第四章_染色原理与染料化学

• 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 Biblioteka Baidu(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。
• 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
• 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。
• 三、颜料的组成 • 颜料的组成有三类，一类是无机颜料，如 目前在服装上经常见到的金、银色就是由 青铜粉形成金色、铝粉形成银色。颜料中 的黑色常用炭黑，白色则用钛白粉。 • 第二类是有机颜料研磨后的细粉。 • 第三类是荧光颜料，是将一些荧光物质与 某些粘流态的塑料混合后，待其硬化后粉 碎研细而制得。
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
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，。
• 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。
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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。
• 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。
• 按染色助剂的应用类别可分为两类，一类是对染 料溶解和上染起重要作用的助剂，称助溶剂和助 染剂，如尿素是各种水溶性染料的助溶剂，醋酸、 甲酸等是阳离子染料的助溶剂，另一类是改善染 色效果的助剂，主要要有润湿渗透剂、匀染剂、 固色剂、促染剂、媒染剂、增艳剂等等，这类助 剂的称谓由冠称加尾注组成。 • 冠称:进口助剂多采用品牌命名，国产助剂多采用 所起的作用而命名。
• 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、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。
• 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。
• 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。
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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。
• 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。
• 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。
• 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。
• 特点：制造较方便，价格较低，色泽鲜艳 度好，色谱齐全，一般无需与其它类染料 配合使用，而且染色度好，尤其使湿牢度。 纤维素纤维染色，活性染料应是首选类别 •
• 三、还原染料 • 还原染料不能直接溶解于水中，需要借 助还原剂在强碱性条件下转变为隐色体才 能溶解上染于纤维，故称作还原染料隐色 体在染浴中可以上染纤维素纤维，上染后 需在空气或流水中氧化，个别情况需加入 氧化剂帮助氧化，氧化后染料回到不溶于 水的色淀状态，可以获得高的染色牢度。
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。
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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。
• 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。
• 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。
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C-耐氯，棉用 I-士林还原染料的坚牢度； K-冷染（中国活性染料K表示热染） M-混合物； N-新型或标准； P-适用于印花； X-高浓度（中国活性染料X表示冷染）。
• 以香港里奥化工公司的毛用活性染料为例， 尤若菲克斯活性红 NW Brill.2BL 150%(Eurofix NW Brill.2BL 150%)
• 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。
• 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。