还原染料的染色过程
还原染料染色方法
还原染料染色方法还原染料不溶于水，染色时要在碱性的强还原液中还原溶解成为隐色体钠盐才能上染纤维，经氧化后，回复成不溶性的染料色淀而固着在纤维上。
还原染料是染料中各项性能都比较优良的染料。
按其主要化学结构可分为靛类和蒽醌两大类。
它的色谱较全，色泽鲜艳，皂洗、日晒牢度都比较高，但因价格较贵，某些黄、橙等色有光敏脆损现象，使其应用受到一定的限制。
(一)还原染料染色过程还原染料染色时，可采用浸染，卷染或轧染。
一般纱线及针织物大都用浸染，机织物大都用卷染和轧染，一般都包括下述四个基本过程。
1.染料还原染料的还原过程，也就是还原染料隐色体的生成过程，一般都是在碱性介质中进行的。
在还原染料的分子结构中都至少含有两个羰基（＝C=O），它们在强的还原剂连二亚硫酸纳（俗称保险粉）的作用下，羰基被还原成羟基（－OH）。
保险粉化学性质非常活泼，在碱性条件下即使温度很低，也可产生较强的还原作用，从而使还原染料被还原为隐色酸。
Na2S204 + 2H2O －→ 2NaHSO3 + 2[H]2＝C＝O + 2[H] —→ 2 ≥C-OH反应中生成的羟基化合物就是染料的隐色酸，它也和染料一样不溶于水，但可溶于碱性介质中，成为隐色体钠盐溶液。
由于隐色体钠盐不常呈现染料原有的颜色，故被称为隐色体：≥C-OH + NaOH－→ ≥C－ONa + H2O在用保险粉-烧碱法进行染料还原溶解时，应掌握好烧碱、保险粉的用量和还原温度，才能使染料正常还原，否则会使染料产生过度还原或水解以及分子重排等不正常的反应，致使染液破坏，色泽萎暗，染色牢度降低。
2.隐色体上染还原染料经保险粉、烧碱还原溶解成隐色体钠盐后，即对纤维素纤维产生直接性，先吸附于纤维表面，然后再向纤维内部扩散而完成对纤维的上染。
由于染液中含有大量电解质，对纤维的直接性较大，故上染纤维的速率较快，染料的移染性能较差，往往不易染匀。
因此，在上染过程中可加入少量缓染剂，如平平加0、牛皮胶等。
还原染料的染色方法及工艺
◦ 碳酸钠
400~500g
◦ 浴量
150~200L
二、还原染料悬浮体轧染
所谓悬浮体轧染法就是，由还原染料的超细粉配成 的悬浮体溶液，直接浸轧在织物上，然后经过还原 液，在还原汽蒸条件下使染料被还原成隐色体，被 纤维吸附、上染的染色方法。
二、还原染料悬浮体轧染
优点
◦ 可以克服隐色体染色的初染率高和移染性能低的缺点，不 会有“白芯”现象。由于悬浮体对纤维无亲和力，均匀分布 在纤维与纱线的表面，还原后隐色体可向内扩散，具有较 好的匀染性和透染性，改善“白芯”现象。
（三）还原染料悬浮体轧染工艺的生产实例
3、染色处方 轧染液
◦ 还原棕BR ◦ 扩散剂N
还原液
◦ 烧碱 ◦ 保险粉(85%)
25.6g/L 1.5g/L
20g/L 34g/L
（三）还原染料悬浮体轧染工艺的生产实例
3、染色处方 氧化液
◦ 双氧水（30%）
皂洗液
◦ 肥皂 ◦ 纯碱
1g/L
5g/L 3g/L
悬浮体参考处方：
浅色 中色 染料（g/L） 10以下 11~25 分散剂（g/L） 0.5~1 1~1.5 分散剂：分散剂NNO、平平加O等 渗透剂：渗透剂T、渗透剂JFC等 抗泳移剂：减少烘干过程中的泳移
深色 25以上
1.5
工艺条件
浸轧槽内温度：<40℃ 浸轧方式：一浸一轧 轧余率：60%~70%以下 轧槽容积：30~40L
3、浸轧还原液
还原液中烧碱和保险粉浓度参考处方（干还原补充槽）
浅色 中色
深色
保险粉（g/L） 15~20 20~25 25以上
烧碱（g/L） 15~20 20~25 25以上
干还原时还原槽浓度为上述的70%~80%
实验七 还原染料染色
实验七 还原染料染色一、实验目的掌握还原染料还原和染色（浸染和轧染）的一般方法。
二、实验原理还原染料是一类非水溶性染料，主要用于纤维素纤维的染色，其分子中不含有水溶性基团，但含有两个或两个以上的羰基，能在碱性条件下被强还原剂还原成水溶性的隐色体钠盐而上染纤维。
上染纤维后，再经氧化处理，使染料恢复为非水溶性的色淀固着在纤维上，染色反应过程如下：C=O [H],[OH -]C O-[O]C=O染料 还原为隐色体后上染纤维 氧化后恢复为染料还原染料还原为隐色体后，与直接染料上染纤维素纤维相似，对纤维有很高的直接性，其直接性的来源，目前还没有充分的理论解释，但一般认为是范德华力和氢键所致。
因还原染料分子结构大，芳环共平面性好，对纤维素纤维的亲和力较大，因此初染率较高，移染性较差，易产生染色不匀的现象。
还原染料还原为隐色体，常用的还原剂是保险粉（连二亚硫酸钠，Na 2S 2O 4）。
