第六章还原染料染色
第六章还原染料
O
Cl
退出
（七）噻唑结构系
• 这类染料一般说来对纤维素纤维具有良好的亲和 这类染料一般说来对纤维素纤维具有良好的亲和 色泽鲜艳，价格便宜，但日晒牢度差， 力，色泽鲜艳，价格便宜，但日晒牢度差，且具 有严重光脆性 光脆性。 有严重光脆性。 如：还原黄GC 还原黄GC
O S C N N C S O
•
N S
O ONa
O 蒽醌（浅黄色）
ONa 蒽醌隐色酸钠盐（红色）
退出
（一）酰胺系和亚胺系
1．酰胺系 染料结构式中含有一个或几个酰氨基，位置均在α 染料结构式中含有一个或几个酰氨基，位置均在α位。 例如： 例如：
O NHCO
OCHN O NHCO
O
NH2
O
NHCO
O
O
NH2
还原红5GK 还原红 特点： 特点：
退出
一、蒽醌类还原染料
• 凡是染料分子中含蒽醌结构或多环酮结构的统称为蒽醌类 凡是染料分子中含蒽醌结构或多环酮结构的统称为蒽醌类 蒽醌结构或多环酮结构 还原染料。这类染料绝大部分是由蒽醌及其衍生物合成的。 还原染料。这类染料绝大部分是由蒽醌及其衍生物合成的。 • 这类染料在还原染料中占有重要地位，它的优点很多，主 这类染料在还原染料中占有重要地位，它的优点很多， 要为： 各项牢度高超； 色谱齐全； 颜色鲜艳； 要为：①各项牢度高超；②色谱齐全；③颜色鲜艳；④还原 后的隐色体钠盐对纤维均有很高的亲和力。 后的隐色体钠盐对纤维均有很高的亲和力。 • 绝大部分蒽醌还原染料隐色体钠盐的色泽均较未还原染料 绝大部分蒽醌还原染料隐色体钠盐的色泽均较未还原染料 的颜色为深，仅有少数例外， 的颜色为深，仅有少数例外，这与靛族还原染料隐色体的情 况恰好相反。 况恰好相反。
还原染料染色—还原染料的染色方法及其工艺
一、隐色体染色法
隐色体染色法是将染料预先还原成隐色体钠盐溶液，在 染浴中被纤维吸附、上染，然后经过氧化、皂洗的染色方法 。广泛应用于纱线，针织品的染色。
2、工作液组成
悬浮液：
还原染料 X 分散剂 0.5-1.5g/L 渗透剂 1-2g/L 防泳移剂 适量
还原液：
烧碱 16－20g/L 保险粉 16－20g/L 染液或食盐 适量
还原染料的染色方法及其工艺
3、工艺条件： 1）浸轧染液：一浸一轧或二浸二轧、轧余率60-70%、 T﹤40℃ 2）浸轧还原液：一浸一轧、 T﹤30℃ 3）汽蒸：102-105℃×30S
还原染料的染色方法及其工艺
2）染色方法的选择：染色方法选择的依据是隐色体溶液
性质、对纤维亲和力的大小及染料的扩散性能等。
§隐色体聚集倾向大的染料
•对纤维的亲和力高
•需在较高的烧碱中溶解 •扩散性能差，需用较高温度的染色
甲法染色
•不加盐促染
§隐色体聚集倾向小的染料
•对纤维的亲和力低 •可适当降低烧碱浓度
缺点：此法操 作比较麻烦， 匀染性和透染 性较差，常出 现“白芯”现 象，故宜选用 匀染性较好的 染料。
一、隐色体染色法
（一）工艺流程 染料预还原→浸染或卷染→水洗→氧化→水洗→皂洗→水洗
（二）工艺说明 1、染料还原方法的选择
在进行染料预还原时应根据染料的性能选择适当的还原 方法，对于还原速率低，染料隐色体溶解度高，在高浓度保 险粉和烧碱条件下不易发生副反应的染料，可选用干缸还原 法还原；反之，应选用全浴还原法还原。
还原染料染色原理
