阳离子染料及其染色
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处方合理
五、影响阳离子染料上染速率的因素
1、染料在纤维中的扩散速率与纤维的含硫量(即磺酸 基)有关，含硫量高的腈纶纤维，阳离子染料在该纤维上 的wk.baidu.com观扩散速率较高。
下表为孔雀绿在不同含硫量纤维上的表观扩散系数95.1℃ (P555)
式样编号 含硫量(%)
在染液中因水的增塑作用Tg为 65~80 ℃左右。
阳离子染料的扩散上染
—OOC-腈纶 —O3S-腈纶
染浴温度超过 Tg，随着温度的升高染料向纤维 内部的扩散迅速增大。
扩散进入纤维内部的阳离子染料与腈纶纤维上带负电 的酸性基结合。
－ＯＯＣ－腈纶 －Ｏ３Ｓ－腈纶
One-One的定位结合
染料的吸附量与腈纶纤维上带负电的酸性基的含量有 关，酸性基的含量越多，染料的上染量也就越多。
强酸性第三单体酸性基受染浴PH值的影响不大。
弱酸性第三单体酸性基要受到染浴PH值的影响，当染浴 PH值较低时，弱酸性基的电离会受到抑制。
四、腈纶纤维的染色特性
阳离子染料与腈纶的结合是One-One的定位结合，染料 对纤维的最大上染量决定于腈纶纤维中第三单体的含量。所 以在腈纶的阳离子染料染色中推出染色饱和值的概念。
P1× f1+P2× f2+× P3× f3….+PR× fR D.C.
= Sf
P1、P2、P3、…及PR分别为染料及助剂的用量(Owf)。
f1 、f2 、f3… .及 fR 分别为各染料及助剂的饱和系数。 D.C.为染色系数，由实践经验而定(综合纤维、染料特 性、加工方法、设备、人员等因素)
染色处方实例：
1、纤维的染色饱和值 Sf ： 实际中，Sf 是以100g某腈纶纤维在规定的条件下上染某 指定阳离子染料的重量计算的。
Beckmann以分子量为400、亲和力较高的阳离子染料在 PH4.5、浴比100:1的染浴中用足量的染料使平衡上染百分率 到95%时，100g纤维平衡上染的染料重量作为该纤维的染色 饱和值即Sf。(P552)
230～280，迁移性良好。
三、阳离子染料的染色机理
腈纶纤维
染 料 吸 附
在 Tg 温度之下 65~80 ℃左右
—OOC-腈纶 —O3S-腈纶
聚丙烯腈均聚物在室温之上有三个转变温度：
Tg1：80~100℃(低侧序度区)；Tg2：140~150(中等侧序)℃ Tm：327 ℃(高侧序度区)。
与其它二、三单体共聚后Tg为 80~90 ℃， Tg2消失。
某阳离子染料在规定的条件下上染100g某腈纶纤维达 到规定上染平衡的染料量称为该阳离子染料上染该腈纶纤 维的染色饱和值 SD 。
3、染色的饱和系数 ( f )
腈纶纤维的染色饱和值 Sf 与阳离子染料的染色饱和
值 SＤ 之比即为饱和系数 f 。
f ＝ Sf
SＤ 染色处方验算公式：
染色时，染料的百分用 量(Owf)与饱和系数 f 的乘积， 不应超过纤维的染色饱和值 Sf 。
桃红FG， 染中、浅色腈纶膨体纱，拼色增 翠蓝ＧＢ … … 艳，相容性好。
嫩黄X-7GL，黄 用于腈纶膨体纱； X-6G，黄X-8GL，毛、腈混纺织物的染色，对毛的 深黄X-2RL，金 沾色少； 黄X-GL，艳红X- 匀染性中等。 SGN……
金黄M-GRL， 红M-RL， 蓝M-2G
膨体纱染色，腈纶织物匹染，染 中、浅色，匀染性佳。（分子量
强酸性第三单体：甲基丙烯磺酸钠(金山中、爱克斯纶日) 、 乙烯苯磺酸钠(奥纶美)。
