直接染料染色
直接染料染色实验报告
一、实验目的1. 掌握直接染料染色的原理和操作方法。
2. 学习观察细菌细胞形态结构，提高对细菌分类的认识。
3. 培养无菌操作和显微镜使用技能。
二、实验原理直接染料染色法是一种简便的细菌染色方法，利用染料直接与细菌细胞结合，使细胞着色。
该法适用于观察细菌的形态和结构，是细菌学实验中常用的染色方法之一。
三、实验材料1. 细菌样本：金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、枯草芽孢杆菌等。
2. 染料：结晶紫、碘液、酒精、蒸馏水。
3. 仪器：显微镜、接种环、载玻片、吸水纸、酒精灯等。
四、实验步骤1. 制备涂片：将细菌样本接种于载玻片中央，用接种环将菌液均匀涂布，晾干。
2. 固定：将涂有细菌的载玻片在酒精灯火焰上微微加热，使菌膜固定。
3. 初染：在固定的涂片上滴加适量结晶紫染液，染色1-2分钟。
4. 水洗：用蒸馏水冲洗涂片，去除多余的染料。
5. 媒染：在涂片上滴加碘液，媒染1分钟。
6. 水洗：用蒸馏水冲洗涂片，去除多余的碘液。
7. 吸水：用吸水纸吸去涂片上的水分。
8. 观察显微镜：在显微镜下观察细菌细胞形态和结构。
五、实验结果与分析1. 金黄色葡萄球菌：细胞呈球形，表面光滑，染色后呈紫色。
2. 大肠杆菌：细胞呈杆状，两端钝圆，染色后呈紫色。
3. 枯草芽孢杆菌：细胞呈杆状，两端钝圆，有芽孢，染色后呈紫色。
通过直接染料染色实验，可以观察到不同细菌的形态和结构，为细菌分类提供依据。
六、实验讨论1. 直接染料染色法操作简便，染色时间短，但染色效果不如革兰氏染色法清晰。
2. 在实验过程中，无菌操作至关重要，以免污染细菌样本。
3. 观察细菌形态和结构时，应注意不同细菌的特点，以便正确分类。
4. 实验过程中，应掌握显微镜的使用方法，提高观察效果。
七、实验总结通过本次实验，我们掌握了直接染料染色的原理和操作方法，观察了不同细菌的形态和结构，提高了对细菌分类的认识。
同时，培养了无菌操作和显微镜使用技能，为后续实验奠定了基础。
第四章 直接染料染色
五、直接染料对其它纤维的染色
1、对蚕丝织物的染色
＊光泽、颜色鲜艳度、手感不及酸性染料染色，很少
单独应用 ；
＊弥补酸性染料和活性染料色谱的不足，如黑、翠蓝、 绿等 ； ＊在弱酸性或中性条件下进行，以中性浴染色较多 ； ＊染色工艺与染纤维素纤维相似 。在近沸下保温染色
60min，后水洗即可。
五、直接染料对其他纤维的染色
2、对锦纶的染色
＊在锦纶中扩散性能较差，容易造成环染，匀染性 较差，遮盖性差，上染率低，颜色不鲜艳; ＊多与酸性染料或中性染料拼染; ＊在弱酸性或中性条件下进行，以弱酸浴染色较 多； ＊染色时在40～50℃开始染色，以1～2℃/min的升 温速度升到100℃，保温20～40min。染色后将 温度缓慢降到50℃后水洗出机。
四、直接染料纤维素纤维的染色工艺
3、轧染工艺
（1）工艺流程 浸轧染液→汽蒸→水洗→（固色处理）→烘干 （2）工艺处方 染料 0.2~10 g／L 纯碱（或磷酸三钠） 0.5～1.0 g／L 润湿剂 2～5g／L （3）工艺条件 浸轧方式：二浸二轧；轧液温度：40~60℃；轧液率：85% 汽蒸温度：100~102℃ ；汽蒸时间：40~60 s
各类直接染料特性比较
类别 甲类 乙类 特性 结构简单,聚集性小,匀染性好,盐效应差 结构较复杂,聚集性较大,匀染性较差,盐效 应好 丙类 结构复杂,聚集性大,匀染性差,盐效应差 混纺类 与分散染料相容性好，对涤纶沾色少 交联类 分子结构中反应性基团，染后采用配套的 反应性阳离子固色剂固色
三、直接染料的染色性能
六 直接染料的固色处理
2、阳离子固色剂处理 （1）类型及其原理 ＊普通阳离子型固色剂 原理：D-SO3-Na＋ + F＋X- → D-SO3F + NaX ＊树脂型固色剂 原理：初缩体缩合在织物表面生成树脂薄膜 。 ＊反应型固色剂 原理：在染料与纤维间形成交联。 （2）固色工艺 在50～60℃固色液中处理20min左右即可。
直接染料染色—直接染料的染色性能
直接染料的溶解性
直接染料分子中含有磺酸基，能溶解于水，在水中能电离 染料阴离子。 溶解性大小与染料分子中所含的水溶性基团的数目有关。 染料的溶解度也和温度有关，通常温度提高，染料的溶解
度便随着增大。 直接染料会和硬水中的钙、镁、铁等离子作用生成沉淀，
降低染料的利用率，并可能造成色斑等疵病。所以，溶解 染料及染色用水宜用软水。
直接染料染色
直接染料的染色性能
直接染料的染色性能
1.溶解性
➢含水溶性基，能直接溶于水； ➢易聚集，可加温或加纯碱助溶； ➢不耐硬水，需用软水或对水进行软化处理。
2.直接性
Hale Waihona Puke ➢对纤维素纤维有较高的亲和力。
3.盐效应
染色性能
➢加盐促染，但促染效果与染料结构有关。
4.温度效应