还原染料染色还原染料染色●还原染料不溶于水，是颜料●没有水溶性基团，很少有亲水性基团，尤其是蒽酮结构的还原染料●还原染料色泽鲜艳，色谱齐全，各种牢度一般比较高，尤其是耐日晒、耐洗色牢度为其他染料所不及颜色以蓝、紫、绿、橄榄、灰为主黄橙色较少，且多有光敏脆损现象浓艳红色少，但色光不如冰染料鲜艳●其染色过程特殊之处：●（1）其共轭体系中的羰基，在碱性条件下还原，染料便成为可溶于水的、对纤维有亲和力的隐色体钠盐，简称隐色体；●（2）染着在纤维素纤维上的隐色体钠盐，再经过氧化，便恢复成为不溶状态的染料色淀而固着在纤维上●其上染过程是氧化—还原过程●染色方法较复杂，流程长，价格比较昂贵，所用的还原剂，如保险粉价格比较高●采用隐色体上染，颜色无法及时控制●部分染料在日晒过程中，染料起到催化作用，纤维发生光氧化脆损●日益受到棉用活性染料的挑战应用范围●适合纤维素纤维的染色，主要是棉，包括针织品、机织物、纱线●涤/棉、锦/棉、维尼龙/棉等混纺织物的一浴同色染色●还原染料具有优良的耐还原性的这一特性，可用来制造活性染料地染和还原染料防拔印花的高级纺织品、涤棉混纺色织物的先染工艺(筒子纱染色)和涤/棉混纺织物的高牢度印染●如今直接染料、活性染料和还原染料激烈竞争●可替代分散染料染聚酯●不能用于蛋白质，还原体系为碱性环境一、还原染料的还原机理与染色●还原染料不溶于水，不可能在水中上染纤维，只有在碱性条件下，用还原剂将染料中的羰基还原为可溶性的隐色体钠盐，隐色体对纤维有直接性，可以上染纤维。
●染料的还原最常用的还原剂是保险粉，最常用的碱剂是烧碱1. 染料的还原(1) 还原机理●在碱性条件下，保险粉释放出电子，染料接受电子被还原成隐色体：●还原染料最常用的还原剂是保险粉，即连二亚硫酸钠NaSO2 —NaSO2 ，一般商品为白色粉末，含有两个结晶水●保险粉化学性质很活泼：易溶于水，有很强的还原能力，受潮会被迅速氧化分解，甚至会燃烧起来发出火焰，遇酸剧烈分解，放出二氧化硫，所以储存要避光、防潮和密封●(2) 还原速率●还原的速率首先取决于染料分子结构●还原染料的还原是一个多相反应，染料的颗粒大小直接影响反应时固-水界面的接触面积的大小，影响反应的几率，所以会影响还原速率●温度温度升高，还原速率加快●要考虑保险粉的分解●染料的水解（如有酰按结构的染料）●浓度还原染料的还原速率与反应物的浓度有关，反应物浓度高，反应迅速●在实际生产中我们要重点考虑的是还原速率●它反映的是还原是否充分的问题●重要性：不同的工艺所需还原时间不同印花10秒悬浮体轧染几～几十秒浸染几十分钟工艺上还原时间大不样，分析还原速率非常必要实际生产中，采用保险粉为还原剂，它的还原能力很强，但对不同结构的染料还原充分所需时间不同●半还原时间：还原达到平衡浓度一半所需的时间●半还原时间越短，还原速率越快（3）还原方法●“干缸”还原——对还原速率低的染料，染色前将染料放在比较小的容器中，在染料、保险粉及烧碱的浓度相对比较高的条件下还原，然后再将隐色体钠盐的溶液加入染浴中●全浴还原——还原速率高的染料，直接在染液中还原，染料、保险粉及烧碱的浓度相对比较低（4）还原反应中的副反应●与空气中的氧反应反应迅速，氧化过程复杂，随温度提高分解加快2Na2S2O4 + 3O2+2H2O →4NaHSO4●结果：消耗保险粉；导致染浴PH值降低●在还原中，空气的氧与保险粉的反应比较迅速，大部分保险粉被空气氧化或自身分解消耗掉●加入烧碱还可以中和还原反应中的酸性产物，保持隐色体稳定●染色过程中，保险粉浓度不能低于一定值，否则染料就会被氧化析出克服办法：尽量使保险粉与空气少接触（如印花汽箱大排气）—在还原液中加一些还原性物质（硫化钠、糊精）采用性质稳定的、还原能力较强的还原剂：印花用雕白粉，二氧化硫脲2.染料隐色体的上染●上染过程与阴离子染料相似，首先通过范德华力和氢键等被纤维表面吸附，然后再向内部扩散，属于孔道扩散模型●特殊性：染浴的电解质浓度高，大部分的还原染料隐色体的共平面性好，对纤维的吸引力大，初染速度很高。
还原染料染色—可溶性还原染料染色
可溶性还原染料的染色方法及其工艺
