分散染料染色
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
热稳定性
前言 涤纶染色性能
化学稳定性
分散染料性能
分散染料染色
分散染料是一类分子较小（分子量200－500）结构比较简单的染料 。 它不含有璜酸基so3-，羧基COOH等强亲水基。而只含有一些羧基；氨基， 硝基等弱极性基，是属于水活性很低的 非离子型染料。分散染料需经研 磨形成0.5－2微米的微细颗粒并借助于分散剂悬浮于水中，以此悬浊液 进行染色。
（5）在溶液中加入一些分散剂，由于其增溶作用，上染速率增加， 但此时温度增加，作用下降，溶解度降低。 （6）颗粒的大小；溶解度和颗粒的大小又近似的关系。颗粒越小， 溶解度越大。 （7）晶型转化； 如果一种染料存在几种结晶，则染料通过染液还会 发生晶型转变。但较不稳定的晶型转变成较稳定的晶型。染料的上染 速率和平衡上染量都会下降。
综上所述,由于涤纶纤维染色的特点，它对染料的要求和使 用染色方法与纤维素纤维和蛋白质纤维不同。
（1）对于染料的选择，为了使染料更容易进入纤维的微 隙，要求使用分子结构简单，分子量小的染料。染料分 子中不应该含有水溶性的基团，在水中的溶解度很低， 即也是疏水性的，和涤纶纤维的疏水性相适应。
（2）染色工艺方面：因为涤纶纤维具有热塑性，为了有 利于染料扩散进入纤维，可以采用较高的染色温度，使 纤维分子链断的运动增加，温度增大，并使染料分子的 动能增大。所以常采用热熔法染色。 三：分散染料的染色性能
溶解性：分散染料分子不含磺酸基和羧基等水溶性基团， 因而难溶于水，在水中不电离是非离子型染料。但由于 含有一些极性基团象－NH2, —OH、 —N=N— 或亲水性基 团的存在，使其具有微量的溶解度。因此在分散染料溶 液中既含有染料的原分子，又含有不同的晶体染料和染 料的颗粒，处于动态平衡状态。
研究分散染料在水中微弱的溶解度对研究分散染料的上 染性能非常重要。因为分散染料在水中对涤纶纤维的染 色，主要靠这些微量溶解的颗粒进行的
B：缺乏极性基团：涤纶分子中没有强的极性基团，没有-OH等亲水性基 团，只有极性较小的酯基除端基外，吸湿中心很少，加上涤纶的结构紧 密，所以吸湿性很差。在标准状态下具有强烈的疏水性，造成了染色的 困难。用于纤维素纤维和蛋白质纤维的染料及其染色方法一般不能用于 涤纶纤维的染色。
C：纺丝和热处理与染色关系
（1）。多能化，即同时上染涤纶及混纺纤维如棉涤纶的染料。（2） 大分子化。能适用于高温高压或热熔法染色的分子量较大，牢度较高 的染料。（3）杂环化，即引入杂环结构以使染料发色鲜艳。染色性 能良好并适应现代染色和印花工艺的需要。
涤纶纤维的强力高弹性好，耐磨，干湿抗皱性好，具有很好的服用性 能。但是涤纶纤维也有缺点，如易摩擦起球，不易染色等等。 A：结构紧密：涤纶纤维大分子属线性分子链，分子链上没有大的侧 链或侧基酚环或芳环，以及基团与基团之间能紧密靠近。因此结构比 较紧密，分子间的微隙小，一般染料很难向纤维内部扩散。
影响。
根据分散染料的升华牢度高低，可以将分散染料大体上分成三组以供选择
和使用。
E类 升华牢度差 匀染性好 分子小 适用于浸染、移染印花
SE类 中等
热熔
S 类 高 差 大 热熔
这是由于180℃以下时，随着温度的升高，纤维的无定型区产生微晶，并 逐渐增多，使纤维吸附染料的速度以及上染率逐渐降低。当温度升至 180℃wk.baidu.com时候，结晶速度加快，微晶在无定型区所占的体积增大，无定性 区相对含量更小，势必导致染料吸附量更少，当温度继续上升超过180℃ 时分子链热运动剧烈，不利于结晶数目增多，但却有利于结晶合并或小结 晶拆散而使结晶区扩大，这时即使结晶度提高，但无定性区中的孔隙巨增， 有利于染料染色吸附扩散，上染率增加。以上是基于两相结构理论的分析。
