第四章_染色原理与染料化学
染色的原理与应用
染色的原理与应用一、染色的原理染色是将染料与物质结合，使物质表面或内部发生颜色变化的过程。
染料的选择取决于要染色的物质的性质以及目标颜色。
染色过程涉及到一系列化学反应和物理吸附等作用。
以下是染色的主要原理：1.吸附（Adsorption）：染料分子与物质表面通过物理吸附相互结合，形成染色复合物。
吸附的类型包括吸附在物质表面的分子层和渗透到物质内部形成分子间吸附。
吸附染料的选择通常基于物质表面的化学性质和纳米结构等因素。
2.化学反应（Chemical reaction）：染料分子与物质表面发生化学反应，产生永久性的染色效果。
化学反应染料的选择主要考虑染料与物质作用产生的反应产物以及反应的速度和条件等方面。
3.离子交换（Ion exchange）：染料分子中的离子与物质表面的离子进行交换，形成染色复合物。
离子交换染料的选择基于染料分子中的离子组成以及物质表面的离子环境。
4.助剂作用（Auxiliary action）：染料分子与物质表面的助剂相互作用，增强染色效果。
助剂的选择取决于染料与物质的相溶性、黏附性以及其他相互作用。
二、染色的应用染色技术在许多领域中都有广泛的应用。
以下是染色在不同领域的应用：1.纺织品染色：染色是纺织品加工的重要环节。
通过染色，可以赋予纺织品丰富多彩的颜色，增加其价值和市场竞争力。
染色技术在纺织品工业中已经发展了数百年，现代染料的应用使得染色过程更加高效和环保。
2.生物医学染色：在生物医学领域，染色技术被广泛用于组织切片的染色以及细胞结构的观察。
各种染色剂可以标记目标细胞或分子，通过显微镜观察和分析，从而获得有关疾病诊断和治疗的重要信息。
3.食品染色：染色技术在食品加工中有着重要的应用。
通过食品染色，可以使食品更加吸引人的视觉效果，提升消费者的购买欲望。
然而，食品染色也需要注意染料的安全性和合规性，以保证食品的质量和安全。
4.印刷染色：染色技术在印刷行业中被广泛应用。
通过染色，可以将颜料或油墨沉浸到纸张或其他印刷材料中，形成图案和文字。
活性染料染色原理 ppt课件
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②二氯均三嗪活性染料 (X型) ，是最普遍使用的三嗪染料
反应性活泼。30-50℃水中溶解；染料-纤维键稳定性差，需固色， 固色率低；常用于低温染色。
反应性太强，活泼性太高，染料容易水解，无法保存。 反应性高的活性基，应在较低的温度下进行，在碱性较弱的条件下 进行固色。
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0.979 1.010
N 0.951 1.100 吡 啶
0.987
0.926 1.026 N
N
NN
0.957
N N
1.049
哒 嗪
N 0.899 N 0.960
1.112
1.080
嘧 啶
吡 嗪
N 0.883 1.116
均 三 嗪
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表10-7 各类染料活性基团反应速率与固色温度、键稳定性的关系
比一氯均三嗪型活性基团更为活泼。适于中低温染色的工艺 (40～ 60℃)。
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2、卤代嘧啶型活性染料：活性基为卤代嘧啶基
H
Cl
D－ NH N
Cl N
D－ NH N
Cl N
Cl Cl
嘧啶基是二嗪结构，核上碳原子的正电性较弱，因而比均三嗪结构 的反应性低。
所以嘧啶型活性染料最不易水解，“染料-纤维”键的稳定性高， 特别适于高温染色（涤棉染色）。
⑵两个一氯均三嗪 （KE型，KP型）
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双侧型。
N
N
R
NH D NH
R
呈线状结构，直接性较高，
NN
NN
更适用于吸尽染色法，
国产KD、KE型大多属于此类。
染整工艺原理 第4章 酸性染料染色
缓染
弱酸性浴染色 的酸性染料 较复杂 中等 较少 稍差，聚集 较大 中等 较差 中等 较好 4-5 醋酸 缓染作用小
中性浴染色的 酸性染料 较复杂 较大 小 差，低温聚集 很大 差 很差 较好 很好 6-7 硫酸铵 促染
➢ 结构分类
➢ 偶氮结构 ✓ 单偶氮：匀染性好，但湿牢度较差 ✓ 双或多偶氮：之间无共轭双键，色浅，湿牢度较好
之间有共轭双键，色深，湿牢度较好 ➢ 三芳甲烷：浓艳，日晒差，匀染性差。 ➢ 蒽醌：匀染性较好，日晒较好，湿牢度随结构变化较大。 ➢ 杂环结构
2、酸性媒染染料
3、酸性含媒染料 ✓ 1：1 金属络合染料 ✓ 1：2 金属络合染料
pH 2～2.5
羊毛
pH 6～7 羊毛、真丝、锦纶
４-2 酸性染料染羊毛
酸性媒染染料
✓ 色谱齐全，价廉 ✓ 工艺复杂----媒染、染色 ✓ 重铬酸盐媒染剂----污染
环境、色光不艳 ✓ 湿牢度、日晒牢度好
