分散染料涤纶染色概论

分散染料染色概论第一章分散染料1.1 分散染料的结构和性能分散染料是一类疏水性很强，水溶液性非常小，染色时在水中主要以微小颗粒成为分散状态存在的非离子型染料。

这类染料最用于酯纤维的染色，叫做分散性醋纤维染料，自涤纶问世后，根据涤纶的染色性和加工要求，在醋纤维分散染料的基础上合成现在应用的分散染料。

分散染料主要有偶氮和蒽醌两大类。

1.2 分散染料的主要染色性能1.2.1 溶解度分散染料分子中没有水溶性基团，但分子中尚具有一些极性基团，所以具有微量水溶性。

分散染料在常温下为0。

1---10MG/L，这微量的溶解度对涤纶染色十分重要。

分散染料的溶解度随温度的升而增大，在80度时溶解0.2---100MG/L，100度时，为其1倍，130度时为100度的5倍。

1.2.2热稳定性因为分散染料在高温下染涤纶进行染色，因此染料的耐热稳定性是十分重要的性能。

1.2.3升华牢度分散染料分子量小，结构简单，因此分子间的作用力小，在高温下容易产生升华现象，致使在染色，定型后，造成褪色和沾色现象。

升华牢度是分散染料的一个重要指标。

分子量大升华牢度好。

1.2.4扩散性因涤纶结构紧密，纤维间的微隙很小，染料在纤维内的扩散十分困难，的所以要求染色用的分散染料具有良好的扩散性能。

一般的分散染料的分子结构简单，分子间的作用力小，因此具有较好的扩散性能，但扩散性能与升华牢度相互矛盾，扩散性能好，升华牢度差，扩散性能差，升华牢度好。

因此在选择分散染料时要考虑各方面的因素，从而合理选用染料。

1.3分散染料染色的基本原理在分散染料染色时，由于染料分子对涤纶具有一定亲和力，因此这些单分子染料能对纤维表面产生吸附作用，然后依靠纤维表面产生吸附作用，然后依靠纤维表面与内部浓度差的作用向内部扩散。

随着染色过程的进行，染浴中的染料单分子的浓度会因被纤维吸附而下降。

这就促使染料颗粒不断溶解，直到染色到平衡为止。

从上可以看出分散染料的微小溶解度对其染色作用影响很大。

分散染料对涤纶等到纤维上染作用是由于染料与纤维之间能产生氢键和范德华力的吸引而产生的。

分散染料染涤纶纤维时在一定温度下有一个染色饱和值，此值是在该温度下的上染染料最大量。

当染色达到饱和值后，再增大染浴中染料的浓度，也不会使纤维上染料量增加。

分散染料染色的饱和值也和染色温度有关。

温度增高，纤维中无定行区的分子链段运动增剧，因此染料可及区增大，染色饱和值增大。

第二章分散染料的染色方法分散染色方法有高温高压法，热熔法，载体法，前两种方法是利用提高温度来使分散染料迅速上涤纶的。

后一种方法是，在染浴中加入一种使涤纶膨化的助剂，因而加速分散染料并提高上染量。

目前采用高温高压法染色，分散染料高温高压法染色是在温度高于100度的条件下进行的，因此必须在密闭耐压的染色设备中进行。

染色，这种方法是利用提高温度来提高分散染料的上染速率，因此不仅上染速速率高，而且遮盖效应好。

大多数分散染料都能适应这种方法染色分散染料是一类水溶性较低的非离子型染料。

最早用于醋酯纤维的染色，称为醋纤染料。

随着合成纤维的发展，锦纶、涤纶相继出现，尤其是涤纶，由于具有整列度高，纤维空隙少，疏水性强等特性，要在有载体或高温、热溶下使纤维膨化，染料才能进入纤维并上染。

因此，对染料提出了新的要求，即要求具有更好疏水性和一定分散性及耐升华等的染料，目前印染加工中用于涤纶织物染色的分散染料基本上具备这些性能，但由于品种较多，使用时还必须根据加工要求选行选择。

2.1分散染料一般性质分散染料结构简单，在水中呈溶解度极低的非离子状态，为了使染料在溶液中能较好地分散，除必须将染料颗粒研磨至2μm以下外，还需加入大量的分散剂，使染料成悬浮体稳定地分散在溶液中。

