第八章 阳离子染料染色
阳离子染料染色
阳离子染料染色腈纶是由丙烯腈与其他单体成分共聚而成的合成纤维。
其组成以丙烯腈为主，加入了第二单体如丙烯酸酯，以改善纤维的物理机械性能，提高它的柔韧性和手感；引入第三单体如衣康酸或丙烯磺酸，以增加纤维上吸附染料的位置，改善染色性能。
引入的酸性基因越多，纤维结合染料的位置就越多，则该纤维的染色饱和值越大，得色也越深。
腈纶采用阳离子染料在较高温度下进行染色，可得深浓鲜艳的色泽，但当染色温度过高并有碱存在时，则易使纤维泛黄，染色色泽改变。
因此，腈纶的染色一般在弱酸性条件下进行，同时应尽量避免过高温度染色。
（一）阳离子染料结构与性能阳离子染料是为了适应腈纶的染色，在碱性染料的基础上经改进而发展起来的新型染料。
这类染料在水溶液中能离解成带正电荷的色素阳离子，故称为阳离子染料。
根据阳离子染料结构中所带阳离子基团的结构特征，可将染料分为共轭型与隔离型两大类。
一般的碱性染料与阳离子染料都属于共轭型。
由于染料中的共轭体系是染料的发色部分，而阳离子基团则是染料结构中反应活性较大的敏感位置，因此这类染料的耐光和热稳定性较差，但其色泽鲜艳，得色量高，匀染性较好。
另一类阳离子染料结构中的阳离子基团是与染料母体之间的发色体系相互隔开的，故称之为隔离型阳离子染料。
由于反应活性较高的阳离子基团不参与染料母体的共轭，使染料的发色体系能在光、热作用下保持稳定，因此这类染料比较耐热，日晒牢度较高，但由于电荷集中，与纤维的结合力较强，故不易获得匀染效果。
阳离子染料对染浴的pH值比较敏感，在弱酸性介质中比较稳定，溶解度较好。
但若溶液的pH值过高，尤其是在碱性条件下，染料容易发生色光变化，甚至分解、沉淀；若pH 值过低，也会引起染料色光的改变或分解。
因此，阳离子染料染色时，pH值一般控制在4～5。
此外阳离子染料在溶液中易与阴离子型助剂和染料结合而生成沉淀或产生焦状物质，故原则上应避免与阴离子型化合物同浴，但也可利用这一性质，选用适当的阴离子助剂进行缓染或制备分散型阳离子染料。
第08章 阳离子染料染色
维达到饱和吸附所需商品染料的量，以相对于纤 维或织物的质量(o.w.f.)来表示。 纤维染色饱和值([S]f)与染料的染色饱和浓度([S]D) 之比，即为染料的饱和系数(f)。f [S ] f /[S ]D
三、移染性
影响阳离子染料移染性的主要因素除染料本身 结构性能外，染浴温度、pH值、染色用助剂、染浴 中染料浓度等都会影响染料的移染性。
（二）连续轧染
连续轧染分为汽蒸轧染及热熔轧染两种。 汽蒸轧染液的组成：纤维膨化剂；不挥发性酸或释 浸轧→汽蒸→水洗 酸剂；防泳移剂等。
12
第五节 对可染改性涤纶的染色
阳离子染料可染改性涤纶克服了常规涤纶不易染 色的缺点，可采用阳离子染料进行染色。离子键结合。
一、阳离子染料可染改性涤纶的染色特性
引入染座，改善染色性能。二、三单体含量之和≤15%。
5
腈纶纵向无序，侧向有序，不存在真正的结晶结构， 而是一种准晶(蕴晶)状态。既无一般概念的无定形 区，也无严格的结晶区。 腈纶的准晶区和非晶区无严格的分 第二、三单体的加入， 界面，而是连续过渡、相互渗透。 也会使其构象变得不 规则，侧向有序度下 由于体积大、极性强的侧基 —— 氰基 的存在，当相邻氰基极性方向相同时， 降，纤维大分子链排 斥力大；极性相反时，相互吸引。斥 列的规整性及分子取 力和引力的存在，使纤维大分子主链 呈不规则螺旋状的立体构象，又叫螺 向度降低，有利于染 旋棒状构象。 料的上染和扩散。
(离子交换)
SO3-H+(或Na+)
SO3-D+
1 1 1 [D ] f K [D ]s [ S ] f [ S ] f
8
二、阳离子染料的染色机理
上染实质为离子交换作用。染料离子主要借助 于与纤维上的酸性基团以离子键作用上染。还 存在分子间力及较低的Zata电位(-44mV)作用。 扩散为自由体积模型，即阳离子染料从一个染 座上解吸下来，再吸附到另一个染座，并逐渐 向纤维内部扩散，在各染座间呈跳跃式的传递， 最后主要以离子键在纤维的染座上固着。
阳离子染料染色.pptx
O NH2 SO3H Br2
O
O NH2 SO3H
O Br
第13页/共75页
胺化反应
目的
• 氨基是供电子基，在染料分子的共轭系统中引入氨基， 往往可使染料分子的颜色加深；
• 可以和纤维上的羟基、氨基，腈基等极性基团形成氢 键，提高染料的亲和力（或直接性）
• 通过芳伯胺重氮化，偶合，可合成一系列偶氮染料； • 通过氨基可以引入其他基团； • 生成杂环化合物。