§工艺条件： 染色温度 根据染料直接性、匀染性及溶解度而定，直接性较小染料， 为提高上染百分率，宜采用低温染色，一般为20～30℃； 直接性较大、溶解度较差的染料，为获得匀染效果，应采用 较高温度染色，一般为60～80℃。 显色温度 根据氧化显色性能确定，容易氧化且速度快者，宜采用冷显 色，反之应采用热显色(50～90℃)
可溶性还原染料的染色方法及其工艺
§处方组成
染液：
染料
X
纯碱
1-2g/L
食盐
10- 25g/L
亚硝酸钠 4g/L
表面活性剂 1g/L
显色液：
硫酸 20-40g/L 元明粉 5g/L
可溶性还原染料的染色方法及其工艺
§各助剂的作用： 1）纯碱：可抵抗酸性物质对染料的影响，提高染液的稳定 性，一般用量为1～2g/L。 2）食盐：起促染作用，用量根据染料的直接性、溶解度、 染色浓度等决定，一般用量为10～25 g／L。 3）亚硝酸钠：显色用氧化剂。 4）扩散剂：增进染液的渗透性，提高匀染性。 5）硫酸：显色用酸 6）元明粉：防止染料的溶落
还原染料染色
可溶性还原染料概述及染色性能
可溶性还原染料概述
可溶性还原染料又称印地科素染料，是还原染料隐色体的硫 酸酯钠盐或钾盐(即隐色酯)，能直接溶于水，对纤维素纤维 有直接性。染料上染后在酸和氧化剂的作用下显色，在织物 上转变成相应的不溶性还原染料而固着。
溶蒽素（稠环酮类还原染料制成）尾注以I，
对纤维素纤维和蛋白质纤维都能上染，还可用于涤棉混 纺织物的热溶染色。
可溶性还原染料的染色性能
1、溶解度： 结构中含有水溶性基，能直接溶于水，溶解度与染料所含 的水溶性基团的多少及水溶性基团所占分子的比例大小有 关。水溶性基团越多，所占的比例越大，溶解度就越大。 2、亲和力： 由于在染料分子含有水溶性的硫酸酯基，使染料和纤维间 的共轭效应和生成氢键的能力减弱，亲和力低。
第六章 1_染料
染料应用的三个方面
染色：就是使染料通过化学或物理化学方式结合在织物纤维上，使织
物具有一定色泽的全部加工过程。如各种纤维、织物、皮革等。
1.吸附
染色过程
2.扩散
3.固着
18
染料应用的三个方面
着色：在物体形成最后固体之前，将染料分散于组成物中，成型后
即得有颜色的固体。如塑料、橡胶及合成纤维的原浆着色。
精细化学工艺学
主讲教师：张心亚
华南理工大学化学与化工学院 二O二一年四月
1
第六章 染料与颜料
日常生活中哪些染料？ 哪些颜料？ 这两者之间是否有区别？
2
3
4
5
第六章 染料与颜料
染料基础
6
第六章 染料与颜料
§6.1 染料概述 •染料：是能使其它物质获得鲜明、均匀、坚牢色泽的有色有 机化合物。
19
染料应用的三个方面
涂色：借助涂料作用，使染料附于物体表面而使物体着色。如涂料、
印花油漆等。
20
满足染料应用的条件
1.能染色指定物质
2.颜色鲜艳
3.与被染物结合牢固
4. 使用方便、成本低廉、无毒
21
染料的分类
(1)按染料的性能分类
•酸性染料 •中性染料 •直接染料 •还原染料
•分散染料 •硫化染料 •冰染染料 •阳离子染料等
37
染料的命名
(2) 染料索引（Colour Index，CI） 《染料索引》是一部国际性的染料、颜料品种汇编。 将世界大多数国家各染料厂的商品，分别按它们的应用性质和化学结构
归纳、分类、编号，逐一说明他们的应用特性，列出它们的结构式，注 明其合成方法，附有同类商品名称的对应表。 借助于CI，可方便地查阅染料的结构、色泽、性能、来源和染色牢度等 参考内容。
还原染料染色方案
还原染料染色方案引言还原染料是一种常用的染色剂，其柔软的颜色和良好的亲和力使它成为纺织工业和纺织艺术中的重要材料。
本文将讨论还原染料的染色方案，以帮助读者了解还原染料的应用和操作流程。