所以一定在蒸汽后，就出现升华现象。升华的速率和温度成正比。 分散染料的这种升华现象具有独特的性能。可以利用这种性能进行气相染 色，转移印花。 转移印花就是先将花型印在纸上然后转移到织物上，但这种性能又出现耐 热牢度的问题。
分散染料对热稳定性除影响染色织物的使用外，也影响染色工艺本身，尤
其是在热熔染色时，对热熔法染色工艺的选择以及染料的拼色等有很大的
基于折叠晶体结构的解释，根据折叠定向结构的看法乃是随着热处 理温度的提高，无定型区临近分子链段靠近并集束，当温度升温到 180℃时，可能出现较有规则的折叠排列时染料分子难以向纤维内部 扩散
当温度超过180℃时，分子振动激烈，折叠结晶区 增大而出现疏松排列部分，使染料分子易于向纤 维内部扩散上染速率加快，上染率也增加。
3、染料分子中如果含有羟基，在碱性条件下，羟基能发生离子化，使染料 得水溶性增加，上染率降低。
所以结论是：分散染料染色时，不要在碱性条件下进行，一般控制在酸性条 件下PH＝5～6较为适宜。色光较鲜艳，上染百分率较高。
五：热稳定性
主要是升华牢度的问题。由于分散染料分子结构比较简单，分子极 性较小，同比分散染料之间的分子作用力和染料分子与纤维分子之 间的分子作用力较小，染料分子比较容易离开固体表面跑向空间 即有升华的趋势。
无论从染料分子的大小还是从分子结构特征来看，分散染料是最适合于 涤纶纤维的染料。分散染料液能上染呢纶，淡湿牢度较低，它也能染腈 纶。但难以获得深色。因此，分散染料对涤纶的染色意义就更为重要。 近年来，随着涤纶纤维的发展，分散染料发展很快，结构不断更新，性 能不断改善。目前，分散染料的发展趋向主要表现为
四：化学稳定性：分散染料在某些条件下，结构会发生变化，使染料的水 溶性，色光，上染性能，染色牢度等都发生变化。产生的原因可能又以下 几点：
1、染料中某些基团的水解。 分子中含有脂基，酰氨基、氰基的染料在高温下容易发生水解。
2、染料的还原分解： 偶氮类分散染料在还原剂的作用下发生水解。特别是在高温碱 性条件下，纤维素有一定的还原性。因此如果在高温碱性条件 下分散染料染的涤/棉，或涤/粘混合纺织物，就可能发生这种 状况。
涤纶纤维的染色性能随着纺丝条件及染色前处理条件而变化因为纤维的 微结构（结晶度、结晶大小、取向度）不但取决于纤维纺丝成型工艺条 件，而且随着染整加工条件而变化。
（1）、拉伸比：在纺丝或成形中，拉伸比上升，结晶度上升，取向度 上升，可及区下降，上染速率下降。
（2）、热处理 纤维经热处理后由于微结构的变化，其吸附性能变化很大。 随着热定型温度的提高，开始阶段上染率逐渐下降，（扩散系数也下降）。 温度为170～180℃时最低，以后又重新上升。为什么180℃的时候最低呢？
纤维的微结构变化可通过其玻璃化温度来反映。不同的玻璃 化温度的纤维上染速率各不相同。分散染料只有当温度高于 玻璃化温度后，上染的速率才迅速加快。存在所谓的染色温 度TD.通常TD比玻璃化温度高十几度，这是因为TD是上染转变 温度，只有当分子链断运动速度增加到一定程度后，分子链 断向形成的瞬间分子之间的孔隙大于染料分子，染料分子才 能扩散进去所以TD要比Tg高。
但水溶性要适当，过低则上染速率太慢，过大，分散染 料上染百分率过低。一般分散染料的溶解度比还原染料 要高，比水溶性染料要低的多。
影响溶解的因素：
（1）染料结构中极性基团的性质和数量，极性强， 数量多，其溶解性好。 （2）分子量MD的大小。疏水部分不同，其溶解度不 同。分子量上升，疏水部分增加，溶解度下降。 （3）温度; 温度上升，溶解度增加。 （4）电解质；电解质增加，溶解度下降