➢温度影响上染率，应根据染料结 构选择染色温度。
对染色时间的掌握是以透染为准，粘胶纤维的染色时间要 比棉为短。同样色泽，粘胶纤维的染色牢度也要比棉为好，原因 在于粘胶纤维对染料的吸收相对于棉而言要充分和深入。
直接染料的直接性
直接染料直接性较大：
（1）直链型，具有较好的线性和同平面性。 （2）具有较长的共轭系统，拥有多个双键。 （3）染料分子中的—NH2和—OH与纤维素分子中的—
OH形成氢键。 （4） 分子量很大
直接染料的盐效应
无机的中性盐类，如食盐、元明粉等，在水溶液中 会发生电离。无机的阳离子，体积较小，因此在水溶 液中活泼性较大，容易吸附在纤维分子的周围，从而 降低纤维分子表面的阴电荷，相对地增加了染料阴离 子与纤维素分子间的吸附量，达到促染的效果。因此 中性盐类可作为促染剂，但当盐类增加过多时，又会 因染料胶体状态遭到破坏，结果析出沉淀。
第二章直接染料染色
盐的作用和电荷效应（盐效应） 元明粉或食盐对直接染料所起增进上染的作用称为促染 促染
促染原因 盐能降低或克服纤维素纤维上染过程中纤维上的电荷对染料色 素离子的库仑斥力。在钠离子的屏蔽作用下，染料阴离子接近 纤维表面所受斥力便大为减弱。 在染液里加元明粉或食盐，增加染液本体中的钠离子浓度， 可以减少染液本体和纤维界面附近的浓度差，从而降低由于 浓度差而产生的能阻，提高染料的扩散速率和上染率
第二章 直接染料染色
一、 引言 直接染料各品种的化学结构相差很大，因 此各品种的染色性能也不相同。根据染色 性能的不同，直接染料可以分成三类： A类染料，习惯上也称为匀染性染料。 B类染料，又称为盐效应染料。 C类染料，又称为温度效应染料
二、 直接染料对纤维素纤维的染色工艺 浸染 染液组成：染料、纯碱、食盐或元明粉。 染色时，染料先用温水调成浆状，然后用 热水溶解，将染液稀释至规定体积，加入 纯碱，升温50-60℃ 纯碱，升温50-60℃开始染色，逐步升温至 所需染色温度，染色一定时间后加入食盐， 继续染30~60min，染色后进行固色等后处 继续染30~60min，染色后进行固色等后处 理.
结论 结构比较简单的染料，对纤维亲和力较低，扩散 速率比较高，在比较低的温度就可以达到上染百 分率高峰，温度高了，上染百分率反而降低。 分子结构比较复杂的染料，对纤维亲和力高， 扩散速率低，需要较高的温度才能在规定时间 内达到上染高峰，显然，它们的上染速率比较低 扩散速率高的染料，半染时间短，上染比较迅 速；扩散速率低的，半染时间长，上染比较缓 慢，要达到同样的上染速率，扩散速率低的染 料便需要较高的上染温度。
直接染料对其它纤维的染色 直接染料除可用于纤维素纤维的染色外，还可 用于蚕丝、锦纶、维纶、羊毛的染色。 蚕丝主要用酸性染料染色，用直接染料染色 所得的蚕丝产品色泽不及酸性染料染色那样光 泽鲜艳，手感往往也不及酸性染料染色的产品。 除黑、翠蓝、绿色等少数品种用来弥补酸性染料 的色谱不足外，其余很少应用。
第03章 直接染料染色
第三章
直接染料染色
第一节 直接染料性能及对纤维素纤维的 染色原理 第二节 直接染料的一般染色过程 第三节 直接染料的固色后处理 第四节 直接染料对纤维素纤维上染的温 度效应和盐效应 第五节 直接染料对纤维素纤维的吸附
1
第一节 直接染料性能及对纤维素 纤维的染色原理
由于直接染料的结构差异较大，其上染速率有较大 的不同，因此，在一定时间内达到最高的上染百分 率所需的温度随品种而有所不同。
扩散速率高、对纤维亲和力低的染料，宜采用较
低的温度进行染色，有利于获得较高的上染百分 率；反之，宜采用较高的温度进行染色，有利于 在较短的时间内获得较高的上染百分率。
10
二、盐的作用和电荷效应
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作业及思考题
1、直接染料染色时加入中性电解质的作用是什 么？说明其作用原理。 2、直接染料分为哪几个类型？各类有何特点？ 分别用什么方法来控制上染过程以纠正染色 不匀现象。 3、直接染料为何须进行后处理，常用的固色剂 及其固色原理如何？ 思考题：用直接染料染粘胶纤维时，为什么容 易染花？如何改善这种染色不匀现象？
5
二、其它纤维的染色
直接染料除用于纤维素纤维的染色外，部分品种还 可用于蚕丝、锦纶、羊毛、维纶等染色。 蚕丝纤维在等电点以下染色时，染料与纤维的结合 力有氢键、范德华力及离子键等。 直接染料一般不作为主色用于锦纶的染色，仅用于 调节色光。 直接染料一般不用于纯毛织物染色。
6
第三节
一、直接染料的性能
1、何为直接染料及直接性？ 2、直接染料结构特点？
（1）长链线型、 分子量大；（2）具有共轭性； （3）很好的平面性(芳环成同平面)、对称性； （4）含氨基、羧基(形成氢键)。（5）含磺酸基，易溶于水。
直接染料染色
第二节直接染料的染色 性能
