染整工艺原理4直接染料染色
染整工艺原理(Ⅱ)课件：第3章 直接染料染色
7）温度 ✓ 始染40～50℃，使染料吸附均匀； ✓ 中间缓慢升温； ✓ 后期保温90～95℃； ✓ 中、低温染料最后降温保温以提高上染率。见升温曲线
3.染色设备 ✓ 平幅卷染机：平幅状态；张力大；浴比小。 ✓ 绳状染色机：绳状；张力小；浴比大。
4.工艺举例
A 卷染
富春纺（人丝/人棉）、浅蓝色、18匹、55公斤
✓ 含有甲醛成分的其他装饰材料，比如白乳胶、泡沫塑 料、油漆和涂料等；
✓ 室内装饰纺织品、包括床上用品、墙布、墙纸、化纤地 毯、窗帘和布艺家具；
✓ 烟叶和燃料不完全燃烧，香烟主流烟雾中甲醛平均质量浓 度为212 mg/m3，侧流烟雾为18～58 mg/m3。
去除方法 ➢ 室内养花
在24 h照明条件下， ✓ 芦荟能去除90%甲醛； ✓ 龙舌兰能去除50%甲醛； ✓ 吊兰能去除86%甲醛。
纤维素恒等周期为10.3Å（纤维素二糖的单位长
度）；大多直接染料上可形成氢键基团之间距离 10.8Å。
2.范德华力学说 进一步研究后发现：
有些直接染料，间距不是10.3Å，即氢键很少，但仍 然很好上染纤维素;
染料与纤维直接性随芳香环增加而增加;
3.有一定的二色性 二色性常数：用一定波长的偏振光照射染色纤维时， 与纤维轴平行方向与垂直方向的吸收强度之比值。
助溶剂，否则色点。
2）匀染剂----匀染作用 ✓ 缓染 ✓ 移染
缓染及测试方法
✓ 雷米帮A：与纤维作用→上染速率↓ ✓ 帮A为油酰氯与毛发水解产物缩聚而成
移染 平平加O
✓ 与溶液中染料作用→缓染作用 ✓ 与纤维上染料作用→移染作用 ✓ 用量≤0.5克/升
问题： 工厂染色出现轻度色花怎么办？
严重色花怎么办？
第3章 直接染料染色
染整工艺原理（下）试卷解析
武汉纺织大学染整工艺原理（下）期末考试试卷解析名词解释：1. 直接染料的盐效应：直接染料染色中，在染液中加元明粉或者食盐，增加本体中的钠离子浓度以减少染液本体和纤维界面附近的浓度差产生的迁移能阻，增加染料活度，从而起到提高染料的上染速率及上染百分率的作用。
2. 直接染料的温度效应：直接染料染色中，对于不同分子量、结构的染料，控制不同的染色温度，以改善染料的移染速率及平衡上染百分率的作用，从而改善直接染料的染色不匀。
3. 轧余率：织物上带的染液质量占干布质量的百分率。
4. 稳态扩散：在扩散过程中，扩散介质各处的浓度梯度始终保持不变的扩散过程。
5. 非稳态扩散：在扩散过程中，扩散介质各处的浓度梯度不断变化的扩散过程。
6. 活性染料固色率：染料与纤维发生共价键结合的染料量占投入染料总量的百分率。
7. 固色过程：在一定的碱性和温度条件下，染料的活性基团与纤维发生反应形成共价结合而固着在纤维上的过程。
8. 无限染浴：浴比很大，足以维持染液浓度基本不变的染浴。
9. 有限染浴：充分搅拌条件下，浴比有限，在上染过程中染液浓度逐渐降低的染浴。
简答：1.扩散模型：适用的染料纤维孔道扩散模型－适用于亲水性纤维（棉、黏胶、铜氨）模型描述：溶胀的纤维里存在许多曲折而互相连通的小孔道。
染色时，这些孔道里都充满着水，染料分子(或离子)通过孔道扩散进入纤维内部。
在扩散过程中,染料分子(或离子)会不断发生吸附和解吸。
孔道里游离状态的染料和吸附状态的染料成动平衡状态。
-Δµ°↑，dc p /dc f ↓，D ↓；纤维无定形区↑，α↑，D ↑；M 染↑，共平面性↑，吸附几率↑，D ↓。
自由体积模型－适用于疏水性纤维（聚酯、聚丙烯腈）模型描述：纤维的自由体积是指其总体积中没有被分子链占据的那部分空间，它以微小的空穴形式散布在纤维中。
聚酯、聚丙烯腈等合成纤维染色时，染料分子吸附在纤维大分子链上，当温度超过纤维的玻璃化温度以后，大分子的链段发生绕动，原来微小的空穴合并成较大的空穴，染料分子沿着这些不断变化的空穴，逐个 “跳跃”扩散。
染色工艺中直接染料,活性染料与还原染料
【1】直接染料直接染料能溶于水，在中性或弱碱性溶液中，可直接上染棉纤维。
染色时加入食盐等中性电解质，能增加染料上的杂量。
直接染料色谱齐全，染色方法简便，价格也较便宜，曾为棉织物的主要梁料。
但这种染料染色牢度不够好，需在后处理中进行固色处理。
【2】活性染料活性染料是指含有活性基团的可溶性染料。
在适当条件下，能与纤维素纤维、蛋白质纤维发生化学结合，大大地提高被染物的水洗、皂洗色牢度等。
同时，它还具有染色、印花简便、色泽鲜艳，色谱较齐，价格较便宜等优点。
但一般活性染料固色率不高，在碱性溶液中易水解，造成浮色。
所以织物染色时采用先染色，后固色的方法，以提高染料的固色率。
用于印花，要根据染料品种的不同，选用一相法或两相法印花。
还有一些活性染料的耐氯漂色牢度和耐气候色牢度较差。
【3】还原染料还原染料不溶于水，不能直接染色。
需在烧碱、保险粉的碱性强还原溶液中使其还原为隐色体，由隐色体上染棉纤维，经过氧化，回复成不溶性染料而固着于纤维。
还原染料的色谱齐全，色泽鲜艳，而日晒、皂洗色牢度均较优良。
但因价格较贵，某些黄、橙品种有光敏脆损作用，因此在应用上受到一定限制。
染色或印花时要加强皂煮后处理，去除浮色，提高鲜艳度。
第四章 直接染料染色
（3）染色时，加入元明粉、食盐等电解质应适 量，以免过量的电解质造成染料聚集，导致盐 析(即染料从染液中析出的现象)。使析出的染 料沉积在织物上，形成浮色，影响染色牢度， 同时造成色点、色块等疵病。
（4）不需要固色的织物，染毕一定要多洗几道 冷水，使织物完全冷却，否则易产生松板 印。
（5）蚕丝织物一般比较轻薄，对光泽要求较 高，若经长时间沸染，会引起纤维表面的 擦伤，因此不宜在沸腾的情况下染色。
在水中能电离成染料阴离子。其溶解性大小与 染料分子中所含的水溶性基团的数目有关。
2、对硬水的敏感性
直接染料会和硬水中的钙、镁、铁等离 子作用生成沉淀，降低染料的利用率，并可 能造成色斑等疵病。所以，溶解染料及染色 用水宜用软水。
3、直接性较大
（1）两者都是直链型的，具有较好的线性和同 平面性。
（2）具有较长的共轭系统，拥有多个双键。 （3）染料分子中的—NH2和—OH与纤维素分子
电解质作用： 染色时可加中性电解质促染，但作用效果
不显著。
2、乙类(或B类)：
特点： 结构比较复杂，对纤维的亲和力较高，
分子中含较多的水溶性基团，染料在纤维 内的扩散速率较低，匀染性较差，这类染 料湿处理牢度较高。
电解质作用：
中性电解质对这类染料的促染作用显著， 可借助于食盐的用量和时间来控制其上染速率， 以获得匀染并提高上染百分率。所以这类染料 又称为盐效应直接染料。
3、丙类(或C类)：
●特点： 分子结构复杂，对纤维的亲和力高，但扩
散速率低，匀染性差，且含磺酸基团较少，湿 处理牢度较高。 ●中性电解质
对上染百分率的影响较小。
● 染色性能：
