活性染料染色

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该类染料品种主要是二氟一氯嘧啶型 反应活性介于K型和X型之间
4、KN型:乙烯砜型 染色时在碱性条件下可以生成反应性的乙烯砜基。
D-SO2-CH2CH2-OSO3Na
反应活性介于K型和X型之间 5、RN型:双活性
三、活性染料的染色过程
(一)上染 染料的吸附 染料的扩散 (二)固色 染料与纤维发生反应形成共价键结合 (三)皂洗后处理 洗去未反应的染料 洗去水解的染料
6、影响上染因素 亲和力、直接性:直接性高—染料吸附增加; 固色率增加;扩散性降低(匀染性降低);浮色 不易洗除。
pH值:pH增加,Cell-o-增加,有利于上染;但 pH太高,水解液增加(oH-增多),影响上染; 直接性降低(染料—纤维素负斥力增加)
温度:温度增加—固色速率增加;直接性降低 平衡吸附量降低;固色率降低。
2、卷染工艺处方及条件
处方工艺条件
染料类型
染料用量
食盐(g/L)
碱剂 (g/L)
染色
Na或2CO3 Na3PO4 浴比
温度(℃) 时间(道)
固色 皂煮
温度(℃) 时间(道) 肥皂(g/L) 液量(L) 温度(℃) 时间(道)
X型
K型
KN型
20~30 10~20
视色泽要求而定 25~40 25~40 15~30 15~25
(三)皂洗后处理
目的:去除浮色(水解染料、未反应的染 料、无活性基团的染料),提高染色牢度。
方法:用肥皂等洗涤剂把吸附在纤维上未 与纤维结合的染料洗涤去掉。
四、活性染料竭染的染色特征值
1、S值:是活性染料在未加碱 只加盐的染色条件下的上染百 分率。即第一次的上染量。反 应了染料对纤维的直接性和亲 和力的大小。
5、加盐加碱的方式: 低亲和力(X、K、KN),快速加盐。
开始上染少,加碱时上染快,不易匀染—碱控染料; 中亲和力(ME、B、BF),加盐、加碱速度都要 控制,但不严格;
高亲和力(KE、H-E),控制加盐。染料易聚 集—温控型染料。 受控染色工艺:控制温度、控制加盐、加碱量和加 入方式。
(一)、上染 (1)亲和力低
活性染料的分子结构比较简单,染料与纤维素间的范德华 力和氢键力较小
(2)盐效应 A、促染 纤维素纤维带负电,Na+ 受纤维电荷吸引力; 染料阴离子接近纤维表面 所受斥力大为减弱——促染作用。 -SO3越多,盐效应越明显。 促染既能提高染料的上染百分率,也能提高固色率。
利于染色、固色 一般1:15~1:20 但染色浴比过小会影响染色的匀染性
(5)中性电解质的影响 促染 提高染料的直接性 提高固色率
固色时染料的上染
1、活性染料浸染或 卷染,常先在中性 浴中染色一段时间 后,加碱剂进行固 色 2、加碱后,上染的 染料量增大 3、固色率低于上染 率
B、注意盐的用量不能过高,也不能加 入过快。
盐量过多:染料容易聚集沉淀,不利 于上染。
加入过快:随着盐量的增加,上染速 率也增加,容易出现染色不匀的现象,
最好采用分批加盐。
(二)固色 固色效果: 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。
反应历程: (1)亲核取代反应 (2)亲核加成反应 反应条件:碱剂
7、水洗后处理:冷洗—热洗—皂洗—热洗—冷洗 水洗—热水洗:去除盐、碱和纤维表面未固着的染 料 洗去碱可以防止染料在皂洗过程中水解。含碱烘干 后影响色光;含电解质不易洗除纤维上水解的染料 (增加亲和力)。 皂洗:使纤维内部未固着的水解染料向纤维表面扩 散并解吸。亲和力高的提高皂洗温度。 热洗—冷洗:去除粘在纤维表面未固着的染料。
(3)连接基B:活性基——染料母体芳环相连。 有些染料没有连接基,活性基直接连接在染料母 体上。
连接基对染料的反应性和染料——纤维键的 稳定性也有一定的影响。
(4)活性基团R:主要影响染料的反应性及染 料——纤维键的稳定性。决定类别和染色工艺。
二、活性染料的分类
根据活性基团的不同分类 1、X型:二氯均三嗪型