1.染色温度的适应性，各种直接染料的 上染速率相差很大，达到最高上染百 分率的温度也不同。 2.中性电解质的影响：电解质对不同种 类的直接染料促染作用不同，染料分 子中含磺酸基越多，其促染作用越大。 3.染料的溶解度，对水的敏感性以及对 后处理方法的适应性。 4.染色加工对象：丝光棉上的染色速率 和上染百分率一般高于未丝光棉。
第一节直接染料的应用分类
P50～52 匀染性直接染料：移染性、匀染性较好， 70-80℃染色，水洗牢度差。 盐效应直接染料：匀染性较差，逐步加 入元明粉控制均匀上染，水洗牢度较 好。 温度效应直接染料：匀染性较差，中性 电解质促染作用较小，较高染色温度 染色，需要控制升温速率达到均匀上 染。
直接混纺染料：直接D型染料，与分散染 料相容性好，可经受130℃高温，能用 于分散/直接染料一浴一步法染色。用 于纤维素纤维和蚕丝纤维。 直接交联染料：需采用阳离子固色剂固 色处理。兼有树脂整理效果。
5-15g/l食盐，用量由染色浓度和染料性 质决定。 5.固色后处理。 二、卷染工艺实倒：19 tex*19tex翠蓝 色棉平布 48.5kg/卷 1.工艺流程和工艺条件：染色（95100℃，8道，食盐在第3、4道末分2次 加入） →冷水洗2道 →固色（50 ℃， 4道）→冷水洗2道 →上轴。 2.工艺处方：
直接耐晒翠蓝GL 350g 350/48.5*1000=0.722% o.w.f 直接耐晒蓝2RL 7g 7/48.5*1000=0.0144% o.w.f 扩散剂N 100g Na3PO4 100g NaCl 750*2 g 液量 150L
固色液处方： 固色剂Y 冰醋酸 液量
600g 20ml 150l
直接染料染色
第一节概述
染色技术直接染料染色
•
铬盐
• 5、普通阳离子型固色剂
•
原理：阳离子基团与染料阴离子基
团结合
• 种类：表面活性剂
• 6、树脂型固色剂
•
原理：结构中阳离子基团，形成网
状薄膜
• 种类：缩聚物
• 存在游离甲醛
• 7、反应型
•
原理：与纤维发生键合反应，又与
染料发生键合反应，阳离子基团
•
无甲醛
小结
• 直接染料可以应用在蚕丝纤维、锦纶、 羊毛等织物染色。直接染料由于湿处理 牢度较低，必须进行固色后处理，提高 皂洗牢度及摩擦牢度。
轧染
• 浸轧次数：一浸一轧、二浸二轧、一浸 二轧、多浸多轧等。
• 染料的泳移：指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的 现象。
• 烘燥方式：
• 红外线烘燥：加热迅速、均匀，用于含 湿量较高织物的预烘。
• 热风烘燥：热空气导热，效率较低 • 烘筒烘燥：接触烘燥，效率高。
• 染料固着方法分汽蒸、热熔两种。
• 4、直接混纺型
•
特点：高直接性和亲和力，湿牢度、
鲜艳度较好，与分散染料相容性好，耐
高温130 ℃，混纺织物染色。
• 5、直接交联染料
•
特点：含有羟基、氨基反应性基团，
得瑟均匀，湿牢度好，颜色偏暗。
4.2 直接染料的染色性能
• 纤维的性质决定其染色性能。 • 1、纤维结构 • 分子量大，直线型，水中电离 • 2、直接染料染色性能 • 水溶性较好 • 亲和力高 • 不耐硬水 • 扩散速率较低
•
连续式染色机
浸染
• 浸染是将被染织物浸渍于染液中，通过染液的 循环及染液与被染物的相对运动，借助染料对 纤维的直接性而使染料上染，并在纤维上扩散、 固着的染色方法。
直接染料染色
直接染料染色直接染料一般能溶解于水，也有少数染料要加一些纯碱帮助溶解，它可不依赖其他助剂而直接上染棉、麻、丝、毛和粘胶等纤维，所以叫直接染料。
直接染料色谱齐全，色泽鲜艳，价格低廉，染色方法简便，但最大的缺点是这类染料的染色牢度大部分都不够好，针对染色牢度较差的缺陷，人们作了许多改革，例如采用化学药品，把已经染上颜色的布进行后处理，提高色布的耐洗和耐晒牢度；也有采用新型的交链固色剂来提高染色织物的后处理牢度。
除此之外，也发现和研制了一些新染料品种，如直接耐晒染料和直接铜盐染料等。
目前，对如何提高直接染料的湿处理牢度，还在进一步的探索之中。
(一)直接染料主要性能直接染料大多数是芳香族化合物的磺酸钠盐，也有一部分是羧酸的钠盐，染料结构以双偶氮或三偶氮为主。
这类染料具有直线、长链、同平面和贯通的共轭体系，因而能跟具有直线、长链型的纤维素大分子相互靠近，依靠其分子间引力而产生较强的结合。
此外，由于染料结构中还含有羟基、氨基或羧基，能与纤维素大分子上的羟基形成氢键，所以直接染料能与纤维结合而完成对纤维素纤维的染色。
直接染料在水中的溶解度大小主要取决于染料分子内水溶性基团的种类和数量，所含的水溶性基团多，在水中的溶解度就大。
提高温度，也会使染料的溶解度增大。
直接染料在水中溶解后，在溶液中形成染料阴离子。
但由于一般的水中含有较多金属的钙、镁离子，这些钙或镁盐能与染料阴离子结合而形成不溶性沉淀，不利于染色的进行，因此，在实际生产中，对印染用水必须进行软化处理。
在染色中较为方便的是在水中加入纯碱或六偏磷酸钠。