染色时需要较高的温度，以提高染料的扩 散速率和匀染性。同时应严格控制始染温度和 升温速率，始染温度不能太高，升温速度不能 太快，从而获得匀染效果。所以这类染料又称 为温度效应染料。
染整工艺原理4直接染料染色
➢ 选同类直接染料
➢拼色上染百分率＜单独上染百分率 ➢低温时更显著（原因不很清楚），可能是不同染料分子
在染液中聚集引起
➢ 盐的促染作用
➢ 加盐使染料上染率显 著增加
➢ 在阴离子染料染带负 电的纤维的染色系统 中普遍存在
➢ 促染作用对水溶性大 的染料作用明显
➢ 促染作用对含负离子 多的纤维更为明显( 铜氨纤维素)
➢ 日晒牢度差
➢除铜盐直接染料（铜盐后处理染料）6级以上外，其它 直接染料3～4级
➢ 用途
➢ 棉针织、丝绸、粘胶染色（牢度比棉高1/2～1级 ）
第三章 直接染料染色
➢ 概述 ➢ 直接染料的结构与性能的关系 ➢ 直接染料的稳定性 ➢ 直接染料的染色方法 ➢ 直接染料的固色后处理 ➢ 直接染料的染色原理与工艺分析
第三章 直接染料染色
➢ 概述 ➢ 直接染料的结构与性能的关系 ➢ 直接染料的稳定性 ➢ 直接染料的染色方法 ➢ 直接染料的固色后处理 ➢ 直接染料的染色原理与工艺分析
直接染料的固色后处理
➢ 固色机理
➢ 封闭染料的水溶性基团 ➢ 与染料形成低水溶性的金属离子络合物 ➢ 在纤维表面形成立体网状的聚合物薄膜封闭染料 ➢ 与纤维反应发生交联，形成高度多元化交联网状
➢ C.I. Direct Green 6 对硬水敏感 ➢ C.I. Direct Green 8 遇铁变兰且暗 ➢ C.I. Direct Green 12 遇铁变兰且暗
➢ 染色工艺控制
➢电解质（盐）
➢ 加NaCl（或Na2SO4）促染 ➢ 用量10 – 30 g/L，中途加入
➢温度
➢ 不同染料控制不同的升温速度 ➢ 低温染料：70℃以下 ➢ 中温染料：70-80℃ ➢ 高温料：分段沸染
染整精品课件：直接染料染色
第一章 直接染料染色
一. 直接染料定义 分子中含有SO3Na、COONa 的水溶性阴离子染料，染色时不
需媒染剂就能直接上染纤维素纤维。 之所以称直接，是相对于媒染染料而言。
第一个合成染料由英国人W.H.Perkin于1856年发明，为苯胺紫 （碱性染料）。
第一个直接染料为刚果红，在1884年由Bottiger合成。
合成染料的华丽色彩令当时的维多利亚女王都为之青 睐，意外的成功极大地鼓舞了他的创业冲动，1857年， Perkin在哈罗建立了世界上第一家生产苯胺紫的合成 染料工厂，并因此成为世界巨富。
现代化学分析表明，苯胺紫是一种三芳甲烷结构的碱 性染料，与蛋白质纤维的羧基阴离子可以形成盐键结 合而上染。
Perkin的发明在人类有机化学史上有着十分重要的意 义，在Perkin之后，化学家们纷纷进行有意识地探索 和试验，蒽醌、偶氮、酞菁、靛族、杂环等等结构的 人工合成染料如雨后春笋般不断问世，在五彩缤纷的 现代纺织服装世界中，苯胺紫已经逐渐退出了染色行 业的历史舞台，但人们却不会因此忘记W.H.Perkin对 现代纺织印染业作出的伟大贡献。
染整工艺原理（二）
总学时数：48学时
直接染料染色
6学时
酸性染料染色
6学时
活性染料染色
9学时
分散染料染色
6学时
还原染料、
暂溶性还原染料染色 6学时
不溶性偶氮染料染色 3学时
阳离子染料染色 6学时
机动、习题课
6学时
绪论
染整加工一般工序： 练漂 → 染色 → 印花 → 整理
一.染色定义
使染料与纤维形成物理或化学结合，在织物上形成均匀的具有 一定坚牢度的色泽的加工过程。
产地 浙江 江苏
北服染整工艺实验指导03直接染料染色
实验三直接染料染色一、实验目的1．掌握直接染料的染色方法。
2．了解电解质对直接染料染色效果的影响。
3．了解温度对直接染料拼色效果的影响。
4．掌握直接染料固色工艺，并比较固色前后色牢度的变化。
5．学会染料上染百分率的测定方法以及分光光度计的使用。
二、实验原理直接染料具有良好的水溶性和直接性，在含有电解质（如食盐）的染浴中加热就能对棉、粘胶及蚕丝纤维上染。
根据比耳定律，当一定波长的单色光通过染料溶液时，染液浓度与吸光度成正比。
因此，通过测定染液的吸光度计算出染液的浓度。
三、实验内容（一）温度对直接染料拼色效果影响实验1．实验材料、仪器和药品丝光棉针织物（2g×3块）、直接翠蓝GL（A类）、直接黄FR（B类）2．实验步骤（1）工艺处方和条件（2）染色升温曲线（见教材p51）（3）工艺流程丝光棉织物→浸渍温水→挤干→染色→水洗→熨干→观察色相变化（4）实验操作介绍恒温水浴锅的使用，强调用蒸馏水、液面必须加热棒。
用移液管准确吸取规定量的染料溶液于250mL烧杯中→加水至规定液量→升温至40℃→投入温水湿透并挤干的试样（盖表面皿以防染液蒸发）→约15min内升温至90℃→90℃染色15min→分别加1/2氯化钠（取出试样，加盐并溶解搅匀后再放入）→继续染色15 min→加各自对应剩余的1/2氯化钠→继续染15min→取出织物用温水冲洗→冷水冲冼干净→熨干（比较不同温度染色后试样的色泽）（二）电解质对直接染料染色效果影响实验1．实验材料、仪器和药品丝光棉针织物5块（2g×3块+8g×1块）、直接锡利桃红F3B、醋酸（10g /L）2．实验步骤（1）工艺处方和条件试样编号 1 2 3 直接锡利桃红F3B（o.w.f %） 1 1 1 氯化钠（g/L）0 5 10染色温度（℃）90 90 90染色时间（min）45 45 45浴比1:50 1:50 1:50织物（g） 2 2+ 8 2 （2）染色升温曲线（见教材p51）（3）工艺流程丝光棉织物→浸渍温水→挤干→染色→蒸馏水洗（少量多次，注意总体积不能超过250mL）→收集全部残液（包括洗涤液）倒入250mL容量瓶→测定上染百分率（4）实验操作染色操作同上→染毕取出试样→少量温水多次洗涤→收集全部染色残液和洗涤液→冷却后倒入250mL容量瓶中→加蒸馏水稀释至标线（用于测上染百分率）→试样晾干（三）固色剂后处理实验1．实验材料、仪器和药品直接染料染色后的试样4g、固色剂Y、其余同上2．实验步骤（1）工艺处方和条件固色剂Y（o.w.f %） 2醋酸调pH值5.5～6.0浴比30：1温度（℃）60～70时间（min）30织物（g） 4（2）工艺流程……→8g染色织物→1/2试样→40～50℃蒸馏水浸洗一次→固色→水洗→晾干→染色牢度测试→1/2试样→水洗→晾干→染色牢度测试（3）实验操作按处方配制固色液，将刚染毕取出的试样在40～50℃蒸馏水中浸洗一次，而后投入固色液中固色30min，之后冷水冲洗干净，熨干。
《直接染料染色》课件
染色pH值：影响染色效果和颜色深 度
染色助剂：影响染色效果和颜色深度
染色工艺：影响染色效果和颜色深度
直接染料染色工艺流程
染色前的准备
材料准备：选择合适的直接染料和纤维材料 设备准备：准备染色设备，如染色机、搅拌器等 环境准备：确保染色环境清洁、无尘、无污染 工艺参数设定：设定染色温度、时间、pH值等工艺参数
