酸性染料的染色

一、强酸性染色工艺
• 染色实例：强酸性染料染纯毛绒线，军绿色
• 染色处方（对纤维重）
• 酸性黄2G
1.43％
• 酸性红G
0.06％
• 酸性蓝BGA
0.44％
• 硫酸（98%）
2％
• 元明粉
4％
• 平平加O
0.1%
一、强酸性染色工艺
• 染色升温曲线
40℃入染
5min 5min 5min 匀 硫染 染 酸料 剂
概述
• 应用特点
• 色谱齐全 • 色泽鲜艳 • 湿牢度和日晒牢度随品种不同而有很大差异。其中
结构较简单，含磺酸基较多的湿牢度就较差。
• 应用对象
• 酸性染料品种很多，主要用于羊毛、蚕丝等蛋白质 纤维和聚酰胺纤维的染色和印花，也可用于皮革、 墨水、造纸和化妆品的着色及食用色素。
第一节 酸性染料的结构分类
二、弱酸性染料的染色
• 染料分子结构复杂，磺酸基在分子中占 的比例较低，对羊毛的亲和力较高，与 羊毛纤维的结合，离子键已不处于主要 地位，纤维和染料之间有较大的范德华 力和氢键，所以除了离子键以外，染料 主要以范德华力和氢键固着在纤维中。
• 染色牢度比强酸性染料好。
三、中性染色的酸性染料
• 中性浴染色的酸性染料在中性或近中性 的条件下染色，染料的上染已不再是羊 毛吸附质子所产生的结果。此时酸性染 料上染羊毛的情况与直接染料上染纤维 素纤维相似，染料阴离子必须克服较大 的静电斥力才能上染纤维。染料靠范德 华力和氢键上染纤维，并以此固着在纤 维中。 吸附等温线符合弗氏吸附等温线。
98℃ 1℃/min
60min
水洗
二、弱酸性染色工艺
• 染液处方
• 染料
X％(对纤维重)
• 醋酸（98%）
0.5％~2％(对纤维重)
• 结晶元明粉
10~15%
• 匀染剂
0％~0.5％(对纤维重)
（如平平加O、拉开粉Bx等）
• 染色pH值
4~6
• 浴比
20:1~40:1
二、弱酸性染料的染色工艺
• 助剂的作用
平平加O
1g/L
浴比
• PH<等电点
• 离子键结合，加中性电解质——缓染
• PH>等电点
• 范德华力和氢键结合，加中性电解质——促 染（减少染料与纤维间的静电阻力）
2、中性电解质
• 当酸性染料在硫酸存在下染羊毛，染液中加入中 性电解质（食盐或元明粉），无机阴离子Cl－ 或 SO42－以及染料阴离子都能与纤维阳离子的“染 座”产生静电引力
三、中性染色工艺
• 染液处方
• 染料 • 硫酸铵 或醋酸铵 • 匀染剂 • 染色pH值 • 浴比
X％(对纤维重) 1％~2％(对纤维重) 2％~4％(对纤维重) 0~0.5% 6~7 20:1~40:1
三、中性染色工艺
• 助剂的作用
• 元明粉
• 染深色时加，促染，在染色后一段时间后加入
• 硫酸铵
• 具有良好的耐光牢 度
三、三芳甲烷类酸性染料
•在三芳甲烷结构的碱性染料基础上，经磺化而成的 •以蓝、绿、紫色为多，色泽浓艳 •耐光牢度差，溶解度低
第二节 酸性染料的染色原理 及其影响因素
一、酸性染料染色的基本原理 二、影响酸性染料染色的主要因素
一、酸性染料染色的基本原理
• 羊毛、蚕丝、聚酰胺几乎含等当量的氨基和羧基 H2N—W—COOH
• 单宁酸—吐酒石 • 锦纶专用固色剂：XFG等 • 无甲醛阳离子树脂类新型环保固色剂
二、锦纶织物酸性染色工艺原理
• 方法
• 浸染
• 散纤维 • 锦纶条 • 锦纶丝 • 弹力丝织物
• 卷染
• 锦纶绸
二、锦纶织物酸性染色工艺原理
（一）浸染
• 染液处方
弱酸性染料
x%（对纤维重）
冰HAC
0.5ml/L
• 在染液中水解，使染液微带酸性 • 当温度较高时，有氨挥发逸出，使染液PH值逐渐
降低，在匀染的同时达到较高的上染率
三、中性染料的染色工艺
• 染色工艺过程
• 与弱酸性染料基本相同。 • 染料聚集倾向大，匀染性差，移染性差，适当减慢升温
速度或采用分段升温
三种酸性染料染色工艺的比较
染色性能 染液PH值
助剂
调PH用酸 始染温度 ℃
升温速度 min/ ℃ 沸染时间min 浴比
强酸性染料 弱酸性染料
2~4 缓染剂
4~6 促染剂
中性染料 6~7
促染剂
硫酸或甲酸 醋酸 硫酸铵或醋酸铵
30~50
50~60
1~1.5 (至沸) 1.5(至70℃)