前言 涤纶染色性能
化学稳定性
分散染料性能
分散染料染色
分散染料是一类分子较小（分子量200－500）结构比较简单的染料 。 它不含有璜酸基so3-，羧基COOH等强亲水基。而只含有一些羧基；氨基， 硝基等弱极性基，是属于水活性很低的 非离子型染料。分散染料需经研 磨形成0.5－2微米的微细颗粒并借助于分散剂悬浮于水中，以此悬浊液 进行染色。
（5）在溶液中加入一些分散剂，由于其增溶作用，上染速率增加， 但此时温度增加，作用下降，溶解度降低。 （6）颗粒的大小；溶解度和颗粒的大小又近似的关系。颗粒越小， 溶解度越大。 （7）晶型转化； 如果一种染料存在几种结晶，则染料通过染液还会 发生晶型转变。但较不稳定的晶型转变成较稳定的晶型。染料的上染 速率和平衡上染量都会下降。
综上所述,由于涤纶纤维染色的特点，它对染料的要求和使 用染色方法与纤维素纤维和蛋白质纤维不同。
（1）对于染料的选择，为了使染料更容易进入纤维的微 隙，要求使用分子结构简单，分子量小的染料。染料分 子中不应该含有水溶性的基团，在水中的溶解度很低， 即也是疏水性的，和涤纶纤维的疏水性相适应。
（2）染色工艺方面：因为涤纶纤维具有热塑性，为了有 利于染料扩散进入纤维，可以采用较高的染色温度，使 纤维分子链断的运动增加，温度增大，并使染料分子的 动能增大。所以常采用热熔法染色。 三：分散染料的染色性能
溶解性：分散染料分子不含磺酸基和羧基等水溶性基团， 因而难溶于水，在水中不电离是非离子型染料。但由于 含有一些极性基团象－NH2, —OH、 —N=N— 或亲水性基 团的存在，使其具有微量的溶解度。因此在分散染料溶 液中既含有染料的原分子，又含有不同的晶体染料和染 料的颗粒，处于动态平衡状态。
研究分散染料在水中微弱的溶解度对研究分散染料的上 染性能非常重要。因为分散染料在水中对涤纶纤维的染 色，主要靠这些微量溶解的颗粒进行的
B：缺乏极性基团：涤纶分子中没有强的极性基团，没有-OH等亲水性基 团，只有极性较小的酯基除端基外，吸湿中心很少，加上涤纶的结构紧 密，所以吸湿性很差。在标准状态下具有强烈的疏水性，造成了染色的 困难。用于纤维素纤维和蛋白质纤维的染料及其染色方法一般不能用于 涤纶纤维的染色。
C：纺丝和热处理与染色关系
（1）。多能化，即同时上染涤纶及混纺纤维如棉涤纶的染料。（2） 大分子化。能适用于高温高压或热熔法染色的分子量较大，牢度较高 的染料。（3）杂环化，即引入杂环结构以使染料发色鲜艳。染色性 能良好并适应现代染色和印花工艺的需要。
涤纶纤维的强力高弹性好，耐磨，干湿抗皱性好，具有很好的服用性 能。但是涤纶纤维也有缺点，如易摩擦起球，不易染色等等。 A：结构紧密：涤纶纤维大分子属线性分子链，分子链上没有大的侧 链或侧基酚环或芳环，以及基团与基团之间能紧密靠近。因此结构比 较紧密，分子间的微隙小，一般染料很难向纤维内部扩散。
影响。
根据分散染料的升华牢度高低，可以将分散染料大体上分成三组以供选择
和使用。
E类 升华牢度差 匀染性好 分子小 适用于浸染、移染印花
SE类 中等
热熔
S 类 高 差 大 热熔
这是由于180℃以下时，随着温度的升高，纤维的无定型区产生微晶，并 逐渐增多，使纤维吸附染料的速度以及上染率逐渐降低。当温度升至 180℃wk.baidu.com时候，结晶速度加快，微晶在无定型区所占的体积增大，无定性 区相对含量更小，势必导致染料吸附量更少，当温度继续上升超过180℃ 时分子链热运动剧烈，不利于结晶数目增多，但却有利于结晶合并或小结 晶拆散而使结晶区扩大，这时即使结晶度提高，但无定性区中的孔隙巨增， 有利于染料染色吸附扩散，上染率增加。以上是基于两相结构理论的分析。