酸性含媒染料 ✓ 工艺简单，使用方便
✓ 湿牢度、日晒牢度好
✓ 色泽鲜艳度一般
✓ 金属离子（铬、钴）是否游离
三.分类及结构
1、酸性染料 应用分类 p129 表6-1 强酸性浴染色的酸性染料 pH值 2～4，羊毛 弱酸性浴染色的酸性染料 pH值4～6，羊毛，真丝，锦纶 中性性浴染色的酸性染料 pH为6～7，羊毛，真丝 结构特点 染料分子结构、染料在水溶液中的状态
3.工艺举例(全毛毛线，藏青色)
酸性蓝BGA 酸性藏青GGR 66ｏBe，H2SO4 元明粉 100℃
0.38% 1.05% 2% 10%
（二）弱酸性染料
1.染色配方
✓ 弱酸性染料 X%；
✓ 匀染剂
0～0.5%;
第四章 概述(一)染料概述
耐摩擦牢度及其测定
影响耐摩擦牢度的因素
与染料在纤维上分布状态有关，染料染透性好， 表面无浮色，则摩擦牢度高
染色浓度高时，易造成浮色，摩擦牢度差
注意：评定染料的染色牢度，应将染料在纺织 物上染成规定的色泽浓度才能进行比较 ，因为 色泽浓度不同，所测牢度不一样
（3）耐日晒牢度及其测定
指染品受光照时保持不褪色、不变色的能力
亲合力是染料上染纤维的趋势
亲合力越大，染料上染纤维的趋势越大，染料 的利用率越高。因此可以从亲和力的大小判断 染料的上染能力。
注意
不同类型的染料对不同种类的纤维有不同的亲 和力
要针对具体纤维进行染料类别的选择
3、染料必须具有颜色
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
染料是染色过程中的着色剂
注意：颜料与染料的区别
六、光、色、拼色及计算机测配色
概念
光的色散 单色光 光谱色 补色
六、光、色、拼色及计算机测配色
(一)、光与色的基本知识 光与色
光是一种电磁波，它包括γ射线，X射线，紫外线、可见 光、红外线及无线电波，它们的区别在于波长和频率不 同。只有波长在范围在380－780nm的部分能引起人们的 视反应，通常将这部分电磁波称为光或可见光。
四、染色牢度
概念
指染色产品在后加工使用或服用过程中，染料（颜料） 在各种外界因素的影响下，能否保持原来色泽状态的 能力。
是衡量染色产品质量的重要指标之一。 引起褪色或变色的外界因素
后续加工过程中的酸、碱、氧化剂、还原剂等 服用过程中的日晒、洗涤、摩擦、汗渍、熨烫等
染色牢度主要包括：
与后处理有关
固色
（2）耐摩擦牢度及其测定
染料的染色原理
染料的染色原理
染料的染色原理是通过与纺织品的交互作用，使染料分子吸附在纤维表面或纤维内部，从而实现染色效果。
染料分子通常具有两个部分：色基和亲合基。
色基决定了染料的颜色，而亲合基使染料与纤维相互吸附。
染色过程可以分为两个步骤：吸附和固定。
吸附过程是染料分子与纤维表面或内部相吸附，以达到染料在纤维上的分布。
固定过程是通过物理或化学方式，使染料分子在纤维上牢固固定，以确保染色效果的持久性。
吸附过程中，染料分子与纤维之间发生各种相互作用，如氢键、范德华力、离子键等。
这些相互作用使染料分子能够被纤维表面或内部吸附。
染料的亲合基与纤维表面的官能基发生相互作用，比如染料分子的亲水基与纤维表面上的羟基发生氢键作用。
固定过程中，染料分子与纤维之间的相互作用进一步增强，使染料能够长时间地保持在纤维上。
固定染色剂通常包括了固色剂和化学固定剂。
固色剂可以形成染料与纤维表面的物理结合，如范德华力和静电作用。
化学固定剂则通过与染料分子之间的化学反应，使染料更牢固地结合在纤维上。
总体上，染料的染色原理是通过染料分子与纤维之间的相互作用，实现染料分子在纤维上的吸附和固定，从而完成染色过程。
这些相互作用包括物理性的范德华力、氢键和静电作用，以及化学性的共价键形成。
这些相互作用的选择和设计，使得不同类型的纺织品都可以得到理想的染色效果。
染料化学
二.重氮化反应影响因素：
1．酸的用量和浓度：
要使反应顺利进行，酸必须过量。酸的用量取决于芳伯胺的碱性，碱性越弱，过量越多。酸的浓度影响下列反应：
一般说，无机酸浓度低时，后一影响是主要的，浓度升高反应速率增加；随着浓度的进一步增加，前一影响逐渐成为主要因素，浓度越高反应速率反而降低。
3．通过卤基，进行成环缩合反应，进一步合成染料
4）烷化的作用即在有机化合物分子中引入了烷基或芳基。
烷基化目的：
1．在染料分子中引入烷基和芳基后，可改善染料的各项坚牢度和溶解性能；
2．在芳胺的氨基和酚羟基上引入烷基和芳基可改变染料的颜色和色光；
3．可克服某些含氨基、酚羟基染料遇酸、碱变色的缺点。
二．直接染料之所以具有直接性是因为：直接染料的分子是直线型的大分子，且分子的共面性较好，而纤维素分子也是线性大分子。另外，直接染料分子中含有磺酸基等水溶性基团可直接溶解于水中，在无机盐（常用食盐与元明粉）和温度的作用下在纤维内部，染料与纤维以分子间力（氢键，范德华力）进行结合。染料分子的线性，共面性越好，分子量越大，与纤维的直接性越好。
从反应机理看，芳胺的碱性越强，越有利于N-亚硝化反应（亲电反应），从而提高重氮化反应速率。重氮化由易到难顺序是,2>1>3.