一、还原染料的特点1.亲和力强：还原染料能够与纤维的氧化剂相互作用，形成稳定的化学键，从而实现染色效果持久。
2.颜色鲜艳：还原染料具有艳丽的色彩，可以通过混合和配比来调配出不同的色调。
3.环境友好：与传统染料相比，还原染料在染色过程中生成的废水和废料对环境影响较小。
二、还原染料染色方案还原染料的染色方案根据不同纤维材料和染色效果的要求而有所差异。
下面将介绍一种常用的还原染料染色方案。
1. 准备工作在开始染色之前，需要进行以下准备工作：•准备材料：还原染料、纤维材料（如棉布、羊毛）、染色助剂（如盐酸、碱液）、水。
•准备设备：染色缸、加热设备（如加热板、炉灶等）、搅拌器、PH 计。
•准备环境：选择通风良好的地方进行染色，避免染料和染色助剂的刺激。
2. 执行步骤下面是还原染料染色的基本步骤：•步骤1：将纤维材料洗净，以去除表面的尘埃和污垢。
•步骤2：准备染色缸，并向其中加入适量的水。
•步骤3：加入适量的盐酸或碱液，以调整染液的pH值。
•步骤4：添加适量的还原染料，并充分搅拌，使染料充分溶解。
•步骤5：加热染液至适宜的温度，并保持恒温。
•步骤6：将纤维材料放入染液中，并充分搅拌，使染料均匀渗透。
•步骤7：控制染色时间，根据染色深浅的要求进行调整。
•步骤8：取出纤维材料，用清水洗净并脱水。
•步骤9：进行后处理，如定型、漂洗和烘干等。
3. 注意事项在进行还原染料染色时，需要注意以下事项：•安全操作：遵守相关操作规范，避免直接接触染料和染色助剂，以免对皮肤和呼吸系统造成伤害。
•控制染色条件：根据染料的要求，控制染色液的温度、浓度和pH值，以保证染色效果的稳定性和一致性。
•环境保护：在染色过程中注意废水和废料的处理，采取环境友好的措施，减少对环境的污染。
还原染料、其还原剂及染色工艺
1、全浴法（养缸还原法） 全浴法（养缸还原法）
• 特点
– 浴比大 – 烧碱、保险粉浓度相对较低 烧碱、 – 还原条件温和
• 应用
– 适用于还原速率快，隐色体溶解度低或在高浓 适用于还原速率快， 度保险粉和烧碱作用下易水解、过还原、 度保险粉和烧碱作用下易水解、过还原、脱卤 等副反应的染料 – 如：还原大红 、蓝RSN、蓝BC等 还原大红R、 、 等
二、还原染料隐色体的上染
• (一) 隐色体上染的特点 一 • 还原染料隐色体上染纤维素纤维类似于直接染料 阴离子染料）染棉。 （阴离子染料）染棉。通过范德华力和氢键被吸 附在纤维表面，然后向内部扩散。 附在纤维表面，然后向内部扩散。 • “两高一低” 两高一低”
影响还原速率的因素（续上页） 影响还原速率的因素（续上页）
• 染料的结晶性质
– 若染料形成结晶，则还原速率降低，故染色时 若染料形成结晶，则还原速率降低， 以采用超细粉还原染料为佳。 以采用超细粉还原染料为佳。
• 反应物的浓度
– 反应物浓度高，反应比较迅速。 反应物浓度高，反应比较迅速。
• 还原时的温度
• 染料变成隐色体，结构发生变化，因而颜色也发 染料变成隐色体，结构发生变化， 生相应的变化。 生相应的变化。
– 靛类：隐色体颜色通常比染料本身浅 靛类： – 原因：共轭双键减少，失去了失电子基，吸收波向短 原因：共轭双键减少，失去了失电子基， 波方向移动
一、染料的还原溶解
• 染料变成隐色体，结构发生变化，因而颜色也发 染料变成隐色体，结构发生变化， 生相应的变化。 生相应的变化。
第二节
还原染料的染色过程
一、还原染料的还原溶解 二、还原染料隐色体的上染 三、还原染料隐色体的氧化 四、染色后处理
还原染料的染色过程
