染整工艺原理课件分散染料染色

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
原因——由涤纶低聚物、染料、分散剂和 纤维屑等杂质组成。
改善办法——高温排液、碱性染色、染色 助剂选用、还原洗涤中助剂的添加。
二、载体染色法
载体染色——利用载体助剂对涤纶的增塑 膨化性能,使分散染料能在常压100℃以下 的条件上染涤纶的一种染色方法。
载体——能大大加速染料的上染,同时提 高上染百分率,使分散染料对涤纶的染色 可采用常压设备进行的化学药剂。一般是 一些结构简单的芳香族有机物如芳香族的 酚类、酯类、醇类、酮类、烃类等。
第六节 分散染料对其他纤维的染色
技术关键:
① 分散染料——根据纤维的结构属性,选择 合适的分散染料。需要对分散染料进行筛 选。
② 染色温度——根据纤维的玻璃化温度高低, 选择合适的染色温度。
(一)浸轧染液 染液组成——染料、润湿剂和防泳移剂等。 工艺控制: ① 采用升华牢度高的染料品种,染料颗粒要特别匀细; ② 配液时染液温度不能太高,以防染料聚集; ③ 用软水配制、pH值维持在6-7; ④ 浸轧液温度应维持在室温,必要时可以进行透风冷却; ⑤ 带液率尽量低,纯涤纶在40%左右,涤棉混纺织物在50-
影响染料扩散速率的因素(已在前讨论)
第四节 涤纶的染色特性
一、玻璃化温度对染色的影响
染隙色加温大度,超染过料分Tg,子纤可维进大入分纤子维链内段部运,动上加染剧速,率分显子著间提的高空。
染色转变温度(TD)——上染速率迅速增加的温度。一般 大于玻璃化温度十几度。
影响玻璃化温度的因素——取决于纤维内部的微结构。受 纺丝成型工艺条件及染色前加工影响。如拉伸、定形等。 如完全无定形涤纶的玻璃化温度为67℃、部分结晶的81℃、 取向且结晶的125℃。
三、分散染料的热稳定性
升华性能——温度高时,染料汽化成分子挥发 或沾染到其他组分。
影响升华性能的因素
① 染料分子的极性、相对分子量大小——极性基 团多、分子共平面性好、分子量大,则较难升 华;
② 染料颗粒与晶体完整性——颗粒大、完整性好, 不易升华。
第三节 分散染料染色理论
一、上染过程
ຫໍສະໝຸດ Baidu
分散剂的作用 ① 分散作用,防止染料聚集;
二、纤维表面积对染色的影响
纤维越细,表面积越大,对染料吸附速度 越快,以致上染速率加快,容易造成染色 不匀;
表面积越大,表面反射光越大,染色深色 较为困难;
表面积越大,增加了纤维的总曝光量,致 使染料受到更多的破坏,耐光牢度差。
第五节 涤纶的染色方法及工艺
一、高温高压染色法 升温上染速率曲线:
工艺控制要点:
• 载体的用量——适量,防止产生第三相。开始随载体用量 增加,染料上染量增加,但增加到一定程度后,上染量不 再增加甚至降低。
• 理想载体应无毒、无味、易降解,促染效果好、不降低染 料的亲和力、不影响色泽和牢度、易于洗除和成本低廉的 化合物。
• 载体使用时应进行乳化或分散加工,制成稳定的乳化液和 分散液,防止产生载体斑,造成染疵。
• 染料对纤维的染色亲和力可由分配关系求 得:
温度对吸附的影响 ① 温度越高,亲和力越低; ② 温度越高,吸附饱和值越大;
影响染色饱和值的因素
① 对于同一种纤维而言,温度越高,饱和值越高;
② 在聚丙烯腈纤维和聚酰胺纤维上的饱和值较低, 但在二醋酯纤维上较高;
③ 热定形温度的影响,180℃定形对染料的染色饱 和值最低;
② 防止染料晶体增长;
③ 增溶作用——胶束“贮存”染料,随染料 不断上染纤维,快速释放染料,从而加快 上染速率;
④ 增加分散稳定性,从而引起平衡上染百分 率下降,对溶解度高的染料尤为明显。
二、吸附等温线
• 一般把分散染料在涤纶中的上染和一种物 质溶解在两种互不相 溶的溶剂中的分配关 系相相似,服从能斯特分配关系。
1. 内聚能△E为1mol物质汽化成气体所需要的能量。
2. 溶解度参数相近,极性相当,则容易互溶。 3. 如:涤纶的溶解度参数为10.8(4.184J)1/2/cm3/2。分
散染料溶解度参数在此附近就能染得较好的效果(染 色饱和值达到10g/kg纤维)
四、分散染料的上染速率
如果染液中的染料在充分搅拌下,足以使 纤维表面吸附呈饱和状态,则染料对纤维 的上染速率取决于染料分子的扩散速率。
第七章
Dyeing of Disperse Dye 分散染料染色
第一节 引言
分散染料是一类水溶性很低、染色时在水 中主要以微细颗粒呈分散状态存在的非离 子染料。
结构特点——分子较小、结构简单,不含 磺酸基等强亲水基团,仅含一些羟基、氨 基、硝基等弱极性基;
颗粒细度范围:0.1~2.0mm
应用性能 ① 色谱齐全、品种繁多、性能优良、用途广泛; ② 涤纶染色上染率高、色牢度好; ③ 腈纶染色牢度较好、但亲和力低,只能染浅色;
分散剂
1~2g/L
匀染剂
1~2g/L
浴比
5~10:1
② 工艺曲线
水洗后处理
① 皂洗(浅色,浮色少)——皂洗剂2g/L, 纯碱1g/L, 95℃, 15-20min。
② 还原清洗(中深色,浮色多)——保险粉 2g/L, 烧碱2g/L, 80~85℃,10-15min.