染色
纸张染色：如 纸张、纸板、 纸浆等纸张的
染色
塑料染色：如 聚乙烯、聚丙 烯、聚氯乙烯 等塑料的染色
木材染色：如 木材、木制品 等木材的染色
其他领域：如 化妆品、食品、 医药等领域的
染色
直接染料染色原理
直接染料染色基本原理
直接染料：分子结构简单，易于与纤维结合 染色过程：染料与纤维发生化学反应，形成共价键 染色效果：颜色鲜艳，色牢度高 染色条件：温度、时间、pH值等对染色效果有影响
直接染料与纤维的结合方式
直接染料与纤维的结合方式主要有两种：离子键结合和共价键结合
离子键结合：直接染料与纤维通过离子键结合，形成稳定的化学键
共价键结合：直接染料与纤维通过共价键结合，形成稳定的化学键 结合方式对染色效果的影响：不同的结合方式会影响染色效果，如染色 的牢固性、色泽等
直接染料染色的影响因素
直接染料染色发展趋势与展望
提高染色性能和牢度
研发新型直接染料：提高 染色性能和牢度
改进染色工艺：提高染色 均匀性和牢度
开发环保型直接染料：减 少对环境的影响
研究染色机理：提高染色 效果和牢度
环保型直接染料的发展
环保型直 接染料的 定义和特 点
染整工艺原理第3章 直接染料染色
染整工艺与原理
直接染料染色
固色剂举例
固色剂Y是双氰胺与甲醛缩合物的醋酸盐溶液或氯化铵溶液，是无色透明的黏稠液体。 固色剂Y与铜盐例如醋酸铜作用，即可制得蓝色的固色剂M。
阳离子交联剂 ：除具有阳离子固色剂的作用外，还能与纤维和染料发生反应交联成膜， 从而提高温处理牢度。目前使用的固色交联剂DE 。
染整工艺与原理
直接染料染色
纤维/水界面附近的离子分布和电位示意
染整工艺与原理
直接染料染色
盐效应示意图
染整工艺与原理
直接染料染色
染料离子接近带电荷纤维表面过程中的位能变化
染整工艺与原理
直接染料染色
染料和纤维素纤维的结合状态
研究结合状态的理论根据 直接染料分子具有直线展开、芳环成同平面的结构特点，而且在共轭轴上一般都具 有能够生成氢键的基团(例如 –N=N– 、 –OH、 –NH2等)，因此与纤维素分子之间存 在着范德华力和氢键。 直接染料在纤维素纤维上表现出显著的二色性，即对电矢量和纤维轴平行的偏振光 吸收最强，对垂直的吸收最弱。一般把对电矢量和纤维轴平行的偏振光的吸收强度 与电矢量和纤维轴垂直的偏振光吸收强度的比值称为二色性常数。 研究染色浓度和染色热的关系，从而说明染色浓度对染料吸收状态的影响。
染整工艺与原理
直接染料染色
三、直接染料对纤维素纤维的染色工艺
浸染和卷染
染液组成：染料、纯碱、食盐或元明粉。 染色时，染料先用温水调成浆状，然后用热水溶解，将染液稀释至规定体积，加入纯 碱，升温 50 ～ 60 ℃开始染色，逐步升温至所需染色温度，染色一定时间后加入食 盐，继续染30~60min，染色后进行固色等后处理。
―交联染料‖，实际上是染料和交联剂或固色剂的混合物。
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2、绪论一、名词解释色牢度：染色产品在使用过程中或以后的加工处理过程中,纺织物上的染料经受各种因素的作用而在不同程度上能保持其原来色泽的性能;浸染：是将纺织品浸渍于染液中,经一定时间使染料上染纤维并固着在纤维上的染色方法轧染：是将织物在染液中经过短暂的浸渍后,随机用轧锟轧压,将染液挤入纺织品的组织空隙中,并除去多余染液,染料的固着是在以后的汽蒸或焙烘等处理过程中完成的;浴比：将染液体积与被染织物质量只比称为浴比;浴比=织物重量/染液体积×100%二、简答题1、染色方法有哪些各有哪些匀染措施浸染：是将纺织品浸渍于染液中,经一定时间使染料上染纤维并固着在纤维上的染色方法轧染：是将织物在染液中经过短暂的浸渍后,随机用轧锟轧压,将染液挤入纺织品的组织空隙中,并除去多余染液,染料的固着是在以后的汽蒸或焙烘等处理过程中完成的;染色过程：浸轧染液→预烘→烘干→固色汽蒸、焙烘、其它方式→水洗→皂洗→固色→烘干;匀染措施浸染：①大浴比50:1-30:1②染液循环③控制升温速率④延长染色时间⑤促进移染轧染：①提高坯布的润湿性②轧辊表面均匀③烘干要避免泳移现象先红外或热风,然后烘筒④控制染液浓度均匀⑤控制初开车设备状态⑥直接性高的染料冲淡、吸附时间短⑦直接性低的染料增浓、轧点时间长2简述影响染色牢度的因素及常见的染色牢度和评价方法3、染色基本原理一、名词解释上染百分率：吸附在纤维上染料量占投入的染料总量的百分率;染料聚集度：染料胶束或胶团中染料分子或离子的数目;吸附等温线：在恒定温度下,上染达到平衡时,纤维上的染料浓度和染液中的染料浓度的关系曲线;亲和力：,是纤维上染料标准化学位和染液中染料标准化学位差值的负值; 直接性：染料舍染液而上染纤维的性质,一般可用染色平衡时染料的上染百分率大小表示; 扩散系数D ：在单位时间内,浓度梯度为1g/cm4时扩散经过单位面积的染料量cm2/s; 稳态扩散：指在扩散过程中,扩散介质中各处的浓度始终保持不变的扩散过程;非稳态扩散：指在扩散过程中,扩散介质中各处的浓度不断变化的扩散过程;半染时间：上染达到平衡吸附量一半所需的时间,用t 1/2表示;扩散活化能：染料分子克服能阻所必须具有的能量J/mol;轧余率：湿布的质量—干布的质量/干布的质量100%染色饱和值：在一定条件下,染色达到平衡时后,纤维上的染料浓度不在随染液中染料浓度的增加而增加时的值;上染速率曲线：在恒温条件下进行染色,以纤维上染料浓度Df 或上染率%为纵坐标,染色时间t为横坐标作图,所得曲线称为上染速率曲线;染色平衡：随染色时间延长,染料浓度增加越来越慢,最后纤维上的染料浓度不再随染色时间而增加,达到染色平衡;V 吸附=V 解吸初染率：染色初始的上染速率;匀染性：染料在被染物表面以及纤维内部均匀分布的程度;移染性：已经上染在纤维上的染料,发生解吸并通过染液流动和自身扩散而在纤维别的部位重新上染;促染：提高上染速率、上染百分率加盐、酸;缓染：延缓上染速率加盐、酸、表面活性剂染座：指染料分子或离子在纤维上的特定吸附位置;二、简答;1、用直接染粘胶纤维,60℃时,亲和力为,90℃亲和力为求该染色过程中的染色热及100℃时的亲和力;2、浸染过程中提高纤维制品匀染性的常见措施有哪些主要途径是缓染和移染①织物循环②染液循环正反循环、染槽的循环、扬程、设备自控等③染前预处理染前定型、预热洗、温度控制等3、综述染料与纤维分子间的作用力有哪些ln([]/[])f s RT D D