HH OO
H OO
[H]
OO H
OO HH
OO H
NH2
H H 2 H2N--R H H
HH O O NHR
H H --2 H2O
H H O O NHR
HH
H HR ON
[O]
ON H HR
第18页/共75页
HR ON
ON HR
羟基化反应
目的
• 羟基本身是个助色团；
• 羟基能与纤维上的氨基，羟基形成氢键，可提 高染色牢度；
•
硝化
•
卤化
•
胺化反应
•
羟基化反应
•
烷基化和芳基化反应（Freidel-
Crafts）
• 考尔培（Kolbo-Schmitt）反应 • 氨基酰化反应 • 氧化反应 • 成环缩合反应
第3页/共75页
这些反应主要可归纳为三类反应，其一是亲电取代反应；
其二是芳环上已有取代基的亲核置换反应；其三是形成杂
环或新的碳环的反应，即成环缩合。一般讲利用亲电取代
芳
环
有
吸
电
子
基
（
主
要
是
－
C
阳离子染料染色
阳离子染料染色特性
阳离子染料染色特性主要包括配伍性、染色饱和浓度、饱和系数以及染料的移染性1. 配伍性由于腈纶上吸附上染的的染座（酸性基团）有限，染料拼色和单色染色时性能差异较大。
不同结构的染料对纤维的亲和力不同，同时扩散性能也不一样亲和力高的，在染色初始阶段在纤维表面吸附速率快，但在纤维内扩散速率慢，同时容易取代已上染的亲和力低的染料，产生“竞染”现象。
“竞染”导致产品色泽不一，难以达到理想拼色效果阳离子染料的配伍性通常用配伍指数或配伍值表示配伍指数是反映染料亲和力和扩散速率高低的综合指标，是拼色时选择染料的依据配伍指数确定：（1）选择上染性能不同而具代表性的染料作为参比标准，通常采用黄、蓝两色标准染料各一套，每套由5只染料组成，每只标准染料都有相应的配伍指数（K），上染最快的为1，最慢的设为5（2）测试时选择色泽差异大的一套标准色染料与其进行拼色，从拼色结果来判定其配伍性（3）若试验染料与其只参比染料配伍性一致或相近，则参比的标准染料的配伍指数就为试验染料的配伍指数配伍指数越趋近于1，染料对纤维的亲和力就越高，上染速率越快；配伍指数越趋近于5，染料对纤维的亲和力就越低，上染速率越慢；配伍指数不仅可作为拼色时选择染料的依据，同时根据K值大小，可用于指导和控制工艺条件，调节染色速率的快慢，有助于提高产品的匀染性传统型的配伍指数通常划分为5类配伍指数相近的染料，在上染过程中，染料色泽始终保持一致；差异大的，难以保证前后色泽一致配伍指数较小的染料，对纤维亲和力高，不易匀染，但竭染率高，适合染深浓色配伍指数较大的染料，匀染性好，竭染率相对较低，适合染浅淡色一般配伍指数在3左右的阳离子染料适应性较广对移染性好的第三代迁移型染料一般不再进行配伍性分类2.染色饱和浓度及饱和系数上染发生在纤维上有限的酸性基染座上，因而要使染浴中拼混的获得预期的色光和染色浓度，就需要知道所用染料对该种纤维的染色饱和浓度借助于染料的染色饱和浓度，有助于正确控制染浴中各染料使用的最高量，以节约染化料，提高产品质量染料饱和系数表征该染料在对纤维染色时的饱和特性3.移染性带正电荷的阳离子染料一旦与纤维上的酸性基团结合后，移染性较差，尤其是分子结构复杂、阳离子性和疏水性强的国产普通型阳离子染料很难通过延长保温时间来达到匀染效果，需严格控制染色温度、pH值、助剂、染料浓度，实际生产往往使用缓染剂达到匀染新型染料对纤维亲和力降低或自身具有缓染性，匀染性优良配伍指数越大，亲和力越低，移染性好。
阳离子染料
强酸性第三单体酸性基受染浴pH值的影响不大。
弱酸性第三单体酸性基要受到染浴 pH值的影响，当染浴 pH值较低时，弱酸性基的电离会受到抑制。
二、吸附等温线和上染速率 1. 吸附等温线: 属于单层、定位、化学吸附， 成盐机理。属于朗謬尔型吸附等温线。 教材196页图8-2。
2. 上染速率：上染速率快，初染率高，移染性差， 不匀染现象严重。
上染速率快 亲和力高 匀染性差
上染速率慢 亲和力低 匀染性好
张力和压力。
3. 腈纶纤维的超分子结构
腈纶纤维没有真正的晶区，只有侧向相对有序的准晶区。 准晶区与非晶区无严格的分界面。
第二节 阳离子染料染腈纶的基本理论
一、染色机理
由于腈纶中的第三单体酸性基团的存在和氰基的电子结构 特征，腈纶纤维在染浴中表面带有负电荷，当腈纶进入阳 离子染料的染液中发生下列过程： 1. 染浴中染料阳离子向腈纶纤维表面移动并通过扩散边界 层向纤维表面扩散。
Ａ、隔离型：
O NHCH3
阳离子蓝FGL
O
CH2SO4NHCH2CH2CH2N+(CH3)2
