活性染料的染色过程及机理
真丝用活性染料染色的反应机理
真丝用活性染料染色的反应机理
真丝用活性染料染色是一种用活性染料染色的方法，可以使真丝衣物拥有色彩艳丽的效果。
但是对于这种染色过程，如何能够清楚的认识其中的化学反应机理才是影响其最后色彩品质与否的关键。
真丝用活性染料染色的过程总共可以分为三个阶段。
首先，真丝衣物要进行重新浸渍，然后，通过给衣物表面施予活性染料的作用，渗透至衣物的内部；第三，通过对溶液的自发分解，氧化过程被激发，而真丝衣物的化学链就会逐步着色。
简而言之，衣物的真丝染色反应机理主要是由三种不同的物质形成的。
其中，最基本的是活性染料，该染料需要具备强大的紫外光抗性和耐腐蚀性；其次，用于调节pH值的速率形成缓冲溶液；最后，还需要有一定量的氧源，以激发氧化过程。
而这几种物质，就组成了真丝的染色过程的整体化学反应机理。
至此，我们就可以清楚的掌握真丝染色的原理机制，从而使得衣物能够拥有更加华丽而色彩绚丽的效果。
活性染料染色原理
活性染料染色原理活性染料染色是一种常用的染色技术，用于织物、纺织品、纸张等材料的染色。
活性染料通常呈现出强烈的可溶性、高色牢度和良好的亲和力。
其染色原理是在染色过程中，染料分子通过共价键或氢键与被染的物质发生化学反应，将染料牢固地结合在材料纤维或纸张上。
活性染料具有多种活化基团，如亚胺基、酯基、酰胺基、硫酸基、游离酮基等。
这些活化基团可以通过与纤维上的羟基、胺基等官能团发生反应，实现染料与纤维的结合。
活性染料分子结构复杂，一般含有芳香环、杂环和侧链等多个部分。
这些结构部分可以通过氢键和范德华力与纤维发生相互作用，增强染料与纤维的结合力。
染色过程中，活性染料分子首先通过化学反应与纤维表面结合，形成一个暂时的结合物。
然后，在染料经历搅拌、加热等步骤后，结合物中的活化基团与纤维官能团发生热反应，形成更稳定的共价键连接，从而确保染料牢固地附着在纤维上。
活性染料的染色过程还可能涉及到还原和氧化反应。
染色前，染料分子通常是氧化态，无法与纤维结合。
而在染色过程中，还原剂的作用下，染料分子被还原为可与纤维结合的形式。
染色结束后，通过氧化剂的作用，将染料分子重新氧化，使染料变得不溶于水，提高染色后织物的色牢度。
与其它染色技术相比，活性染料染色具有许多优点。
首先，活性染料具有极好的颜色鲜艳度，在染色过程中可以发生多种化学反应，使得染料颜色鲜艳且牢固。
其次，活性染料对许多纤维具有良好的亲和力，特别是对于天然纤维，如棉纤维。
最后，活性染料具有良好的耐洗度和耐光度，可在多次清洗和日晒后仍保持良好的颜色质量。
总之，活性染料染色是一种重要的染色技术，通过染料分子与纤维官能团发生化学反应，实现染料与纤维的牢固结合。
活性染料染色具有良好的亲和力、色牢度和耐洗度，广泛应用于织物、纺织品和纸张等材料的染色。
随着科技的进步，活性染料染色技术不断发展，为纺织品印染行业带来更多的颜色选择和实现更高的染色质量。
活性染料染色实验报告
活性染料染色实验报告实验报告：活性染料染色实验一、实验目的1.了解活性染料的性质和染色特点。
2.学习活性染料染色的实验方法。
3.观察和分析活性染料在不同条件下的染色效果。
二、实验仪器和试剂1.实验仪器：显微镜、恒温槽等。
2.试剂：活性染料、棉布、水、乙醇等。
三、实验步骤1.准备工作：将棉布切成相同大小的样品，并用水洗净晾干。
2.制备活性染料溶液：按照一定比例将活性染料加入适量的水中，并充分溶解。
3.染色过程：（1）实验组：将棉布样品浸泡在准备好的活性染料溶液中，温度为50摄氏度，时间为30分钟。
（2）对照组：将一块棉布样品浸泡在清水中，温度和时间与实验组相同。
4.洗涤：（1）实验组：将染色后的棉布样品用温水冲洗，直至水不再有染料溢出。
（2）对照组：将清水浸泡的棉布样品用温水冲洗，直至水不再有染料溢出。
5.观察和比较：将染色后的棉布样品和对照棉布样品取出，观察比较染色效果。
四、实验结果通过实验观察和比较，得出以下结论：1.活性染料染色后，棉布的颜色明显变化，比对照组更加饱和。
2.活性染料染色后，棉布的染色效果均匀，没有出现斑块现象。
3.与对照组相比，活性染料染色后的棉布在洗涤过程中染料流失较少，颜色保持较稳定。
五、结果分析活性染料具有较好的亲染性和亲水性，可以更好地与棉纤维结合，因此染色效果更加饱和均匀。
同时，活性染料在洗涤过程中的染料流失较少，说明其有较好的牢固性，不易褪色。
活性染料的这些优点使其成为一种常用的染料类型。
六、实验总结通过本次实验，我对活性染料染色的特点和方法有了更深入的了解。
活性染料染色效果饱和、均匀，并具有较好的牢固性。