在碱性条件下保险粉具有很强的还原能力，还原反应如下：C=O + Na 2S 2O 4 + 4 NaOH 2 Na + 2Na 2S 2O 3 + 2H 2O2 C O 还原染料的还原操作有全浴法和干缸法两种方法。
全浴还原主要用于还原速度较快、隐色体溶解度较小或容易过度还原的染料品种。
干缸还原采用高浓度还原剂对染料进行还原，适用于还原速度较慢的染料。
还原染料不同品种之间的还原性能差异很大，具体染料使用何种方法进行还原应查阅还原染料的应用资料。
还原染料可以采用浸染或轧染方法进行染色。
浸染方法采用隐色体染色工艺，先将染料还原，配制成隐色体溶液，然后上染纤维。
为了获得较高的匀染性和上染率，根据各染料适宜的染色温度，浸染方法可分为甲、乙、丙和特别法四类。
常用的是前三类方法。
其中，甲法染色温度较高，60～65℃，适用于隐色体对纤维亲和力高，容易聚集的染料；丙法染色温度较低，30～35℃，适用于亲和力较低，聚集倾向较小的染料；乙法染色温度为50～55℃，介于上述两者之间。
还原染料染色方案
还原染料染色方案引言还原染料是一种常用的染色剂，其柔软的颜色和良好的亲和力使它成为纺织工业和纺织艺术中的重要材料。
本文将讨论还原染料的染色方案，以帮助读者了解还原染料的应用和操作流程。
一、还原染料的特点1.亲和力强：还原染料能够与纤维的氧化剂相互作用，形成稳定的化学键，从而实现染色效果持久。
2.颜色鲜艳：还原染料具有艳丽的色彩，可以通过混合和配比来调配出不同的色调。
3.环境友好：与传统染料相比，还原染料在染色过程中生成的废水和废料对环境影响较小。
二、还原染料染色方案还原染料的染色方案根据不同纤维材料和染色效果的要求而有所差异。
下面将介绍一种常用的还原染料染色方案。
1. 准备工作在开始染色之前，需要进行以下准备工作：•准备材料：还原染料、纤维材料（如棉布、羊毛）、染色助剂（如盐酸、碱液）、水。
•准备设备：染色缸、加热设备（如加热板、炉灶等）、搅拌器、PH 计。
•准备环境：选择通风良好的地方进行染色，避免染料和染色助剂的刺激。
2. 执行步骤下面是还原染料染色的基本步骤：•步骤1：将纤维材料洗净，以去除表面的尘埃和污垢。
•步骤2：准备染色缸，并向其中加入适量的水。
•步骤3：加入适量的盐酸或碱液，以调整染液的pH值。
•步骤4：添加适量的还原染料，并充分搅拌，使染料充分溶解。
•步骤5：加热染液至适宜的温度，并保持恒温。
•步骤6：将纤维材料放入染液中，并充分搅拌，使染料均匀渗透。
•步骤7：控制染色时间，根据染色深浅的要求进行调整。
•步骤8：取出纤维材料，用清水洗净并脱水。
•步骤9：进行后处理，如定型、漂洗和烘干等。
3. 注意事项在进行还原染料染色时，需要注意以下事项：•安全操作：遵守相关操作规范，避免直接接触染料和染色助剂，以免对皮肤和呼吸系统造成伤害。
•控制染色条件：根据染料的要求，控制染色液的温度、浓度和pH值，以保证染色效果的稳定性和一致性。
•环境保护：在染色过程中注意废水和废料的处理，采取环境友好的措施，减少对环境的污染。
还原染料、其还原剂及染色工艺
1、全浴法（养缸还原法） 全浴法（养缸还原法）
• 特点
– 浴比大 – 烧碱、保险粉浓度相对较低 烧碱、 – 还原条件温和
• 应用
– 适用于还原速率快，隐色体溶解度低或在高浓 适用于还原速率快， 度保险粉和烧碱作用下易水解、过还原、 度保险粉和烧碱作用下易水解、过还原、脱卤 等副反应的染料 – 如：还原大红 、蓝RSN、蓝BC等 还原大红R、 、 等
二、还原染料隐色体的上染
• (一) 隐色体上染的特点 一 • 还原染料隐色体上染纤维素纤维类似于直接染料 阴离子染料）染棉。 （阴离子染料）染棉。通过范德华力和氢键被吸 附在纤维表面，然后向内部扩散。 附在纤维表面，然后向内部扩散。 • “两高一低” 两高一低”
影响还原速率的因素（续上页） 影响还原速率的因素（续上页）
• 染料的结晶性质
– 若染料形成结晶，则还原速率降低，故染色时 若染料形成结晶，则还原速率降低， 以采用超细粉还原染料为佳。 以采用超细粉还原染料为佳。
• 反应物的浓度
– 反应物浓度高，反应比较迅速。 反应物浓度高，反应比较迅速。
• 还原时的温度
• 染料变成隐色体，结构发生变化，因而颜色也发 染料变成隐色体，结构发生变化， 生相应的变化。 生相应的变化。
– 靛类：隐色体颜色通常比染料本身浅 靛类： – 原因：共轭双键减少，失去了失电子基，吸收波向短 原因：共轭双键减少，失去了失电子基， 波方向移动
一、染料的还原溶解
• 染料变成隐色体，结构发生变化，因而颜色也发 染料变成隐色体，结构发生变化， 生相应的变化。 生相应的变化。