分散染料按应用时的耐热性能不同，可分为低温型、中温型和高温型。

其中低温型染料的耐升华牢度低，匀染性能好，常称为E型染料；高温型染料的耐升华牢度较高，但匀染性差，称为S型染料；中温型染料的耐升华牢度介于上述两者之间，又称为SE型染料。

用分散染料对涤纶进行染色肘，需按不同染色方法对染料进行选择。

由于聚酯纤维具有疏水性强、结晶和整列度高、纤维微隙小和不易润湿膨化等特性，要使染料以单分子形式顺利进入纤维内部完成对涤纶的染色，按常规方法是难以进行的，因此，需采用比较特殊的染色方法。

目前采用的方法有载体法、高温高压法和高温热溶法等三种染色方法。

这些方法利用了不同的条件使纤维膨化，纤维分子间的空隙增大，同时加入助剂以提高染料分子的扩散速率，使染料分子不断扩散进入被膨化和增大的纤维空隙，而与纤维由分子间引力和氢键固着，完成对涤纶的染色。

由于分散染料在水中的溶解度极低，故要依靠加入染料和溶液中的分散剂组成染液。

为防止分散染料及涤纶在高温及碱作用下产生水解，分散染料的染色常需在弱酸性条件下进行。

2.2 染色方法2.2.1载体染色法载体染色法是在常压下加热进行。

它是利用一些对染料和纤维都有直接性的化学品，在染色时当这类化学品进入涤纶内部时，把染料分子也同时携入，这种化学药品称为载体或携染剂。

利用载体对涤纶染色的原理是涤纶中的苯环与染料分子中的芳核间有较大分子间引力，涤纶能吸附简单的烃类、酚类等，这些化学品就成为载体。

由于载体与涤纶之间的相互作用，使涤纶分子结构松弛，纤维空隙增大，分子易进入纤维内部。

同时由于载体本身能与纤维及染料分子产生直接性，不但能帮助染料溶解，把染料单分子带到纤维表面，增加染料在纤维表面的浓度，而且能减少纤维的表面张力，使运动着的染料分子迅速进入纤维空隙区域，提高了染料分子的扩散率，促使染料与纤维结合，从而完成染色步骤。

染色结束后，利用碱洗，使载体完全去除。

常用载体有邻苯基苯酚、联苯、水杨酸甲酯等，由于大都具有毒性，对人体有害，目前已很少应用，故这里只作一般介绍。

2.2.2高温高压染色法高温高压染色法是在高温有压力的湿热状态下进行。

染料在100℃以内上染速率很慢，即使在沸腾的染浴中染色，上染速率和上染百分率也不高，所以必须加压在2atm（2.02×105Pa）以下，染浴温度可提高到120～130℃，由于温度提高，纤维分子的链段剧烈运动，产生的瞬时孔隙也越多和越大，此时染料分子的扩散也增快，增加了染料向纤维内部的扩散速率，使染色速率加快，直至染料被吸尽而完成染色。

分散染料的高温高压染色方法是一种重要的方法，适合升华牢度低和分子量较小的低温型染料品种。

用这类染料染色匀染性好，色泽浓艳，手感良好，织物透芯程度高，适合于小批量、多品种生产，常用于涤棉混纺织物的染色。

分散染料的高温高压染色可在高温高压卷染机和喷射、溢流染色机上进行，适宜于染深浓色泽，染色pH值一般控制在5～6，常用醋酸和磷酸二氢铵来调节pH值。

为使染浴保持稳定，染色时尚需加入分散剂和高温匀染剂。

溢流染色机染色工艺举例：染色处方：分散染料 X ；高温匀染剂 0.2～1.2g/L ；扩散剂O 0.5～1g/L；醋酸(98％) 0.5～1.5g/L还原清洗：烧碱(360Be) 6ml/L；保险粉 2.5g/L；分散剂 0.1～0.5g/L工艺流程：坯布缝头→前处理→染色→还原清洗→热水洗→水洗→脱水→定形。