纯碱的加入能增大染料的溶解度，但过多就会使染料上染缓慢。
直接染料在溶液中是以染料阴离子形式存在，当溶液中加入少量纯碱，促进了纤维素阴离子的离解而呈负电荷，使染料阴离子和纤维阴离子相互产生较大斥力而不易相互靠近，从而影响了染料对纤维的染色，即纯碱加入染液后起到了增加染料的溶解性及降低了染料对纤维的亲和力而起到缓染作用。
染整工艺原理4直接染料染色
➢ 选同类直接染料
➢拼色上染百分率＜单独上染百分率 ➢低温时更显著（原因不很清楚），可能是不同染料分子
在染液中聚集引起
➢ 盐的促染作用
➢ 加盐使染料上染率显 著增加
➢ 在阴离子染料染带负 电的纤维的染色系统 中普遍存在
➢ 促染作用对水溶性大 的染料作用明显
➢ 促染作用对含负离子 多的纤维更为明显( 铜氨纤维素)
➢ 日晒牢度差
➢除铜盐直接染料（铜盐后处理染料）6级以上外，其它 直接染料3～4级
➢ 用途
➢ 棉针织、丝绸、粘胶染色（牢度比棉高1/2～1级 ）
第三章 直接染料染色
➢ 概述 ➢ 直接染料的结构与性能的关系 ➢ 直接染料的稳定性 ➢ 直接染料的染色方法 ➢ 直接染料的固色后处理 ➢ 直接染料的染色原理与工艺分析
第三章 直接染料染色
➢ 概述 ➢ 直接染料的结构与性能的关系 ➢ 直接染料的稳定性 ➢ 直接染料的染色方法 ➢ 直接染料的固色后处理 ➢ 直接染料的染色原理与工艺分析
直接染料的固色后处理
➢ 固色机理
➢ 封闭染料的水溶性基团 ➢ 与染料形成低水溶性的金属离子络合物 ➢ 在纤维表面形成立体网状的聚合物薄膜封闭染料 ➢ 与纤维反应发生交联，形成高度多元化交联网状
➢ C.I. Direct Green 6 对硬水敏感 ➢ C.I. Direct Green 8 遇铁变兰且暗 ➢ C.I. Direct Green 12 遇铁变兰且暗
➢ 染色工艺控制
➢电解质（盐）
➢ 加NaCl（或Na2SO4）促染 ➢ 用量10 – 30 g/L，中途加入
➢温度
➢ 不同染料控制不同的升温速度 ➢ 低温染料：70℃以下 ➢ 中温染料：70-80℃ ➢ 高温料：分段沸染
实验四n直接染料染色(温度影响)
六、实验结果与讨论
n
n
贴样，比较得色情况，并判断拼色染料 的类别。 分别写出直接耐酸大红4BS、直接黄 R S 的结构式，讨论温度对其染色效果 的影响。
四、实验步骤
n
温度影响 处方 ： 染料（对织物重%） 食盐（0 wf ） 染色温度（℃） 染色时间（min） 浴比
1 2 10 60 30 1:50
2 2 10 90 30
四、实验步骤
n
1/2氯化钠 1/2氯化钠 染色温度 15min 40℃ 15min 水洗烘干
织物
图6-1
温度影响实验工艺曲线
二、实验原理
n
乙类（B类）直接染料匀染性较差，中性 电解质对它们有明显促染效果，因此可 以控制中性电解质来控制上染速率和匀 染性。
三、主要实验材料、化学品和 仪器
n n
n
主要实验材料:丝光漂白棉布 2g/块 化学品:直接大红4BS （10g/L） 直接冻黄G （ 10g/L） 直接湖蓝5B （ 10g/L） 直接黄R S （ 10g/L） Nacl 仪器：烧杯（250mL）、量筒100mL、玻棒、 刻度吸管、温度计、水浴锅、电炉、天平
四、实验步骤
染色工艺曲线
1/2食盐 织物 20 min 40℃ 15min 15min 水洗烘干 1/2食盐
图6-1
温度影响实验工艺曲线
五.注意事项
n染料用少量水调 和，再加蒸馏水溶解，必要时可加热来加快 溶解。（如染料不易润湿，可预先用少量太 古油调和） 用移液管吸取所配制的染料溶液前，一定要 将所配制染料溶液摇匀以后才能使用。 染色过程中，应经常搅动被染织物，加入食 盐时，先将织物取出，迅速加入搅拌溶解 后，再放入织物，另外，要注意及时补充适 量水以维持染浴的浴比。
染整精品课件：直接染料染色
第一章 直接染料染色
一. 直接染料定义 分子中含有SO3Na、COONa 的水溶性阴离子染料，染色时不
需媒染剂就能直接上染纤维素纤维。 之所以称直接，是相对于媒染染料而言。
第一个合成染料由英国人W.H.Perkin于1856年发明，为苯胺紫 （碱性染料）。
第一个直接染料为刚果红，在1884年由Bottiger合成。
合成染料的华丽色彩令当时的维多利亚女王都为之青 睐，意外的成功极大地鼓舞了他的创业冲动，1857年， Perkin在哈罗建立了世界上第一家生产苯胺紫的合成 染料工厂，并因此成为世界巨富。
现代化学分析表明，苯胺紫是一种三芳甲烷结构的碱 性染料，与蛋白质纤维的羧基阴离子可以形成盐键结 合而上染。
Perkin的发明在人类有机化学史上有着十分重要的意 义，在Perkin之后，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、杂环等等结构的 人工合成染料如雨后春笋般不断问世，在五彩缤纷的 现代纺织服装世界中，苯胺紫已经逐渐退出了染色行 业的历史舞台，但人们却不会因此忘记W.H.Perkin对 现代纺织印染业作出的伟大贡献。