第二节
还原染料的染色过程
一、还原染料的还原溶解 二、还原染料隐色体的上染 三、还原染料隐色体的氧化 四、染色后处理
还原染料的染色办法及工艺
• 2、工艺流程
染色（6~10道）→室温水洗（4道）→氧化 （4道）→皂洗（4~6道）→热水洗（2道） →冷水洗（1道）→上卷
（三）还原染料隐色体卷染法的工艺实例
3、染色处方
• 染液组成
– 还原蓝RSN（53%） 1560g
• 根据“染料扩散性能测试样卡”（渗圈标 样）评定等级。5级最好，1级最差。
二、还原染料悬浮体轧染
• 优点
– 可以克服隐色体染色的初染率高和移染性能低 的缺点，不会有“白芯”现象。由于悬浮体对 纤维无亲和力，均匀分布在纤维与纱线的表面， 还原后隐色体可向内扩散，具有较好的匀染性 和透染性，改善“白芯”现象。
– 对染料的适应性较强，不受染料上染率不同的 限制，因此上染率不同的染料可拼染。产量高、 质量好。
10~15min
• 还原黑BB
– 有效氯15g/L的NaClO，室温，10~15min
4、皂煮工艺
• 皂煮条件
– 3~5g/L肥皂和3g/L纯碱，95℃，5~10min
卷染
• 应用较少普遍 • 适于小批量、多品种生产，劳动生产效率低 • 近年来改进
– 减小染浴容量 – 自动调向 – 自动调速以降低织物张力 – 加盖密封 – 外套钢筒 – 高温高压染色
卷染
• 卷染大多数可用全浴法 • 特别法I的染料宜用干缸法 • 匀染性好 • 染色过程中应追加保险粉 • 染色在45~60min内完成。 • 浴比为1:3~1:5 • 氢氧化钠和保险粉浓度较高。
卷染
• 氧化剂氧化工艺流程 染色（6~10道）→室温水洗（4道）→氧化 （4道）→皂洗（4~6道）→热水洗（2道）→ 冷水洗（2道）→上卷
还原染料的染色方法及工艺
还原染料的染色方法及工艺1. 引言还原染料是一种常用的染料类型，其染色方法和工艺直接影响着染色效果的稳定性和色牢度。
本文将介绍还原染料的染色方法及工艺，帮助读者更好地了解和掌握染色技术。
2. 还原染料的特点•还原染料是一种易溶于水的有机染料，具有良好的亲水性。
•还原染料在还原剂的作用下可以还原成无色或浅黄色的溶液，而在氧化剂的作用下则恢复为有色状态。
•还原染料具有较低的温度要求，适用于染色温度相对较低的织物材料。
3. 还原染料染色方法还原染料的染色方法通常包括以下几个步骤：3.1 准备工作在进行染色之前，需要进行以下准备工作： - 确定染色织物的种类和特性，选择适合的还原染料。
- 准备好所需的还原剂、助剂和染色设备。
3.2 预处理首先，将织物进行预处理，包括洗涤、除杂、酶处理等。
预处理可以去除织物表面的污垢和杂质，提高染色效果。
3.3 染色溶液的配制根据染色物质的比例和染色效果要求，将还原染料、还原剂、助剂等按照一定比例加入到溶液中进行配制。
通常还原染料与还原剂的配比为1:2或1:3，根据具体情况可以进行调整。
3.4 染色过程染色过程包括以下步骤： - 将织物和染色溶液放入染色槽中，并加热至适当温度。
- 控制染色时间，使染料充分与织物接触和渗透。
- 定时搅拌或机械搅动，加速染料的渗透和分散，提高染色效果。
3.5 后处理染色完成后，需要进行后处理来固定染料和提高色牢度。
后处理包括冷却、清洗、漂洗、干燥等步骤。
4. 还原染料的工艺控制在还原染料的染色过程中，需要注意以下几个关键工艺参数的控制：4.1 温度控制染色温度是影响染色效果的重要因素。
较高的温度可以加快染料与织物的反应速度，但过高的温度可能会损害织物的结构。
因此，在实际染色过程中应根据织物材料选择合适的温度，并严格控制染色槽内的温度。
4.2 pH值控制还原染料在酸性和中性条件下染色效果较好，而在碱性条件下则容易发生还原剂的不稳定性。
因此，染色过程中需要根据染料的特性调节溶液的pH值，通常采用酸性或中性条件进行染色。
还原染料的染色过程
过度还原现象
2、脱卤现象
• 含卤素的染料在高温、还原剂浓度高及还 原时间长的情况下还原，容易发生脱卤现 象，使染料的色光及染色性能降低。
1、全浴法（养缸还原法）
• 特点
– 浴比大 – 烧碱、保险粉浓度相对较低 – 还原条件温和
• 应用
– 适用于还原速率快，隐色体溶解度低或在高浓 度保险粉和烧碱作用下易水解、过还原、脱卤 等副反应的染料 – 如：还原大红R、蓝RSN、蓝BC等
2、干缸法（小浴比还原法）
• 还原时，染料及助剂不直接加入染缸，而先在另 一较小的容器中进行还原然后将还原好的染料隐 色体滤入加有规定液量的染缸中再进行染色 干缸时染料与水 量之比 • 操作过程