1,2的碱性较强,容易和无机酸生成稳定的铵盐，铵盐较难水解，重氮化时，酸量不宜过量过多，否则溶液中游离芳胺存在量太少，影响反应速率。重氮化时，一般先将芳胺溶于稀酸中，然后在冷却的条件下，加入亚硝酸钠溶液（即顺法）。
三. 1.重氮化反应由快到慢顺序依次是凡拉明蓝B>红B色基>大红色基G, 凡拉明蓝B色基进行重氮化时,酸量不宜过量过多，否则溶液中游离芳胺存在量太少，影响反应速率。重氮化时，一般先将芳胺溶于稀酸中，然后在冷却的条件下，加入亚硝酸钠溶液（即顺法）.红B色基,大红色基G用较浓的酸加热使芳胺溶解，然后冷却析出芳胺沉淀，并且要迅速加入亚硝酸溶液以保持亚硝酸在反应中过量，否则，偶合活泼性很高的对硝基苯胺重氮液容易和溶液中游离的对硝基苯胺生成黄色的重氮胺基化合物沉淀。?
染料化学知识点总结
染料化学知识点总结1. 染料的定义和分类染料是一类能够通过吸附或化学结合将颜色转移到纤维或其他材料上的化合物。
染料通常分为天然染料和合成染料两大类。
天然染料主要来自植物、动物或矿物，例如蓝莓、茜草和蓝靛。
合成染料则是人工合成的染料，具有丰富的颜色和稳定的性质。
2. 染料的结构和颜色原理染料的分子结构对其颜色具有决定性的影响。
染料分子通常包含芳香环结构，并且可以存在不同的共轭结构以增强吸收和发射光的能力。
染料颜色的形成与吸收和发射光的能力以及分子结构的共轭性有关，分子中的不同基团也会影响其颜色。
例如，共轭双键能够增加吸收光的范围，从而改变染料的颜色。
3. 染料的制备和合成合成染料通常是通过化学合成的方法制备的。
染料的合成过程可以从天然化合物出发，也可以从基础化学品出发，如苯乙烯和硝基苯。
在合成染料的过程中，化学家需要考虑反应的选择性、产物的纯度以及环保性等因素。
常用的染料合成方法包括偶氮化、重氮化、醚化和酯化等。
4. 染料的性质和应用染料具有丰富的颜色、良好的亲和性和稳定的耐洗性等优良性质。
染料广泛应用于纺织品、皮革、纸张、塑料、油漆和墨水等领域。
染料的性质包括温度、PH值、光照、洗涤等多种因素都会影响其在材料上的固着和稳定性。
5. 染料的环保和可持续发展随着环保意识的增强，染料化学领域也在不断地寻求更加环保和可持续的发展方式。
目前，染料的环保性主要包括降解性、可再生性和生物可降解性等方面。
化学家正在不断寻求新型绿色染料的合成方法，以及新型染料在纺织品的应用研究。
6. 染料的分析和检测染料的分析和检测是染料化学领域的重要内容。
分析染料需要使用化学分析方法、色谱法和光谱法等。
色谱法可以将染料分离，并对其结构和性质进行分析。
光谱法则可以通过吸收、发射、拉曼等光谱技术，快速准确地对染料进行鉴定和分析。
7. 染料的应用前景随着人们对生活品质的不断追求，染料的应用前景也在不断拓展。
未来，染料将在纺织品、食品、药品、化妆品等领域发挥更加广泛的作用。
第四章第三节 染化料 《染整概论》 教学课件(共33张PPT)
复原染料分子结构大、芳环共平面性好，对纤维素的亲和力较大 (jiào dà)。色泽鲜艳，染色牢度好，尤其是耐晒、耐洗牢度好，但是其价格 高，红色品种少，缺乏鲜艳的大红色，染浓色时摩擦牢度较低，某些黄、橙色 染料对棉纤维光敏脆损作用，即在日光下染料会促进纤维氧化脆损。移染性较 差，易产生染色不匀的现象。
第四页，共33页。
常见染料及其特点
〔3〕温度效应染料 分子结构复杂，匀染性很差，染色速率低，染
料分子中含有的磺酸基较少，盐的促染效果不明 显，而温度对他们的上染影响很大，提高温度， 其上染速率加快。染色时需要很好地控制 (kòngzhì)升温速度，以获得均匀的染色效果。这 类染料的水洗牢度较好，一般宜染浓色，如直接 黄棕3G
第八页，共33页。
活性染料
常见染料及其特点
(h活uó性染料是一种在分子结构上带有活性基团的水 xìnɡ rǎn 溶性染料，能与纤维素纤维羟基，蛋白质纤维上的氨
基发生共价键结合，故也称反响性染料。
liào) 活性染料主要用于棉、粘胶、丝绸(sīchóu)、尼
龙等的染色，主要有浸染和轧染法。 优缺点：价格较低，色泽鲜艳度好，色谱齐全，匀
对腈纶的染色均匀性较好，耐晒牢度和湿处理牢度较高，但 只能染浅色和中色;
对锦纶上的匀染性较好，对纤维的品质差异有覆盖能力，染色 重现行(xiànxíng)好，不易染浓色，皂洗牢度差，只限于染浅色。
第二十四页，共33页。
常见染料及其特点
第二十三页，共33页。
载体染度〔100度以下〕，采用某些化学药剂〔载体〕能显著 地促进染料的上染，使分散染料对涤纶的染色可采用常压设备进 行。载体对涤纶和染料都具有较高的亲和力，一般是一些简单的 芳香族化合物，如临苯基苯酚、连苯等。染色后可在碱液中沸洗， 去除载体。，
染料化学课后习题含答案
精品文档染料化学课后习题答案第一章.何谓染料以及构成染料的条件是什么？试述染料与颜料的异同点。