染整工艺原理（二）
总学时数：48学时
直接染料染色
6学时
酸性染料染色
6学时
活性染料染色
9学时
分散染料染色
6学时
还原染料、
暂溶性还原染料染色 6学时
不溶性偶氮染料染色 3学时
阳离子染料染色 6学时
机动、习题课
6学时
绪论
染整加工一般工序： 练漂 → 染色 → 印花 → 整理
一.染色定义
使染料与纤维形成物理或化学结合，在织物上形成均匀的具有 一定坚牢度的色泽的加工过程。
产地 浙江 江苏
《直接染料染色》课件
染色pH值：影响染色效果和颜色深 度
染色助剂：影响染色效果和颜色深度
染色工艺：影响染色效果和颜色深度
直接染料染色工艺流程
染色前的准备
材料准备：选择合适的直接染料和纤维材料 设备准备：准备染色设备，如染色机、搅拌器等 环境准备：确保染色环境清洁、无尘、无污染 工艺参数设定：设定染色温度、时间、pH值等工艺参数
染色
纸张染色：如 纸张、纸板、 纸浆等纸张的
染色
塑料染色：如 聚乙烯、聚丙 烯、聚氯乙烯 等塑料的染色
木材染色：如 木材、木制品 等木材的染色
其他领域：如 化妆品、食品、 医药等领域的
染色
直接染料染色原理
直接染料染色基本原理
直接染料：分子结构简单，易于与纤维结合 染色过程：染料与纤维发生化学反应，形成共价键 染色效果：颜色鲜艳，色牢度高 染色条件：温度、时间、pH值等对染色效果有影响
直接染料与纤维的结合方式
直接染料与纤维的结合方式主要有两种：离子键结合和共价键结合
离子键结合：直接染料与纤维通过离子键结合，形成稳定的化学键
共价键结合：直接染料与纤维通过共价键结合，形成稳定的化学键 结合方式对染色效果的影响：不同的结合方式会影响染色效果，如染色 的牢固性、色泽等
直接染料染色的影响因素
直接染料染色发展趋势与展望
提高染色性能和牢度
研发新型直接染料：提高 染色性能和牢度
改进染色工艺：提高染色 均匀性和牢度
开发环保型直接染料：减 少对环境的影响
研究染色机理：提高染色 效果和牢度
环保型直接染料的发展
环保型直 接染料的 定义和特 点
直接染料染色注意事项
直接染料染色注意事项环保直接染料是指符合环保有关规定并可以在生产过程中应用的染料。
环保染料应符合以下条件，不含或不产生有害芳香胺；染料本身无致癌、致敏、急毒性；使用后甲醛和可萃取重金属在限量以下；不含环境激素；不含持续性有机污染物；不会产生污染环境的有害化学物；不会产生污染环境的化学物质；色牢度和使用性能优于禁用染料。
一、直接染料的原理：1、直接染料具有磺酸基或致基等水溶性基团分子结构排列成直线型，芳环结构处于同一平面；2、直接染料对纤维素纤维具有较大的亲和力，在中性介质中直接染色，只要把染料溶解干水，便可进行染色；3、染料在溶液中被纤维吸附到表面，然后不断向纤维的无定形区扩散，与纤维大分子形成氢键和范德华力的结合。
二、直接染料染色注意事项1、调色浆和水处理：把染料先用温水（软水）调成浆状，再加适量的纯碱液，然后一边加热，一边不停地搅动，至染料基本溶解即可备用。
直接染料不耐硬水，大部分能与钙盐或镁盐结合生成不溶性沉淀，因此，必须采用软水染色。
如果采用硬水则事先用纯碱或六偏磷酸钠软化后再用于染色。
2、染色温度可按染料性能的类别来取决于高低，一般在80――98oC之间。
温度掌握得适中即可获得良好的匀染性以及良好的色光和牢度。
如使用染色速率高且匀染性好的染料，即使较低的温度也有较高的上染率。
温度高反而引起上染率下降的染料有直接冻黄G、直接耐晒黄SG、直接兰G 等，这些染料水洗牢度也较差，只适于染浅色，而且温度要掌握在85―90oC之间。
再如直接黄棕D3G、直接深棕M等染料染色速率低，匀染性较差，加助染剂对它们的促染效果也不明显，然而温度对它们的影响较大。
这类染料染色时的温度必须控制在95oC以上，否则会产生色泽不匀的现象，但温度又不能过高，防止染液出现水解而失效。
3、甲醛含量是否超标。
一般的染料都含有甲醛，环保染料的甲醛含量是在一定的范围内，对人体的危害很小或者基本没有，而普通的染料甲醛含量大多数是超标的，这样就对人体有伤害了，特别是小孩。
直接染料染色
1、普通型直接染料：染色牢度差 2、直接耐晒染料：改变结构提高耐晒牢度 3、直接交联染料
度提高，聚集体逐渐解散（吸热），以至有更多的单个分子
能向纤维中渗透。上染率于是随温度的提高而提高。最后如 果染色温度继续提高，而聚集已经不再明显，最终上染将随 温度的提高开始下降。
5、盐效应
染料在水中离解成色素阴离子上染纤维素纤 维 纤维素纤维在中性或弱碱性染浴中带负电荷
元明粉或食盐对直接染料所起的增进上染的 作用称为促染。
2、B类：盐效应直接染料（盐控型直接染料）
结构较复杂，常为双偶氮或三偶氮染料，分子含 对纤维亲和力较高，染料在纤维能扩散速率低，
有较多磺酸基团
移染性能较差