实验中的操作过程需要细心和耐心，尤其是在染色后的洗涤过程中要注意染料流失情况。
实验结果的差异可能与染色浓度、温度和时间等因素有关。
七、改进建议为了进一步提高染色效果和染料的牢固性，可以尝试调整染色溶液的浓度、温度和时间等因素，以寻找最佳的染色条件。
此外，可以尝试使用不同类型的活性染料，比较它们的染色效果差异，寻找适用性更广的染料。
活性染料染棉染色原理
活性染料染棉染色原理
活性染料染色时，能将染料直接染到织物上，同时由于它有较好的扩散能力，容易使染料扩散进入纤维内部，但由于此时尚未与纤维起化学反应，很容易用水把大部分染料洗掉，因此必须用碱剂促使染料与纤维产生化学反应，把染料固着在纤维上。
前者称为染色，后者称为固色。
活性染料与纤维素纤维的键合反应可用下述通式表示：
D－T－X + HO－Cell → D－T－O－Cell + X—（1）
D－SO
2－CH=CH
2
+ HO－Cell → D－SO
2
－CH
2
－CH
2
－O－Cell （2）
(1)式是一氯均三嗪型（K型）活性染料与纤维素纤维在碱剂存在下所发生的键合反应。
在碱剂作用下，纤维上羟基离解而使纤维素纤维带负电，成为亲核试剂进攻活性基团中带正电的反应活性中心，发生亲核取代反应，使染料和纤维合为一体。
(2)式是乙烯砜型（KN型）活性染料与纤维素纤维产生键合反应，使染料固着在纤维上。
由于不产生原子间的取代，而产生了饱和化合物，故称为加成反应。
活性染料在溶液中以阴离子形式存在，带负电荷，纤维素纤维在水中也带负电荷，加入元明粉或食盐对活性有促染作用，即，加速活性染料分子脱离染液上染到纤维上。
加入纯碱，使得活性染料在碱性条件下，与纤维素纤维上的羟基反应，形成共价键。
活性染料染色(1)
棉织物的活性染料染色一、实验目的(1)自行选取染料及设计工艺，掌握活性染料对棉的染色过程，巩固所学的活性染料对棉纤维染色的基本理论知识，学会自己设计工艺处方和工艺条件，并进行染色试验。
(2)学会活性染料吸尽率和固色率的测定二、实验原理(1)染色原理:活性染料是一种含有能与纤维起反应形成共价键的活性基团的染料，常见的活性基团有二氯均三嗪型、乙烯砜型和一氯均三嗪型等三种，它们的反应能力各不相同，所以采用的工艺条件也不同，分别采用低温、中温和高温进行染色。
活性染料染色时通过纤维对染料的吸附、染料扩散进入纤维内部达到上染平衡，加入碱后，染料开始与纤维发生反应而固着，并重新达到一个平衡。
染后进行皂煮，除去并未与纤维固着的染料或水解染料，提高色泽的鲜艳度。
活性染料浸染的上染曲线由于活性染料在水溶液中要发生水解，从而影响活性染料的利用率，为了改善上述情况，现在开发出双活性基团甚至三活性基团的活性染料，可以使活性染料的固色率达到80%以上。
双活性基染料常见的有：含两个相同的一氯均三嗪型如国内KE型活性染料；含一个一氯均三嗪、一个为乙烯砜型的染料如国内M型活性染料。
(2) 固色原理: 活性染料与棉纤维的反应在碱性条件下，纤维素能形成纤维素负离子，能和活性染料发生亲核取代、加成反应，进而形成染料--纤维共价键，二氯均三嗪型较活泼，只需在较低温度下即可反应，而一氯均三嗪型则需在温度较高、碱性较强条件下才能反应。
影响此反应的因素有很多。
染料与纤维与水的反应为平行反应，因为水也是亲核试剂，反应条件机理相同。
染料一经水解即失去与纤维的反应能力，固色率大为降低。
从反应动力学研究得到，固着反应比水解反应快40倍左右，染色时PH一般为10~11为宜，X型可用碱性较弱的小苏打，对K型，则采用Na2CO3、Na3po4，甚至NaOH。
染色温度具体根据不同染料性能而定。
促染用元明粉，加入要掌握一多二早，分批加入的原则。
浴比尽可能小些，以提高固色率。
棉织物活性染料染色
活性染料的主要类型有X型、K型、KN型、M 型和KE型等，它们的化学活泼性和染色性能 各不相同，染料的活性基团也会发生水解而 失去同纤维的反应性。活性染料可直接溶解 于水，染色时染料先被纤维吸附，然后在碱 的作用下，染料与纤维官能团羟基（-OH） 发生反应，生成共价键而固着在纤维上，未 固着的染料被洗去。温度对染料的反应有较 大影响，因此，对不同类型的活性染料应选 择适宜的染色温度。
三、主要仪器和染化料
恒温水浴锅、烧杯。 氯化钠、碳酸钠、磷酸钠、活性红X-3B、
活性蓝KGL。
四 、 实验步骤
温度影响实验
1 、处方和工艺条件
染化料
Hale Waihona Puke 1#活性红X-3B（对织重%） 2
活性兰KGL（对织重%） —
2# 3# 4#
2 ——
—2
2
食盐（g/l） 碱剂（g/l） 温度