2~4 (至沸)
50~60 1.5(至70℃) 2~4 (至沸)
（染料染液浓度0.1%， 浴比50:1，温度50℃）
3、染色温度和时间
• T↑
• 聚集程度↓ • 膨化程度↑ • 吸附、扩散速率↑
∴根据染料聚集倾向大小、扩散性、移染 性能高低来控制始染温度、升温速率和 染色时间，达到匀染、透染的目的。
第三节 酸性染料的种类 及其染色性能
分类
• 按染色工艺条件
• “染座”：NH3+
• 酸性条件下NH3+与D-SO3-形成定位吸附 • PH ↓ ， “染座” ↑。即酸性强，NH3+多 • 加酸，促染
• 通过控制PH控制上染速率和得色量 • 匀染：酸分几次加入，并选用不同的酸
• 强酸浴染色——硫酸 • 弱酸浴染色——醋酸 • 中性浴染色——醋酸铵或硫酸铵
2、中性电解质
范德华力 氢键
第四节 酸性染料对羊毛的染色工艺
氨基含量为0.8~0.9mol/kg 等电点4.2~4.8
一、强酸性染色工艺
• 染液处方
缓染
• 染料
• 结晶元明粉 促染 • 硫酸（98%）
• 染色pH值
• 浴比
X％(对纤维重) 10％~20％(对纤维重) 2％~4％(对纤维重) 2~4 20:1~30:1
一、锦纶的染色性能特点
• 温度：影响很大
• 始染温度<40℃，然后逐渐升高温度，在规
定温度下染色。（∵Tg低） • 弱酸性及中性：近沸 • 温度高，移染性和遮盖性提高
锦纶66：50℃左 右
锦纶6：35~50 ℃
一、锦纶的染色性能特点
• 匀染剂
• 净洗剂LS • 分散剂NNO • 平平加O
• 固色剂
• PH=4~6，染料以离子键、氢键和范德华 力共同作用而与纤维结合，可以染浓色。
• 因此一般选用弱酸性染料染锦纶。
一、锦纶的染色性能特点
吸附量与PH值的关系（60℃） • PH值
• 最适宜4~6
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一、锦纶的染色性能特点
• 锦纶在纺丝制造过程中，由于加工条件不同，纤维的 微结构有一定的差异，染色时易产生不匀，特别是锦 纶66，分子量较高，分子间的氢键较多，结晶度、取 向度较高，无定形区结构较紧密，纤维中氨基的含量 低，纤维之间的差异在染色时更容易反映出来，极易 造成“经柳” “横档”等疵病，
∴染色一开始就应该避免上染不匀，始染温度宜低，升 温速率宜慢，所用的酸可以分次加入，或染色一段时 间后再加入，或用硫酸铵调节染液的pH值。
• 锦纶中末端氨基的含量较少，饱和值较低，当两个或 两个以上染料拼色染色时，就会发生对染色位置的竞 争，即所谓竞染现象，这种竞染现象比酸性染料染羊 毛要显著得多。拼色选用上染速率相近的染料。
二、弱酸性染色工艺
• 染色实例：弱酸性染料染纯毛，黄绿色
• 染色处方（对纤维重）
• 普拉黄GN
0.12％
• 弱酸艳蓝RAW
0.08％
• 冰醋酸
1％
• 元明粉
3g/L
二、弱酸性染色工艺
• 染色升温曲线
50℃入染
5min 5min 5min 匀 冰染 染 醋料 剂酸
95℃ 1℃/min
50min
水洗
一、锦纶的染色性能特点
• 具有两性性质
• 聚酰胺纤维的氨基含量低
• 羊毛：0.8~0.9mol/kg
• 锦纶66：0.03~0.05mol/kg 约为羊毛的1/20
• 锦纶6：0.098mol/kg
约为羊毛的1/10
• 锦纶等电点：5~6
• 羊毛等电点：4.2~4.8
一、锦纶的染色性能特点
• PH<3，锦纶中的亚氨基吸酸产生“染 座”，上染量会急剧增加，产生超量吸 附，但水解，强度明显下降
• 酸性染料在染液中电离成D-SO3-和Na+ • 羊毛等纤维带正电荷，吸引染料负离子上染
• 纤维与染料间也存在范德华力和氢键 • 强酸浴：离子键起主要作用 • 弱酸浴：范德华力和氢键起主要作用
二、影响酸性染料染色的主要因素
• 1、染液PH值 • 2、中性电解质 • 3、染色温度和时间
1、染液PH值
• 无机阴离子Cl－ 或SO42－体积小、扩散速度快， 先被吸附
• 染料阴离子靠近纤维时，由于静电力、范德华力 和氢键作用，取代无机阴离子与纤维结合。
2、中性电解质