加盐能显著提高上染速率和上染百分率，促染效 要严格控制盐的用量和促染方法以获得均匀的色
湿处理牢度较高，不适于染浅色
果明显
泽，防止初染率太高，导致染色不匀
六、直接染料的固色处理
1、反应型固色剂（固色交联剂）
固色交联剂可与纤维和染料发生反应，
形成网状结构，从而提高产品的湿处理牢度。
2、阳离子固色剂
染料阴离子可以与固色剂阳离子结合生成分子量较大 的难溶性化合物沉淀在纤维中，从而提高被染物的湿 处理牢度。
常用的固色剂有固色剂Y和固色剂M。
七、直接染料的发展
较高上染百分率的染料，应在较低温度开始上染，
并很好的控制升温速率，使染料缓缓均匀的上染。
（四）染棉织物
浸染
（1）浴比和染液pH值
浸染法染色，浴比大小取决于染色产品的特性和生
产设备。从工艺技术上考虑，轻薄的丝绸和匀染度
要求较高的产品，通常采用大浴比染色；批量大、
色泽浓的产品，尽可能用小浴比。
直接染料染色
而对于移染性能差，即使不另加元明粉也能达到 较高上染百分率的染料，应在较低温度开始上染， 并很好的控制升温速率，使染料缓缓均匀的上染。
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（四）染棉织物
浸染
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（1）浴比和染液pH值 浸染法染色，浴比大小取决于染色产品的特性和生 产设备。从工艺技术上考虑，轻薄的丝绸和匀染度 要求较高的产品，通常采用大浴比染色；批量大、 色泽浓的产品，尽可能用小浴比。
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四、直接染料的染色工艺 （一）上染过程 直接染料商品中，有一定数量的元明粉等稀 释剂以调节染料的浓度。纤维素纤维的染色 是在含有元明粉或食盐的中性染浴中上染。 （二）染浴组成 染料、中性电解质（NaCl）、元明粉（无水 Na2SO4）、助剂（匀染剂）、水
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三、直接染料的染色性能
1、直接性高：分子质量较大、线性结构、对称性好、 共轭系统长、同平面性，范德华力大、易与纤维形成 氢键结合。
2、水溶性：溶解度随温度升高显著增大。少量纯碱 可以助溶。
3、盐的促染作用：染料上染时离解成色素阴离子， 与带负电的纤维素表面有斥力，加盐可以降低这种斥 力，不同的染料作用效果大小不一样。
提高上染温度会降低平衡上染百分率。可以在上染的后阶 段将温度渐渐降低。
注意：染后应及时烘干。
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（五）直接染料的染色影响因素
1、pH值： pH值越低溶解性越低（—COOH），要加纯碱助 溶。
2、不耐硬水：和钙离子形成沉淀，加纯碱可软化水。
3、温度效应：
温度高，染料不易聚集，上染速率上升。
直接染料染色
★★★★★实验七直接染料染色一、实验目的1.掌握直接染料染色的一般方法和基本工艺条件；2.掌握电解质和染色温度对不同类型直接染料上染的影响；3.掌握直接染料拼色染色时染料选择的原则。
二、实验原理1.直接染料的结构和性质：直接染料的构型具有线型、共平面的特征，具有较长的共轭系统平；按化学结构分，绝大部分直接染料都属于偶氮类染料，其他结构（如酞箐结构）的品种很少。
偶氮类染料又分为单偶氮、双偶氮、多偶氮结构。
直接染料的结构母体上带有许多可溶性的磺酸基和少量羧酸基，使直接染料可溶于水，其溶解度的大小与亲水基团的多少有关；从其结构上看，有许多可形成氢键的基团；分子大，且具有较长的共轭键，故具有直接性；水溶性和直接性是直接染料的共同特性。
直接染料在水溶液中常会发生不同程度的聚集，聚集现象随着染料浓度和电解质用量增加而增加，随染浴温度升高而降低，直接性大的染料其聚集倾向也大；直接染料在水溶液中带阴电荷，染色时只能和阴荷性或非离子型助剂同浴使用，并要防止Ca2+、Mg2+和任何阳荷性助剂（要与直接染料结合）进入染浴；直接染料染色后固色处理时的固色剂就带阳电荷，与纤维上的直接染料相结合，使染料失去水溶性，从而提高产品的皂洗牢度，减少褪色和防止白布沾色。
直接性：是指直接染料对纤维直接染色的能力，常被用来定性说明染料对纤维的上染能力，上染百分率高称之为直接性高。
直接性没有确切定量的慨念。
亲和力：是染液中染料标准化学位和纤维上的染料标准化学位的差。
它是定量说明染料对纤维的上染能力。
直接染料按染色性能可分为三类；甲类：直接性低、匀染性好，它的上染百分率往往随温度升高而降低。
如直接冻黄G，直接嫩黄5G。
乙类：直接性较大，匀染性较差，中性电解质对它们有明显的促染效果。
如直接湖兰5B，直接黄GR。
丙类：直接性大，匀染性很差，中性电解质对它的促染效果不明显，其上染百分率通常随温度升高而上升。