染料母体 ( 发色体系 ) 发色体系：蒽醌、偶氮
隔离基
阳离子基
共轭型的阳离子染料：阳离子染料分子中的正电荷贯穿于 整个共轭体系中, 正电荷是离域的（常称为离域型阳离子 染料），电子流动贯通。颜色鲜艳，匀染性好，耐晒牢度 较差。染料敏感（对 pH 、热等）。共轭型阳离子染料是 阳离子染料中的主要类型，其染料品种众多。阳离子染料的扩ຫໍສະໝຸດ 上染—OOC-腈纶—O
3S-腈纶
染浴温度超过 Tg，随着温度的升高染料向纤维 内部的扩散迅速增大。
扩散进入纤维内部的阳离子染料与腈纶纤维上带负电 的酸性基结合。
阳离子染色原理
阳离子染色原理
阳离子染料是指含有正电荷的染料分子，它们以负电的细胞膜附着物为电荷中心，阳离子染料亲水性强，易在水中溶解。
当阳离子染料与水溶液中的阴离子吸附结合时，水溶液中的染料就会被形成凝胶状体，多用于生物分子的染色和固定。
在实验中，有两种不同的配制：
1、离子染色：使用阳离子染料与细胞膜中的负电荷（如磷脂或碳酸钠）结合，形成一种粒子状的染料凝胶，使得细胞表面出现颜色，这种染料，将会沿着溶液传播，形成一个颜色的渐变。
2、热溶解：阳离子染料溶于热水中，溶液中的染料会附着在细胞表面上，形成一个紧密的层，使细胞表面变深，但随着溶液的冷却，颜色也会逐渐消失。
阳离子染料染色效果可以通过改变溶液的pH值来控制，染色效果最佳的pH值一般为6-7。
它们可以被用来染色细胞、细菌及细胞分子。
此外，它们用于确定细胞表面特定抗原、细胞因子的分泌、细胞形态学的研究等。
- 1 -。
阳离子染料染色
实验方案
试样编号
阳离子艳红 5GN （ ％）
owf
1＃
0.5 0.5 2 1
2＃
0.5 0.5 2 1 1 1:100
阳离子嫩黄 7GL （ ％）owf 冰醋酸（ ％）
owf
醋酸钠（ ％）
owf
腈纶毛线每份 重g 浴比
实验准备
• 1仪器设备：染杯、烧杯、量筒、移液管、恒温水 浴锅、玻璃棒 • 2染化药品： 冰醋酸、醋酸钠、阳离子艳红5GN、 阳离子嫩黄7GL、 • 3实验材料：腈纶毛线3组，每组分5份，每份重 1g. • 4染料母液配制：1g/L阳离子艳红5GN溶液、1g/L 阳离子嫩黄7GL、1g/L阳离子翠蓝GB
阳离子染料染色
第一组
目录
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冰醋酸 （ ％） owf 醋酸钠 （ ％） owf 硫酸钠 （ ％） owf
1＃ 1
2＃ 1
试样编号 匀染剂 1227 （ ％） owf
腈纶毛线 重(g)
1＃ 0.5
2＃
0.5231来自11浴比
1:100
4
4
实验准备
• 1仪器设备：染杯、烧杯、量筒、移液管、 恒温水浴锅、玻璃棒 • 2染化药品： 冰醋酸、硫酸钠、醋酸钠、匀 染剂1227、阳离子艳红5GN • 3实验材料：腈纶毛线一份 • 4染料母液配制：1g/L阳离子艳红5GN溶液
阳离子染料
处
方
合
理
四、配伍性
1. 配伍现象 由于阳离子染料在腈纶纤维上吸附上染成盐机理即染座机 理, 因而阳离子染料的拼色与单色染色时的情况差异较大。不 同结构的阳离子染料对纤维的亲和力不同，同时其在纤维内 相中的扩散速率也有差异; 亲和力高的阳离子染料，染色初始 阶段一般在纤维表面吸附速率快，但在纤维内相中的扩散速 率慢，同时也容易取代纤维上已上染的亲和力低的染料 ;上染 速率快的先占有染座而上染速率慢的后占有染座。 阳离子染料拼色时，就会产生“竞染”现象。由于各染料 的“竞染”，导致在上染过程中染浴和纤维上各拼色染料的 比例时刻发生变化，产品色泽不一，难以达到理想的拼色效 果。 因而在拼色时，要考虑所选染料的配伍性。
[S]f意义: 表征和评价纤维可染性的重要指标，是 纤维本身的一种特性常数。 实际应用： [S]f ≥2 容易染成浓色。 [S]f ＜1.4仅适于中淡色品种。
兰化腈纶［S］f =2.3 金山腈纶［S］f =2.6
2. 阳离子染料的染色饱和浓度[S]D
阳离子染料的染色饱和浓度（[S]D），指能使给定
腈纶阳离子染料染色饱和值（[S]f）的测定，采用SDC推
荐的方法，并用稳定性更高的亚甲基蓝（C.I.Basic Blue
9）代替孔雀绿（C.I.Basic Green 4）作为标准染料。
贝克曼（Beckmann）法：以相对分子质量为 400、亲和 力较高的阳离子染料，在pH值为4.5，浴比为100∶1的条 件下，染浴中用足量染料使平衡上染百分率达到 95%时，
教材195页式8-3.