30 30 碳酸钠15 室温 90ºC
五 、结果和讨论
1、 贴样，记录实验现象 2、分别写出X型和K型 染料适宜的染色温度，
并阐述染浴温度对染料染色性能的影响。
30 30 磷酸钠15 室温 90ºC
浴比
50：1
2 、工艺步骤
按处方配置染浴，称取2g棉织物4块，用 水浸渍后挤干，分别投入染浴中，1#、3# 室温，2#、4#放入90℃恒温水浴中，染杯 上盖表面皿防止染液蒸发。染15min后，加 入食盐，再染15min后，加入碱剂，固色 30min，染毕取出试样，充分水洗，并皂煮 5min（肥皂5g/l，浴比50：1）后水洗，晾 干。
活性染料染色实验报告
活性染料染色实验报告活性染料染色实验报告引言：活性染料是一类具有良好亲和力和活性的染料，广泛应用于纺织、印染等行业。
本实验旨在探究活性染料在不同条件下的染色效果，并分析其染色机理。
实验材料和方法：材料：活性染料溶液、棉织物样品、染色槽、盐酸、氢氧化钠、酒精、蒸馏水等。
方法：1. 准备染色槽：将染色槽清洗干净，并加入足够的蒸馏水。
2. 准备染料溶液：将活性染料溶解在适量的蒸馏水中，并搅拌均匀。
3. 染色操作：将棉织物样品浸泡在染料溶液中，保持一定时间。
4. 染色后处理：将染色后的样品用盐酸溶液进行酸洗，然后用氢氧化钠溶液进行碱洗，最后用酒精进行漂洗。
5. 染色效果评价：观察染色后的样品颜色的亮度、饱和度和均匀度。
实验结果与讨论：在本实验中，我们选取了不同浓度的活性染料溶液对棉织物进行染色。
实验结果显示，随着染料溶液浓度的增加，染色效果逐渐增强，颜色更加鲜艳。
这是因为活性染料具有较高的亲和力，浓度越高，染料与织物的接触面积越大，染色效果也越好。
在染色后处理过程中，酸洗和碱洗起到了重要的作用。
酸洗可以去除染色过程中产生的杂质和未结合的染料，使染色结果更加纯净。
碱洗则可以中和酸洗过程中残留的酸性物质，恢复织物的中性环境，避免对织物产生损害。
此外，漂洗过程也是染色实验中不可忽视的一步。
漂洗可以去除酸洗和碱洗过程中的残留物，保证染色后的织物干净无杂质。
酒精漂洗是常用的漂洗方法之一，因为酒精具有良好的溶剂性能，可以有效去除水溶性的杂质。
通过染色效果评价，我们可以看出，活性染料染色后的棉织物颜色亮度高、饱和度好、均匀度较高。
这是由于活性染料分子具有较好的渗透性和亲和力，能够均匀地分布在织物纤维上，使染色效果更加均匀。
结论：本实验通过对活性染料的染色实验，探究了不同条件下的染色效果，并分析了染色机理。
实验结果表明，活性染料在适当的浓度下，能够实现对棉织物的均匀染色，染色效果鲜艳、亮度高、饱和度好。
同时，染色后处理过程中的酸洗、碱洗和漂洗对染色结果的纯净度和均匀度起到了重要的作用。
活性染料的染色过程和机理
活性染料的染色过程和机理活性染料是一种广泛应用于纺织工业的染料类别。
相对于传统的染料，活性染料具有更加丰富和鲜艳的色彩，具有良好的可溶性和高染色性能，同时对纤维材料有较高的亲和力，所以其适用范围更广泛。
本文将详细介绍活性染料的染色过程和机理。
活性染料的染色过程主要分为两个步骤：染色前处理和染色工艺。
染色前处理主要包括预处理和固色剂处理。
在预处理过程中，纤维材料经过脱脂、漂白和酸洗等步骤，去除纤维上的杂质和颜色，使其表面更容易吸附染料。
固色剂处理是将固色剂与纤维材料反应，形成染色复合物。
这些预处理过程旨在提高染料与纤维之间相互作用的能力。
在染色工艺中，活性染料以水溶液的形式添加到染色槽中，接触到纤维材料表面。
通过搅拌或其他方式，使染料能够更均匀地沉积到纤维中。
对于棉、麻等天然纤维，染色通常在高温和碱性条件下进行。
而对于合成纤维材料如涤纶、锦纶等，一般在中温和弱酸性条件下染色。
经过一定时间的浸泡，活性染料分子与纤维材料之间发生了化学反应，染色剂与纤维形成了永久性的染色复合物。
活性染料与纤维材料之间的染色机理较为复杂，下面将详细介绍几种常见的活性染料染色机理。
1.离子吸附机理：活性染料是离子化合物，其中带有阳离子或阴离子基团。
在染色过程中，染料分子与纤维表面存在静电相互作用。
由于纤维表面带有疏水基团，染料中的疏水基团能够吸附到纤维表面，形成离子间相互作用，从而实现染色。
2.共价结合机理：活性染料含有与纤维反应的基团，能够与纤维共价结合形成永久性染色。
例如，活性染料中含有反应性基团（如芳香胺基团），在染色过程中，这些基团能够与纤维中的官能基团（如氨基和羟基）发生化学反应，形成共价键。
3.亲水基团机理：活性染料中通常含有吸水基团，例如羟基和醚基。
这些吸水基团能够与纤维材料中的水分子形成氢键，增加染料与纤维之间的亲和力，从而实现染色。