答：染料是能将纤维或其他基质染成一定颜色的有色有机化合物。
成为染料需要具备以下两个条件：〔1〕可溶于水，或者可在染色时转变成可溶状态，对纤维有一定的亲合力。
〔2〕能够使纤维着色，且上染后具有一定的染色牢度。
染料与颜料的相同点：都可以用于纤维或基质的着色不同点：染料主要用于纺织物的染色和印花，它们大多可溶于水，有的可在染色时转变成可溶状态。
染料可直接或通过某些媒介物质与纤维发生物理的和化学的结合而染着在纤维上。
染料主要的应用领域是各种纺织纤维的着色，同时也广泛地应用于塑料、橡胶、油墨、皮革、食品、造纸等工业。
颜料是不溶于水和一般有机溶剂的有机或无机有色化合物。
它们主要用于油漆、油墨、橡胶、塑料以及合成纤维原液的着色，也可用于纺织物的染色及印花。
颜料本身对纤维没有染着能力，使用时是通过高分子粘合剂的作用，将颜料的微小颗粒粘着在纤维的外表或内部。
二．试述染料和颜料的分类方法；写出各类纺织纤维染色适用的染料〔按应用分类〕。
答：染料分类：1.按化学结构分类分为：偶氮染料、蒽醌染料、芳甲烷染料、靛族染料、硫化染料、酞菁染料、硝基和亚硝基染料，此外还有其他结构类型的染料，如甲川和多甲川类染料、二苯乙烯类染料以及各种杂环类染料等。
按应用性能分为：直接染料、酸性染料、阳离子染料、活性染料、不溶性偶氮染料、分散染料、复原染料、硫化染料、缩聚染料、荧光增白剂，此外，还有用于纺织品的氧化染料〔如苯胺黑〕、溶剂染料、丙纶染料以及用于食品的食用色素等。
颜料分类：颜料可根据所含的化合物的类别来分类：无机颜料可细分为氧化物、铬酸盐、硫酸盐、碳酸盐、硅酸盐、硼酸盐、钼酸盐、磷酸盐、钒酸盐、铁氰酸盐、氢氧.精品文档化物、硫化物、金属等。
有机颜料可按化合物的化学结构分为偶氮颜料、酞菁颜料、蒽醌、靛族、喹吖啶酮等多环颜料、芳甲烷系颜料等。
从生产制造角度来分类可分为钛系颜料、铁系颜料、铬系颜料、橡胶用颜料、陶瓷及搪瓷用颜料、医药化学品用颜料、美术颜料等等。
第四章 染色打样基础
第四章染色打样基础第一节染色基本术语一、表征染料染色性能的术语（一）直接性定义：染料分子（或离子）舍弃水溶剂，自动向纤维转移的性能。
解读：（1）染料直接性产生的内因是染料分子或离子与纤维之间总是存在分子间作用力（又称为范德华力，简称范氏力）、氢键或库仑引力（离子键）等作用力，而这种作用力又大大超过染料分子或离子与水分子之间的作用力，故而表现为染料直接性。
（2）直接性的大小主要影响染料在上染过程中遇纤维直接的吸附作用，染料的直接性越大，越容易被纤维吸附。
（3）染料的直接性大小与染料的化学结构、纤维在水中的状态有关。
一般而言，染料结构越复杂，相对分子量越大，染料的直接性月好；染料分子中芳香环共平面性越好，直接性越好；染料分子中的极性基数目越多，染料直接性越大；染料分子中水溶性基团数目越多，则染料的直接性越差。
（4）染料直接性的大小通常用染料平衡上染百分率表示，平衡上染百分率越大，表示染料的直接性越大。
（二）移染性定义：浸染时，上染在织物某个部位上的染料，通过解吸、扩散和染液的流动，再转移到另一部位上重新上染的性能。
解读：（1）产生的内因是染料的上染纤维的过程是可逆的，即同时存在吸附和解吸现象。
染色开始时，染料的吸附速率大于解吸速率，随着纤维上染料浓度的提高，染液中染料浓度降低，吸附速率逐渐减少，直到吸附于解吸速率相等，到达染色平衡。
（2）染料移染性主要影响染料在纤维的均匀分布程度，移染性越好，纤维得色越均匀。
（3）染料移染性主要与染料自身结构、纤维在水中的带电状态及染色工艺条件有关。
一般而言，直接性越大的染料，移染性越差。
（三）配伍性定义：配伍性是指两只或两只以上染料进行拼混染色时，上染速率相一致的性能。
解读：（1）配伍性是染料拼混使用时的重要性能。
配伍性好的染料拼色染色时，随着染色时间的延长，在任意染色时刻，纤维上的颜色只有浓淡变化，没有色光（色相）的变化。
（2）配伍性差的染料拼混时存在竞染现象，随着染色时间等因素的变化，纤维的色相、色光都会发生改变，纤维得色稳定性，重现性差，难以对色。
第四章_染色原理与染料化学
• 五、染料的名称 • 染料的名称通常采用二段命名法，用冠称、色 称和尾注二部分组成。冠称一般有二种形式，取 其一种即可，如国产染料通常以应用类别做冠称， 表示某只染料属于哪-类，有助于明确其应用方法， 如:直接红、活性黄、还原蓝分别属于直接染料、 活性染料、还原染料等。 • 国外的染料多数以品牌作冠称。德司达公司的 Levafix EA、Levafix ES、Levafix OS系列染 料。
• 二、酸性媒染染料 • 在这类染料分子中具有可与金属离子络 合的配位立体结构，在酸性浴中染蛋白质 纤维，需要用金属媒染剂处理以提高染色 牢度，所用的媒染剂是重铬酸盐，属于六 价铬，络合作用好，但毒性较大，对环境 破坏严重。
