接性，能对纤维发生吸附。 染液中纤维素负离子的浓度远大于氢氧根离子的浓度，则发生固色的染料多于水解的染料。 纤维素负离子的亲核性比OH-强，在与活性基团反应时，亲核性较大的Cell-O-将优先参与反应。 位阻的影响。因直接性吸附于纤维上的染料与水的作用比较困难。,7,1、染料的反应性及反应性比 2、染料的亲和力或直接性,四、影响固色反应速率及效率的因素,3、染料的扩散性,4、pH值 5、温度,6、时间 7、电解质 8、助剂(尿素、硫脲、双氰胺)或添加剂的影响,9、染料浓度和浴比 10、纤维的

4、结构和性质,8,第三节 纤维素纤维纺织品的浸染工艺,活性染料的反应性越强，反应速率越快，直接性越高，扩散性越低，匀染和透染性就越差；反之就较好。反应速率越快，扩散深度就越低。 纤维素纤维染色时，应在近中性上染，染料的吸附和解吸同时进行，通过移染可以提高吸附的均匀性，待达到或接近吸附平衡后再加碱剂固色。这样不但可以减少染料在染浴中水解的几率，提高固色率，而且还会获得良好的匀染及透染效果。,9,一、浸染主要工艺因素,主要有温度、固色碱剂、浴比、中性电解质的性质和用量以及助剂的选用等。,（一）染色及固色温度,（二）固色碱剂,（三）中性电解质,（四）浴比,（五）助剂,10,四、浸染工艺过程,浸染采用的

5、方法大致可以分为三种：两浴两阶段(两浴两步)、一浴两阶段(一浴两步)及全料一阶段工艺(一浴法) 。大多数纺织品主要采用一浴两阶段工艺。 卷染也属于浸染,适合小批量、多品种的生产,灵活性强,浴比小。宜选用直接性中等的染料。 前处理应充分、均匀，清洗宜干净。,11,五、水洗后处理(耗水耗能量大),目的是去除未固着的染料、水解染料、盐及碱，提高染色牢度，使染物pH接近中性。 活性染料的水洗过程一般包括冷水洗、热水洗、皂洗、热水洗、冷水洗等。,12,第四节 纤维素纤维纺织品的连续轧染、轧卷堆染色工艺,一、连续轧染工艺,连续轧染工艺主要有以下几种工艺方式： 浸轧(染料、碱剂)烘干汽蒸或焙烘； （一浴(相

6、)法） 浸轧(染料)烘干浸轧碱液汽蒸或焙烘； （两浴(相)法） 浸轧汽蒸。,（短湿蒸适宜毛巾布、天鹅绒等织物）,13,浸轧液的组成及作用：,染料、盐、碱剂； 渗透剂帮助染液渗透； 海藻酸钠糊防泳移剂，以减轻染料在浸轧后烘干时的泳移； 防染盐S(间硝基苯磺酸钠-弱氧化剂)可以防止活性染料在汽蒸时因受还原性物质或还原性气体的影响使结构破坏而使颜色变萎暗。 尿素助溶剂、吸湿剂、纤维膨化剂。,14,活性染料轧染时需注意的问题：,轧染易发生头尾色差。 产生原因及解决措施：染料对纤维的亲和力较高，染液不稳定、染料水解。选用直接性低的染料、开车冲稀、缩小轧槽容积、缩短染液交换时间。 活性染料轧染主要用于棉纤

7、维的染色，很少用于粘胶纤维。粘胶纤维湿强力差，不耐机械张力，同时又容易产生皱条，给色量也较低。 烘干方式常先采用红外线或热风预烘然后用烘筒烘干。 固色后要进行充分的水洗和皂洗。,15,将织物浸轧染液(染料、碱剂、助剂)后于一定温度打卷堆置，并不断地缓慢转动，使染料完成染色过程。最常用的为冷轧堆工艺（室温）。 设备简单，浴比小，能源消耗少，匀染性和重现性好，固色率较高，适用染料品种多，排放污水少，加工成本低，适宜小批量、多品种(疏松织物)的产品。但染色时间长。 带液率宜低。为缩短反应性低的染料堆置时间，可保温。 时间取决于染料反应性及碱剂的碱性和强弱。 一般X-8、M-12、K-24小时。,二、

8、轧卷堆染色工艺,16,第五节 活性染料对蛋白质纤维及 锦纶的染色,一、羊毛的染色 羊毛纤维中含有氨基、巯基(SH)和羟基，巯基反应性最强，羟基最弱，但氨基最多。 棉用活性染料和毛用活性染料。,卤代均三嗪类 乙烯砜类 二氟一氯嘧啶类 -溴代丙烯酰胺类 N甲基氨基乙磺酸衍生物,17,二、蚕丝的染色,蚕丝与活性染料反应的主要基团为酚羟基、氨基和醇羟基。得色较浅。 活性染料可以在弱碱性、中性或弱酸性条件下以浸染的方式上染和固着蚕丝。 宜采用多活性基的活性染料。,三、锦纶的染色,锦纶是热塑性合成纤维，亲水性较弱，在水中不易溶胀，且氨基含量低，不易获得深色。 在pH值低于等电点时，库仑引力结合，牢度差；在

9、等电点以上时，共价键结合，染色牢度较好。,18,第六节 活性染料和纤维间共价键 的稳定性,(一)碱性水解,1、酯键水解,19,2、醚键水解,在温和条件下，生成I式。在稍强碱性，生成II式。在更剧烈条件下，生成III式,存在互变异构，在碱性介质为烯醇式，在中性和酸性以酮式为主。,(碱性介质),(中性和酸性介质),C,20,(二)酸性水解,1、酯键水解,水解主要发生在染料和纤维的结合部分。,2、醚键水解,21,总之，活性染料与纤维素纤维形成的共价键含有乙烯砜活性基的易发生碱性水解（耐酸），含有二氯均三嗪活性基的易发生酸性水解（耐碱），而含有二氟一氯嘧啶类的在过硼酸盐存在下易发生共价键断裂。 活性染

10、料和蛋白质纤维反应的基团种类较多，其共价键的断键问题比纤维素的复杂。和氨基反应形成的键稳定性较高，而与羟基和巯基反应形成的键稳定性就较低，但总体上共价键的稳定性较好。 二氟一氯嘧啶类的稳定性最高，乙烯砜类的其次，一氯均三嗪类的也较好，二氯均三嗪和三氯嘧啶类的较差些。P.212.,22,第七节 化学改性纤维素纤维的染色,一、胺化改性纤维素纤维的染色 (一)季铵基改性纤维素纤维的染色 (二)氨基或胺烷基改性纤维素纤维的染色 (三)羟甲基丙烯酰胺及胺化改性纤维素纤 维的染色 二、氨基聚合物改性纤维素纤维的染色,23,活性染料的结构、性质及用途； 活性染料染色发生亲核反应的机理； 影响活性染料固色速率及效率的因素； 活性染料染色的浸染、轧染及卷染工艺； 活性染料和纤维间共价键的稳定性。,本章小结,24,作业,1、何谓固色率？影响固色率的因素有哪些？ 2、简述活性染料的染色原理，