焦油斑——色点及色斑。是染液中形成的 粘稠物粘附在织物上或粘附在染色设备上 再转移到织物上面难以修正的染疵。
(三)热熔固色 固色机理——随着织物温度升高,吸附停留在纤
维表面的染料晶粒升华成染料气体单分子被纤维 吸附、扩散进入纤维内部。 固色温度——随染料品种而定。一般在 190~225℃之间。升华牢度高的染料所需固色温 度较高,升华牢度低的所需固色温度低。温度太 高,则会使染料升华逸入大气而损失,并沾污焙 烘设备。 固色时间——随设备的加热效率、织物的组织结 构、焙烘的温度和染色浓度等因素而定。一般焙 烘时间为1~1.5min。
2. 耐还原剂稳定性
[ H ]
A r N N A r '
A r N H 2+A r ' N H 2
还原性化合物——残留的浆料、纤维素纤维、分散剂、 羊毛的半胱氨酸及还原性化学试剂如保险粉、雕白粉等。
结果——不能上染涤纶
实际生产中的应用:
① 还原清洗,加入保险粉、烧碱除去浮色;
② 可用作拔染印花的地色染料。
溶液稳定性
1. 晶体增长,小晶体逐渐溶解,转变成大晶 体,导致染料溶解性降低,上染速率降低。 染液中加入分散剂可以染料晶体的增长。
2. 晶型转变,由较不稳定的晶型转变为较稳 定的晶型。染料的上染速率和平衡上染百 分率均会下降。
未经后处理的分散棕1#染色的氨纶
经还原清洗分散棕1#染色的氨纶
二、分散染料的化学稳定性
1. 耐酸碱稳定性
① 结构中含酯基、酰胺基、氰基等基团的分散染料, 在高温、碱性条件下,染料会发生水解破坏,引 起染料的色光变化、得色变浅;
② 羟基在高温碱性浴中发生离子化,引起亲水性增 加,对纤维的亲和力降低;
③ 氨基能在酸性介质中离子化,也会使某些基团水 解;
O DC
OR
D CN
O DC
HN R
④ 锦纶染色遮盖性好,但只能染中浅色、湿处理 牢度较低;
英国帝国化学公司(ICI)
A类——升华牢度低,适合于醋酯 和聚酰胺纤维的染色
B、C、D三类——适用于聚酯纤维, 分别相当于低温、中温和高温三类
P类——适用于印花
国产分散染料分类
低温型(E型)——适用于载体低温染色 Carrier dyeing
影响染料溶解性的因素 1. 分子量大、含极性基团少的染料溶解度很低。具
有—OH等极性取代基的溶解度较高一些。 2. 温度提高,溶解度有不同程度的提高,且超过
100℃时作用更明显。 3. 分散剂在溶液中超过临界胶束浓度后,形成微小
的胶束,将部分染料溶解在 胶束中,发生所谓 增溶现象,从而增加染料在溶液中的表观浓度。 4. 颗粒小、晶格结构不稳定的分散染料溶解度较大, 反之,则溶解度较小。
60%。 ⑥ 压辊压力均匀。
(二)烘干 泳移现象——染色产品烘干时由于受热不均,水
分不规则地汽化,将引起染料沿着水分蒸发的方 向移动,从而产生阴阳面,前后、左中右色差等 染色不匀疵病。 原因——织物含液率太高,或烘干速度太快。 防止办法——加入高分子物质如海藻酸钠、羧甲 基纤维素钠盐、合成高分子等防泳移剂。 机理——吸附染料颗粒,或增加染液粘度,使染 料难泳移。
④ 结构差异大的染料相拼,具有加和性;而结构 相似的染料相混,不存在加和性。
三、上染机理(分散染料与纤维间的作用力) ① 分子间力——分子量越大、共平面性好作用力越强。 ② 氢键——适量的氨基、羟基有助于形成氢键。