染色处方验算公式： P1× f1+P2× f2+× P3× f3….+PR× fR D.C. ≤ Sf
阳离子染料染色—阳离子染料的结构分类及性能
非共轭阳离子染料 迁移型阳离子染料
分散型阳离子染料
一、共轭阳离子染料
非定域阳离子染料 特征：阳电荷处于染料分子的发色体的共轭体系中。 特点：共轭型的阳离子染料，色泽鲜艳，得色量高，耐晒牢 度小于隔离型阳离子染料。
原因是：由于阳离子基团处于染料发色体的共轭体系中， 而阳离子基团是反应活泼性较大的基团，故易受到阳光作 用，导致发色系统的破坏。
阳离子染料染色
阳离子染料的结构分类及性能
阳离子染料
阳离子染料是一种色泽十分浓艳的水溶性染料 在溶液中电离生成色素阳离子以及简单的阴离子，是含酸性
基团腈纶纤维的专用染料 阳离子染料染腈纶的特点
方法简单，操作容易 牢度好，色光鲜艳 卷染或浸染
阳离子染料的结构分类及性能
共轭阳离子染料
据染料分子结构特点四、分散型离子染料开发目的：降低亲和力，提高迁移性，解决阳离子染料与 阴离子染料不相容问题
方法：阳离子染料与芳香族磺酸盐形成复合体 特点：标有SD，如阳离子黄SD-5GL 80℃以下，呈非离子分散状态，对纤维亲和力低，但可与
分散染料一样吸附在纤维表面，并能均匀地扩散和渗透
如阳离子桃红FG
H3C
CH3
C C
N
CH = CH
CH3
C2H4Cl
N
H2PO4
CH3
二、具有定位电荷（非共轭型）的阳离子染料
阳离子基团与母体的共轭体系通过隔离基隔离，通式为：
O
NHCH3
CH3SO4
O NHCH2CH2CH2 N ( CH3 )2
隔离基 鎓离子
特点：
1.阳离子多为季铵离子，并固定在某一原子上 2.阳电荷集中，容易与纤维结合 3.上染率高、匀染性差 4.日晒牢度很好 5.耐热性能较好
北服染整工艺实验指导08阳离子染料染色
实验八阳离子染料染色一、实验目的1．了解阳离子染料的染色方法2．了解阳离子染料的配伍性能对拼色染色的影响。
二、实验原理阳离子染料分子上含有阳离子基团，能与腈纶纤维中第三单体上阴离子基团发生反应，形成离子键结合而使阳离子染料固着在纤维上。
配伍性能是阳离子染料的重要特性，它直接影响到拼色染色的效果，配伍值越低，上染越快，反之则上染越慢。
介绍阳离子染料的结构特点、染色性能及配伍性能三、实验内容（一）阳离子染料的染色1．实验材料、仪器及药品腈纶绒线（1 g×10份），阳离子红5GN，阳离子黄X-8GL、阳离子艳蓝RL、1227匀染剂，其余见教材2．实验步骤（1）工艺处方和条件阳离子红5GN(owf) 2%醋酸钠(1%) （owf） 1.0%匀染剂1227 0.5%浴比1:100注：醋酸已经加入染料中（2）工艺流程按实验处方用移液管移取醋酸钠、匀染剂1227，配成不含染料的染浴，染浴升温至85℃，将已经用润湿的腈纶绒线挤干后投入染浴中处理10min。
然后按处方移取加入到染浴中，搅拌均匀后在85℃染40min，并不断翻动。
再以1℃／min的速度升温至沸点，处理20min。
然后以1-2℃／min的速度逐渐降温至50℃，取出试样，充分水洗，烘干，至此染色完成。
（二）阳离子染料配伍性能实验1# 2# 阳离子红5GN(owf)（o.w.f %）0.4 0.4阳离子兰GRRL 0.4阳离子兰RL（o.w.f %）0.21227匀染剂（o.w.f %）0.5 0.5浴比50：1 50：1染色温度（℃）92 92试样（晴纶绒线）（g）1g×5份1g×5份（2）工艺流程试样润湿、挤干→第一份试样染色（92℃，3min）→取出第一份试样→第二、三、四份试样染色同第一份（92℃，3min）→取出第四份后，放入第五份试样，待染料吸尽后取出→水洗→晾干（3）实验操作按处方配好染液置于100mL烧杯中，并升温至92℃，先投入1份试样，在此温度下染色3min，取出水洗，干燥。
《阳离子染料染色》课件
染色工艺流程
工艺流程
前处理
阳离子染料染色工艺流程包括前处理、染 色、后处理等步骤。
前处理包括退浆、煮练、漂白等工序，目 的是去除纤维表面的杂质，提高纤维的润 湿性和渗透性。
染色
后处理
染色过程中需要注意染液的浓度、温度、 pH值等参数，以及染色的时间和方式。
后处理包括水洗、柔软处理、防皱处理等 步骤，目的是去除多余的染料和化学药剂 ，提高织物的外观和手感。
根据阳离子染料的分子量，可以分为低分子量 和高分子量阳离子染料，不同分子量的阳离子 染料具有不同的染色性能和用途。
阳离子染料的用途
阳离子染料主要用于酸性纤维 的染色，如丝绸、羊毛、兔毛 等，也可用于合成纤维的染色 ，如涤纶、锦纶等。
阳离子染料可用于单色染色、 拼色染色、色织物染色等多种 染色工艺，具有广泛的用途。
