第08章阳离子染料染色

第二、三单 体的加入 ， 也会使其构 象变得不规 则，侧向有 序度下降， 纤维大分子 链排列的规 整性及分子 取向度降低， 有利于染料 的上染和扩 散。
图8-1 聚丙烯腈大分子链螺旋棒状构象示意图
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(二)腈纶阳离子染料 染色的饱和值 ( [S] f)
? 腈纶阳离子染料染色具有 饱和值 ( [S] f )。它可
CH 3
? 季铵盐类，如阳离子缓染剂 1227；C12H25 N CH2
+ Cl-
CH3
? 分为常规阳离子缓染剂 和聚合型阳离子缓(1227染) 剂 。
2、阴离子缓染剂
C12 H 25
CH3
+
N CH 2CH 2OH Cl-
? 在染浴中与阳离子染料以 离子键 结合，形成CH3 一种 不
三、移染性
影响阳离子染料移染性的主要因素除 染料本身 结构性能 外，染浴温度 、pH 值、染色用助剂 、染浴 中染料浓度 等都会影响染料的移染性。
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第三节 腈纶的染色特性 及其阳离
子染料的 染色机理
一、腈纶(聚丙烯腈纤维)的染色特性
(一)纤维化学结构 与微细结构 对染色 的影响
? 腈纶大分子链一般是以 丙烯腈 为主体，添加少量第 二单体及第三单体共聚而成。 ≥85% 含量。
而是一种 准晶(蕴晶)状态。既无一般概念的无定形
区，也无严格的结晶区。
? 腈纶的准晶区和非晶区无严格的分 界面，而是连续过渡、相互渗透。
由于体积大、极性强的侧基 ——氰基 的存在，当相邻氰基极性方向相同时， 斥力大；极性相反时，相互 吸引。斥 力和引力的存在，使纤维大分子主链 呈不规则螺旋状 的立体构象，又叫 螺 旋棒状构象。
? 扩散为 自由体积模型 ，即阳离子染料从一个染 座上解吸下来，再吸附到另一个染座，并逐渐 向纤维内部扩散，在各染座间呈跳跃式的传递， 最后主要以离子键在纤维的染座上固着。
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第四节 腈纶的阳离子染料染色
一、染色工艺因素
（一）染浴 pH 值对染色的影响
? 染浴pH 值对染色的影响
Байду номын сангаас
集
可通过 纤维 和染料 两方
? 第二单体 为中性单体 ，如丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸 甲酯、醋酸乙烯酯等。 有侧基，改善染色及机械性能。
? 第三单体 一般为含磺酸或羧酸基 酸性单体 ，如丙烯 磺酸、 2-甲基丙烯磺酸、衣康酸、乙烯苯磺酸等。
引入染座，改善染色性能。二、三单体含量之和≤15% 。
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? 腈纶纵向无序 ，侧向有序 ，不存在真正的结晶结构，
? K较小 的染料，适合于染 深浓色 ；反之染 浅淡色 。 3左右适应性广。配色时配伍值需 相近。
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二、染料的染色饱和浓度及饱和系数 ? 阳离子染料的染色饱和浓度 ([S]D)，指能使给定纤
维达到饱和吸附所需 商品染料 的量 ，以 相对于纤 维或织物的质量 (o.w.f.)来表示。
? 纤维染色饱和值 ([S]f)与染料的染色饱和浓度 ([S]D) 之比，即为染料的 饱和系数(f)。f ? [S] f /[S]D
中 上
面产生作用。
纤维 电离； 染料 变色、沉淀等 。
染 区
? 最 理 想 的 染 浴 pH 值 为
4.5~5.5之间。 HAc-NaAc
梯度 分段升温染色 恒温 染色
T>T g 10~15℃
98~105℃
（二） 温度对染色的影响 图8-11 温度对阳离子染料上染速率的影响
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（三） 缓染剂
1、阳离子缓染剂
3、染料浓度对上染速率的影响
4、温度对上染速率的影响
染浴温度大于Tg时,染色 速率对温度非常敏感。
图8-8 染浴中染料浓度对上染速率的影响
图8-9 亚甲基蓝 2B在腈纶上的上染曲线
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二、阳离子染料的染色机理
? 上染实质为 离子交换 作用。染料离子主要借助 于与纤维上的酸性基团以 离子键 作用上染。还 存在分子间力 及较低的Zata 电位(-44mV)作用。
第八章 阳离子染料染色
第一节 引言
(Dyeing with Basic Dyes)
第二节 阳离子染料的染色特性
第三节 腈纶的染色特性及其阳离子染料的染 色机理
第四节 腈纶纺织品的阳离子染料染色 第五节 阳离子染料可染改性涤纶的染色
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第一节 引言
定域(10% ) 离域(90% )
结构有 500多个，居 染料之首 ，
分为 隔离型 和共轭型 。以 有
机碱 基团为染色官能团，在
水中电离成色素 鎓离子 ，成
盐键结合 上染。用于 腈纶 染 色，色泽浓 艳。
品种分类
? 普通型、 X型、M 型、E型， 分散、活性、功能阳离子染 料。无锌、低毒及液状等。
? 腈纶、锦纶、醋酯、牛奶纤 维、阴离子改性涤纶、丙纶、 天然纤维等染色品种。
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（三）阳离子染料在腈纶上的 吸附等温线
带正电荷的阳离子染料在腈纶上的吸附上染，发
生在纤维中特定的酸性基团上，属于 定位的化学
吸附，符合朗格缪尔 (Langmuir)型吸附。(离子交换)
F ? SO3? H ? ? D? ?????? F ? SO3? D? ? H ?
纤维
D+
SO3-H+(或Na+)
结构性能
(PAN)
腈纶纤维
碱性染料、盐基染料、鎓盐染料
阳离子染料染色
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第二节 阳离子染料的 染色特性
阳离子染料的染色特性主要包括 染料的配伍性 、 染色饱和浓度 、饱和系数以及染料的移染性 。
一、阳离子染料的配伍性(Beckmann ；SDC)
? 阳离子染料的配伍性通常用 配伍指数 (K)或配伍值 来表征。 K越趋近于 1，染料对纤维的亲和力就越 高，上染速率就越快； K越趋近于 5，反之。 A~E
用以表征单位质量纤维上，含有可容纳阳离子 染料的阴离子染座数量 。 ? 测试采用 SDC推荐方法，并用 亚甲基蓝 (320)代 替孔雀绿 (400)作为标准染料。
? 腈纶品种不同，其纤维染色饱和值差异较大 。[S]f >2， 适用于染深浓色和黑色；[S]f <1.4，适用于染浅淡色。
? 若染料用量超过此浓度，就可能引起 浮色，色牢度下低， 同时染料利用率降低，而且污水处理负担加重。
纤维
+ H+(或Na+) SO3-D+
1
[D? ] f
?
1
K?[D? ]s[S] f
?
1
[S]
f
图8-2 阳离子染料在腈纶上的吸附等温线
C. I. Basic Blue 3, Courtelle S [Courta8 uld
（四）阳离子染料的 上染速率
1、酸性基团含量及种类的影响
2、热处理及加工条件的影响