一浴一步法: 工艺流程:染色—水洗—皂煮—水洗—脱 水—烘干。
一浴两步法: 工艺流程:织物练漂—水洗—染色(吸 附)—固色—水洗—皂煮—水洗—脱水— 烘干
2、染浴的组成
染料、中性电解质、碱、水、匀染剂等。 (1)染料的选择:
a.双活性基(固色率) b.拼色时选同一类型(相同商品类型的) (2)中性电解质:NaCl、Na2SO4
(高温时NaCl对设备有腐蚀) (3)碱:Na2CO3、Na3PO4、NaOH (4)水:软水
3、活性染料一浴两步法染色工艺:
染色 活性染料 % 食盐 5~50g/L 浴比 1:20 温度 60℃ 时间 20~40min
固色
纯碱 5~50g/L
浴比 1:20 温度 60℃ 时间 20~40min
皂洗 净洗剂 0.5g/L
固色率也越高 染料的亲和力过大,染料的扩散性差,影响染料
的固色率,同时水解后粘附在纤维上的染料也不 易除去。
(3)染料扩散性的影响 染料扩散性好,染料在纤维上的分布越
均匀,染料与纤维发生键合的概率越高, 固色率越高。
2、染色工艺条件的影响
(1)染液的PH值
当染料的pH值提高,碱性增强,染料的反应性增 加,固色率和水解速率同时增加,并且水解的速 率比固色速率的增加更加明显,固色率反而降低。 因此染色时,为保证染料正常固色,对反应性强 的染料,宜弱碱固色,反之,强碱固色。
活性基团上有两个氯原子,活性强 室温下就可以与纤维素纤维反应 染液稳定性差,易水解损失,固色率低 固色用Na2CO3(弱碱)
2、K型:一氯均三嗪型
活性基团上有一个氯原子,活性低 较高温度下才能与纤维素纤维反应 染液稳定性好,不易水解损失 固色用NaOH(强碱)
3、F型:二氟一氯嘧啶(氯带嘧啶活性基)
染色固色温度相同,利于控制 电解质
一般在染色一定时间后加入 可分次加入 预先用水溶解后加入染液,并搅拌均匀
棉、粘胶纤维织物卷染
1、工艺流程 染色→固色→ 水洗→皂煮→水洗 →上卷 2、工艺处方及条件 (见下表)
2、活性染料的特点: 溶于水,使用方便 匀染性好 皂洗牢度和湿牢度高 染色鲜艳度高 生产工艺简单,价格便宜 沾色少 3、存在的不足: 固色率不高,影响染料的利用率 盐的用量大 日晒牢度较差
4、活性染料的结构特点
通式:W-D-B-R
其中:
W表示水溶性基团 D表示染料母体或发色体 B表示连接基 R表示活性基
8、注意事项:
水解的染料吸附在纤维上,但不能与纤维反应固着 固色率降低,牢度降低。(中性上染,减少水解几 率,还能得到匀染和透染) 提高染料利用率、固色率和染料牢度的方法: 残液中染料有:水解的、未上染的—延长染色时间 只剩水解的。 纤维上染料有:水解的、固着的染料—充分皂洗, 只剩下固着的染料。
被水解的染料不仅部分或彻底的失去了与纤维固着 的活性,但是具有与活性染料相近的亲和力,可被 纤维吸附成为浮色的一部分。
控制条件,使反应朝着有利于固着的方向发展,避 免染料的水解,是制定活性染料染色工艺的关键。
影响活性染料固色率的因素
1、染料性质的影响 (1)染料反应性的影响 (2)染料亲和力的影响 (3)染料扩散性的影响 2、染色工艺条件的影响 (1)PH值 (2)固色温度 (3)时间 (4)浴比 (5)中性电解质
电解质:使Cell-o-/ oH-比值增加,促染;但要防止 染料聚集。 添加剂的影响:如果尿素作用—吸湿纤维溶胀;增 溶染料。(尿素与乙烯砜型染料有反应,不宜加入) 浴比:浴比小—直接性提高 纤维结构和性质:纤维溶胀增加,比表面积增加。
扩散性增加,固色率增加。
温度和时间 电解质:无水元明粉、食盐(20~80g/L)
(二)卷染工艺
与浸染基本相似,通常用一 浴二步法
设备:卷染机 适于小批量、多品种的生产,
灵活性强 工艺随染料性能和织物组织
结构不同而不同 一般选反应性强的染料,低
温染色 注意:头尾色差
1、卷染工艺流程
卷染(4~6道)→固色(4~6道)→ 冷水 洗(2道)→70~90℃热水洗(2~3道)→ 皂煮(4~6道95℃以上)→80~90℃热水 洗(2道)→冷水洗(1~2道) →上卷