μ-∆︒=①库仑力静电力②范德华力分子间作用力③氢键④共价键⑤配价键⑥疏水结合⑦离子键4、染料在溶液中以何种状态存在为什么有哪些因素对其影响;状态：①染料在溶液中受到水和其它物质的作用,发生溶解或电离,使染料成单分子或离子状态分布在染液中；②同时,染液中的染料分子或离子之间由于H键和范德华力,特别是色散力的作用,会发生不同程度的聚集,使染料溶液具有胶体性质；③在溶液中染料以离子、胶束或胶粒状态存在;因素：①染料分子结构染料分子结构复杂,分子量大,具有同平面的共轭体系,则染料容易聚集②染液温度染液温度低,染料聚集倾向大,温度升高,有利于染料聚集体的解聚③电解质染液中加入电解质,会使染料的聚集显着增加,甚至出现沉淀④染料浓度染料浓度高,聚集倾向大⑤助剂表面活性剂、尿素5、染色过程中染料与纤维的结合方式有哪些试分别举例说明;①活性染料与纤维素纤维——共价键②酸性染料与蛋白质纤维——离子键、分子间力③直接染料与纤维素纤维——范德华力、氢键6、为什么染料能上染纤维从热力学概念说明染料是怎样上染纤维的;染料能从染液中自动的转移到纤维上,是由于染料在溶液中的自由焓或化学位高,在纤维上的自由焓或化学位低,染料从染液上染纤维伴随着自由焓或化学位的↓;4、直接染料问答题1、试述温度对直接染料上染速率和平衡上染百分率的影响,如何利用温度效应来控制上染2、直接染料染棉时,提高织物耐洗色牢度的方法有哪些3、4、直接染料染棉时,如何利用温度效应来控制染料上染5、6、直接染料与纤维素纤维以何种状态结合,有何证据5、活性染料一、名词解释1、固色速率：固着阶段活性染料与纤维发生键合反应,称为固色;此时的反应速率称为固色速率;2、固色效率：固色反应速率与水解反应速率之比;3、固色率:染料与纤维发生共价结合的染料量占投入染料总量的百分率;4、竭染常数SR：纤维上固着与吸附的染料浓度之和与染液中残存的染料浓度之比二、问答1、简述活性染料与纤维素纤维的反应历程①纤维对活性染料的亲核反应活性染料与纤维素蛋白质纤维发生的是以Cell-O-W-NH2为亲核试剂,以活性基团上Cδ+为反应中心生成染料/纤维共价键的亲核反应②亲核取代反应SN2纤维与X、K、F型等含氮杂环活性基染料反应历程③亲核加成反应E2纤维与KN型等活性基反应历程2、简述影响活性染料固色率的因素①染料的反应性及反应性比反应速率常↑,固色反应速率↑,但固色效率不一定↑;反应性比值↑,固色效率才↑;因此为了提高固色效率,应该提高染料与纤维的反应速率,降低染料的水解速率;②染料的亲和力和直接性亲和力或直接性↑,固色效率和固色速率都可↑③染料的扩散性扩散性↑,固色效率和固色速率↑④PH值PH↑,反应速率↑,但水解速率↑的更快,固色效率↓;活性染料固色应在碱性溶液中进行,碱性不要太强,否则水解染料增多,反应太快,容易引起染色不匀和不透;⑤温度染料的水解以及染料和纤维的反应速率都↑,水解的影响更显着,导致固色效率↓⑥电解质中性电解质可提高染料的吸附速率、平衡吸附量及纤维上的吸附密度；加电解质过多引起染料染料聚集,对固色反而不利⑧浴比浴比↓,染料的直接性↑,固色效率和固色速率↑⑧助剂或添加剂的影响⑨纤维的结构和性质3、活性染料浸染的染色特征值有哪些 SERF①直接性值S表示在中性盐存在下染料对纤维的亲和力或直接性高低②上染率E表示加碱后染色最终时染料的上染率③固着速率R加入碱剂10分钟时的固色率与最终固色率的比值,表示染料与纤维发生反应的固着速率,可粗略反映染料的反应性④固色率F表示洗去浮色后染料的固着率,它反映染料的固色率高低⑤半固色时间T50达到最终固色率一半所需时间,用来表示染料固色速率⑥移染指数MIMI=Q1/Q2×100%Q1和Q2分别为移染织物和被移染织物颜色深度⑦匀染因子LDFLDF=S/E×MI表示活性染料染色全过程的匀染性4、设计一个实验,证明活性染料与纤维形成了共价键6、还原染料一、名词解释隐色体电位:指染料的隐色体被氧化至开始析出染料时的电位;隐色体电位为一负值,其负值绝对值↑,染料还原倾向↓越难还原；只有当还原剂的还原电位绝对值>该染料隐色体电位时,才能使染料还原溶解二、简单题1、解释还原染料的还原电位,还原速率的含义,为什么选择保险粉作还原染料的还原剂如何选择还原方法2、还原电位：只有当还原剂的还原电位绝对值大于该染料隐色体电位时,才能使染料还原溶解还原速率：表示染料被还原的快慢;还原速率与隐色体电位之间无平行关系原因：保险粉在碱性溶液中有很强的还原作用,其还原电位为-1mv,足以还原所有的还原染料;在碱性条件下,保险粉释放出电子,染料接受电子被还原成隐色体;3、为什么还原染料分甲、乙、丙三法,其主要区别在什么地方有的染料三种方法都适用；含酰胺基的不能用较高温度染色,以防酰胺基水解,一般用乙法；特别容易聚集的、扩散性能差的隐色体宜用甲法,即较高温度染色；不容易聚集的可用丙法；靛系还原染料,宜高温染色,低温还原;4、为什么还原染料的初染率高如何避免因初染率过高而造成的染色不匀5、原因：①染料隐色体的分子较大,平面性好,对纤维的亲和力高；②染色温度低,隐色体容易聚集,在纤维内的扩散速率低,移染和透染性差③染浴中有保险粉、烧碱等大量电解质,对隐色体上染起促进作用;避免：①控制上染速率控制初染速率：升温；加入缓染剂平平加,结合染料②增进移染a.加入助溶剂乙醇、三乙醇胺等b.提高隐色体分散性能c.隐色体稳定的升温,降低聚集③悬浮体染色6、简述还原染料浸染的染色过程包括哪些步骤并分别说明其作用;步骤：染料还原→浸染色物→氧化→水洗→皂洗作用:还原成隐色体钠盐,便于染色→隐色体上染→经过氧化使它恢复为原料不溶性的还原染料固着在纤维上→洗去浮色,染色助剂等→洗去浮色,染色助剂等,提高湿处理牢度,获得稳定的色光等7、试述还原染料皂煮的目的和作用;目的:①去除浮色,染色助剂等,②获得稳定的色光,提高鲜艳度,色泽变化皂煮后处理对染料的作用:①结晶整理:X-射浅,发现皂煮过程中染料分子发生移动,染料取向、结晶②异构化:染料结晶并且部分转为异构体,皂煮前后吸收光谱变化是因为皂煮过程中染料分子由不稳定的亚稳态转化为稳定态;有些染料如靛类,发生顺反异构变化,引起色光变化二色性变化7.酸性染料1.比较匀染性和耐缩绒性染料的结构特点和染色性能;匀染性染料：该类染料分子结构较简单,分子中磺酸基所占的比例高,在水中的溶解度较高,在常温染浴中基本上以离子状态分散,对羊毛纤维的亲和力较低,染色需在强酸浴中进行PH=~4.这类染料的湿处理牢度较差,耐日晒牢度较好,色泽鲜艳,匀染性良好;耐缩绒性染料：该类染料分子结构稍复杂,分子中磺酸基所占的比例相对较低,在水中的溶解度稍差,在常温染浴中基本上以胶体分散状态存在,对羊毛纤维的亲和力较高,染色需在弱酸浴中进行PH=4~5.这类染料的湿处理牢度较好,匀染性、鲜艳度稍差;2.用酸性染料染色应在什么pH范围为什么强酸性：,弱酸性：4-5,中性浴：6-7等电点附近3.解释酸、电解质在匀染性染料染色中的作用酸：能良好的吸附酸根离子电解质：在pH不同时分别起到缓染pH﹤IP、促染pH﹥IP作用、增进缓染4.什么是竞染现象拼色应如何选择染料当染料拼染时,如果某一拼色染料占据了所有的氨基染座,则其他染料就不能再以这种方式与纤维结合,这样亲和力大的染料就能可以排斥亲和力小的染料,这就是竞染;最好选用亲和力相近、染色速率大致相同的染料进行拼色;5.