• 溶解度参数
内聚能密度 (C .E .D .) E H R T2
VV
△E为内聚能;V为摩尔体积;δ为溶解度参数; △H为汽化热;RT代表膨胀功。
• 染色后应充分皂洗或150~160℃干热处理30min,以去除 残余的载体。
工艺处方: 分散染料 载体乳化液 分散剂 pH调节剂
工艺曲线:
x%(owf) 适量 适量 适量
沸 染 30~90 min
染分 料散

载 体 乳


彻底清洗
其他说明
• 载体的另外用处——涤纶染色病疵的修复。 对于色点、色斑、色花和色渍等染色病疵, 可采用高温载体法,再辅以剥色等配套措 施。
匀染机理
➢载体——促染以及移染。缺点:染色初期 上染过快,导致不匀染,依赖后阶段较长 时间的移染获得改善。
➢表面活性剂——多是非离子和阴离子表面 活性剂复配。增加染料溶解度,使染料部 分贮存于胶束中控制染料均匀吸附上染。 缺点:得色浅。
工艺举例
① 工艺处方
分散染料 x%(owf)
醋酸或硫酸铵 调pH值5~6
工艺因素控制要点 ① pH值——大部分染料当pH>8时明显分解,当pH<4时
,色光萎暗。一般染色以5~6为宜。需要加入酸(醋酸 )或缓冲溶液(醋酸-醋酸钠、磷酸二氢钠、硫酸铵)。 ② 助剂的选择 ➢ 耐高温分散剂加入,防止染料在高温时产生聚集或成焦 油状液滴吸附在织物表面产生色点。 ➢ 匀染剂的选用——载体或表面活性剂型。 ③ 温色不度匀的的控现制象—。—降超温过排TD水后时,,升速温率速应率慢要,慢否,则以会防引产起生织染 物产生折皱和手感粗糙。
D OH
D
NH2
OH , H2O
OH , H2O
O DC
O
DC
+
O
+ NH3
R OH
OH , H2O
O
O
DC
+
R
NH2
O
OH
DO
H
D
NH3
耐碱性分散染料开发的现实意义 ① 染色后织物手感柔软; ② 防止低聚物发生; ③ 防止前处理造成的一些染疵,如退浆不尽、精练不足; ④ 防止碱减量杂质的再沾污; ⑤ 省略还原清洗; ⑥ 可能实现精练、染色一浴法工艺; ⑦ 可能实现分散/活性一浴法染色。
载体染色的机理
① 载体小分子能进入纤维,削弱了纤维内分子链间 的结合力,降低了Tg增大了大空穴产生的概率, 染料扩散速率提高,上染速率增加;
② 载体吸附在纤维表面形成一层液状载体层,又由 于载体对染料的溶解能力强,因此在纤维表面可 形成一层浓度很高的染液层,提高了染料在纤维 内外的浓度梯度,可加快染料的上染速率。
• 载体的不利方面——容易使染料聚集,产 生染疵;载体残留难洗除,造成色牢度下 降及刺激性气味;存在一定的毒性,对环 境造成污染。
三、热熔染色法
工艺流程:浸轧染液——红外线预烘—— 热风(或烘筒)干燥——高温焙烘固色— —还原清洗。
工艺特点:生产效率高,色泽鲜艳度和织 物手感稍差,染料固色率稍低,适合大批 量、中色的品种,多用于涤棉混纺织物中 涤纶的染色。
中温型(SE或M)——适用于高温染色 High temperature dyeing
高温型(S或H型)——适用于热熔染色 Thermosol dyeing
按其他性能分
超细纤维专用分散染料 高湿牢度分散染料
高耐晒牢度分散染料等
涤氨弹力织物专用分散染料
碱性分散染料
第二节 分散染料溶液特性
一、动态平衡
相关文档
最新文档