从工序角度进行分析容易确定其产生的原因在纤维原料质量方面羊绒制品中因将山羊的皮屑混杂在羊绒纤维中上色较浅形成浅色点解决的方法只有严把原料在染色工序中产生的色点多数是因染料溶解不充分所造成解决方法是加强染料溶解操作先将染料用润湿剂和少许水打浆待染料完全润湿后加入沸水或沸煮使其全部溶解
服装整理学
主讲：严涛海
• 四、硫化染料 • 与还原染料相类似，硫化染料也不能直 接溶于水中，需要借助还原剂，将其还原 成隐色体，才能溶解并上染纤维素纤维材 料，染色后亦需要氧化转变成不溶状态才 可固着在纤维上，由于这类染料结构中有 比较复杂的含硫结构，所用的还原剂为硫 化钠，故称硫化染料。
• 硫化染料染色与还原染料相似，也分为四 个阶段:染料的还原溶解，染料隐色体上染， 染料隐色体氧化固着，被染物后处理等。 • 硫化染料价格低廉，染色牢度较好，颜色 以黑、藏青、深蓝、棕等深色比较突出， 适于染中深色等深暗的颜色。
• 一、酸性染料 • 酸性染料具有很好的水溶性，可直接溶解 在水中。在酸性条件及温度作用下可直接 上染蛋自质纤维材料，通常使用浸染法， 常压染色，上染白分率较高。 • 酸性染料染色操作简单，卞要包括加料、 升温、保温、冲洗降温等染色过程
纺织品染色PPT课件
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1
第四章 要 点
• 染色基本理论。 • 染料类型和染色纤维之间的上染关系。 • 各种染色方法与染色条件的比较。
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2
第一节 染色基本概念
纺织品染色: 使纺织品获得一定牢度的颜色的加工过程。 染色（颜色产生）是利用染料与纤维发生物理、化学或物化
结合，或在纤维上生成颜料，从而使纺织品具有一定牢度 的颜色。 一定牢度颜色：与纤维、染料两者性能相关。 一、染料 染料——与纤维有亲和力的有色的有机化合物，染色过程中 溶于水或溶剂，能成分子状态入纤维内部。 颜料——不溶于水，不能借助溶液染色工艺深入纤维内部， 但可在纺丝液中加入，加在固化前液态物质中固化着色， 靠粘着剂粘在织物表面，涂色。
4）后处理 水洗、皂煮。除纤维表面沾浮色，稳定内部颗粒
结构。 皂煮作用：可改变染料在纤维内的聚集状态，无
定形→晶形；分子顺式 →反式
.
29
还原染料染色方法: 1、隐色体染色法
浸染
全浴法：染液中还原，
干缸法：浓缩还原（预还原），还原 速率慢的染料
（卷染）
甲法：碱多，盐无，55℃，易聚扩散慢者
乙法：碱中，盐有，45℃，
水洗
皂煮
洗、烘
净洗剂 温度 时间 浴比
0.5~1g/L 90~95℃ 10min. 1:30
.
23
第四节 还原染料
还原染料：不溶于水，须在碱性溶液中用强还原剂
（保险粉）还原溶解，上染，氧化显色、同时又 回复不溶态而固着的染料。 主要结构：蒽醌型、(硫)靛型结构。 优点：耐洗、耐晒牢度高，色艳。 缺点：价高，某些有光脆受损现象. 形式：粗粉、细粉、纳米级粉、浆状，含量各异。 染色：染棉，部分品种可染涤。
染色牢度很重要，是衡量染色质量指标。
染色基本原理
吸湿性好，溶胀大，孔隙大，利于染色
染色前通常对纤维进行温水浸渍或汽蒸处理
第十九页，课件共81页
一、纤维的吸湿和溶胀
发 生 在 无 定 形 区
第二十页，课件共81页
一、纤维的吸湿和溶胀
溶 胀 异 向 性
第二十一页，课件共81页
常用纤维在水中的吸湿膨胀率
1、染液中带电离子所受的力
纤维表面电荷的静电作用力
电性相反时，为引力 电性相同时，为斥力 自身运动和染色时搅拌的作用 使带电离子均匀分布
第二十七页，课件共81页
（二）界面动电现象和动电层电位
作用结果：
带有与纤维表面电荷电性相反的离 子，其浓度随着与纤维表面的距离 增加而逐渐降低，直到和染液深处 一样
尿素、表面活性剂等助溶剂，使溶解度提高 中性电解质，使溶解度降低
第十二页，课件共81页
三、染料的分散
概念
当染料投入水中，染料晶体结构不能受水 分子的极性作用而遭到破坏，染料只能以 晶体态的形式均匀地分布在水中，称为染 料的分散。
该体系称为染料分散液或染料悬浮液。一 般是混浊、不透明的体系。
染料在纤维上分布越均匀，染色均匀性越 好
否则，将会出现色差或色花
第四页，课件共81页
染色色牢度的概念
即：色泽坚牢度 指染料在纤维上固着力和稳定性的大小
染料在纤维上固着力和稳定性越大，染色 色牢度越高
否则，将会出现褪色或变色
第五页，课件共81页
色泽鲜艳度的概念
即：色泽的饱合度或纯度 指色泽中染料光谱色含量的大小
1、染料的吸附
染料从染液中转移到纤维表面的过程
2、染料的扩散
吸附在纤维表面的染料向纤维内部转移， 直至染色平衡或基本平衡