试分析酸性媒染染料的媒染工艺条件常用媒染剂:红矾钾钠：K2Cr2O7,Na2Cr2O7·2H2O；铬酸钠：NaCrO4媒染pH值：①须酸性才能良好吸附酸根离子②pH不能太低,否则造成吸附不匀、不透③且重铬酸根离子Cr2O72+氧化作用强,毛损伤重媒染温度：60℃以下,吸附很慢,温度高吸附不匀,一般70～80℃吸附时均匀,然后至沸,以完成还原,络合过程6.比较媒染染料不同染色方法的特点预媒染法——先媒后染：先以媒染剂处理羊毛,再进行染色优点可及时控制颜色浓度,仿色比较方便,特别适用于染淡色和中色缺点染色过程繁复,工艺过程较长,而且羊毛经铬媒处理后,媒介染料上染太快,容易染花,染色物摩擦牢度偏低,因此这种方法极少使用同浴媒染法——媒染同时优点①中性染色pH6～时,染料完全吸尽亲和力高②溶解度大,与红矾同浴不产生盐析③不易氧化,不会过早络合④加工时间短、成本低、产量高,手法简单,对羊毛损伤小,易调整色光缺点应用品种受限制,摩擦牢度差后媒染法——先染后媒:①媒染时间要足够长,否则Cr6+→Cr3+不充分,日晒牢度下降②为了优点染色效果匀透,牢度好缺点①色泽深暗,色光不易掌握②适用于散毛、毛条、匹染7.对比1:1型和1:2型酸性含媒染料的染色性能,并说明1:1型初染pH较低的原因;1:1：具有优良的匀染性、较好的耐日晒牢度和湿处理牢度,色光鲜艳,但羊毛受到损伤,且影响的织物的手感和光泽;1:2：匀染性较差,色光较暗原因：染料磺酸基以离子形式存在,PH值低于羊毛的等电点或接近等电点,羊毛上的氨基发生离子化,染料磺酸基与羊毛上的离子化氨基发生离子键的结合,虽然离子化的氨基不能与染料上的络离子发生络合作用,但此时羊毛上还有较多的离子化氨基,而离子化羧基可以与染料上的络离子络合;1.简述分散染料染涤纶的吸附性能和染色原理;吸附性能：分散染料对涤纶具有亲和力,染液中的染料分子可被纤维吸附,但由于涤纶大分子间排列紧密,在常温下染料分子难以进入纤维内部;涤纶是热塑性纤维,当纤维加热到Tg以上时,纤维大分子链段运动加剧,分子间的空隙加大,染料分子可进入纤维内部,上染速率显着提高;染色原理：①染色时,染料颗粒不能上染纤维,只有溶解在水中的染料分子才能上染纤维②随着染液中染料分子不断上染纤维,染液中的染料颗粒不断溶解,分散剂胶束中的染料也不断释放出染料单分子③在染色过程中,染料的溶解、上染吸附、扩散处于动态平衡中2.简述温度对分散染料染涤纶的意义;由图可以看出,染色温度染色饱和值而吸附等温线的斜率,即亲和力随温度的而;其原因是随温度的,分散染料在水中溶解度增加比在纤维中增加的快;3.高温高压染色时,如何确定pH值;①pH5-6使用缓冲溶液,如：醋酸-醋酸钠等②太高>8,染料易水解,且涤纶的“碱拨皮”现象严重,强力降低;③太低<4,染料易水解,色光萎暗;4.假定用一分子量为500的分散染料染涤纶,浴比1：50,在某一特定条件下,吸附平衡常数为,求每升染液中加多少克染料才能获得1%owf的吸附;9.阳离子染料1.什么叫腈纶纤维染色饱和值该值与染色工艺有何关系S f：腈纶纤维用某一特定的染料在一定的条件下染色所能上染的数量限度,S f是纤维的特性参数;阳离子染料饱和值S D:某染料在上述条件下在给定纤维上的染色饱和值饱和系数f：纤维的染色饱和值与染料的染色饱和浓度之比,即为该染料的饱和系数：=S f/S D 关系：借助染色饱和值,有助于节约染化料、提高产品质量;用分子量为400的染料作为标准染料,,100℃,浴比1∶100,回流四小时,用足量染料使上染率达95%时,100克纤维上的染料量称为该纤维的染色饱和值2.什么叫阳离子染料配伍值该值与染色工艺有何关系定义：是反应染料亲和力大小和扩散速率高低的综合指标;关系：通常K值较小的染料,对纤维的亲和力高,上染速率快不易匀染,但竭染率高,故适合染浓深色；而K值较大的染料,匀染性好,竭染率相对较低,故适合染浅淡色;一般配伍指数在3左右的阳离子染料适应性较广;3.阳离子染料染腈纶时匀染问题为什么突出采取哪些措施保证匀染原因：阳离子染料与腈纶间的作用力：强离子键作用、范德华作用、疏水作用等,导致染料与纤维间具有较高的直接性,染料吸附快,初染速率高,而常规阳离子染料移染性差,容易引起匀染性差等问题.措施：①缓染剂②控制染色温度:缓慢升温法、定温染色法4.为什么阳离子染料需在弱酸性条件下进行染色①阳离子染料的平衡上染百分率随染浴的PH↑而增大,其中仅含弱酸性基团的纤维,由于弱酸性基团的电离受染浴H+浓度影响大,因而PH↑,更有利于纤维染色饱和值的↑,故其平衡上染率明显↑；而强酸性基团的电离几乎不受染浴PH值的影响,故其平衡上染量不如前者明显;②3<.5<PH<6时,每升高一个单位PH值时,通常大部分含弱酸性基团的腈纶,其染色饱和值可增加10-20%,甚至更多;③随着染浴PH在一定范围内↑,由于纤维上染座↑,阳离子染料的吸附速率也会↑,不易匀染④4<PH<6时,大部分阳离子染料及纤维的性质较稳定,故通常染浴PH值都控制在此范围内,理想染浴的PH值为印花1一、名词解释直接印花：在白色或有色纺织面料上直接印制各种颜色的印花色浆从而形成印花图案的印花方法;防染印花：先印花后染色,印花色浆中含有能破坏或阻止地色染料上染的化学物质防染剂;若花纹处呈白色,则为防白印花;若印浆中有不与防染剂反应的染料上染,则为色防印花;拔染印花:织物上先染色后印花,印浆中含有能破坏地色染料物质称拔染剂;若花纹处呈白色,则为拔白印花;若印浆中的染料不与拔染剂反应,花纹处有色,则为色拔印花;转移印花:将印花图案预先印制到特定的纸上,得到所谓的转移印花纸,然后将转移印花纸与所印纺织面料复合,通过热和压力或者在一定的湿度下施加压力,转移印花纸上的图案便转移到纺织面料上;二、简答题请对滚筒印花机、平网印花机和圆网印花机的印制特点加以比较滚筒印花特点①印花效率高,花纹轮廓清晰；织物所受张力大,不宜用于易变形的织物②花型尺寸受花筒直径限制、套色多少受到滚筒直径限制,最多印6套色③花筒雕刻周期长、磨损低,可用于大批量生产平网印花机①劳动强度低、生产效率较高②花型大小和套色数不受限制③印花时织物基本不受张力,特别适合易变形织物印花,如真丝真织物印花④不宜用于直线条的图案圆网印花特点①劳动强度低、生产效率高、对织物品种的适应性强等特点②能获得花型活泼、色泽浓艳的效果③对云纹、雪花等结构的花型受到一定限制④花型大小也受到圆网周长的限制11.