如直接耐酸大红4BS，直接枣红GR，直接绿B。
第四章 直接染料染色
（3）染色时，加入元明粉、食盐等电解质应适 量，以免过量的电解质造成染料聚集，导致盐 析(即染料从染液中析出的现象)。使析出的染 料沉积在织物上，形成浮色，影响染色牢度， 同时造成色点、色块等疵病。
（4）不需要固色的织物，染毕一定要多洗几道 冷水，使织物完全冷却，否则易产生松板 印。
（5）蚕丝织物一般比较轻薄，对光泽要求较 高，若经长时间沸染，会引起纤维表面的 擦伤，因此不宜在沸腾的情况下染色。
在水中能电离成染料阴离子。其溶解性大小与 染料分子中所含的水溶性基团的数目有关。
2、对硬水的敏感性
直接染料会和硬水中的钙、镁、铁等离 子作用生成沉淀，降低染料的利用率，并可 能造成色斑等疵病。所以，溶解染料及染色 用水宜用软水。
3、直接性较大
（1）两者都是直链型的，具有较好的线性和同 平面性。
（2）具有较长的共轭系统，拥有多个双键。 （3）染料分子中的—NH2和—OH与纤维素分子
电解质作用： 染色时可加中性电解质促染，但作用效果
不显著。
2、乙类(或B类)：
特点： 结构比较复杂，对纤维的亲和力较高，
分子中含较多的水溶性基团，染料在纤维 内的扩散速率较低，匀染性较差，这类染 料湿处理牢度较高。
电解质作用：
中性电解质对这类染料的促染作用显著， 可借助于食盐的用量和时间来控制其上染速率， 以获得匀染并提高上染百分率。所以这类染料 又称为盐效应直接染料。
3、丙类(或C类)：
●特点： 分子结构复杂，对纤维的亲和力高，但扩
散速率低，匀染性差，且含磺酸基团较少，湿 处理牢度较高。 ●中性电解质
对上染百分率的影响较小。
● 染色性能：
染色时需要较高的温度，以提高染料的扩 散速率和匀染性。同时应严格控制始染温度和 升温速率，始染温度不能太高，升温速度不能 太快，从而获得匀染效果。所以这类染料又称 为温度效应染料。
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浴比小，染料利用率高，染色废水少，又有利于节 约热能。
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（2）助剂选择 渗透剂 匀染剂：阴离子表面活性剂，对直接染料有缓染作用，可 以提高染色成品的匀染度，有利于染色后水洗去除浮色。 固色剂 软水剂：直接染料染色对水质有一定的要求。中深色泽面 纱或人造棉布的染色都加纯碱或磷酸三钠，既有利于染料溶 解，又有软水效用。 提高上染温度会降低平衡上染百分率。可以在上染的后阶 段将温度渐渐降低。 注意：染后应及时烘干。
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（4）沾色容易 （5）成本低 （6）鲜艳度稍差
染纤维素纤维和蛋白质纤维，进行固色 处理，可提高其牢度。
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二、直接染料的分类
根据染色性能，分为三类： 1、A类：匀染性直接染料 分子结构比较简单（一般为单偶氮或双偶氮染料） 水溶性基团多 聚集倾向小，染色速率高，移染性好，匀染性好 染色温度一般在70～80℃即可 牢度差，适于染浅色
移染性能比较差，可用元明粉控制上染的染料， 在升温过程中分次加入元明粉。
而对于移染性能差，即使不另加元明粉也能达到 较高上染百分率的染料，应在较低温度开始上染， 并很好的控制升温速率，使染料缓缓均匀的上染。
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（四）染棉织物
浸染
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（1）浴比和染液pH值 浸染法染色，浴比大小取决于染色产品的特性和生 产设备。从工艺技术上考虑，轻薄的丝绸和匀染度 要求较高的产品，通常采用大浴比染色；批量大、 色泽浓的产品，尽可能用小浴比。
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4、温度效应：
温度对直接染料的上染速率影响不同 结构比较简单的，容易溶解，对纤维亲和力小（向纤维上 转移的趋势小），扩散速率高，移染性能好（染料容易转 移），匀染性好，水洗牢度差，如A类染料。该类染料宜采 用较低温度染色，获得较高上染百分率 。
结构比较复杂的，难以溶解，对纤维亲和力高（向纤维上 转移的趋势大），扩散速率低， B类、C类染料。一旦发生 不匀，难以通过移染纠正，水洗牢度高 。该类染料宜采用较 高温度染色，获得较高上染百分率 。
（三）升温曲线
染色时，先将染料用少量冷水调成浆状，可加
少量的润湿剂。然后在不断搅拌下，加入热的
软水将染料充分溶解，染料用量随着色泽浓度
和浴比而定。
