第六章 酸性染料、酸性媒介染料及酸性含媒染料染色

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第六章 酸性染料、酸性媒介染料及酸性含媒染料染色 6-1 概 述

酸性染料－ …； 酸性媒介染料－ …； 酸性含媒染料－ …。 一 酸性染料结构特点 1 活性、直接、酸性染料

活性红X-3B

强酸性红G

直接湖兰5B

弱酸性大红G

2 强酸性染料与弱酸性染料结构区别 二 酸性染料的溶液性质

不同结构酸性染料的聚集态…

染料的聚集对上染速度和结合方式影响较大！ 三 酸性染料的分类及染色性能

6-2 酸性染料对羊毛、蚕丝和锦纶的上染 一 蛋白质纤维及聚酰胺纤维的两性性质

F 3

COOH

F

3

F NH 2

1.021.041.061.081.1×10-2 m o l

C l -

D -

1.00

2.0×10-3 m o l 0.70.9

0.5

1.1×10-2 m o l

H +

离子在染液中的浓度

时间（h）

F

NH

COOH

F

NH F NH COOH

F NH COOH

Cl

++

单位：mol/kg 纤维

二 纤维吸附曲线 P167～168 1 纤维的吸酸吸碱反应

等电点PI － …； 吸酸饱和值－ …；

当量吸附、染色饱和值－ …(P134 图6-2)； 超当量吸附、过染－ …； 次当量吸附－ …； 超当量吸附的原因及结果：

① 直接性高，有大量氢键、范力结合； ②

直接性高，染料在纤维内聚集；

③ pH 太低，发生了超当量吸酸现象，即酰胺基直接吸酸，甚至水解而导致染

座增加；

④ 过染会导致色牢度下降、纤维强度下降。

次当量吸附的原因：

① 染料上的磺酸基均与质子化的氨基结合； ② 染料的空间效应。

2 染色系统中离子分布

在染液中，酸性染料离解成Na +和D -，染液中还有H +、Cl -/SO 42-离子。 ……

整个吸附过程可简单地表示如下： 为什么D -能取代Cl -？

① 酸根离子结构简单，对纤维亲和力小，D -与- NH 3+库仑力大； ② 染料分子与纤维存在更强的分子间力和氢键结合；

③

染料分子中疏水部分在溶液中增加了水的“类冰”结构，增高了D -在染液中的化学位，染料上染亲和力↑。

三 酸性染料与纤维的作用力

随着染液pH 值的不同，酸性染料可以与蛋白质、聚酰胺纤维分别以离子键或范德华力和氢键的结合方式上染。 1 pH ﹤PI

染料阴离子与纤维呈盐式键结合；加酸促染，加中性电解质缓染。 2 pH ﹥PI

上染率(%)

2)2H

2)4H 2)6H

2)8H

pH

染-纤主要以次价键（氢键、范力）结合；加酸促染，加中性电解质促染。 3 pH ≈PI

两性纤维在pH 值等于或略大于等电点时染料与纤维之间存在的离子键结合方式。 四 染色亲和力－ Gilbert Rideal 理论

Gilbert-Rideal 理论， Langmuir 吸附概念，建立在以下几个假设条件基础上： （1）纤维吸附染料阴离子仅发生在特定的位置上；

（2）每个吸附位置一旦吸附一个染料阴离子后就达到饱和，吸附位置各自独立，互不干扰；吸附热与染料的吸附量无关； （3）纤维上的阳离子和阴离子的数量相等； （4）被水溶胀的纤维是一种结构均匀的介质；

（5）阳离子和阴离子从溶液转移到纤维内会分别获得和消耗一定的静电功，但对整个染料分子来说，阳离子和阴离子获得和消耗的静电功相等，染料吸附的静电功等于零。

按照这些假设，探讨染料一元酸的吸附情况，可推导出染料一元酸对蛋白质纤维的亲和力计算式：

对于多元染料酸HzD 而言： ① 一个染料分子占据一个吸附位置

② 染料一个分子占据z 个吸附位置

6-3 酸性染料染色工艺 一 羊毛的染色

吸附特点及其对初染的要求…；

吸附模型、扩散性能与扩散系数、染料亲和性…。 1 pH 值

① 不同结构的酸性染料对羊毛的吸附临界pH 值不同；对羊毛的亲和力和平衡上染百分率也不同，上染所需要的pH 值也不一样。P140 图6-4

② 增加染料疏水性，平衡上染率的增加；疏水性强的染料对pH 值的敏感性也低，

即使在相对较高的pH 值下也能获得较高的上染率，染色不需要很低的pH 值。

③ 对于弱酸性染料，应用HAc 调pH （pH4-5）；对于中性染色酸性染料，应用NH 4Ac 调pH 6-8；对于强酸性染料，用H 2SO 4调节至pH2.5-4。

③ pH 调节剂应用在始染时和染色后期区别对待：

-

+-+-=-s

s

f

f

D H D H HD a RTlna a RTlna Δμ (

)

D

H

HzD

Δμ

z ΔΔμ

+-=-μ[][]

s

-

+-⎪⎪⎭⎫ ⎝

⎛-⎪

⎪⎭⎫ ⎝

⎛-=D

H RTln θz θθ1θRTln z s H H z

H H [][]

s

-

+

+-⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛-=D H RTln θ

1θRTln z

s

1

z H H

()

D

H HzD Δμz ΔΔμ+-=-μ