印花2一、名词解释原糊触变性：黏度在等温条件下和时间有依赖关系的可逆变化称为触变性;结构粘度：原糊中的高分子物具有链状或支链结构,这些链与链之间的网状结构包藏了大量的溶剂,构成了溶剂化胶体,同时在糊料大分子链之间存在范德华力或氢键作用力,从而增大了胶体溶液中流体层与层之间的内摩擦力,形成了所谓的结构黏度;印花粘度指数PVI：剪切速度梯度相差10倍时表观黏度的比值;给色量：相同浓度的染料印于织物上后,所得表面色泽的浓淡程度;提深性：随印花色浆中染料浓度的增加,所印织物表面颜色深度随之加深的能力;二、问答题描述印花图案特征、纤维性质和织物组织结构与色浆的粘度和PVI值的关系●印花方法与PVI值的关系四种印花方法所用色浆的粘度和PVI要求大致有如下关系：印花方式滚筒圆网平网手工粘度小大PVI值大小●花型图案与PVI值的关系①一般来说,色浆粘度高,PVI低,易印得清晰的花纹,反之较差②印制线条,小花等精细花纹时应选用PVI值小,触变性较大和粘度高的色浆以高粘度来保证花纹清晰③印制大块面、满地花的花纹,或者要求印透性和均匀性好的产品应选用PVI值较高,触变性较小和粘度较低的色浆以低粘度来保证印制效果的均匀性●纤维性质和织物组织结构与PVI值的关系①在亲水性强的天然纤维纺织品或印浆易渗透的膨松纺织品上印花选用含固量低,PVI值较低和粘度较低的色浆为宜有利于色浆对织物润湿,渗透②在疏水性纤维,或色浆较难渗透的紧密结构织物印花适用含固量高,PVI值较高和粘度较高的色浆防止花纹渗化●色浆的粘度与PVI值的关系PVI越小,结构黏度指数越大,黏度越大;。
染整工艺原理第4章 活性染料染色ppt课件
活性染料染色
匹染－气流喷射染色机
Piece Dyeing - Pneumatic Jet Dyeing Machine
整理版课件
8
染整工艺与原理
活性染料染色
梭织匹染－缓流染色机 Woven Piece Dyeing - Softflow Dyeing Machine
整理版课件
9
染整工艺与原理
活性染料染色
活性染料染色
Alkali Controlled Processes 控碱工艺
Temperature
Controlled Processes 控
温工艺
Moving Goods 动 货 物 Stationary Fabric织物静止
Winch, Jet, Overflow Yarn, Hank, Beam
high 高
Levafix EN 丽华实 EN [一氟均三嗪基]
high 高
high 高 medium 中 medium 中 very low 很 低 medium 中
high 高
Remazol 雷马素(VS) [乙烯砜基]
low 低 medium 中 very low 很 very high 很
低
high 高
very low 很低 low 低
very low 很低
very high 很高
medium 中
medium 中
Sumifix Supra (MCT/VS) 均三嗪/乙烯砜基]
[一氯 medium 中 medium 中 high 高
low 低
medium
中
medium 中
medium 中
Procion HE 普 施 安 HE (2xMCT)
染色技术直接染料染色
鲜艳度较好，与分散染料相容性好，耐
高温130 ℃，混纺织物染色。
• 5、直接交联染料
•
特点：含有羟基、氨基反应性基团，
得瑟均匀，湿牢度好，颜色偏暗。
4.2 直接染料的染色性能
• 纤维的性质决定其染色性能。 • 1、纤维结构 • 分子量大，直线型，水中电离 • 2、直接染料染色性能 • 水溶性较好 • 亲和力高 • 不耐硬水 • 扩散速率较低
轧染
• 浸轧次数：一浸一轧、二浸二轧、一浸 二轧、多浸多轧等。
• 染料的泳移：指织物在浸轧染液后的烘 干过程中，染料随水分的移动而移动的 现象。
• 烘燥方式：
• 红外线烘燥：加热迅速、均匀，用于含 湿量较高织物的预烘。
• 热风烘燥：热空气导热，效率较低 • 烘筒烘燥：接触烘燥，效率高。
• 染料固着方法分汽蒸、热熔两种。
小结
• 直接染料具有直接性，工艺简单，可分 为盐效应型、匀染型、温度型、混纺型 和交联型五大类。
• 染色方法有浸染和轧染两类。
4.4 直接染料对其他纤维的染色
• 1、蚕丝纤维染色
•
酸性染料染色
•
直接染料弥补，黑、绿、翠兰等
• 2、锦纶
•
纤维性质：疏水性，溶胀度低
•
直接染料染色：扩散性差，匀染
性差
• 3、羊毛 • 羊毛混纺织物用直接染料染色
4.5 直接染料的固色处理
• 1、为什么要进行固色处理 • 直接染料湿处理牢度低，染料水溶
性好 • 2、如何进行固色处理 • 封闭染料中的水溶性基团 • 3、固色方法 • 金属盐后处理、阳离子固色剂
• 4、金属盐后处理
• 原理： 络合物的生成
• 种类：铜盐
• 1、定义 • 2、特点 • 染色工艺简单，价格低廉，色谱全 • 3、缺点 • 湿处理牢度较差 • 固色后处理
染整工艺原理知识总结
一、染色基础知识染色概念染色是指用染料按一定的方法使纤维、纺织品获得颜色的加工过程。
染色牢度定义是指染色物在染色后的使用或加工过程中，在外界条件的影响下，能够保持原来色泽的能力。
上染百分率上染百分率=（上染到纤维上的染料量/投入到染浴中的染料总量）×100%。
平衡上染百分率染色达到平衡时的上染百分率。
半染时间达到平衡上染百分率一半所用的时间（t1/2）。
染色方法及特点浸染法：将织物浸在染液中，在一定条件下，维持一定的时间，使染料和纤维结合上染。
特点：适用于散纤维、纱线、针织物、真丝织物、丝绒织物、毛织物、稀薄织物、网状织物等不能经受张力或压轧的染色物的染色。
一般是间歇式生产，生产效率较低。
轧染：将被染织物短暂浸在染液后，用轧辊把染液挤轧入织物，并轧去多余的染料溶液，再经烘干（焙烘），使染料与纤维结合固着。
特点：轧染一般是连续染色加工，生产效率高，适合大批量织物的染色，但被染物所受张力较大，通常用于机织物的染色，丝束和纱线有时也用轧染染色。
泳移织物在浸轧染液后烘干过程中，染料随水分的移动而移动的现象。
降低轧余率和加入防泳移剂可以防止泳移。
经过轧压以后，织物在烘干时，织物表面的水分蒸发，留在织物组织的毛细管空隙中的染液和留在织物间隙中、在重力作用下容易流动的染液，通过毛细管效应，向织物的受热表面移动，产生“泳移”现象，造成色斑。
二、染色热力学标准染色亲和力染色标准亲和力：染液中染料标准化学位和纤维上染料标准化学位的差值。
（单位KJ/mol）标准亲和力是温度和压力的函数，与染色平衡时染料在纤维上德尔活度和染液中的活度有关，和体系的组成、浓度无关。
亲和力是染料从它在溶液中的标准状态转移到它在纤维上的标准状态的趋势和量度，染料上染纤维的必要条件是Uf<Us；亲和力越大，表示染料从染液向纤维转移的趋势越大，即推动力越大。
（式子的表示返回课件查看）亲和力是直接性的定量表示。
直接性直接性：染料对纤维上染的能力。
染整精品课件：第四章_直接染料染色
NN
SO3Na
直接冻黄G
盐效应直接染料
染料分子结构比较复杂，分子中含有多个水溶性基
团，对纤维的亲和力较高，染料在纤维内的扩散速
率较低，匀染性较差，食盐等中性电解质对这类染
料的促染效果显著 .