智能染色技术
结合人工智能、大数据等先 进技术，实现染色过程的智 能化控制和管理，提高生产 效率和降低成本。
拓展应用领域
阳离子染料染色技术在纺织 、皮革、纸张等领域有广泛 应用，未来可进一步探索其 在其他领域的应用可能性。
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《阳离子染料染色》 PPT课件
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• 引言 • 阳离子染料基础知识 • 染色原理与技术 • 染色效果与质量控制 • 应用案例与效果展示 • 安全与环保问题 • 总结与展望
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ANALYSIS
染整工艺原理第8章 阳离子染料染色
The start temperature of 6 0 ° C gaurantee a good solubility and an improvement of productivity
物。
染整工艺与原理
二、 腈纶纤维特性
化学结构
阳离子染料染色
3%～12% 1%～3%
染整工艺与原理
阳离子染料染色
一般的聚丙烯睛纤维是丙烯腈重量比高于85%的共聚体。常用的第二单 体有丙烯酸甲酯(CH2＝CH一COOCH3)、甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯 酯(CH2＝CHOOCH3)等中性单体，第三单体有丙烯磺酸(CH2＝CH— CH3SO3H)、丙烯酸(CH2＝CHCOOH)、衣康酸 （CH2=CHCOOHCH2COOH）等。
染整工艺与原理
阳离子染料染色
第八章
Cationic Dyes
阳离子染料染色
染整工艺与原理
阳离子染料染色
一、 阳离子染料的结构类型及主要特点
阳离子染料的主要结构类型及特点
阳离子染料按其所带正电荷的分布情况，可分为共轭型和隔离型两大类。 共轭型阳离子染料，其所带正电荷分布在染料发色体的整个体系中，而 并不固定在染料结构中的某个原子上。隔离型阳离子染料所带正电荷的 阳离子基团，通过隔离基（如次乙基–CH2–CH2–等）与染料母体相连， 故其所带电荷不参与染料的共轭体系，而固定在染料分子中的某一个原 子上，其阳离子基团通常为季铵离子。阳离子染料因所带电荷的分布情 况不同，其染色性能、色泽鲜艳性、染色牢度等表现出较大差异。
染整工艺与原理
阳离子染料的染色原理和染色性能
（3）恒温染色法
• 始终在85~95℃
的恒温条件下进
行染色 45~90min， 待大部分染料吸 尽后再升温至
100℃染色。
（四）匀染性
• 实践：
• 最适宜温度97~105℃，
• 高温下的延续时间为45~90min
• 浅色，温度可低些，时间可短
• 深色温度可提高，并延长染色时间 • 温度过高，手感硬，织物变形
（二）配伍值
• 配伍值大，亲和力低，上染速率慢，匀染 性好——染淡色（K=5） • 配伍值小，亲和力高，上染速率快，匀染 性差，得色量高好——染浓色或中浓色 • 拼色：配伍值之差不大于0.5
• 某些阳离子染料的配伍值见P199表11-3。
（三）染色饱和值
• 阳离子染料上染腈纶， 主要是定位吸附，其 吸附等温线属于朗格 缪尔型，存在着一个 饱和值。 • 染色饱合值
例: 深咖啡色 阳离子嫩黄 7GL(500%)
阳离子红2GL(250%) 阳离子艳蓝RL(500%) 醋酸 醋酸钠 元明粉
染料用量% 1.0
1.2 0.21 3.5 1.0 10
f值 × 0.45
× 0.61 × 0.38
=0.45
=0.73 =0.08
阳离子匀染剂TAN 国产腈纶饱合值常数2.3
0.8
• 饱和值低的腈纶，难以染得深色 • 染色时，染料的用量不能超过该染料在该纤维 上的饱和值 • 拼色时，所用各染料的总和不应超过纤维的饱 合值 即：[D1]f1+ [D2]f2+ [D2]f3+……≤Sf×D.C. [Dn]为染料浓度，fn为染料饱和值，Sf为纤维 饱和值，D.C.为染色系数
（三）染色饱和值
• 拼色时，产生竞染现象 • 一种染料上染后会影响其它染料的上染速 率和上染百分率 • 要求：配伍，满足下式
阳离子染料染色的工艺流程
阳离子染料染色的工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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阳离子染料的染色PPT学习教案
K值越大，染色速度愈慢，匀染性好， 适合染浅色； K值越小，染色速度愈