第二节
还原染料的染色过程
一、还原染料的还原溶解 二、还原染料隐色体的上染 三、还原染料隐色体的氧化 四、染色后处理
一、还原染料的还原溶解
• （一）还原反应 • 还原染料不溶于水，在碱性溶液中可在还 原剂的作用下，将染料分子中的羰基还原 成可溶性的隐色体钠盐，才能上染纤维素。 • 常用还原剂 • 常用碱剂
• 还原速率一般用半还原时间t1/2来表示。 • 半还原时间t1/2是还原达到平衡浓度半量时 所需的时间。半还原时间越短，表示还原 越快，反之则越慢。
影响还原速率的因素：
• 染料分子结构
– 一般来说，靛系还原染料，特别是硫靛类还原 染料的半还原时间较长，还原速率远比稠环蒽 酮、氨基蒽醌类低，比黄蒽酮更低，还原速率 较慢。
• 特点
– 浴比小 – 烧碱、保险粉浓度相对较高 – 还原条件相对剧烈
还原染料的染色方法及其工艺
还原染料的染色方法及其工艺还原染料是一种特殊的染色方法，它能够将已经染色的织物恢复到原始的颜色。
这种染色方法常常用于修复古老的织物或艺术品，以使其恢复原有的美观和价值。
下面将介绍还原染料的染色方法及其工艺。
还原染料的染色方法主要包括两个步骤：还原和染色。
还原是指将已经染色的织物中的染料还原到无色或较浅的颜色。
染色是指将还原后的织物重新染色，以恢复原有的颜色或达到期望的颜色效果。
在进行还原染料的染色方法时，首先需要准备一些基本的材料和工具。
这些包括还原剂、染料、盐、碱、温水、热水、容器、搅拌棒等。
还原剂是实现还原的关键，常用的还原剂有硫酸亚铁、硫代硫酸钠等。
染料的选择可以根据需要恢复的颜色来确定，可以使用天然染料或合成染料。
接下来，进行还原染料的染色工艺。
首先，将织物放入温水中浸泡一段时间，以使织物充分湿润。
然后，将织物放入含有还原剂的盐溶液中，搅拌均匀，保持一定的温度和时间，使还原剂充分与染料反应。
在此过程中，还需要根据需要调整溶液的酸碱度，以促进染料的还原和染色效果。
完成还原后，织物就可以进行染色了。
将染料溶解在热水中，然后将还原后的织物放入染料溶液中浸泡，搅拌均匀，保持一定的温度和时间。
在染色过程中，可以根据需要调整染色时间和温度，以达到理想的染色效果。
染色完成后，将织物取出，用清水冲洗，直至洗净为止。
最后，晾干或烘干织物，即可完成还原染料的染色过程。
还原染料的染色方法及其工艺是一种复杂而精细的工艺，需要严格控制各个环节的条件和参数。
在实际应用中，还需要根据不同的织物和染料进行调整和优化，以达到最佳的染色效果。
此外，还要注意安全使用化学物质，避免对环境和人体造成伤害。
还原染料的染色方法及其工艺是一种重要的修复和保护古老织物的手段。
它能够将已经染色的织物恢复到原始的颜色，并使其焕发出新的生命力。
通过掌握和应用还原染料的染色方法及其工艺，我们可以更好地保护和传承人类宝贵的文化遗产。
第五章--还原染料染色
第五章 还原染料染色5-1 概 述一 还原染料结构特点与性能还原染料无水溶性基团，很少有亲水性基团；分子中含有二个或二个以上的羰基，无偶氮基。
优点：染色坚牢度好、染浓色时摩擦牢度稍差；染料色谱齐全、色泽鲜艳；耐日晒。
缺点：染料价格高、染色成本高、染色过程复杂、不易控制，少数黄、橙、红、绿色染料存在光敏脆损现象。
二 染色过程中染料的变化还原染料上染过程－ 还原→上染→氧化→皂煮。
还原染料在还原剂的作用下，染料分子中的羧基接受电子被还原成醇式并在碱的作用下成为可溶性的醇式的钠盐。
OH=COH C ONa C ONaOO [H +][OH -][O]C=O D C OH -+DC O -Na+在这一过程中染料的溶解性亲和力颜色发生系列变化：还原染料隐色酸隐色体溶解性：不溶不溶溶亲和力：无无有颜色：靛族深浅蒽醌浅深兰色无色①C=O为吸电子基团，还原后失去；②C-C自由转动，因平面性破坏导致共轭体系双键减少，为浅色效应。
①还原后，共轭体系联贯；②氧负离子供电效应，强化共轭效应，有利于分子极化，产生深色效应，亲和力增大。
5-2 还原染料的还原机理和染色性能一染料的还原和溶解还原染料的还原性能：染料还原电位、还原剂、还原速率、隐色体稳定性。
（一）染料的还原性能还原程度的难易：隐色体电位还原速率的快慢：半还原时间1 还原难易与其隐色体电位①隐色体电位－将一定浓度的染料用保险粉和烧碱溶液还原成隐色体，在一定条件下，用氧化剂赤血盐滴定，染料被氧化开始析出时所测得的铂电极和饱和甘汞电极间的电动势（P108图5-1）。
②隐色体电位含义－还原染料隐色体被氧化至开始析出染料时的电位，非热力学意义上的标准还原电位。