此外，活性染料染色还受到许多其他因素的影响，如温度、pH值、盐度等。
温度的升高能够加快染料与纤维之间的化学反应速率，提高染色效果。
第五章活性染料染色
或 D NH CO C CH2
X
国产PW型、国外Lanasol染料
特点：
（1）水解速率低，染色牢度好。
（2）反应性强
活性基由C＝C双键和卤素 两个活性基组成
（3）主要用于羊毛、蚕丝的染色。
三、活性染料的母体类型
要求：
色泽鲜艳、牢度优良、扩散性好，亲和力低
染料母体分子不能太大
通常有：偶氮类，蒽醌类，金属可络合类和酞菁类
（2）温度的影响：
温度升高，反应性增加，直接性降低，固色率降低。
图5－3 温度与直接性和反应性的关系 1－直接性 2－反应性
温度升高
V反应 增加 ；但V水解 增加更快
平衡上染百分率
染料直接性下降
固色率
反应性高的，温度低些；反应性低的，温度高些
（3）染色时间
上染时间 ＋
延 长
利于匀染
固色时间
延 长
第四节 活性染料对纤维素纤维的染色
★ 染色方法
浸染 卷染 轧染 冷轧堆
★ 染色方法的选择
注意：以下选择不是绝 对的，只是质量要好些
根据织物的组织结构、紧密度及厚薄而定。
紧密、厚重织物
不宜用绳状浸染、而 用卷染、冷轧堆染色
高支高密的织物 稀薄及弹力织物
不能采用轧染，易产 生皱条、擦伤疵病。
采用浸染法
0.5～1.5 1：（10～12） 视染料类别而定，85~95
10～25，10～25，10～15 9～11
工艺要点：
（1）染料的溶解 X型染料 冷水调成薄浆
其它染料 40～50 ℃调浆
溶解宜用软水
加冷水或30～35℃ 温水至规定量。
K型用70～80 ℃ 热水
KN、M型用60～ 70 ℃热水
活性染料染色原理
制备氯代均三嗪活性染料的重要原料是三聚氰氯：
2020/6/8
HO NH2 +
NaO3S
SO3Na
Cl
N N Na2CO3 Cl N Cl 0℃～5℃
HO NaO3S
Cl NN NH
N Cl
SO3Na
2020/6/8
①一氯均三嗪活性染料（国产K型活性染料）
2020/6/8
一氯均三嗪染料反应性较弱，稳定性好，80℃以上水溶解， 染料-纤维键较稳定，固色率在80%以上。 反应性低的活性基，可在较高的温度及较高的pH值下进行染色； 还适用于印花工艺（印浆稳定），易于后处理。
活性染料： 又称反应性染料。分子结构中有一个或以上的活性基 团，在适当条件下，能够与纤维发生化学反应，形成共价键结合。 一、活性染料的性质 1、水溶性染料，水中电离为负离子染料。 2、优良的湿牢度和匀染性。
(活性染料在纤维上一经染着，就有很好的染色牢度，尤其是湿牢度)
2020/6/8
3、色泽鲜艳（色泽鲜艳度、光亮度特别好）,色谱齐全（一般不要 其它类染料配套），使用方便，成本低廉。
D－ NH N
F N
F
二氟一氯嘧啶的活性基(国产的F型活性染料)，具有中等的反应活 泼性，而有较高的固色率，适合40-80℃染色，
纤维-染料键稳定性好，价格高，多用于羊毛。 更重要的是它与纤维的结合键有很好的耐酸和耐碱的水解稳定性。
2020/6/8
3、乙烯砜型活性染料（雷马素活性染料，DyStar公司生产） （KN型） DyStar textile dyes: Textile dyes, fabric dyeing, dyestuff, reactive dyes, acid dyes, sulfur dyes, direct dyes, basic dyes, vat dyes, disperse dyes etc
活性染料的染色原理
活性染料的染色原理活性染料是一种广泛应用于纺织染色业的染料类别，其染色原理主要基于两个关键因素：颜料溶解性和离子性。
活性染料的颜料溶解性基于其分子结构中的水溶基团。
活性染料通常含有具有亲水基团（例如羟基、氨基、酰胺基等）的极性结构。
这些亲水基团使染料分子能够与水分子相互作用，并在水中溶解。
水溶性是活性染料优越的特点之一，使得活性染料能够在纺织品的染色过程中与纤维表面相互作用。
活性染料的离子性也是其染色原理的重要组成部分。
染料分子中通常含有离子基团，例如阳离子基团（例如胺基）或阴离子基团（例如酸基）。
这些离子基团能够与纤维表面上的离子基团相互作用，形成化学键。
染料分子的离子性使其能够具有良好的亲和力，与纤维表面形成氢键、范德华力、离子键等相互作用，从而实现染料的固定和牢固性。
活性染料在染色过程中具有很高的反应性。
在染色溶液中，活性染料的颜料分子通过与纤维表面上的羟基、酰胺基、酚基等含氮和含氧官能团反应，从而建立与纤维的化学键。