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为了提高上染百分率，可在染浴中另加10~30g/L 元明粉（或5~15g/L食盐），用量随产品浓度和染料 性质而定。入染后，缓缓升温至所需温度，继续上 染45min~1h。
随着盐量的增加，上染速率也增加，容易出现染花的现象，
最好采用分批加盐。
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卷染
卷染的渗透度及纤维的遮盖能力虽不及绳状浸染， 但对紧密织物的平挺度来讲，则为浸染所不及，尤其 对粘胶织物显得更为突出。采用松式卷染机染色，效 果更好。
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（五）直接染料的染色影响因素
1、pH值： pH值越低溶解性越低（—COOH），要加纯碱助 溶。
2、不耐硬水：和钙离子形成沉淀，加纯碱可软化水。
3、温度效应：
温度高，染料不易聚集，上染速率上升。
温度过高，匀染性就会变差，易形成“环染”，且平衡上染百 分率下降。
4、盐效应
盐若加的过多，则染料易于聚集，不利于上染。
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对于匀染性染料，温度高，上染率反而下降； 对于温度效应染料，提高温度有利于染料扩 散， 提高上染速率和上染百分率。
提高温度为何会增加上染百分率？
只有单个染料分子才能扩散到纤维中。溶液中单个分子和聚
集体间存在着快速平衡。聚集过程是轻微放热的。当染色温 度提高，聚集体逐渐解散（吸热），以至有更多的单个分子
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三、直接染料的染色性能
1、直接性高：分子质量较大、线性结构、对称性好、 共轭系统长、同平面性，范德华力大、易与纤维形 成氢键结合。
2、水溶性：溶解度随温度升高显著增大。少量纯碱 可以助溶。
3、盐的促染作用：染料上染时离解成色素阴离子， 与带负电的纤维素表面有斥力，加盐可以降低这种 斥力，不同的染料作用效果大小不一样。
直接染料染色
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主要内容： ➢ 直接染料分类 ➢ 直接染料的染色方法 ➢ 直接染料染色性能 ➢ 直接染料染其它纤维 ➢ 直接染料的固色处理
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一、引言
1、定义：溶于水，分子中含有磺酸基或羧基，能在 中性条件下直接上染纤维素纤维（弱酸性条件下上染 蛋白质纤维） 多用于纤维素纤维、纸、皮革、蛋白质纤维和锦纶等。 2、直接染料染色特点： （1）可溶于水，易于染色 （2）色谱齐全，仿色容易，品种多，用途广 （3）牢度差，适用于牢度要求不高的产品
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四、直接染料的染色工艺 （一）上染过程 直接染料商品中，有一定数量的元明粉等稀 释剂以调节染料的浓度。纤维素纤维的染色 是在含有元明粉或食盐的中性染浴中上染。 （二）染浴组成 染料、中性电解质（NaCl）、元明粉（无水 Na2SO4）、助剂（匀染剂）、水
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3、C类：温度效应染料 结构复杂，常为多偶氮染料 对纤维亲和力高 含有的磺酸基较少，扩散速率低，染色速率低， 移染及匀染性较差
温度提高，上染率提高 上染百分率一般随温度的升高而增加，需控制始 染温度和升温速度，以获得匀染效果 染浅色时只需加入少量的盐就能获得较高的上染 百分率
能向纤维中渗透。上染率于是随温度的提高而提高。最后如 果染色温度继续提高，而聚集已经不再明显，最终上染将随
温度的提高开始下降。
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5、盐效应 ➢染料在水中离解成色素阴离子上染纤维素纤 维 ➢纤维素纤维在中性或弱碱性染浴中带负电荷 ➢元明粉或食盐对直接染料所起的增进上染的 作用称为促染。 ➢可提高染料的上染速率及上染百分率
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2、B类：盐效应直接染料（盐控型直接染料） ➢ 结构较复杂，常为双偶氮或三偶氮染料，分子含 有较多磺酸基团 ➢ 对纤维亲和力较高，染料在纤维能扩散速率低， 移染性能较差 ➢ 加盐能显著提高上染速率和上染百分率，促染效 果明显 ➢ 要严格控制盐的用量和促染方法以获得均匀的色 泽，防止初染率太高，导致染色不匀 ➢ 湿处理牢度较高，不适于染浅色