③隐色体电位意义－隐色体电位为一负值，其负值越大，还原倾向越小（越难还原）；反之越容易还原。
染料的隐色体电位是选择适当还原剂的重要依据。
2 染料的可还原性－①环上含吸电子基，则易被还原，如靛系（硫靛、四溴靛蓝）及黄蒽酮还原染料的隐色体电位绝对值较小；②染料分子中苯环结构较多的难还原；③苯环上含供电子基，难还原，如多苯核稠环蒽酮（芘蒽酮等）和氨基蒽酮类染料的隐色体电位绝对值较高。
染整工艺原理课件还原染料染色
第一节 引言 第二节 还原染料的染色原理 第三节 还原染料的上染过程 第四节 还原染料的染色工艺 第五节 可溶性还原染料染色
第一节 引言（Introduction)
定义——还原染料不溶于水，分子上含有 两个或几个共轭的羰基(＞C=O) ，染色时 先在碱性条件下还原为隐色体钠盐对纤维 素纤 维上染，再氧化为原来不溶性染料固 着在织物上。
结构特点 ① 有多个羰基； ② 没有水溶性基团； ③ 大多具有很好的平面性。 结构类型 ➢ 靛系（Indigoid）—— indigo, bibromoindigo,
tetrabromoindigo, thioindigo
➢ 蒽醌（Anthraquinone）——contain one or more ➢ 稠环（ Fused ring polycyclic）
（二）还原剂 1. 保险粉：连二亚硫酸钠，Na2S2O4
保险粉在空气中容易发生分解：
2 N a 2 S 2 O 4 + 3 O 2 + 2 H 2 O 4 N a H S O 4
2. 二氧化硫脲 ① 稳定性好 ② 还原能力强 ③ 溶解性差些 ④ 易过度还原（用量要少）
(三）不正常的还原现象 • 过度还原（引起染料亲和力下降，染色后难氧化） • 脱卤：温度高 • 酰氨基水解：温度和碱浓度高 • 隐色体结晶析出 • 还原温度低 • 隐色体溶解度低 • 不适当加盐 • 放置时间过长 • 烧碱、保险粉浓度过高
• 丙法：使用于结构简单的染料。采用25～ 30℃染 色， 碱和保险粉用量再降低，可加盐促染。
三、染料隐色体的氧化 目的——上染的隐色体，氧化为原来的染料，固着在纤
维上并显色。 注意事项 1. 易氧化的染料，水洗后透风（空气）氧化。 2. 难氧化的，亲和力较低，加氧化剂带碱氧化，后水洗。 3. 碱性条件下比酸性条件易氧化，容易过度氧化的染料，
染整原理教材第三节还原染料染色
还原染料的应用范围
还原染料广泛应用于纺织、印染、皮革等行业，可用于染色棉、麻、丝、毛 等天然纤维以及合成纤维。
还原染料的染色原理
还原染料的染色原理是通过染料分子的还原作用与纤维发生化学反应，在纤 维上形成稳定的染色结合物。
还原染料染色的工艺流程
1
染料配方
根据染色的需求，选择合适的还原染料及其他助剂，并制定配方。
3 安全操作
在染色过程中要注意安全操作，避免直接接触染料和还原剂，以防止对人体的伤害。
2
染色操作
将染料和纤维充分混合，控制染料的温度、时间和染色浴的浓度。
3
染后处理
将染色后的纤维进行清洗、漂白、干燥等处理，使染色效果更加稳定和美观。
还原染料染色的注意事项
1 选择适当的还原剂
不同纤维对还原剂的选择有不同要求，需要根据纤维类型选择合适的还原剂。
2 控制染色条件
染色温度、时间和染液浓度等条件的控制对染色效果和产Fra bibliotek质量有重要影响。
染整原理教材第三节还原 染料染色
染色的基本原理：介绍染色的基本概念和原理，为后续内容做铺垫。
还原染料的概念
还原染料是一种特殊的染料类型，其分子中含有还原基团，可以通过还原作 用与纤维发生化学反应，实现染色。
还原染料的结构和特点
还原染料的分子结构通常由芳环、氨基和还原基团组成。其特点是色彩鲜艳、 亮度高、对光稳定性好。
还原染料染色—还原染料的染色过程
还原染料的染色过程
四、隐色体氧化 还原染料隐色体上染纤维后，经氧化在纤维上转变为原来 不溶性的还原染料固着。
[O]
氧化方法 §水洗、透风氧化法 §氧化来自氧化法还原染料的染色过程
五、后处理 染料隐色体经氧化后，接着进行水洗、皂煮等处理。 1）皂煮的目的 去除织物表面的浮色，提高染色织物的湿处理牢度和摩 擦牢度，获得稳定的色光。 浮色：附着在纤维表面的不溶性染料颗粒。 2）皂煮工艺 一般为肥皂3～5g／L、纯碱2～3g／L、95℃以 上5 ～10min。
还原染料的染色过程
2干缸法：在较小液量中将染料还原的方法，又称小浴比 还原法。
§特点:先在另一较小的容器中进行还原，然后将还原好 的染料隐色体滤入加有规定液量的染缸中再进行染色。
§具有还原浴比小，烧碱、保险粉浓度相对较高，还原条 件相对剧烈的特点。
§适用于还原速率较慢，隐色体溶解度高的染料。