这种化学反应通常是伴随着开环和环化过程的动态平衡。
在开环的过程中，纤维表面上的官能团与染料分子中的活性位点之间发生共价键形成。
当纤维和染料分子之间的化学键形成后，染料分子在纤维表面上牢固结合，从而实现了染色。
此外，活性染料还具有其他特殊的染色机理，例如离子交换和共轭中心的形成。
通过离子交换机制，染料分子中的阳离子与纤维表面上的阴离子基团发生离子交换，从而实现染料的固定。
共轭结构的形成也能够增加活性染料分子的色彩鲜艳度和强度。
综上所述，活性染料的染色原理是基于其颜料溶解性和离子性的特点。
通过活性染料分子与纤维表面官能团之间的化学反应，从而实现染料在纺织品上的固定和牢固性。
活性染料因其出色的染色效果和色谱性能在纺织行业得到广泛应用，并持续推动着纺织品的发展。
活性染料染色工艺流程
活性染料染色工艺流程
《活性染料染色工艺流程》
活性染料是一种特殊的染料，它们能够与纤维素和蛋白质纤维产生化学结合，具有很强的染色性能和耐久性。
活性染料染色工艺流程是将活性染料溶液与纤维素或蛋白质纤维接触，通过一系列的处理步骤将染料牢固地结合在纤维上，从而实现染色的目的。
下面是活性染料染色工艺的一般流程：
1. 预处理：在将纤维染色之前，需要对纤维进行一系列的预处理步骤，包括除浆、漂白、酶处理等，以确保纤维表面无污垢或杂质，达到最佳的染色效果。
2. 染色：将活性染料溶液与经过预处理的纤维接触，活性染料会与纤维表面发生化学反应，结合在纤维上。
染色条件包括温度、pH值、时间等多个参数。
3. 固色：经过染色之后，需要将染料固定在纤维上，防止染料在后续的洗涤或日光照射下褪色。
固色方法包括蒸汽固色、煅烧固色等。
4. 洗涤：经过固色之后，还需要对染色的纤维进行洗涤处理，以去除剩余的染料和辅助剂，保证染色的纤维色牢度和手感。
5. 后处理：染色之后的纤维还需要进行一些后处理步骤，例如整理、加工等，以便满足最终产品的要求。
活性染料染色工艺流程是一个综合性的过程，需要多种处理步骤相互配合，以确保染色效果和染色纤维的品质。
同时，由于活性染料与纤维的化学结合，这种染色方式具有很好的耐久性和色牢度，被广泛应用于纺织品、皮革等行业。
活性染料的染色过程及机理
活性染料的染色过程及机理活性染料是一种在纤维上具有较好的亲和力和着色力的染料。
活性染料具有许多独特的特性，如良好的亲水性、亲纤维性、光嫁接性和耐久性，能够将染料牢固地结合在纤维上。
本文将介绍活性染料的染色过程和机理。
首先是活性染料的渗透过程。
纺织品经过前处理后，浸泡在染液中，活性染料通过纤维的孔隙和结构缺陷渗透到纤维内部。
渗透速度与温度、浓度、pH值等因素有关。
渗透过程可能会受到纤维的表面张力和纤维素多孔结构的限制。
接下来是活性染料的扩散过程。
染料分子在纤维内部通过热伦势力或浓度梯度进行扩散，从而达到脱离染液自由移动的状态。
扩散速度取决于染料分子的大小、纤维的孔隙结构和温度等因素。
然后是活性染料的吸附过程。
染料分子在纤维表面吸附，并与纤维表面形成瞬时的物理结合。
吸附过程是一个动态平衡过程，同时会遵循兰金斯等温吸附等式。
吸附速度与染料的亲和力、纤维的化学组成和表面能等因素有关。
最后是活性染料的固定过程。
吸附在纤维表面的染料分子通过化学反应与纤维发生共价键的形成，从而牢固固定在纤维上。
固定过程可以通过热固定、碱固定、还原固定等方法进行。
固定过程是决定染色牢度的重要步骤。
活性染料的染色机理是多种因素共同作用的结果。
有机染料分子与纤维之间的相互作用主要包括物理吸附和化学键合两种形式。
物理吸附是由于染料分子与纤维表面之间的静电作用力、范德华力等相互作用而引起的，这种结合是可逆的。
而化学键合是指染料分子中存在明确的官能团与纤维官能团之间的共价键结合，使染料牢固地结合在纤维上。
活性染料的染色机理还涉及到环境因素、纤维结构和染料结构等多种因素。
环境因素如温度、湿度、pH值等会影响到活性染料的染色性能和染色效果。
纤维结构的差异会影响染料的渗透和扩散，从而影响染色的均匀性和牢度。
而染料结构的不同则会影响到与纤维的亲和力和染色效果。
综上所述，活性染料的染色过程是一个复杂的过程，主要包括渗透、扩散、吸附和固定四个阶段。
纺织品染印原理活性染料染色PPT课件
活性染料
• 结构特点 • 按染料母体分 • 偶氮结构 • 蒽醌结构 • 金属络合结构 • 其它结构
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活性染料
• 结构特点 • 按染料母体分 • 偶氮结构 • 约占50%，有单、双偶氮结构。如：活性红X-3B（C.I. Re. Red 2）。