NaO3S
CH3 NN
NN
OC2H5 NN
OH NH.CO.CH3
CH3 SO3Na
直接耐晒绿BB
NaO3S
SO3Na
ห้องสมุดไป่ตู้
温度效应直接染料
染料分子结构复杂，对纤维的亲和力高，扩散速率 低，匀染性较差。染料分子中含有的磺酸基较少， 盐效应不明显，上染百分率一般随染色温度的升高
而增加。
直接黄棕D3G
直接混纺染料
直接混纺染料也称为直接D型染料，这类染料对纤 维素纤维有较高的上染率，湿处理牢度、色泽鲜艳
度及与其他染料的配伍性较常规直接染料好。与分
散染料有较好的相容性，适合与分散染料对涤棉混
纺织物一浴—步法染色。
SO3Na
SO3Na
NN
NH
NH
NN
NaO3S
SO3Na
NH
直接混纺黄D-RL
直接交联染料
染料的分子结构中含有氨基，羟基、取代氨基等反 应性基团，采用配套的反应性阳离子固色剂可在染 料与纤维之间形成交联。这类染料得色均匀，染色 重现性好，湿处理牢度高，并兼有树脂整理的效 果，而且甲醛含量低。
1、金属盐后处理 （1）固色原理
D + Mn+ → D-M
染料 金属离子 络合物
（2）常用固色剂 铬盐类：如，重铬酸钾等； 铜盐类：如，硫酸铜、醋酸铜、铜盐B等。
（3）固色工艺 在50～60℃固色液中处理20min左右后水洗即可。
染整工艺原理
染整工艺原理（有色）(dyeing & printing)第一章绪论一. 被染色物的形态二．染色牢度三. 染色方法四. 从染料的性质看上染方式五. 染色设备一. 被染色物的形态（1）散纤维→纤维丝的直接染色（2）纱线→可分为绞纱和筒子纱染色（3）织物（布）→常用的方法有浸染法和轧染法二. 染色牢度1，定义：染色物在染色后的使用或加工过程中，在外界条件的影响下，能够保持原来色泽的能力。
2，一般牢度可分为5级（日晒牢度分为8级），而且，级数越高牢度越好，按外界条件可分为日晒牢度、汗渍牢度、皂洗牢度、干摩擦牢度、湿摩擦牢度、熨烫牢度、氯漂牢度、升华牢度等。
3，日晒牢度分8级，与①染料结构、②纤维材料、③染料用量（高-日晒牢度高；低-日晒牢度低））④后整理、抗皱整理、柔软整理日晒牢度下降有关。
若要达到高标准，可加紫外吸收剂。
三. 染色方法染色方法有浸染和轧染。
1，浸染法：将织物浸在染液中，在一定条件下，维持一定的时间，使染料和纤维结合上染（影响因素有：染液浓度、染色温度、时间和pH值、添加剂等）。
（1）上染百分率=（上染到纤维上的染料量/投入到染浴中的染料总量）×100%（2 ）用量常用“owf ”，即相对于织物重表示。
（ 3）浴比：织物重量与染液体积（重量）的比。
如1：20。
也可以写做 20：1，两者表达的意思相同。
（4）平衡上染百分率：染色达到平衡时的上染百分率。
（5）半染时间: 达到平衡上染百分率一半所用的时间2. 轧染：将被染织物短暂浸在染液后，用轧辊把染液挤轧入织物，并轧去多余的染料溶液，再经烘干（焙烘），使染料与纤维结合固着。
（1）轧余率（轧液率、带液率)：（浸轧后织物重－干布重）/干布重×100%轧染一般是连续染色加工，生产效率高，适合大批量织物的染色，但被染物所受张力较大，通常用于机织物的染色，丝束和纱线有时也用轧染染色。
*：泳移：织物在浸轧染液后焙烘过程中，染料随水份的移动而移动的现象（烘干时，织物表面水分蒸发，通过毛细管效应，这两部分染液会向织物的受热表面移动，产生染料“泳移”现象，造成色斑。
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染液温度40~80℃
开车冲淡率x%~25%
直接性高，冲淡率高
轧染时轧液内一般含有染料、纯碱(或磷酸三钠)0.5~1.0g/L，润湿剂2~5g/L
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直接染料的染色方法
➢ 直接染料染色须注意的问题
➢ 化料（水质影响）
➢ 化料用软水或加纯碱、磷酸三钠等1-3g/L，必要时高温沸煮
➢ C.I. Direct Green 6 对硬水敏感 ➢ C.I. Direct Green 8 遇铁变兰且暗 ➢ C.I. Direct Green 12 遇铁变兰且暗
➢ 直接染料扩散速率和半 染色时间的差异大
➢ 扩散系数高低相差可达 100倍以上
➢ 升高温度，扩散系数增 加
➢ 对于扩散速率低、上染比 较缓慢的染料，需要提高 染色温度，以获得较高的 上染速率和上染百分率
染料
半染时间 扩散系数， ，min（ 108cm2/min 粘胶丝） （粘胶片）
直接橙R
0.11
直接染料的稳定性
➢ 还原剂剥色 ➢ 拔染印花（某些偶氮染料偶氮基稳定）
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第三章 直接染料染色
➢ 概述 ➢ 直接染料的结构与性能的关系 ➢ 直接染料的稳定性 ➢ 直接染料的染色方法 ➢ 直接染料的固色后处理 ➢ 直接染料的染色原理与工艺分析
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直接染料的染色方法
➢ 浸染（散纤、纱、织物卷染）
➢ 聚染
➢ 在纤维上吸收光谱变化与在染液中一致，聚集使最大吸收波 长（λmax）降低
➢ 染料中的氢键和芳环同平面结构都有利于D聚集，直接性高
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直接染料的染色原理与工艺分析
➢ 温度效应 ➢ 盐效应 ➢ 直接染料的应用分类 ➢ 直接染料和纤维的结合状态
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➢ 温度度对上染百 分率的影响
➢ 直接染料结构差 异大，温度对上 染百分率影响较 大
➢ 提高温度会降低 染料的平衡上染 百分率
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温度效应
温度效应
➢ 温度对扩散速率的影响
➢ 染色工艺控制
➢ 电解质（盐）
➢ 加NaCl（或Na2SO4）促染 ➢ 用量10 – 30 g/L，中途加入
➢ 温度
➢ 不同染料控制不同的升温速度 ➢ 低温染料：70℃以下 ➢ 中温染料：70-80℃ ➢ 高温料：分段沸染
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第三章 直接染料染色
➢ 概述 ➢ 直接染料的结构与性能的关系 ➢ 直接染料的稳定性 ➢ 直接染料的染色方法 ➢ 直接染料的固色后处理 ➢ 直接染料的染色原理与工艺分析
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第三章 直接染料染色
➢ 概述 ➢ 直接染料的结构与性能的关系 ➢ 直接染料的稳定性 ➢ 直接染料的染色方法 ➢ 直接染料的固色后处理 ➢ 直接染料的染色原理与工艺分析
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直接染料的稳定性
➢ 酸稳定性
➢ 染蛋白质纤维
➢ 要求pH2～9不变色
➢ 邻、对位有胺基的偶氮染料
➢ 稳定性差
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盐效应
➢ 直接染料对纤维的亲和力
➢ [Dz-]f、[Dz-]s可以直接测得 ➢ 染液中的钠离子