匀染性差，适合染中、深色。 所以单一染料染色选K值较大的染料易匀染。
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第四节阳离子染料的染色方法及其工艺
工艺特点：通用性；工艺简单，重现性 好；对染料和设备要求低；给色量高， 质量优，效率高，能耗低。
Ⅱ恒温染色法：在85-90℃，选择一个点 用于腈纶染色处理一段时间，最后升温沸 染短时间。目的是减少和消除由于染浴温 度不匀而引起的上染不匀现象，缩短染色 时间。
实践要求：最适宜染色温度97-100 ℃；高 温下延续时间45-90min；染浅色，温度可 低些，时间可短些；染深色，温度要高点， 时间要长些。
3、染色工艺条件： Ⅰ染料：应选染色速度较低，亲和力较小，匀染性好，K
值较大的染料。 Ⅱ温度：60-70℃始染，严格控制升温过程。
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ⅢPH值：用HAC-NaAC调PH=4.5。 Ⅳ时间：大于30min，浅色沸染30min，中深色沸染60-
90min。 Ⅴ浴比：1：（20-60）。 注意烘干时间不可过长，温度不可过高，以防色变。
注意温度过高，导致收缩影响手感，织物 变形。降温不可太快，第1影8页/响共31手页 感。
②控制PH值：加酸起溶解染料和缓染 作用。通常染浅色时酸的用量大一些， PH=3-4.5；染浓色时可以少加酸或不加 酸，PH=4-5，常用HAC-NaAC缓冲液。
③中性电解质的应用：在染浴中加入中 性电解质，它们的金属离子Na+，能与 染料阳离子相互竞争染色位置，由于金 属离子体积小，流动性大于染料阳离子， 就先被纤维吸附，夺占染色位置，然后 被对纤维具有较大亲和力的染料阳离子 置换，所以起到缓染作用。 缓染作用不
第八章 阳离子染料染色
D-CH 2CH 2-CH 3-+N 3CH 3第八章 阳离子染料染色 8-1 概 述1 阳离子染料的结构特点与染色性能 DX → D +＋ X -阳离子染料是一种色泽十分浓艳的水溶性染料…。
2 阳离子染料适用对象－腈纶、酸改性涤纶或丙纶、锦纶和丝、棉、麻等 3 特殊的阳离子染料－迁移性阳离子染料：分子量小、库伦引力小 分散型阳离子染料：正电中心被暂时封闭 活性阳离子染料：引入亲电活性基团功能阳离子染料：引入抗紫外、阻燃、防水抗菌等功能 非金属阳离子染料：复盐无锌化 8-2 阳离子染料的结构、性质阳离子染料按结构分有偶氮、蒽醌、杂环、三苯甲烷、菁类等。
按其共轭体系电荷分布可分为共轭和非共轭两类: 一 隔离型阳离子染料中阳离子基团不参与共轭体系，染料分子中的正电荷固定在一个原子上，通过隔离子基与染料母体分隔。
主要应用性能－ …。
二 共轭型阳离子染料染料分子中的阳电荷，处在染料发色体、共轭体系中，阳电荷并不是固定的，而是分散在整个共轭体系中。
主要应用性能－ …。
8-3 阳离子染料的染色特性 一 阳离子染料的吸附饱和值 1 饱和值的定义与意义腈纶纤维染色饱和值S f — 腈纶纤维用标准染料在标准条件下（C.I.Basic Blue 9、pH ：4.5、T ：100℃×4hrs 、浴比：1:100，并使平衡上染百分率达95%的上染百分浓度）染色所能上染的数量限度。
阳离子染料饱和值S D — 某种染料在规定的条件下在指定腈纶纤维上的染色饱和值，单位o.m.f.。
2 饱和系数f纤维染色饱和值（S f ）与染料染色饱和浓度（S D ）之比，即为染料的饱和系数。
f = [][]Df S S意义：染料的饱和系数是阳离子染料的特征常数，与染料的纯度和摩尔质量有关，而与纤维特性或纤维种类无关。
染料饱和系数可表征染料在对纤维染色时的饱和特性!① 确定染料用量上限、改善色牢度…[][][]f S f D f D f D ≤+++ 332211对单一染料染色，染料的用量应不大于SD ；染料与匀染剂与各自饱和系数的乘积之和不应超过Sf 。
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D-CH 2CH 2-CH 3-+N 3CH 3第八章 阳离子染料染色 8-1 概 述1 阳离子染料的结构特点与染色性能 DX → D +＋ X -阳离子染料是一种色泽十分浓艳的水溶性染料…。
2 阳离子染料适用对象－腈纶、酸改性涤纶或丙纶、锦纶和丝、棉、麻等 3 特殊的阳离子染料－迁移性阳离子染料：分子量小、库伦引力小 分散型阳离子染料：正电中心被暂时封闭 活性阳离子染料：引入亲电活性基团功能阳离子染料：引入抗紫外、阻燃、防水抗菌等功能 非金属阳离子染料：复盐无锌化 8-2 阳离子染料的结构、性质阳离子染料按结构分有偶氮、蒽醌、杂环、三苯甲烷、菁类等。