第13页/共80页
活性染料
第五章 活性染料染色
染料性能 染色原理 染色方法
第1页/共80页
活性 • 染料性能 染料染色
• 染色原理 • 染色方法
第2页/共80页
活性染料
• 概念 • 结构特点 • 染色性能 • 应用特点
第3页/共80页
活性染料（Reactive dyes）
• 概念 • 染料分子上含活性基团，能在一定条件下与纤维素纤维上的羟基、蛋白质纤维上 的氨基反应生成共价键结合上染。
第31页/共80页
染色原理
• 活性染料的固色 • 活性染料的反应性 • 亲核取代反应——染料结构与反应性 • 杂环上取代基的影响 • 杂环中引入-F、-Cl、-CN、-SO2CH3等吸电子基时，将使得杂环 中碳原子电子云密度降低，活性基的反应性增强。 • 杂环中引入-NHAr、-NH2、-OCH3等供电子基时，将使得杂环中 碳原子电子云密度增加，活性基的反应性降低。
• 活性基中的离去基的吸电子性越强，离去倾向越大，取代反应越快。
第32页/共80页
染色原理
• 活性染料的固色 • 活性染料的反应性 • 亲核取代反应——染料结构与反应性 • 连接基的影响 • 连接基-NH-，在一定的酸性条件下也可结合质子带正电荷，提高染料的反应性 • 在一定的碱性条件下，连接基-NH-则会失去质子带负电荷，使染料的反应性大为降低 (可降低几十倍之多)。
活性染料染色实验报告
吸光 度
500
0。284
542
0.376
510
0。355
544 0。377
520
0.363
546 0.376
530
0。367
548 0。374
540
0。375
550
0.370
表 2. 处方 3 染液不同波长下吸光度值
由右图可知，处方三染液的最大吸收波长为 544nm. 从理论上，处方 3 与处方 4 为同一染料母液配制的不用处方,其最大吸收波长应相同。 试验中出现了微小差异，可能是由于不同助剂的加入使其最大吸收波长发生了一定 偏移。
15 —
碳酸氢钠 （g/l）
— 15
温度 （℃） 最佳温度 最佳温度
四、所用仪器、材料、药品
1、仪器:数显恒温水浴锅 HH—6、染杯、移液管(10ml)、胖肚移液管（10ml）、容量 瓶（500ml、25ml)、温度计、吸球、电子天平、玻璃棒、药匙、SPC22 分光光度计 2、材料:半漂棉布（2g/块） 3、药品：科华素红 3BSN、活性红、元明粉、Na2CO3、NaHCO3、食盐
活性染料染色实验报告
3、活性染料固着率的影响因素 ⑴、染料本身 ①染料的反应性及反应性比：染料的反应性越强，其固色反应速率快，但固色效率 不一定提高。只有反应性比值（即染料与纤维的反应速率与其水解速率的比值）越 大，固色率才越高。②染料的亲和力与直接性：活性染料一般是简单的酸性或直接 染料，具有较低的直接型和良好的扩散性.活性染料的亲和力或直接性越高，在一定 条件下吸附到纤维上的染料浓度越高,越有利于染料和纤维的反应，固色效率和固色 速率都可提高。③扩散性：染料扩散性好，在一定时间内和纤维的羟基阴离子接触 的几率也高，固着率也高。 本次实验所用为双活性染料,反应性比较强。要保证其固色效率，应提高染料与纤维 的反应速率，降低染料水解速率。由于无法得知所用染料的具体结构,较难判断其直 接性和扩散性。 ⑵、染色条件影响 ①、PH 值：随 PH 增高某些染料的连接基会阴离子化，降低了染料的反应性，且 [Cell-O-]/[OH-］ 比值在 PH 高到一定程度后会减小,影响固色速率和固着率。一般，活性染料固色 PH 以 10-11 较合适。碱性太强，水解染料会增多，固着率会降低。本实验中 Na2CO3 碱 性大于 NaHCO3。 可维持染料 PH 值在 10.5 左右.而 NaHCO3 可维持染料 PH 在 8。4 左右达不到最佳固 色 PH。实验数据也表明,处方一用 Na2CO3 调节 PH 其固色率远大于处方三用 NaHCO3 调 节 PH。本实验处方唯一区别为碱种类，所以 PH 为本实验影响固色率的关键因素. ②、温度：温度越高,固色速率越高，而固色率越低，因而在保证一定固色速率的情 况下，固色温度不宜太高。 ③、电解质:加入元明粉等电解质可提高染料的吸附速率，起促染作用。但电解质过 高,将增加染料在溶液中发生聚集而生成沉淀的程度，此时染料的固色速率和固着率 将随电解质浓度增加不断降低,匀染性也差。 ④、浴比:降低浴比可增加活性染料直接性，从而增加纤维上的染料浓度，可提高固 色率。 ⑤、纤维结构：染色时，纤维溶胀充分，孔隙尺寸增加,染料扩散就快,固色效率高。 且纤维半径越小，其比表面积越大，固色效率及固着率越高.