➢ 电中性原则
➢ 纤维上的钠离子
➢ 电中性原则
➢ 唐能平衡
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盐效应
盐效应
➢ 直接染料对纤维的亲和力
➢ 线性关系式
➢ 同一染料在同一温度下染不同纤维素纤维，－⊿µ°基本相 同
➢ 同一染料染同一纤维素纤维，温度升高，－⊿ µ°下降 ➢ 斜率为1 ➢ 纤维素的染料可及容积（V）
结合重要
➢ 染着状态推定方法
➢ 二色性系数
➢ 偏振光振动面与纤维轴平行或垂直时，染料染色后沉淀重金属呈现不 同的颜色
➢ D=K∥/K┻ （吸收强度之比与波长无关，为定值，仅与排列状态有关） ➢ D→∞，染料//纤维，染料取向度高；D=1，染料-纤维杂乱
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直接染料和纤维的结合状态
➢ Pfeil认为染料在纤维内部聚集
匀染困难的染料
➢ 碱性、高温、纤维易氧化
➢加酸性物质，如(NH4)2SO4以减弱OH－
染料在高温下易还原
加温和氧化剂（防染盐S）
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直接染料的染色方法
➢ 轧染
浸轧染液 → 汽蒸 → 水洗（固色）→ 烘干
处方：x浸x轧 轧余率
40~80℃ 固色剂r，冰醋酸 3~8分钟 硫酸铜，冰醋酸，铬盐等
➢ 直接染料缺点
➢ 水洗牢度差
➢ ～3级（40℃皂洗）
➢ 日晒牢度差
➢ 除铜盐直接染料（铜盐后处理染料）6级以上外，其它直接 染料3～4级
➢ 用途
➢ 棉针织、丝绸、粘胶染色（牢度比棉高1/2～1级）
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第三章 直接染料染色
➢ 概述 ➢ 直接染料的结构与性能的关系 ➢ 直接染料的稳定性 ➢ 直接染料的染色方法 ➢ 直接染料的固色后处理 ➢ 直接染料的染色原理与工艺分析
➢ 抽伸增加，取向度增加，孔隙直径变小，扩散速率下降
➢ 纤维表皮结构
➢ 粘胶表皮取向度＞铜氨表皮取向度，扩散速率反之
➢ 截面形状
➢ 粘胶：圆锯齿形，表面积大，吸附速率高，扩散速率低 ➢ 铜氨：圆形，表面积小，吸附速率低，扩散速率高
➢ －△μ°
➢ －△μ°大，吸附速率高，扩散速率低
➢ 染料聚集度
➢ 聚集度大，扩散速率低
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直接染料的固色后处理
➢ 反应型固色剂
➢ 结构
➢ 以环氧氯丙烷为反应性基团，与胺、醚、羧酸、酰胺等反应 而制得的聚合物
➢ 该类为反应性无醛固色剂，目前使用较广泛
➢ 原理
➢ 封闭水溶基、成膜、与纤维、染料或自反应交联成膜
➢ 效果
➢ 基本能达到Y、M牢度，变色性较小，环保型
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直接染料的固色后处理
➢ 电荷效应的唐能模型
➢ 膜外离子浓度： [Na＋]s 、 [Dz-]s
➢ 膜内离子浓度：[Na＋]i 、 [Dz-]i
➢ X－为纤维表面所带电荷 ，n为膜内单位重量纤维 所带X－电荷数，V为单位 重量纤维的唐能膜内体积
➢ Na＋和Dz-的位能=化学位 ＋电位→电化学位
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盐效应
盐效应
膜内外钠离子的电化学位
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直接染料的固色后处理
➢ 固色机理
➢ 封闭染料的水溶性基团 ➢ 与染料形成低水溶性的金属离子络合物 ➢ 在纤维表面形成立体网状的聚合物薄膜封闭染料 ➢ 与纤维反应发生交联，形成高度多元化交联网状体系
➢ 固色剂及固色工艺
➢ 固色以阳离子型固色剂为主，其它有金属盐固色等， 但应用不多
➢ 主要讨论阳离子型固色剂
➢ 合成染料应用初始阶段
➢ 棉需媒染剂处理才能上染
➢ 第一個合成的直接染料
➢ 刚果红（Congo red）
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➢ Paul Bottiger，1884年 ➢ 属於偶氮染料 ➢ 溶于水 ➢ 无需用媒染剂处理
概述
概述
➢ 直接染料的优点
➢ 使用方便 ➢ 价格便宜 ➢ 色谱齐全 ➢ 能染纤维素纤维、蛋白质纤维
醌式结构，色深效应
➢ 例如：刚果红对酸敏感，已不用作染色 ➢ 用此原理，一些染料如刚果红（pH3～5兰→红）等被用作酸
碱指标剂
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直接染料的稳定性
➢ 碱稳定性
➢ 染纤维素纤维
➢ 要求pH4～10不变色
➢ 邻对位有－OH的偶氮染料
➢ 稳定性差
酸性橙 I
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酸性橙 II
➢ 对还原剂的稳定性
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直接染料的应用分类
➢ 依据
➢ 扩散速率或匀染性
➢ 根据染色性能的不同， SDC分类法 /英国染色者协会将直接染料分成三 类
➢ A类染料：匀染性染料 ➢ B类染料：盐效应染料 ➢ C类染料：温度效应染料
染料性能
A类
B类
C类
分子结构 简单、小 复杂、大、磺酸基多 复杂、大
聚集倾向
小
大对扩散速率的影响
➢ 提高染色温度
➢ 可以提高扩散速率
➢ 纤维溶胀，孔隙大 ➢ 染料聚集度低 ➢ －△μ°低 ➢ 染料分子动能大，具有活化能的分子个数增加
➢ 温度对拼色工艺的影响
➢ 选同类直接染料
➢ 拼色上染百分率＜单独上染百分率 ➢ 低温时更显著（原因不很清楚），可能是不同染料分子在染
180
直接坚牢橙G 0.07
156
直接橘黄G 0.26
90
直接红2B
0.8
30
直接桃红B 1.7
15.2
直接天蓝FF 15.9
8.0
直接坚牢蓝 24.1
5.1
2BN
直接绿BL
55
1.73
直接坚牢橙AG 155
0.71
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直接染料染色原理与工艺分析
➢ 影响扩散速率的因素（回顾复习）
➢ 抽伸率
➢ 反应型固色剂
➢ 工艺
固色剂0.5-2% pH：5-6 T：40-60℃ t：20-30min
➢ 其它类型固色剂
➢ 用二乙烯三胺和环氧氯丙烷反应、再经芳胺盐醚化的 固色剂(TCD-K)
➢ 用二烯丙基二甲基氯化胺聚合的季胺高聚物无醛固色 剂(GS)
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第三章 直接染料染色
➢ 概述 ➢ 直接染料的结构与性能的关系 ➢ 直接染料的稳定性 ➢ 直接染料的染色方法 ➢ 直接染料的固色后处理 ➢ 直接染料的染色原理与工艺分析
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盐效应
➢ 电荷效应的唐能模型
➢ 假设一
➢ 在某一距离（l）内，电位 ψ为定值，超过l距离（r＞l ），ψ→0
➢ 假设二
➢ PQR为等电位双电层， QR为该双电层和溶液本体 的交界线，它可作为一半 透膜，即：唐能膜