按其共轭体系电荷分布可分为共轭和非共轭两类: 一 隔离型阳离子染料中阳离子基团不参与共轭体系，染料分子中的正电荷固定在一个原子上，通过隔离子基与染料母体分隔。
主要应用性能－ …。
二 共轭型阳离子染料染料分子中的阳电荷，处在染料发色体、共轭体系中，阳电荷并不是固定的，而是分散在整个共轭体系中。
主要应用性能－ …。
8-3 阳离子染料的染色特性 一 阳离子染料的吸附饱和值 1 饱和值的定义与意义腈纶纤维染色饱和值S f — 腈纶纤维用标准染料在标准条件下（C.I.Basic Blue 9、pH ：4.5、T ：100℃×4hrs 、浴比：1:100，并使平衡上染百分率达95%的上染百分浓度）染色所能上染的数量限度。
阳离子染料饱和值S D — 某种染料在规定的条件下在指定腈纶纤维上的染色饱和值，单位o.m.f.。
2 饱和系数f纤维染色饱和值（S f ）与染料染色饱和浓度（S D ）之比，即为染料的饱和系数。
f = [][]Df S S意义：染料的饱和系数是阳离子染料的特征常数，与染料的纯度和摩尔质量有关，而与纤维特性或纤维种类无关。
染料饱和系数可表征染料在对纤维染色时的饱和特性!① 确定染料用量上限、改善色牢度…[][][]f S f D f D f D ≤+++ 332211对单一染料染色，染料的用量应不大于SD ；染料与匀染剂与各自饱和系数的乘积之和不应超过Sf 。
② [S]f 小（1.2～1.7）的纤维只能染浅色[S]f 大（2.1～2.7）的纤维可以染浓色③ [S]f 较小时，可通过控制染色条件获得深染效果t 染↑、pH ↑、不加或少加匀染剂、加入导染剂β-萘酚等。
二 阳离子染料配伍值 1 阳离子染料的竞染现象－定位染色系统中，染料的竞染现象明显！不同结构的阳离子染料对纤维的亲和力不同，其在纤维内相中的扩散也有差异。
2 染料的配伍性－染料是否配伍与染料的亲和力和扩散性相关。
为了数字化染料的配伍性，引入了相容性指数K ，只有Icp 值相近或相等才具有相容性，能拼色并获得匀染效果。
K=1上染快 K=5上染慢匀染型阳离子染料不进行配伍值分类！3 配伍值与染色－ 结论① 染料配伍值与上染速率、亲和力、牢度和匀染性； ② 拼染及不同染色深度对染料配伍值有不同的要求；③ 配伍值对迁移性阳离子染料、分散型阳离子染料和活性阳离子染料无意义。
三 阳离子染料的移染性1 染料的移染性较差，且扩散系数随染料浓度的增加而提高，须严格控制染色条件并采取匀染措施；2 迁移性阳离子染料…。
3 影响染料迁移性的因素：染料的结构、染色温度、酸碱度、染色助剂、染料浓度…。
四 阳离子染料的拼混染色配伍性能是染料对纤维亲和力和扩散性能的综合效果。
扩散系数－ 染料在纤维内的扩散速度亲和力－ 染料争夺染色位臵的能力和牢度水平 竞染分析…。
8-4 聚丙烯腈纤维及阳离子染料染色机理 一 腈纶纤维的结构特点及染色性能 1 腈纶纤维的化学结构第一单体－ 丙烯腈的均聚物吸湿、染色性能极差。
目前的腈纶都是以丙烯腈为主要单体，而引入第二、第三单体的二元三元共聚物： 第二单体（3-12%）－ 提高纤维弹性、热塑性、柔顺性、染色性。
第三单体（1-3%）－RTRT D D K21expexp21μμ∆-∆-=CH=CH-C-OCH 3=OCH=CH-C-OCH 3=O3CH 3C 2O丙烯酸甲酯甲基丙烯酸甲酯醋酸乙烯酯2C ONa=OCOCH 2=CH-CH 2-SO 3H衣康酸钠烯丙基磺酸CN H+∇⋅H 2OCOOH2 腈纶纤维的超分子结构螺旋棒状结构－ 存在与纤维轴平行的晶面，不存在垂直纤维轴的晶面（纵向无序、侧向有序）。
蕴晶（横向有序结构）－ 纤维中没有真正的晶体存在。
3 腈纶纤维染色性能、热性能① 热性能：腈纶纤维Tg 85～100℃，在Tg 上下染色速率相差很大；湿热条件下，弹性和初始弹性模量下降大、易发生形变。
② 酸的作用：随T ↑，V 水解↑；③ 碱的作用：强碱、高温条件下，聚丙烯腈分子链段发生环化，导致纤维泛黄。
二 阳离子染料的吸附等温线阳离子染料对腈纶的上染可看作为一个离子交换过程：腈纶纤维用阳离子染料染色属于 (Langmuir)型吸附； 聚丙烯腈纤维染色也存在超当量吸附问题。
三 阳离子染料的上染速率阳离子染料在腈纶上容易出现匀染性差的问题！ 影响阳离子染料上染速率的因素： 1 腈纶纤维上的酸性基团影响 S f 大（含强酸性基团），纤维大分子间库仑斥力增大、微隙增加、D ↑，P197图8-3、8-4、8-5 ① 染料在具有较强、较多酸性基团的纤维上具有较大的表观扩散系数； ② 染料在具有较强酸性基团的纤维上表现出明显较快的上染速率和上染量； ③ 含有不同性质的酸性基团的纤维不易混纺。