– 甲特法：烧碱用量为甲法的150%，保险粉用量及染色 温度与甲法相同，适用于隐色体聚集倾向大、初染速 度高的染料。 – 特别I法：主要用于硫靛结构的、还原速率特慢的染料， 除还原桃红外，还有红青莲RH、RRN等。还原温度较 高（70~80℃），用干缸还原，染色温度接近乙法。 – 特别II法：又称黑色法，适用于黑色还原染料品种，还 原温度60℃，还原时间20~30min。染灰色时可按甲法 染色，染黑色时按特别法II。染色过程是60℃染15min， 在15min内升温至80℃，续染45min。
• 需要解决的问题：匀染性
– 加入骨胶、平平加O等匀染剂，否则易产生色差、色 花和环染等疵病
(二) 隐色体染色方法
• 由于各还原染料隐色体具有不同的性能。
因而需采用不同的染色方法：
– 甲法 – 乙法 – 丙法 – 甲特法 – 特别法I、II
1、甲法
• 此类染料的分子结构较复杂，隐色体的聚集倾向
较大，亲和力较高，扩散性能差，要在较高的染 色温度(60℃左右)下和较高烧碱浓度下染色，不 加促染剂。 • 这类染料的匀染性较差，染色时可用缓染剂。如 平平加O、牛皮胶等
还原条件
• 在碱性中，保险粉按下式反应放出电子，染料接 受电子被还原成隐色体：
• 烧碱和保险粉用量随染色方法、染料种类、染色 浓度而异。
保险粉稳定的条件
（影响还原剂好坏的因素） • 1、保证保险粉不受外界影响，防潮、防光、防 爆、防酸 • 2、还原温度不易过高
– 保险粉消耗多。∵染色时，染液温度越高，循环速度 越快，接触空气机会越多，保险粉分解损耗越多。实 际上大部分保险粉是被空气氧化和自身分解而消耗的。 – 发生过度还原现象
1:3~1:6
0.3以下 7~8 3~5 0~6 6~20 3~5 —
还原染料染色—还原染料的染色过程
还原染料的染色过程
3）影响还原速率的因素
①染料结构影响：靛类比蒽醌类染料还原速度慢
②保险粉和烧碱的浓度： 一般保险粉与烧碱用量增加5倍，染 料还原速率增加3倍左右。
③还原液温度：当温度升高20℃时，染料还原速率增加3．3 倍，但同时保险粉的分解速率也明显提高。
靛类染料
颜色变浅
还原成隐色体
蒽醌类染料
颜色变深
还原染料的染色过程
靛类染料
原因
还原后 隐色体
失去吸电子基
染料分子共平 面性被破坏
产生浅色效应
还原染料的染色过程
蒽醌类染料
原因
还原后 隐色体
共轭系统增长 共轭体系贯通
产生深色效应
还原染料的染色过程
2、还原性能 1）隐色体电位：指在一定条件下，用氧化剂(赤血盐)滴定 已还原溶解的还原染料隐色体开始氧化析出时所测得的铂 电极和甘汞参比电极之间的电动势，其值为负值。 §隐色体电位表示还原染料还原的难易程度。 §隐色体电位绝对值低，易还原，如靛系还原染料 §隐色体电位绝对值高，难还原，如蒽醌类还原染料 注：靛类比醌类染料容易还原
还原染料的染色过程
一、染料的还原溶解 1、还原反应
还原染料不溶于水，但在还原剂和碱剂的作用下，染 料分子中的羰基被还原，成为可溶性隐色体钠盐（简称隐 色体）而上染纤维素纤维。
隐色体钠盐， 可溶于水
隐色体电离态， 带负电
还原染料的染色过程
染料变成隐色体后，染料发色体系发生变化，颜色也随之改变。
还原成隐色体
还原染料的染色过程
2干缸法：在较小液量中将染料还原的方法，又称小浴比 还原法。
第六章 (1)还原染料染色
四、商品还原染料状态
有粉状、细粉状(包括染色用细粉状和印花用细粉状)、超细粉状和浆状等形 式，可根据印染工艺的需要加以选择。
第二节
还原染料的化学结构及主要性质
一、靛系还原染料
靛类染料的结构相对比较简单，牢度一般。 特点： 1、亲和力较蒽醌类及衍生物低。
2、隐色体钠盐颜色较浅，大多为杏黄色。
3、日晒、皂洗牢度不如蒽醌类。 （一）靛蓝及其衍生物 靛蓝结构式：
Br
Br
O C C N Br H C
H N
C O
Br
（二）硫靛及其衍生物