化学与颜色染料的原理
化学与颜色染料的原理化学与颜色染料的原理密切相关，颜色染料的产生和变化都是由化学反应引起的。
本文将介绍颜色染料的基本原理以及常见的染料类型和应用。
一、颜色的产生原理颜色是由物体吸收和反射光线的不同波长而产生的。
当光线照射到物体上时，物体会吸收部分光线，而反射其他光线。
被物体吸收的光线的波长决定了物体的颜色。
例如，当光线照射到红色物体上时，物体会吸收其他颜色的光线，只反射红色光线，所以我们看到的是红色。
二、颜色染料的基本原理颜色染料是一种能够吸收特定波长光线的化学物质。
染料分子中存在着能够吸收光线的结构单元，称为色团。
色团能够吸收特定波长的光线，而不吸收其他波长的光线。
当光线照射到染料上时，色团吸收光线的能量，使得染料分子发生电子跃迁，从而改变了光的波长和颜色。
三、常见的染料类型1. 有机染料：有机染料是由含有碳元素的化合物制成的。
它们通常具有较强的吸收能力和良好的稳定性，可以用于染料工业和纺织工业。
常见的有机染料包括偶氮染料、酞菁染料和酮染料等。
2. 无机染料：无机染料是由不含碳元素的化合物制成的。
它们通常具有较强的吸收能力和较高的耐光性，可以用于陶瓷、玻璃和涂料等领域。
常见的无机染料包括金属络合物、氧化物和硫化物等。
3. 天然染料：天然染料是从植物、动物和微生物中提取的染料。
它们具有良好的生物可降解性和环境友好性，常用于食品、药品和纺织品等领域。
常见的天然染料包括咖啡因、花青素和胡萝卜素等。
四、颜色染料的应用颜色染料广泛应用于各个领域，如纺织、印刷、油漆、食品和化妆品等。
在纺织工业中，染料用于给纤维染色，使得纺织品具有丰富的颜色和图案。
在印刷工业中，染料用于制作油墨和颜料，用于印刷各种材料。
在食品工业中，染料用于给食品着色，增加食品的吸引力。
在化妆品工业中，染料用于制作口红、眼影和指甲油等彩妆产品。
总结：化学与颜色染料的原理密切相关，颜色的产生和变化是由物体吸收和反射光线的不同波长引起的。
颜色染料能够吸收特定波长的光线，改变光的波长和颜色。
染色的原理和应用
染色的原理和应用1. 染色的基本原理染色是一种常用的化学技术，用于将颜色转移到物质表面或其内部，使其具有所需的颜色和性质。
染色的基本原理是通过染料与物质之间的相互作用，使染料分子附着在物质表面或结构内部，从而改变物质的颜色。
染色通常涉及以下几种基本原理：•吸附染色：染料通过物质表面的物理吸附附着在物质表面，如丝绸染色。
•化学反应染色：染料通过与物质发生化学反应，形成牢固结合的染色物质，如靛蓝染色。
•柔性染色：染料通过与物质分子之间的相互作用力，使染料溶解在物质内部，如木材染色。
•离子交换染色：染料通过与物质表面带电荷的离子发生交换，使染料溶解在物质内部，如电镀染色。
2. 染色的应用领域染色广泛应用于各个领域，以下是染色的几个主要应用领域：2.1 纺织染色纺织染色是染色技术中最常见的应用之一。
在纺织染色过程中，染料被应用在纤维或织物表面，通过吸附或化学反应固定在纤维上，以达到着色效果。
纺织染料通常分为自然染料和合成染料两种类型。
自然染料主要来自于植物、动物或昆虫，如蓝莓染料、蚕丝染料等；而合成染料则是由化学合成得到的，种类更加多样，例如蓝色、红色、黑色等。
2.2 食品染色食品染色是将染料应用于食品加工过程中，用于改变食品颜色、增加观赏性或识别特定品种。
食品染料通常被分为天然染料和合成染料两类。
天然染料主要来自于植物、动物或微生物，如胡萝卜素、叶绿素等；而合成染料则是由化学方法合成的，如红色色素、黄色色素等。
食品染色广泛应用于糖果、饮料、面包等食品的生产中。
2.3 医学染色医学染色是将染料应用于医学领域，用于观察、诊断或研究生物体的组织、细胞和分子结构。
医学染料可以通过染料与物质之间的化学反应或吸附作用，使目标物质在显微镜下显现出不同颜色或形态。
医学染料通常具有特定的亲和性，如镉蓝、伊红等，用于染色组织切片、细胞涂片等。
2.4 装饰染色装饰染色是将染料应用于建筑装饰、家居装饰等领域，用于改变物体表面的颜色和外观。
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• 还原染料的还原是一项比较复杂的操作， 染料生产厂将还原染料还原成隐色酸，再 制成其硫酸酯，称作为可溶性还原染料， 可以稳定存放。染料应用厂在使用时直接 用温水溶解，同时加入一些纯碱和尿素即 可对被染物上染，染后加入亚硝酸钠氧化， 使染料从隐色酸的硫酸酯转化为不溶于水 的色淀即可完成染色过程。
• 还原染料色泽鲜艳，色谱齐全，使用历史 长久，以染色牢度高著称适染颜色比较广 泛，具有耐晒，价格较高，红色品种较少， 缺乏鲜艳大红色。 • 还原染料这个类别的染料按化学结构划分 为蒽醌类和靛类，后者代表性品种是今天 广为流行的牛仔布上的蓝色，即靛蓝。