• Cl-——快↓，逐渐↑ • 延迟染料离子的交换，起
缓染作用，并能促进染料 的移染，有利于获得匀染。
• 氯离子对纤维的亲和力很 低(常看作为零)，硫酸根离 子的亲和力比氯离子大一 些，所以元明粉的缓染作 用要比食盐强。
第十章 酸性染料染色
本章主要内容
第一节 酸性染料的结构分类 第二节 酸性染料的染色原理及其影响因素 第三节 酸性染料的种类及其染色性能 第四节 酸性染料对羊毛纤维的染色工艺 第五节 酸性染料对其他纤维的染色 第六节 酸性染料染色常见疵病及质量控制
本章要求掌握的内容
• 1、酸性染料的定义 • 2、比较三种酸性染料染羊毛工艺上的异
• 匀染剂
• 利于纤维的润湿、膨化及扩散 • 缓染、匀染
• 醋酸
• 调节PH值 • 浅色或匀染性差的，PH值高些，并分二次加入或
用部分硫酸铵代替醋酸
• 中性电解质：视具体情况
• 如PH=5以上染深色，在染色一段时间后可加 10~15%元明粉，促染
二、弱酸性染料的染色工艺
• 染色工艺过程
• 染物于50~60℃入染，以1℃/1.5min的速率升温至70℃ ， 再以1℃/2~4min的速率升温至沸，再沸染45~75min，然 后水洗烘干。
• 在水中，氨基和羧基发生离解，形成两性离子： +H3N—W—COO—
• 等电点：当溶液的pH值达到某一值时，羊毛纤 维中电离的氨基和羧基数量相等，此时纤维大分 子上的正、负离子数目相等，处于等电状态，纤 维呈电性中和，这时的pH值称为该纤维的等电点。
• 羊毛等电点的pH值为4.2~4.8。
一、酸性染料染色的基本原理
45~75
45~75
45~75
1:20~30
1:20~40
1:20~40
第五节 酸性染料对其他纤维的染色
•酸性染料是锦纶染色的常用染料 •得色鲜艳，上染百分率和染色牢度均较高 •匀染性、遮盖性较差 •常用于深色
酸性染料锦纶染色
• 一、锦纶的染色性能特点 • 二、锦纶织物酸性染色工艺原理
一、锦纶的染色性能特点
一、强酸性染色工艺
• 助剂的作用
• 元明粉
• 缓染，并有利于匀染 • 染浅时，用量应高些 • 也可加入阴离子或非离子表面活性剂起缓染和促染
作用
• 硫酸
• 促染，染深色时量大些 • 可分次加入或初染时改用醋酸，以避免染色不匀
一、强酸性染色工艺
• 染色工艺过程
• 染物于30~40℃入染，以1℃/1~1.5min的速率升温至 沸，再沸染45~75min，然后水洗烘干。
一、偶氮类酸性染料 二、蒽醌类酸性染料 三、三芳甲烷类酸性染料
一、偶氮类酸性染料
• 大多数为单偶氮和双偶氮结构的染料，以黄、橙、红 等浅色品种为主
• 三偶氮结构的染料虽然湿处理牢度好，但色泽比较灰 暗，匀染性差
二、蒽醌类酸性染料
• 在色谱上弥补了偶 氮类酸性染料
• 以深色为主，大多 为紫、蓝、绿及黑 色
• 强酸性染料：匀染性酸性染料或典型的酸性 染料，染羊毛、皮革。
• 弱酸性染料 缩绒性酸性染料
• 中性染料
一、强酸性染料染色
• 强酸性染料由于分子结构简单，相对分 子质量低，含磺酸基比例高，溶解度高， 匀染性好。离子键结合。
• 湿处理牢度很差，难以染深色，不耐缩 绒，且染后羊毛强度有损伤，手感不好。
同 • 3、弱酸性染料染锦纶卷染的工艺（包括
染色和固色） • 4、酸性染料染色常见疵病及质量控制
概述
• 定义
• 凡含有酸性基团，能在酸性、弱酸性或中性染浴中 上染蛋白质纤维和聚酰胺纤维的染料。
• 结构特点
• 酸性基团大多数为磺酸基，少数为羧基，易溶于水， 在水中电离成为染料阴离子
• 染料分子结构比较简单，多数为单偶氮类染料，少 数为双偶氮类染料，分子中缺乏较长的共轭双键系 统，分子芳环共平面性或线型特征不强，因此对纤 维素纤维缺乏亲和力。
• 匀染性降低，要在高温下染色
四、不同类型酸性染料染色性能比较
染色性能 强酸性染料 弱酸性染料
湿处理牢度
较差
较好
中性染料 好
染液PH值
2~4
4~6
6~7
调PH用酸 硫酸或甲酸
醋酸
硫酸铵或醋酸铵
匀染性
好
中
较差
染料溶解性 好差(相对 稍差(相对分 差(相对分子质量
分子质量小) 子质量较大)
大)
与纤维结合形式 离子键 范德华力、氢 键、离子键