硫靛本身颜色不鲜艳，耐晒牢度也较差，对光敏脆损作用很弱；但衍生物 颜色鲜艳，染色牢度也较好，都有一定的光脆性。 以还原桃红R为例，结构式为：
Cl S C C CH3 O
O O C C N H C S Cl
O C C S
CH3
Cl
NH O NH O O
O
（五）黄蒽酮和筚蒽酮类
1、黄蒽酮
黄蒽酮在应用上称为还原黄G。还原黄G是最易还原且还原速率快的一只染
料，染色性能良好，耐漂牢度较好，耐晒牢度中等。一般用还原黄G做成的试纸
检验染液中保险粉的用量是否足够。在实际生产中，常用它作为指示剂来检验染 浴中保险粉的量是否足够，若黄G试纸在染浴中3s内由黄色变为蓝色，且保持蓝
那么为什么实际用量要大于理论用量呢？
（1）烧碱实际用量大于理论用量的原因
如果碱量不足，隐色体钠盐水解析出隐色酸，隐色酸对纤维没有直接性，不 能直接上染纤维。
中和保险粉分解时所产生的酸性物质，要消耗部分烧碱
染料隐色体溶液需要在一定的烧碱浓度下才能比较稳定 纤维素纤维也会吸碱 （2）保险粉实际用量大于理论用量原因： 弥补保险粉在空气中的分解损失量，保证染料充分还原。 实际量=理论量+空气消耗量+染浴消耗量+自身分解量
还原染料染色原理
还原染料染色原理还原染料是指在碱性条件下被还原而使纤维着色，再经氧化，在纤维上恢复成原来不溶性的染料而染色，用于染纤维素纤维; 将不溶性还原染料制成硫酸酯钠盐，变成可溶性还原染料，主要用于棉布印花。
原理还原染料不溶于水，染色时要在碱性的强还原液中还原溶解成为隐色体钠盐才能染上纤维，经氧化后，恢复成不溶性的染料色淀而固着在纤维上，一般耐洗、耐晒坚牢度较高。
例如士林蓝等。
主要用棉、涤棉混纺织物染色；维纶亦可上色；在丝绸行业中，用于人丝、人丝·人棉交织，真丝绸拔染印花。
还原染料染色过程还原染料染色时，可采用浸染，卷染或轧染。
一般纱线及针织物大都用浸染，机织物大都用卷染和轧染，一般都包括下述四个基本过程。
染料还原染料的还原过程，也就是还原染料隐色体的生成过程，一般都是在碱性介质中进行的。
在还原染料的分子结构中都至少含有两个羰基（=C=O），它们在强的还原剂连二亚硫酸纳（俗称保险粉）的作用下，羰基被还原成羟基（－OH）。
保险粉化学性质非常活泼，在碱性条件下即使温度很低，也可产生较强的还原作用，从而使还原染料被还原为隐色酸。
Na2S204 + 2H2O －→ 2NaHSO3 + 2[H]2=C=O + 2[H] —→ 2 ≥C-OH反应中生成的羟基化合物就是染料的隐色酸，它也和染料一样不溶于水，但可溶于碱性介质中，成为隐色体钠盐溶液。
由于隐色体钠盐不常呈现染料原有的颜色，故被称为隐色体：≥C-OH + NaOH－→≥C－ONa + H2O在用保险粉-烧碱法进行染料还原溶解时，应掌握好烧碱、保险粉的用量和还原温度，才能使染料正常还原，否则会使染料产生过度还原或水解以及分子重排等不正常的反应，致使染液破坏，色泽萎暗，染色牢度降低。
还原染料经保险粉、烧碱还原溶解成隐色体钠盐后，即对纤维素纤维产生直接性，先吸附于纤维表面，然后再向纤维内部扩散而完成对纤维的上染。
由于染液中含有大量电解质，对纤维的直接性较大，故上染纤维的速率较快，染料的移染性能较差，往往不易染匀。
还原染料染色
三、主要实验仪器和染化料
仪器设备：染杯、量筒、温度计、刻度吸量管、 恒温水浴锅、电炉、烘箱或热定形机、电子 天平、小轧车等；
染化料：纯棉漂白织物、聚氯乙烯薄膜，还原 蓝RSN、还原桃红R、还原金黄RK、还原艳 绿FFB、太古油、NaOH、 粉、氯化钠、扩 散剂NNO等。
还原染料隐色体上染纤维素纤维以阴离子形式通过与纤维之间的范德华力和氢键等力被吸附在纤维表面，然后再向纤维内部扩散。