第三节 蛋白质纤维材料常用的染料
• 单蛋白质纤维材料的一个共性是耐酸不耐 碱，在酸性条件下进行染色对材料的损伤 较小。除毛皮染料外，蛋白质纤维材料的 染色均在酸性条件下进行，只是不同类别 的染料，酸性条件不同而己。 • 可用于蛋自质纤维材料染色的有酸性染料、 酸性媒染染料、酸性含媒染料、活性染料、 毛皮染料（氧化染料)等。
• 二、活性染料 • 活性染料与直接染料结构上的不同之处是在染 料分子中引入了能与纤维素纤维形成共价键的活 性基团。活性染料基本上继承了直接染料的直接 性，为克服直接染料湿处理牢度差的缺点，采取 的方法是让染料通过活性基团与纤维素纤维上的 羟基发生共价键结合。这种结合力是牢固的，多 数情况下是不可逆的，使得染色牢度大大提高，。
• 尾注可区分同种不同产品，如香港里奥化 工公司的毛用活性染料染色助剂里奥灵 B(Leoling B)冠称是品牌，尾注不同则产 品不同。国产助剂如消泡剂8411，冠称是 助剂的应用类别，尾注用以区分不同产品 的规格。
第二节 纤维素纤维材料的常用染料
• 可用于纤维素纤维染色的常用染料有直接 染料、活性染料、还原染料、硫化染料、 不溶性偶氮染料等。直接染料和活性染料 具有水溶性，可以直接上染纤维，仿色染 色比较便捷，但耐水洗、耐汗渍色牢度方 面尚嫌不足。还原染料、硫化染料及不溶 性偶氮染料不具有水溶性，着色后在纤维 上形成色淀，所以色牢度普遍较好，但是 染色操作比较复杂，仿色难度较大。
• 上染白分率是指染色达到平衡时上染到纤维上的 染料量与所使用的染料总量之比。它既可反映染 料的上染性能，亦可反映染色工艺（包括处方和 条件）的合理性。 • 得色量是指单位重量的染料在纺织品上染色后所 得到颜色深度，某只染料如果得色量不高，它就 不适于染深颜色。 • 染色牢度是指经染色后的材料在使用或染色后的 加工过程中能保持其原有色泽的能力。
• 二、染料的类别 • 染料通常以染料的化学结构进行分类。 但为了便于使用也可按染料的使用方法进 行归类划分。
•
用于纤维素纤维染色的染料主要有直接 染料、活性染料、还原染料、硫化染料、 不溶性偶氮染料等。用于蛋白质纤维染色 的有酸性染料、酸性媒染染料、1：1金属 络合染料（也称酸性含媒染料)、1：2金属 络合染料（也称中性染料)、活性染料等。 用于化学纤维染色的有涤纶染色用的分散 染料，腈纶染色用的阳离子染料等。
• 一、酸性染料 • 酸性染料具有很好的水溶性，可直接溶解 在水中。在酸性条件及温度作用下可直接 上染蛋自质纤维材料，通常使用浸染法， 常压染色，上染白分率较高。 • 酸性染料染色操作简单，卞要包括加料、 升温、保温、冲洗降温等染色过程
• 根据染色时的酸性不同，这类染料又可分为强酸 性染料和弱酸性染料两种。强酸性染料多使用稀 硫酸的水溶液，弱酸性染料多使用醋酸水溶液。 • 酸性染料色泽鲜艳，色谱齐全，应用范围较广。
• 尾注:由英文字母、阿拉伯数字、符号组合而成， 表示染料类别内的系列、色泽偏向、性能适宜的 染色方法。如R、Y、B、G等分别取自红、黄、 蓝、绿等色称的英文词组的第一个字母，表示某 只染料的色泽偏向。在这些字母前的阿拉伯数字 则表示这种色泽偏向的程度。X、K分别表示活性 染料中的低温型和高温型;L表示耐光色牢度好;C、 S 、 W分别取自棉、丝、毛英文词组的第一个字 母，表示某只染料分别适于染棉、丝、羊 毛;Ex.Conc高浓度，等等。
• 肖接染料最大的特点是其直接性。直接性 有几方面的含义: • 1.染料可直接溶解于水中，无需借助酸、 碱、氧化剂、还原剂的作用。 • 2.对纤维素纤维可直接上染，它们之间的 结合以分子间力为主。
• 3.无需媒染剂及氧化还原作用可直接在纤 维上得色。 • 直接染料最重要的性质是盐效应与温度效 应，即盐的用量对直接染料的上染百分率 有直接影响，并呈正相关性。温度对直接 染料的上染百分率也具有重要影响，在一 定温度以下，随着温度上升，直接染料的 上染百分率逐渐提高。
• 二、酸性媒染染料 • 在这类染料分子中具有可与金属离子络 合的配位立体结构，在酸性浴中染蛋白质 纤维，需要用金属媒染剂处理以提高染色 牢度，所用的媒染剂是重铬酸盐，属于六 价铬，络合作用好，但毒性较大，对环境 破坏严重。
• 四、染料的基本性能 • 染料的性能评价项目比较多，主要有色 光、力份、溶解度、杂质含量、上染百分 率、得色量、染色牢度等几大项。
• 色光主要表示某只染料的色相及纯度情况。 对于染料生产者，色光有无变化可以反映 其化学合成进行得是否符合生产要求;对于 染料使用者，色光是选择染料仿色的重要 依据。 • 力份是染料有效含量的一种相对表示方法， 其基准通常以企业在该只染料开发初期时 确定。
服装整理学
主讲：严涛海
第四章 染色原理与染料化学