2 热处理条件影响① 热处理T ↑，纤维内应力获得松弛、D ↑ P198图8-6 ② 拉伸比↑，D ↓ P198图8-7 3 染料浓度① 染浴中染料浓度越高，染料上染越快，直至平衡；P199图8-8 ② 纤维上染料浓度越高，染料扩散越快；③ 高浓染浴中的染料具有稳定的上染速率，且易于扩散，因此有利于匀染！ 4 染色温度影响腈纶纤维的Zeta 电位较低，因此阳离子染料吸附较快；在Tg 以下难以扩散，一旦升至Tg 以上，上染速度随温度提高很快，约每提高1℃，上染速率可提高30%。
所以染色温度控制十分重要。
P199图8-9 5 助剂的影响中性电解质、阳离子匀染剂、阴离子匀染剂 四 阳离子染料的染色机理 1 离子交换过程 2 自由体积模型8-5 阳离子染料对腈纶的染色工艺阳离子染料对腈纶的染色关键问题是匀染问题！ 工艺制定应围绕匀染、T 、pH 、匀染剂应用。
1 染料亲和力大初染率高、上染率高。
只要用量﹤S f ，上染率可达97%以上。
亲和力大，染料在腈纶纤维上迁移性差，一旦染不匀便难以纠正。
2 纤维结构紧密T ﹤Tg 上染慢，T ﹥Tg 上染很快，短时间的迅速上染，导致染色不匀。
扩散活化能高（72千卡/克分子），卡萨布速率对温度特别敏感。
3 纤维结构对温度变化极为敏感 4 存在着临界浓度染浴中染料浓度低于临界浓度时，上染速率随染料浓度的增加而急剧升高；超过这个浓度以后，上染速率与浓度无关，不再有变化。
一 匀染控制措施设备方面－ 使染料浓度均匀分布 染料的选用－ 适宜的K 值 化学方法－ 使用缓染剂 物理方法－ 温度控制 染色工艺－fS fS H D D H K ][][][][++++=][1][][1][11S S D K D S f +=++++-++-+⇔+HD FSO D H FSO 331 阳离子匀染剂通过与阳离子染料竞争染座和缓染，达到缓染目的。
①若用量过大，会导致染料上染百分率降低，深浓色织物可不用或少用缓染剂；②注意选择阳离子缓染剂对纤维的亲和性；③阳离子缓染剂会扩大混合染料的配伍值差异，不利于混合染料的拼色；④聚合型阳离子缓染剂通过消除或减小纤维的Zate电位起到缓染效果，几乎不影响染料的上染量，用量少、效果显著、适用性广。
2 阴离子匀染剂扩散剂NNO，平平加O、OP-10，通过与阳离子染料形成松驰络合物，同时具有降低相对亲和力作用改善配伍性。
①需配合非离子表面活性剂使用，以防止色淀形成；②有可能降低染料的上染量并恶化织物手感；③阴离子缓染剂会缩小不同染料的配伍值差异，因此有利于混合染料的拼色。
3 中性盐、稀土缓染剂①中性盐加入Na＋↑↑，降低Zeta↓；②缓染能力有限；③与阳离子竞争染座而缓染。
4 pH值① pH↓，-SO3H离解受抑制，起缓染效果；②酸性过强会导致染料上染量的下降；③纤维中强酸性基团含量越高，其上染受染浴酸碱度的影响就越小。
P200 图8-10阳离子染料染色，pH3.5-5；浅：3-4.5、深：4-5。
5 温度①染料的集中上染温度区为Tg+10-15o C；P200 图8-11②温度对染料的上染量影响不大；③控制升温措施：…；④综合考虑纤维的物理、化学结构和染色效果，腈纶的最高上染温度为～100o C。
二腈纶纤维染色中的几个问题1 腈纶纤维泛黄问题2 变形问题3 手感问题：聚冷手感很硬三浸染1 染液组成阳离子嫩黄7GL 0.12% (o.m.f.)艳红5GL 2.46HAc 2.5%NaAc 1.0%Na2SO4 0.8%1227 0.5%浴比 1:402 控制升温染色法3 恒温染色法（Tg﹤T﹤100）①恒温染色法工艺过程：选择在纤维玻璃化温度以上、染液沸点以下某一固定的温度始染，并保温染色45～90min，使染浴中大部分的染料上染，再升温至沸作短时间沸染，让染料在纤维内相充分扩散或移染。
②恒温快速染色法的目的：减少或消除由于染浴中温度不均匀而引起的染色不匀现象，操作简便、不易染花。
③恒温染色的关键：选择合适的恒温上染温度，使染料不发生集中上染，而是在整个恒温阶段均匀缓慢地上染。
四轧染应松式加工！主要用于腈纶丝束、毛条及腈纶混纺织物。
轧染工艺有汽蒸法和热熔法两种：①汽蒸法染色处方组成－染料、助剂、促染剂（纤维膨化剂）、酸或强酸性染料、糊料、酸剂…工艺流程－浸轧→100-103o C汽蒸10-45min→水洗。
②热熔法热熔法主要用于涤/腈混纺织物的染色，纯腈织物或腈纶和其他纤维的混纺织物一般不用热熔法。
染色处方－分散型阳离子染料、醋酸、促染剂、释酸剂、非离子表面活性剂、少量糊料工艺流程－浸轧→烘干→190-200o C热熔→后处理。