活性染料染色原理
活性染料染色原理
活性染料是一类具有较高亲和力和活性基团的染料，它们可以与纤维分子发生氢键、离子键或共价键相互作用，从而实现染色的目的。
活性染料染色的原理主要分为两个步骤：
第一步是前染色，也称为中和或固定染色。
这一步骤是将酸性染料或直接染料通过静电相互作用吸附到纤维表面。
在酸性染料中，负电离子通过静电作用吸附到带正电荷的纤维表面；而在直接染料中，这种吸附是通过非离子静电相互作用实现的。
在该阶段，染料与纤维表面并没有形成共价键。
第二步是后染色，也称为化学结合染色。
这一步骤是通过共价结合将染料牢固地固定在纤维上，从而实现染色的持久性。
后染色通常需要在较高温度和较酸或碱的条件下进行。
在这个过程中，染料分子中的活性基团与纤维中的官能基团发生反应，形成共价键。
总的来说，活性染料染色的原理是通过前染色阶段的静电相互作用将染料吸附在纤维表面，然后通过后染色阶段的化学反应将染料与纤维牢固地结合在一起。
这种染色方法具有较高的染色效果和染色牢度，因此在纺织、印刷和染色行业得到广泛应用。
活性染料的染色过程及机理
2、染色工艺条件的影响
（4）浴比 保证上染率基础上，尽量减小浴比，有
利于染色、固色 一般1:15~1:20 但染色浴比过小会影响染色的匀染性
固色时染料的上染
固色时染料的上染
1、活性染料浸染或卷染，常先在中性 浴中染色一段时间后，加碱剂进行固色
2、加碱后，上染的染料量增大 3、固色率低于上染率
2、亲核加成键合机理
乙烯砜型活性染料易爱亲核试剂的进攻， 发生亲核加成反应
砜基电负性较高 Β-C电子云密度较低
（二）活性染料的水解反应
碱性条件 活性染料能与水中OH-发生亲核取代或
加成反应，生成水解活性染料。 水解活性染料不能与纤维发生键合反应 造成染料的浪费。
（二）活性染料的水解反应
衡时间短
一、活性染料的上染
在纤维中扩散的同时，还存在着染料与纤维的 键合反应和染料与水的水解反应。
提高活性染料上染率的方法（上染阶段）
加入电解质促染 低温染色 小浴比染色
二、活性染料的固色
活性染料的固色：是在一定的碱性和温度条件下，染 料的活性基团与纤维发生反应形成共价键结合（简称 键合），而固着在纤维上的过程。
染料母体的影响
分子量高，反应性低 结构复杂，反应性低
影响活性染料反应性的因素
桥基
亚氨基在碱性条件下离子化，使亚氨基的供电子性 增加，提高了均三嗪环和反应中心C原子上的电子 云密度，使反应性降低。
N-甲亚氨基不会发生离子化，反应性高 甲酰胺基，反应性较高
影响活性染料反应性的因素
B、外界因素 染液PH值：高，反应性较高 固色温度：高，反应性较高 中性电解质浓度：大，反应性较高
1、亲核取代键合机理
以二氯均三嗪类活性基与纤维素纤维的 反应为例
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（二）活性染料的水解反应
水解反应与键合反应相随相伴
反应机理相同 反应条件相同
键合反应总比水解反应快
例：普施安艳红2B，在PH=11 室温时 染料与纤维迅速发生结合 20min仅水解50%
（二）活性染料的水解反应
键合反应总比水解反应快原因：
染料对纤维有亲和力，加之纤维的有效容积 小，使染料在纤维中浓度 » 溶液中浓度， 使反应速率 » 水解速率
2、染色工艺条件的影响
（2）固色温度 温度升高，反应速度提高，但水解速度也提高，
固色率降低 温度升高，平衡上染百分率将降低，也影响固
色率 因此要选择合适的温度
达到要求的上染率 水解不严重
2、染色工艺条件的影响
（3）中性电解质的影响 间接影响：[OH-]浓度提高 促染
促进纤维离解 促进纤维素溶胀
N-甲亚氨基不会发生离子化，反应性高 甲酰胺基，反应性较高
影响活性染料反应性的因素
B、外界因素 染液PH值：高，反应性较高 固色温度：高，反应性较高 中性电解质浓度：大，反应性较高
（2）染料亲和力的影响
染料的上染是固色的前提 染料的亲和力越大，染料的上染率越高，
染料的固色率也越高 染料的亲和力过大，染料的扩散性差，
硫酸酯的吸电子性使C—H键具有极性，容易断裂， 发生消去反应，生成乙烯砜基
2、亲核加成键合机理
乙烯砜型活性染料易爱亲核试剂的进攻， 发生亲核加成反应
砜基电负性较高 Β-C电子云密度较低
（二）活性染料的水解反应
碱性条件 活性染料能与水中OH-发生亲核取代或
加成反应，生成水解活性染料。 水解活性染料不能与纤维发生键合反应 造成染料的浪费。
三、染色后处理
上染纤维上的染料在固色时并不能完全 与纤维发生反应
水解染料 无活性基团的染料 有活性基团但没有与纤维反应的染料
影响染色牢度和色泽的鲜艳度 皂洗后处理
用洗涤剂或肥皂等将吸附在纤维上未与纤维 结合的染料去除