还原染料的染色过程
二、还原过程中的不正常反应
①过度还原 ②脱卤 ③分子重排 ④水解 ⑤结晶
影响上染率 色泽的纯正度 鲜艳度 色牢度
还原染料的染色过程
1、过度还原 原因：还原染料分子结构中羰基在正常情况下并不全部还原， 如果还原温度过高、烧碱和保险粉过量或时间过长，会发生过 度还原。
影响： 染物得色暗淡，严 重时染料丧失对纤 维的亲和力，氧化 后不能回复到原染 料。
三、隐色体上染
1、隐色体上染特点
§隐色体通过范德华力和氢键被吸附在纤维表面，然后向 内部扩散。
§具有两高一低的特点
隐色体对纤维亲和力高 染液中电解质浓度高， 促染明显
初染率高 平衡上染百分率高
染色温度低 染料的聚集倾向大、扩散性差
匀染性低（易产生色 差、色花、环染）
第三节 还原染料的染色方法及工艺
还原红FBB
还原紫2R 还原蓝RSN
乙法
甲法 甲法
还原橄榄T
还原红棕5RF 还原棕R
甲法
乙法 乙法
还原蓝2B
甲法
还原灰BG
乙法
3、氧化方法选择
• 氧化速率大的——水洗、透风氧化 • 氧化速率小的——水洗、氧化剂氧化 • 氧化剂氧化的方式和条件
– 为过硼酸钠2~4g/L，30~50℃，10~15min – 双氧水0.6~1g/L，30~50℃，10~15min – 重铬酸钠1~2g/L，醋酸2~4g/L，50~70℃， 10~15min
• 湿还原法——用于先染色后丝光
– 不经烘干 – 布面光洁，给色量稍低
2、烘干
• 烘干后的织物应先冷却，再进入还原液，
以免还原液温度上升，导致保险粉分解损
耗
• 织物进入还原液及还原汽蒸以前应严防水
滴
3、浸轧还原液
• 还原液温度：低温（30℃）
• 还原蒸箱：
– 进布处，用还原液封口，出布用水封口，目的：避免 与空气接触（∵易氧化,浪费保险粉 ） – 还原蒸箱温度：102~105℃
染物有“白芯”现象，宜选用匀染性较好的染料。
（一）一般工艺流程
• 染料预还原→浸染或卷染→水洗→氧化→
皂洗→水洗
（二）工艺说明
• 1、染料还原方法的选择 • 干缸法：高浓度保险粉和烧碱条件下不易发生副 反应的染料 • 全浴法
染料名称 还原方法 还原温度(℃) 染料名称 还原方法 还原温度(℃)
金黄RG
商品染料
粉状
• 商品染料 液状 • 均加有分散剂 • 使用时视具体情况补加或不加 粗粉状：需研磨 细粉状 超细粉状
悬浮体参考处方：
可溶性还原染料染色
可溶性还原染料染色可溶性还原染料又称印地科素，多数是由还原染料衍变而来。
从化学结构上看，是把不溶性还原染料分子中的羰基（>C＝O）转变为可溶性的硫酸钠盐。
按其化学结构不同，可分为溶蒽素及溶靛素两大类。
这类染料溶于水后，能在中性或弱酸性溶液中染色，因此对纤维素纤维和蛋白质纤维都能上染。
可溶性还原染料对棉纤维的染色方法简单，染液稳定，对棉纤维的直接性小，故其匀染性好。
由于上染率低，价格又较贵，仅适于染浅、中色。
（一）可溶性还原染斜性能及染色过程可溶性还原染料在水中的溶解度与分子结构中所含可溶性基团的多少有关，可溶性基因越多，其溶解度越大，加入电解质，会降低溶解度，增加染料的上染率。
可溶性还原染料染色分两步完成，第一步是染料对纤维的吸附、上染；第二步是染料在纤维上的水解、氧化，即染料的显色过程。
当织物浸入染液后，染料被吸附并扩散到纤维内部，因为染料对纤维直接性较低，故可加入食盐或元明粉促染。
为防止染料遇酸性物而产生水解及氧化，可在染液中加入适量纯碱，以保证染料的稳定性。
染料上染纤维后，在酸性氧化液中产生水解和氧化，完成染料在纤维上的固着，这个过程称为显色。
在这个过程中，染料的水解和氧化是同时在一浴中发生的。
一般以亚硝酸钠作氧化剂，与硫酸一起组成显色剂，过量的亚硝酸钠会产生过量的亚硝酸，对含有氨基和亚氨基的染料会引起重氮化或亚硝化反应而导致过度氧化，使之色变。
因此，在显色反应中，除应控制亚硝酸钠用量、温度和时间外，还可加入硫脲或尿素加以防止。
(二)可溶性还原染料卷染工艺可溶性还原染料染棉织物的方法有卷染与轧染两种，选用哪一种方法，要以产量、质量、设备等条件来决定。
一般产量少、质量要求高的用卷染。
在卷染机上染高档棉织物，可得到良好的染色效果，染色时宜选用直接性大、显色容易的染料，以充分发挥染料的效能。
染色前，先将染色织物经过两道沸水处理，使布面不带酸碱。
同时，染色过程中应避免太阳光直射及接触酸气，以保证显色正常。