• 在古代，人们使用某些植物的花、果、叶、 根、皮的浸出液或天然矿物颜料等，在纺 织品上着色，这些属于天然染料。 • 19世纪中叶，开始生产化学合成染料。其 优点十分突出:色彩丰富、染色牢度人幅度 提高、颜色深度明显改善、染色加工日趋 简便等等。
合成染料
• 四、硫化染料 • 与还原染料相类似，硫化染料也不能直 接溶于水中，需要借助还原剂，将其还原 成隐色体，才能溶解并上染纤维素纤维材 料，染色后亦需要氧化转变成不溶状态才 可固着在纤维上，由于这类染料结构中有 比较复杂的含硫结构，所用的还原剂为硫 化钠，故称硫化染料。
• 硫化染料染色与还原染料相似，也分为四 个阶段:染料的还原溶解，染料隐色体上染， 染料隐色体氧化固着，被染物后处理等。 • 硫化染料价格低廉，染色牢度较好，颜色 以黑、藏青、深蓝、棕等深色比较突出， 适于染中深色等深暗的颜色。
天然染料
• 一、染料与颜料 • 染料通常是有色的有机化合物，大多能 溶于水或通过一定的化学试剂处理，转变 成可溶于水的物质，它们能与纤维材料发 生物理、化学或物理化学的结合而染着在 纤维上，并使染色物具有一定的染色牢度。 • 染料有粉状、颗粒状和液状。
•
颜料同样是有色物质，可分为无机物和 有机物，不能溶于水，也无法与纤维直接 结合，而需要借助于高分子粘合剂的粘合 作用将其粘附在纺织物或服装表面而使其 着色。 • 市售的颜料是由研细的颜料粉末和分散 剂、润湿剂、水调配成的分散液，称作涂 料浆。
• 所谓溶解度是指在规定温度下，某物质在 总体积为1L的溶液中所能溶解的最多克数。 染料的溶解度是决定染料能否顺利染色的 第一关。现在考核染料的溶解度时，己将 规定的温度从水的沸点降至室温，即冷水 溶解度。 • 杂质含量考核的是染料中不溶物质的含量 和铁的含量，这两者都将对染料的色泽产 生重要影响。
• •
1 冠称 直接，直接耐晒，直接铜蓝，直接重氮，酸性，弱酸 性，酸性络合，酸性媒介，中性， 阳离子，活性，还原， 可溶性还原，分散，硫化，色基，色酚，色蓝，可溶性硫 化，快色素，氧化，缩聚，混纺等。 • 2 色称 嫩黄，黄，金黄，深黄，橙，大红，红，桃 红，玫红，品红，红紫，枣红，紫，翠蓝，湖蓝，艳蓝， 深蓝，绿，艳绿，深绿，黄棕，红棕，棕，深棕，橄榄绿， 草绿，灰，黑等。 • 3色光 B-带蓝光或青光；G-带黄光或绿光；R-带红 光 色光品质 F-表示色光纯；D-表示深色或稍暗；T-表示 深。
• 活性染料的类型划分是以活性基团类型以 及活性基团的数量不同为依据的，不同活 性基团的活性染料，在商业上成功使用的 活性染料其活性基团有X型活性染料的二氯 均三嗪，K型活性染料的一氯均二嗪，KN 型活性染料的乙烯枫型，F型活性染料的二 氟一氯嘧啶，P型活性染料的磷酸基等等。
• 活性染料的染色分为两个阶段，第一个阶 段与直接染料类同，加盐促染，第二个阶 段加入纯碱进行固色，即在较强的碱性条 件下（PH值10左右）促使染料的活性基团 与纤维素上的伯羟基发生共价键结合。染 色后在皂煮中去除末能发生共价键结合的 染料即浮色，以确保活性染料具有较好的 染色牢度
• 五、不溶性偶氮染料 • 不溶性偶氮染料是由偶合组分（色酚） 与重氮组分（色基）的重氮盐在纤维上偶 合生成的。染色时，一般先使纤维素材料 吸收色酚（此过程称为打底)，然后与色基 的重氮盐偶合在纤维上形成染料（此过程 称为显色)完成染色过程偶合组分又称打底 剂，重氮组分又称显色剂。
• 不溶性偶氮染料的突出优点是可以在纤维 素纤维材料上染得浓艳的深色品种，如黄 色、橙色、红色、绛紫色、蓝色、棕色、 黑色，是直接染料和硫化染料无法替代的。
• 一、直接染料 • 它的主要优点是色谱齐全，在水中溶解后的颜色 色相与染着在纤维上的基本相同，因而仿色直观。 其染色处方组成只有染料与中性盐两种，十分简 单。在染色操作时只需加热、加盐，适当搅拌， 就比较容易获得所需颜色。这种上染的直接性和 使用的便捷性，使直接染料具有顽强的生命力， 直至今日仍有很大的市场份额。但是直接染料的 主要缺点是染色牢度差。
• 五、染料的名称 • 染料的名称通常采用二段命名法，用冠称、色 称和尾注二部分组成。冠称一般有二种形式，取 其一种即可，如国产染料通常以应用类别做冠称， 表示某只染料属于哪-类，有助于明确其应用方法， 如:直接红、活性黄、还原蓝分别属于直接染料、 活性染料、还原染料等。 • 国外的染料多数以品牌作冠称。德司达公司的 Levafix EA、Levafix ES、Levafix OS系列染 料。
• 六、染色助剂与染料的标准化 • 染色助剂是一大类用于改善染色效果的 辅助品，包括酸、碱、盐、氧化剂、还原 剂和表而活性剂通常染色助剂命名是以其 在染色中所起作用而确定。 • 对于酸、碱、盐等多种化合物肖接使用其 化学名称或俗称，如硫酸，乙酸等。