作业:
P98 2
证明染料与纤维发生键合的方法
中性浴染色，染料可用水洗去；碱性浴染色，染料不能用水 洗去
直接染料、还原染料染棉后，可进行剥色；而活性染料不能 进行剥色
（一）活性染料的键合机理
染料活性基不同，键合机理不同
1、亲核取代键合机理
均三嗪型与纤维素纤维的作用
2、亲核加成键合机理
乙烯砜型与纤维素纤维的作用
1、染料性质的影响
（1）染料反应性的影响 反应性不同，其固色率也不同 活性染料的反应性越高，染色的固色率越大，
但水解速率也随之增大 ∴提高活性染料的反应性不一定能提高固色率，
有时甚至会降低固色率
影响活性染料反应性的因素
A、染料结构
凡能降低中心C原子上电子云密度的因素，都能提 高染料的反应性
1、亲核取代键合机理
一个氯被取代后，与另一个氯相连的C原子电 子云密度提高（∵纤维素负离子具有供电性）， 取代反应不易进行。
高温强碱下，还可能与纤维素负离子进一步发 生键合反应，生成如下化合物：
一氯均三嗪与二氯均三嗪染料的不同之处
以—NHR（或—OR）代替了均三嗪环上的氯原
子
—NHR具有供电性，使C原子上的电子云密度 提高，降低了反应性
提高固色率
2、染色工艺条件的影响
（4）浴比 保证上染率基础上，尽量减小浴比，有
利于染色、固色 一般1:15~1:20 但染色浴比过小会影响染色的匀染性
固色时染料的上染
固色时染料的上染
1、活性染料浸染或卷染，常先在中性 浴中染色一段时间后，加碱剂进行固色
2、加碱后，上染的染料量增大 3、固色率低于上染率
亲核取代反应需在剧烈的条件下进行
浸染：固色温度高，染液的PH也较高 连续轧染：汽蒸时间要长 轧卷染色：堆置时间要长
储存稳定性好
2、亲核加成键合机理
乙烯砜型与纤维素纤维的作用 活性基：β-乙烯砜硫酸酯
碱性条件下，砜基具有较强的吸电子性，使得α-C 上的H比较活泼而容易离解
活性基
种类不同，反应性不同 同一活性基，取代基不同，反应性不同 同一活性基，离基不同，反应性不同
染料母体的影响
分子量高，反应性低 结构复杂，反应性低
影响活性染料反应性的因素
桥基
亚氨基在碱性条件下离子化，使亚氨基的供电子性 增加，提高了均三嗪环和反应中心C原子上的电子 云密度，使反ell-O-亲核性 » OH-，优先
三、影响活性染料固色率的因素
1、染料性质的影响 （1）染料反应性的影响 （2）染料亲和力的影响 （3）染料扩散性的影响 2、染色工艺条件的影响 （1）PH值 （2）固色温度 （3）中性电解质 （4）浴比
1、亲核取代键合机理
以二氯均三嗪类活性基与纤维素纤维的 反应为例
与氯相连的碳原子电子云密度低（∵N的Cl 电负性的影响）
能形成易接受纤维素负离子进攻的反应中心， 从而发生亲核取代反应。
1、亲核取代键合机理
第一步：纤维素负离子的亲核加成反应，生成不稳定的中间产物 第二步：C-Cl键的离解，氯以氯离子形式进入溶液。
散慢，是决定上染速率的主要阶段。 染透：纤维和溶液间的染料浓度达到平衡
一、活性染料的上染
染料在纤维中的状态
纤维中染料分子分布在无定形区 有的呈单分子状态吸附在纤维的分子链上 少量的染料分子也可能成多分子层吸附在纤维的分子链上 有的则分布在纤维内孔道的溶液中
上染特点
∵活性染料分子质量相对一般较小，水溶性较高 ∴亲合力低、扩散性高、匀染性好、上染率低、趋向上染平
第二节 活性染料的染色过程及机理
染色过程：上染、固色、皂洗后处理
一、活性染料的上染
活性染料的上染：是指活性染料从染液中被吸附到纤 维上，并在纤维上均匀扩散的过程。
与其它染料一样在上染过程中，也存在着吸附、扩散 和固着的过程。
靠纤维内外的浓度差扩散 染料的扩散是在固态相介质中进行的，比在溶液中扩
影响染料的固色率，同时水解后粘附在 纤维上的染料也不易除去。
（3）染料扩散性的影响
染料扩散性好，染料在纤维上的分布越 均匀，染料与纤维发生键合的概率越高， 固色率越高。
2、染色工艺条件的影响
（1）染液的PH值 PH高，碱性强，利于纤维素离子化，纤维素
负离子的浓度增加，纤维溶胀大，键合反应速 率提高，固色率一般也将提高。 在PH值较低时，[Cell-O-]随着PH值升高而增 加 超过某一PH值，[OH-]比[Cell-O-]增加的快， 水解比例增加 PH值太低，反应速度很慢 因此，要选择合适的PH值，7~11
衡时间短
一、活性染料的上染
在纤维中扩散的同时，还存在着染料与纤维的 键合反应和染料与水的水解反应。
提高活性染料上染率的方法（上染阶段）
加入电解质促染 低温染色 小浴比染色
二、活性染料的固色
活性染料的固色：是在一定的碱性和温度条件下，染 料的活性基团与纤维发生反应形成共价键结合（简称 键合），而固着在纤维上的过程。