所以一定在蒸汽后，就出现升华现象。升华的速率和温度成正比。 分散染料的这种升华现象具有独特的性能。可以利用这种性能进行气相染 色，转移印花。 转移印花就是先将花型印在纸上然后转移到织物上，但这种性能又出现耐 热牢度的问题。
分散染料对热稳定性除影响染色织物的使用外，也影响染色工艺本身，尤
其是在热熔染色时，对热熔法染色工艺的选择以及染料的拼色等有很大的
基于折叠晶体结构的解释，根据折叠定向结构的看法乃是随着热处 理温度的提高，无定型区临近分子链段靠近并集束，当温度升温到 180℃时，可能出现较有规则的折叠排列时染料分子难以向纤维内部 扩散
当温度超过180℃时，分子振动激烈，折叠结晶区 增大而出现疏松排列部分，使染料分子易于向纤 维内部扩散上染速率加快，上染率也增加。
3、染料分子中如果含有羟基，在碱性条件下，羟基能发生离子化，使染料 得水溶性增加，上染率降低。
所以结论是：分散染料染色时，不要在碱性条件下进行，一般控制在酸性条 件下PH＝5～6较为适宜。色光较鲜艳，上染百分率较高。
五：热稳定性
主要是升华牢度的问题。由于分散染料分子结构比较简单，分子极 性较小，同比分散染料之间的分子作用力和染料分子与纤维分子之 间的分子作用力较小，染料分子比较容易离开固体表面跑向空间 即有升华的趋势。
无论从染料分子的大小还是从分子结构特征来看，分散染料是最适合于 涤纶纤维的染料。分散染料液能上染呢纶，淡湿牢度较低，它也能染腈 纶。但难以获得深色。因此，分散染料对涤纶的染色意义就更为重要。 近年来，随着涤纶纤维的发展，分散染料发展很快，结构不断更新，性 能不断改善。目前，分散染料的发展趋向主要表现为
四：化学稳定性：分散染料在某些条件下，结构会发生变化，使染料的水 溶性，色光，上染性能，染色牢度等都发生变化。产生的原因可能又以下 几点：
1、染料中某些基团的水解。 分子中含有脂基，酰氨基、氰基的染料在高温下容易发生水解。
2、染料的还原分解： 偶氮类分散染料在还原剂的作用下发生水解。特别是在高温碱 性条件下，纤维素有一定的还原性。因此如果在高温碱性条件 下分散染料染的涤/棉，或涤/粘混合纺织物，就可能发生这种 状况。
涤纶纤维的染色性能随着纺丝条件及染色前处理条件而变化因为纤维的 微结构（结晶度、结晶大小、取向度）不但取决于纤维纺丝成型工艺条 件，而且随着染整加工条件而变化。
（1）、拉伸比：在纺丝或成形中，拉伸比上升，结晶度上升，取向度 上升，可及区下降，上染速率下降。
（2）、热处理 纤维经热处理后由于微结构的变化，其吸附性能变化很大。 随着热定型温度的提高，开始阶段上染率逐渐下降，（扩散系数也下降）。 温度为170～180℃时最低，以后又重新上升。为什么180℃的时候最低呢？
纤维的微结构变化可通过其玻璃化温度来反映。不同的玻璃 化温度的纤维上染速率各不相同。分散染料只有当温度高于 玻璃化温度后，上染的速率才迅速加快。存在所谓的染色温 度TD.通常TD比玻璃化温度高十几度，这是因为TD是上染转变 温度，只有当分子链断运动速度增加到一定程度后，分子链 断向形成的瞬间分子之间的孔隙大于染料分子，染料分子才 能扩散进去所以TD要比Tg高。
但水溶性要适当，过低则上染速率太慢，过大，分散染 料上染百分率过低。一般分散染料的溶解度比还原染料 要高，比水溶性染料要低的多。
影响溶解的因素：
（1）染料结构中极性基团的性质和数量，极性强， 数量多，其溶解性好。 （2）分子量MD的大小。疏水部分不同，其溶解度不 同。分子量上升，疏水部分增加，溶解度下降。 （3）温度; 温度上升，溶解度增加。 （4）电解质；电解质增加，溶解度下降