S值过高、过低,均会使匀染 性、透染性变差。
若S值过高,可以通过分次加 盐,控制染料温度、时间来增 加移染。


1
E
率 或
S
2F

R


%
加碱
时间/min
活性染料竭染染色曲线 1—上染速率曲线 2—固色速率曲线
2、E值:加碱固色后纤维的上染百分率。反应 了染料对纤维的竭染性。
(E-S)值称为染料的第二次上染量。 若S值过小,E值过大,要分次加碱,获得匀 染。
5、结构与性能
(1)水溶性:在母体染料中一般有1~3个磺酸基做为 水溶性基团,有些活性基本身也具有磺酸基或硫酸酯 基作为水溶性基团。 (2)母体:影响染料的颜色、亲和力、日晒牢度、 扩散性等。 较好的扩散性和较低的直接性 (匀染和透染性能;未染着的染料、水解染料的洗除 性) 一般为简单的直接染料和酸性染料作为母体的结构。
第三节 活性染料染色
主要内容:
活性染料的结构特点及分类 活性染料的染色过程及固色原理 活性染料染纤维素纤维的方法及工艺 活性染料对其他纤维的染色
重点内容:
活性染料的结构特点及分类 影响活性染料固色率的因素 活性染料染纤维素纤维的方法及其工艺
一、概述
1、定义: 活性染料溶于水,染料分子上含有活性基 团,能在一定条件下与纤维素纤维中的羟 基、蛋白质纤维中的氨基发上反应生成共 价键结合上染。
3、R值:加碱5min后时的固色率,反应了活性 染料对纤维的反应性能及固色率的大小。
4、F值:染色结束时的固色率,反应了染料的 利用率。
五、活性染料染纤维素纤维的方法及其工艺
(一)浸染 1、染色方法 (1)一浴一步法(全料法):染色、碱固色一次 加入;染料易染不匀,易水解,一般不采用一浴法。 (2)一浴两步法:先染再加碱固色,充分移染, 匀染性好,残液不能再用,常用方法。 (3)两浴法:在两个染浴中分别进行。水解少, 固色率高。但在碱浴中固色时,染料易溶落。
1、染料性质的影响
(1)染料反应性的影响 反应性不同,其固色率也不同 活性染料的反应性越高,染色的固色率越大,但
水解速率也随之增大 ∴提高活性染料的反应性不一定能提高固色率,
有时甚至会降低固色率
(2)染料亲和力的影响
染料的上染是固色的前提 染料的亲和力越大,染料的上染率越高,染料的
(2)固色温度 温度升高,反应速度提高,但水解速度也提高,
固色率降低 温度升高,平衡上染百分率将降低,也影响固色
率 因此要选择合适的温度
达到要求的上染率 水解不严重
(3)时间 对反应性较弱的染料,适当延长固色时间,
可以提高固色率。 (4)浴比 在保证上染率的基础上,尽量减小浴比,有
浴比 1:15 温度 90~95℃ 时间 15~20min
• 染料用量根据颜色深浅决定。盐的用量深色较浅色多,为提高匀染 效果盐可以分批加入。 • 染色浴比不宜过大,否则染料水解增多,染料的上染率和固色率 会下降。
4、工艺曲线
吸附上染30~40min 加碱固色30~40min 皂洗15min
4~6
10~20 10~15
1:2~1:3
室温或30
90
60~65
4~6
6~8
6~8
室温或30
90
60~65
4Βιβλιοθήκη Baidu6
6~8
6~8
5(或用合成洗涤剂) 120
95以上 4~6
M型
25~40 15~25 10~15
60~65 6~8
60~65 6~8
3、注意事项
染料分二次加入
开始60% 第一道末40%
(1)亲核取代反应
Cell-OH+OH-
Cell-O-+H2O
(2)亲核加成反应
(3)活性染料的水解反应
水分子在碱的作用下逐步离解成OH-,OH-作为 亲核试剂与活性基反应,生成一种羟基化合物而 失去染料的活性,该反应称为染料的水解。
其反应如下:
染色时,随着碱剂的加入,水中OH-的浓度提高, 染料的水解作用加剧,水解染料增多。 (染料的利用率将会降低,难得染得深色。)
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