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– 甲特法：烧碱用量为甲法的150%，保险粉用量及染色 温度与甲法相同，适用于隐色体聚集倾向大、初染速 度高的染料。 – 特别I法：主要用于硫靛结构的、还原速率特慢的染料， 除还原桃红外，还有红青莲RH、RRN等。还原温度较 高（70~80℃），用干缸还原，染色温度接近乙法。 – 特别II法：又称黑色法，适用于黑色还原染料品种，还 原温度60℃，还原时间20~30min。染灰色时可按甲法 染色，染黑色时按特别法II。染色过程是60℃染15min， 在15min内升温至80℃，续染45min。
• 需要解决的问题：匀染性
– 加入骨胶、平平加O等匀染剂，否则易产生色差、色 花和环染等疵病
(二) 隐色体染色方法
• 由于各还原染料隐色体具有不同的性能。
因而需采用不同的染色方法：
– 甲法 – 乙法 – 丙法 – 甲特法 – 特别法I、II
1、甲法
• 此类染料的分子结构较复杂，隐色体的聚集倾向
较大，亲和力较高，扩散性能差，要在较高的染 色温度(60℃左右)下和较高烧碱浓度下染色，不 加促染剂。 • 这类染料的匀染性较差，染色时可用缓染剂。如 平平加O、牛皮胶等
还原条件
• 在碱性中，保险粉按下式反应放出电子，染料接 受电子被还原成隐色体：
• 烧碱和保险粉用量随染色方法、染料种类、染色 浓度而异。
保险粉稳定的条件
（影响还原剂好坏的因素） • 1、保证保险粉不受外界影响，防潮、防光、防 爆、防酸 • 2、还原温度不易过高
– 保险粉消耗多。∵染色时，染液温度越高，循环速度 越快，接触空气机会越多，保险粉分解损耗越多。实 际上大部分保险粉是被空气氧化和自身分解而消耗的。 – 发生过度还原现象
1:3~1:6
0.3以下 7~8 3~5 0~6 6~20 3~5 —
还原染料隐色体染色方法及工艺条件
染色方法 染料(%，对织物重) 中 色 36%(36Bé )烧碱(ml/L) 25 8~12 甲法 乙法 0.3~2 8~12 10~25 丙法 特别法
保险粉(g/L)
元明粉(g/L) 染料(%，对织物重)
一、染料的还原溶解
• 染料变成隐色体，结构发生变化，因而颜色也发 生相应的变化。
– 蒽醌类：隐色体颜色通常比染料本身深 – 原因：共轭双键贯，吸收波向长波方向移动
一、染料的还原溶解
还原的难易
（二）还原性能 还原速率 1、隐色体电位 • 隐色体电位：指在一定条件下，用氧化剂（如赤 血盐）滴定已还原溶解的还原染料隐色体，使其 开始氧化析出时所测得的电位。
– 若环上含供电子基，则难还原 – 若环上含吸电子基，则易还原
一些还原染料的隐色体电位
还原染料名称 黄G 蓝2B 紫RH 隐色体电位(mV) -640 -690 -720 还原染料名称 深蓝BO 绿3B 蓝RSN 隐色体电位(mV) -830 -830 -850
桃红R
灰M 棕RRD
-730
-760 -770
二、还原染料隐色体的上染
• (一) 隐色体上染的特点 • 还原染料隐色体上染纤维素纤维类似于直接染料 （阴离子染料）染棉。通过范德华力和氢键被吸 附在纤维表面，然后向内部扩散。 • “两高一低”
– 初染率高、平衡上染百分率高
• 隐色体的亲和力高，染液中电解质浓度过高
– 匀染性低
• 隐色体的亲和力高，染色温度低，染料扩散能力差
– 将染料用少量助剂及水调匀，干缸浴比为1:50，加入 2~3L 30%烧碱，搅匀 – 升温至还原温度，缓缓加入0.5~0.75kg保险粉，保 温还原10~15min – 染槽内加入规定量的水，升温至染色温度，加入余下 的烧碱、保险粉，将已还原好的隐色体溶液滤入染槽， 搅匀后，开始染色
2、干缸法（小浴比还原法）
第二节
还原染料的染色过程
一、还原染料的还原溶解 二、还原染料隐色体的上染 三、还原染料隐色体的氧化 四、染色后处理
一、还原染料的还原溶解
• （一）还原反应 • 还原染料不溶于水，在碱性溶液中可在还 原剂的作用下，将染料分子中的羰基还原 成可溶性的隐色体钠盐，才能上染纤维素。 • 常用还原剂 • 常用碱剂
1、全浴法（养缸还原法）
• 特点
– 浴比大 – 烧碱、保险粉浓度相对较低 – 还原条件温和
• 应用
– 适用于还原速率快，隐色体溶解度低或在高浓 度保险粉和烧碱作用下易水解、过还原、脱卤 等副反应的染料 – 如：还原大红R、蓝RSN、蓝BC等
2、干缸法（小浴比还原法）
• 还原时，染料及助剂不直接加入染缸，而先在另 一较小的容器中进行还原然后将还原好的染料隐 色体滤入加有规定液量的染缸中再进行染色 干缸时染料与水 量之比 • 操作过程
– 提高温度聚集度降低
• 电解质
– 染液中电解质的存在，会增加染料聚集
• 烧碱用量增加聚集度亦降低
二、染料隐色体的上染