一般可在50～60℃始染，大约1h后逐渐升温至130℃，染色1～2h，然后充分水洗。

染深色时进行还原清洗代替皂洗，可保持染色成品色泽鲜艳。

2.2.3热熔染色法分散染料染涤/棉织物采用热熔法染色与一般浸轧染色相似，先经浸轧染液后即行烘干，随即再进行热熔处理。

在200℃高温作用下，沉积在织物上的染料可以单分子形式扩散进入纤维内部，在极短的时间内完成对涤纶的染色。

若是涤棉混纺织物，则可通过热熔处理使沾在棉上的染料以气相或接触的方式转移到涤纶上。

热熔染色法是目前涤棉混纺织物染色的主要方法，以连续化轧染生产方式为主，生产效率高，尤其适用于大批量生产。

热熔染色法的缺点是设备占地面积大，同时对使用的染料有一定的条件限制，染料的利用率较高温高压法低。

热熔染色工艺举例如下（45×45支，浅蓝色，65/35涤/棉细纺织物）：染色处方：分散蓝2BLN 1.5g/L；润湿剂JFC；lml/L扩散剂 1g/L；3%海藻酸钠浆 5～1Og/L使用时，用醋酸或磷酸二氢铵调节pH 5～6。

工艺流程：轧染 (二浸二轧，轧余率65%，室温)→预烘(8O～120℃)→热熔(180～210℃，2～1min)→套染棉。

第三章分散染料染涤纶在高温热熔染色中要注意防止染料在预烘和焙烘中产生泳移，热熔焙烘阶段是棉上的分散染料向涤纶转移的重要阶段，要根据染料的耐热性能，即染料的升华牢度，选择适当的热熔温度和时间。

在实际染色时，染料的转移不可能是完全的，在棉上总残留有一部分染料，造成棉的沾色，可采用还原清洗或皂洗进行染后处理。

若在热熔法染色后还要进行棉部分的套染，则可在套染后选行后处理。

对涤棉混纺织物进行的棉套染工艺，可参阅前述的棉织物染色工艺，这里不再介绍。

分散染料染色的基本原理在分散染料染色时，由于染料分子对涤纶具有一定亲和力，因此这些单分子染料能对纤维表面产生吸附作用，然后依靠纤维表面产生吸附作用，然后依靠纤维表面与内部浓度差的作用向内部扩散。

随着染色过程的进行，染浴中的染料单分子的浓度会因被纤维吸附而下降。

这就促使染料颗粒不断溶解，直到染色到平衡为止。

从上可以看出，分散染料的微小溶解度对其染色作用影响很大。

分散染料对涤纶等到纤维上涤作用是由于染料与纤维之间能产生氢键和范德华力的吸引而产生的。

分散染料染涤纶纤维时在一定温度下有一个染色饱和值，此值是在该温度下的上染染料最大量。

当染色达到饱和值后，再增大染浴中染料的浓度，也不会使纤维上染料量增加。

分散染料染色的饱和值也和染色温度有关。

温度增高，纤维中无定行区的分子链段运动增剧，因此染料可及区增大，染色饱和值增大。

3.1 分散染料染涤纶的染色方法涤纶结构紧密，结晶度和取向度都很高，染料在纤维中的扩散渗透十分困难，因此采用在沸点或沸点以下染色的常规染色方法，上染速率很慢，得色很淡，不能获得满意的染色效果。

为了提高上染速率和上染量，染色时必须提高温度或采取其它措施。

用于涤纶染色方法有高温高压、热溶法和载体法。

前两种方法是用提高温度来使分散染料迅速上染涤纶的，后一种方法是在染浴中加入一种使涤纶膨化的助剂，因而加速分散染料并提高上染量。

热溶染色法在涤纶针织物染色中还没有应用。

三、高温高压法高温高压法是在高温高压条件下进行染色的。

因为涤纶是热塑性纤维，当染色温度超过其玻璃化温度时，分子链段就开始运动且随着温度的升高而加剧，因此在纤维的分子链间形成许多较大的瞬时微隙使染料分子能通过这些微隙顺利扩散到纤维内部，同时提高温度还能使染料的溶解度增加，使染料单分子对纤维表面吸附增多。

此外，提高温度能使涤纶在水中的膨化程度增加，这也有利于染料在纤维中的扩散。