度下干缸还原10～15min→加入剩下的1/3NaOH和 及2/3的 还原染料染色时常用的还原剂是 粉， 粉在苛性碱（NaOH）条件下具有较强的还原能力，几乎所有还原染料都可以用 粉进行还原。 水→即配成染浴。 从还原染料染色性能的试验结果分析染料结构与初染、匀染和移染的关系。 ▪ 全浴法：称取染料→加入烧杯中→加太古油→调匀→加少量 过度还原现象：还原染料分子结构中的羰基再正常情况下并不全部被还原，如果还原液的温度过高或烧碱— 粉的浓度过高，就会引起
▪ 乙法：又叫温热法、IW法。这类染料的性能介于甲法和丙法 染料之间，在较低温度（45～50℃）和较低的烧碱浓度下染 色。在染中、深色时适量加点促染剂。
▪ 丙法：又叫冷染法、IK法。适用于分子结构较单（如酰氨基 蒽醌类，在较高温度和强碱介质中易水解），亲和力较低， 扩散性较好的染料，可在较低温度（25～30℃）和碱浓度的 条件下染色，染色时要加促染剂。
四、实验操作步骤
染色方法 染料名称
染料（对织物重）/% 红油（太古油） NaOH/g·L-1 85%保险粉/g·L-1 NaCl/g·L还原温度/0C 染色温度/0C 染色时间/min 浴比
（一）还原染料隐色体浸染
1.实验处方和工艺条件
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在热碱溶液 中容易发生 水解。
咔唑类蒽醌类
还原棕BR
有非常大的亲 和力，有很高 的染色牢度。
蓝蒽酮类
染料色泽鲜艳， 各项染色牢度
优秀。
还原蓝RSN
黄蒽酮类
还原黄G
黄蒽酮及其衍生物 大部分为黄色，染 色性能良好，耐漂 牢度较好，耐晒牢 度中等。
芘蒽酮类
还原金橙G
芘蒽酮及其衍生 物大部分为橙色， 颜色鲜艳，各项 染色牢度差不多 都达到最高的等 级。
硫靛结构类
还原红5B
颜色鲜艳， 染色牢度比 较好。
靛蓝-硫靛混合结构类
还原紫BBF 色泽大部分为紫色。
半靛结构类
还原印花蓝2G
一半为靛蓝 结构或硫靛 结构，另一 半为醌结 构。
第六章 还原染料染色
三、还原染料的染色过程
染料还原溶解 →隐色体上染→氧化固色→后处理
1、染料还原溶解
（1）还原反应
浓度相对较低， 还原条件相对 温和的特点。
小，烧碱、保险粉浓度相对较高，还原
条件相对剧烈的特点。
三、还原染料的染色过程
1、染料还原溶解
（4）还原过程中的不正常现象
①过度还原 ②脱卤 ③分子重排 ④水解 ⑤重结晶
不正常还原现象将主 要影响染料的上染率 和色泽的纯正度、鲜 艳度和色牢度。
染料隐色体浓度太高时，有可能发生隐色体的
结晶和沉淀现象，因而不能进行正常染色。
过度还原
正常还原呈 暗蓝色
还原蓝RSN
过度还原呈 棕色，亲和
力下降
严重过度还原, 失去亲和力
脱卤
正常还原
还原蓝BC
不正常还原改变 色光，影响牢度。
分子重排
还原蓝RSN，正常还原得到的隐色体是暗蓝色， 若烧碱浓度太低，就会生成难溶的紫色蒽酚酮 化合物。
水解
淡色或再生纤维素纤维时，可不加促染剂。
三、还原染料的染色过程
2、染料隐色体上染 （2）隐色体上染方法 丙法：在低温(25～30℃)和碱浓度低的条件下染色。 染色时要加促染剂，以提高上染百分率。适用的染 料的分子结构较简单，亲和力较低，扩散性较好， 匀染性较好。
特别法：在较高的温度（70℃左右）、较高的保险
越容易被还原。
＊常见染料的隐色体电位。
常见染料的隐色体电位
三、还原染料的染色过程
1、染料还原溶解 （3）还原性能 ②还原速率
半还原时间（t1/2）：染料还原达到平衡浓度一半量
时所需要时间。 半还原时间越长，表示染料还原的速率越慢。
注意：＊还原速率与染料结构有关外，还与染料的
晶体类型、颗粒大小有关。
造成“一低”的原因 是还原染料隐色体的 亲和力高，染色温度 低，染料扩散性能差。