• 还原染料隐色体浸染时初染速率高，有些 染料需加缓染剂 • 平平加类的非离子表面活性剂会和染料隐 色体形成不稳定的结合而降低隐色体的上 染速率，缓染。 • 在低温染色时，易产生染色不均匀和“白 芯”现象，可加入JFC或适当皂煮来提高 分散性能。
• 如：还原蓝BC，高温还原会使分子中两个 氯原子脱落，变成卤化的蓝蒽酮，氧化后 色光变红，产品耐氯牢度下降。
脱卤现象
3、分子重排现象（异构化）
• 染料还原后，烧碱不足，有些染料会发生分子重排 • 如：还原蓝RSN，正常隐色体为暗蓝色，若烧碱 浓度太低就生成难溶的紫色蒽酚酮化合物
4、水解现象
• 酰胺结构的还原染料在温度升高和烧碱浓度较高
K3Fe(CN)
6
• 用来表示还原的难易程度
隐色体电位
• 隐色体电位为负值
– 绝对值越小，表示染料越容易被还原
– 绝对值越大，表示该染解较难被还原
• 染料的隐色体电位是选择适当还原剂的重要
依据，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，才能使染料被还原。
常用还原剂
• 保险粉Na2S2O4
黄GC
绿GG 绿FFB
-860
-860 -865
金黄GK
橙RF 黄6GK 蓝GCGD
-770
-780 -790 -815
紫RR
灰BG 橄榄R —
-870
-910 -927
注：测定条件：染料浓度0.5%，NaOH 4g/L，Na2S2O4 4g/L，60℃
2、还原速率
• 还原速率表示还原的快慢，即反应速度的 大小。
• 还原速率一般用半还原时间t1/2来表示。 • 半还原时间t1/2是还原达到平衡浓度半量时 所需的时间。半还原时间越短，表示还原 越快，反之则越慢。
影响还原速率的因素：
• 染料分子结构
– 一般来说，靛系还原染料，特别是硫靛类还原 染料的半还原时间较长，还原速率远比稠环蒽 酮、氨基蒽醌类低，比黄蒽酮更低，还原速率 较慢。
0.1~0.5g/L 1~4g/L
2、乙法
• 这类染料的性能介于甲法和丙法染料之间，
在较低温度(45—50℃)和较低的烧碱浓
度下染色。
• 在染中、深色时，要加适量促染剂，以提
高上染百分率。
• 在染浅色或再生纤维素纤维时，可以不加
促染剂。
3、丙法
• 这类染料的分子结构较简单，亲和力较低，
扩散性较好，匀染性较好，在低温(25—
• 染料颗粒大小
– 染料颗粒小，单位重量染料的接触面积大，反 应速率应当随之而增高。 – 染料颗粒越大，单位重量染料的表面积越小， 即与溶液的接触面(反应面积)越小，还原速率 越低。
影响还原速率的因素（续上页）
• 染料的结晶性质
– 若染料形成结晶，则还原速率降低，故染色时 以采用超细粉还原染料为佳。
5~8
—
5~8
6~12 2~4
5~8
6~18
5~8
—
浓 色
36%(36Bé )烧碱(ml/L)
保险粉(g/L) 元明粉(g/L)
30
8~12 —
10~20
8~12 12~20
12~18
8~12 18~25
20~30
8~12 —
二、染料隐色体的上染
集聚解聚 • 影响还原染料隐色体在染液中的聚集状态 的因素 • 染料结构
–60℃时，二个羰基被还原，得到的隐色体亲合 力高，染物色光较好 –70℃以上，四个羰基被还原，染物得色萎淡 –更激烈的条件，失去亲合力，氧化后不能回复 到原染料
过度还原现象
2、脱卤现象
• 含卤素的染料在高温、还原剂浓度高及还 原时间长的情况下还原，容易发生脱卤现 象，使染料的色光及染色性能降低。
• 3、保险粉在染色过程中常常需补加
2、二氧化硫脲（TD）
• 与保险粉相比：
– 稳定性好，还原能力强，贮藏安全，用量少， 无污染 – 对蓝蒽醌酮类染料容易造成过度还原以及色泽 变化剧烈，其还原速率慢，如果掌握不好，往 往造成得色较淡。
• 与保险粉拼用，可提高染液稳定性和降低 成本
（四）还原方法
• 按还原条件及操作方法的不同分为以下两
的情况下会发生水解，使色光、染色性能和染色
牢度发生变化
• 如：还原橄榄绿R、还原棕R、金橙3G等
水解现象
5、结晶现象
• 如果染料隐色体的溶解度小，而浓度又过 高，则有可能发生隐色体的结晶和沉淀现 象，因而不能进行正常染色。 • 隐色体的溶解度与分子中被还原的羰基数 目及大小，染料亲水性基团的多少、位置， 染料分子的大小及取代基的影响等因素有 关。
• 反应物的浓度
– 反应物浓度高，反应比较迅速。
• 还原时的温度
– 温度高，还原速率大。
（三）还原剂
1、保险粉（连二来硫酸钠）Na2S2O4 • 商品形式
– 不含结晶水，淡黄色粉末 – 含两分子结晶水，为白色细粒状，富有流动性