三、还原染料的染色过程 2、染料隐色体上染 （2）隐色体上染方法 甲法：在较高的染色温度(60℃左右)下和较高烧碱 浓度下染色，不加促染剂。适用的染料分于结构 较复杂，隐色体的聚集倾向较大，亲和力较高，扩 散性能差，匀染性较差，染色时可用缓染剂。 乙法：在较低温度(45～50℃)和较低的烧碱浓度下 染色。适用的染料结构介于甲法与丙法间，染中、 浓色，要加适量促染剂，以提高上染百分率。在染
第六章 还原染料染色
一、概述 ＊分子结构中不含水溶性基团，不能直接溶解于水; ＊分子结构中含有羰基 ，还原后可溶于碱水； ＊色谱较全，色泽浓艳，色牢度高； ＊染色繁难，价格较高； ＊适用于棉、麻、黏胶等纤维素纤维的染色。
第六章 还原染料染色
二、还原染料的结构分类及主要性能
1、蒽醌类还原染料
酰胺蒽醌类
＊易还原的染料其还原速率不一定大！
还原性能与染料结构的关系
一般规律： 靛蓝染料：隐色体电位负值较小，还原速率较低； 蒽醌类染料：隐色体电位负值较大，还原速率较高。 例如： 还原橙RF（靛类）： 隐色体电位：-780mV，半还原时间：50min； 还原橙9号（蒽醌类）： 的隐色体电位：-892mV，半还原时间：36s。
保险粉遇水易水解， 遇热易分解，遇空
气易氧化。
②碱剂
常用碱剂：烧碱
三、还原染料的染色过程
1、染料还原溶解 （3）还原性能 ①隐色体电位 指在一定条件下，用氧化剂（赤血盐）滴定已还原 溶解的还原染料隐色体，使其开始氧化析出时所测 得的电位。 隐色体电位表示还原染料还原的难易程度。 还原染 料隐色体电位为负值，它的绝对值越小，表示染料
O
ONa
染料还原后颜 色将改变
O-
+e -e O
染料不溶于水， 对纤维无亲和力
+ 2N+a
ONa
O-
染料隐色体能溶于水， 对纤维有亲和力
还原染料还原过程中颜色的变化
靛蓝（暗蓝色）
隐色体（黄色）
蒽醌（浅黄色） 蒽醌隐色体（红色）
三、还原染料的染色过程
1、染料还原溶解 （2）还原用剂 ① 还原剂 学名：连二亚硫酸钠； 俗称：保险粉； 分子式：Na2S2O4； 结构式：
蓝蒽酮类
二苯嵌蒽酮类
亚胺类蒽醌类 黄蒽酮类 含噻唑结构类
咔唑类蒽醌类 芘蒽酮类
2、靛类还原染料
靛蓝结构类 硫靛结构类
靛蓝-硫靛混合结构类 半靛结构类
酰胺蒽醌类
还原黄WG
匀染性好，耐氯、耐洗 牢度好。 在强碱高温下 易发生水解，宜较低温 度和较低烧碱浓度下进 行还原和染色。
亚胺类蒽醌类
还原橙6RTK
还原橄 榄绿R
在高温和浓碱下会发生水解，使色光、 上染率和色牢度发生变化。
三、还原染料的染色过程
2、染料隐色体上染 （1）隐色体上染特点 “两高”：初染率高；
造成“两高”的主要 原因是还原染料隐色 体的亲和力高；染液 中电解质浓度过高。
平衡上染百分率高；
“一低”：匀染性低。
一般需在染液中加入骨胶、平 平加O等匀染剂加以匀染。
二苯嵌蒽酮类
还原艳绿FFB
具有鲜艳的绿色和 紫色染料，具有良 好的染色牢度,对纤 维素的亲和力高,大 都适宜在较高温度 和碱浓较高的条件 下染色。
含噻唑结构类
还原黄GCN
大多数是黄色，少数是红色和 蓝色，对纤维素纤维有较好的 直接性。大多数黄色染料对纤 维素纤维有光敏脆损作用。
靛蓝结构类
靛蓝
色牢度好，色泽萎暗，卤化后的靛 蓝色泽比较明亮，对纤维素纤维的 亲和力较大。
三、还原染料的染色过程
1、染料还原溶解
在全助剂量、
（4）还原方法 ①全浴还原法 （又称养缸还原法 ）
全浴条件下直 接在染缸中进 行还原。具有
②干缸还原法 （又称小浴比还原法 ） 还原浴比大，
烧碱、保险粉
先在另一较小的容器中进行还原，然后 将还原好的染料隐色体滤入加有规定液 量的染缸中再进行染色。具有还原浴比