CH2 - CH - CH2 - CH - CH2 - CH CN COOCH3 CH2SO3Na
一、阳离子染料的结构及其特点
阳离子染料的阳电荷是通过氮原子季铵化后引入到
染料分子中的。绝大部分阳离子染料可分为隔离型和共
CH3 CH3
C
C - CH = CH + N
C2H4Cl
N
Cl-
CH3
CH3
阳离子基与染料母体共轭
特点：色泽鲜艳，匀染性好，染料敏感（对PH、热等）
二、国产阳离子染料分类（按应用）
类 型
普 通 型
X型
M型
配伍值
(K)
染料名称
特性和用途
1～2 4
2.5～ 3.5 3～4
嫩黄7GL，红 耐洗、耐晒，适合染中深色腈纶 2GL，艳蓝RL， 针织内衣，腈纶条、散纤维、膨 深黄GL，紫2RL，体纱。 紫3BL … …
第二单体：(甲基)丙烯酸甲酯或醋酸乙烯酯，含量在 3～12%。降低纤维的紧密性，提高柔韧性，改善手感，对 上染第三单体也有利。
第三单体：分为弱酸性和强酸性第三单体，含量约1～3% 。
弱酸性第三单体：衣康酸(甲叉丁二酸)(兰化)，它们的 电离能力较差。
CH2 - CH - CH2 - CH - CH2 - CH CN COOCH3 CH2COONa
一些聚丙烯腈纤维的阳离子染料染色饱和值(P553)
纤维名称
考代尔 (Courtelle) (英)
兰化腈纶
(中)
爱克斯纶DK (Exlan) (日)
金山腈纶
(中)
奥纶 42 (Orlon) (美)
染色饱和值 Sf 2.8 2.3 2.2 2.6 2.1
弱酸性第三单体
强酸性第三单体
2、阳离子染料的染色饱和值SD
染料
用量(Owf)
f值
阳离子嫩黄 7GL
0.5
0.53
阳离子艳蓝 RL
2.0
0.69
助剂 1227
0.5
0.58
染考太尔，其 Sf 值为 2.8 D.C.为 0.85
验算： 0.5× 0.53+2.0× 0.69+0.5× 0.58 = 2.276 0.85
2.276 ﹤ 2.8 (考太尔的Sf 值)
阳离子染料及其染色
阳离子染料是一种色泽十分鲜艳的水溶性染料，在溶液 中能电离成染料阳离子。
腈纶是聚丙烯腈的简称，是以丙烯腈为主要成分的共聚 物，丙烯腈含量在85%以上的叫聚丙烯腈纤维，丙烯腈含量 在85%以下的叫变性聚丙烯腈纤维。一般，腈纶的化学组成 由下述三类单体构成：
第一单体：丙烯腈，一般含量在85%以上(分子之间的 作用力强，纤维强力高，延伸性、手感差，难染色。
轭型。
Ａ、隔离型：
O
NHCH3
阳离子蓝FGL
O
染料母体 ( 发色体系 ) 发色体系：蒽醌、偶氮
CH2SO4NHCH2CH2CH2N+(CH3)2
隔离基 阳离子基
隔离型染料的特点：
给色量稍低，色光不十分鲜艳，但耐热、耐晒， 耐酸碱的稳定性好。上染率高(电荷集中)，匀染性差。
Ｂ、共轭型 阳离子桃红FG
五、影响阳离子染料上染速率的因素
1、染料在纤维中的扩散速率与纤维的含硫量(即磺酸 基)有关，含硫量高的腈纶纤维，阳离子染料在该纤维上 的wk.baidu.com观扩散速率较高。
下表为孔雀绿在不同含硫量纤维上的表观扩散系数95.1℃ (P555)
式样编号 含硫量(%)
在染液中因水的增塑作用Tg为 65~80 ℃左右。
阳离子染料的扩散上染
—OOC-腈纶 —O3S-腈纶
染浴温度超过 Tg，随着温度的升高染料向纤维 内部的扩散迅速增大。
扩散进入纤维内部的阳离子染料与腈纶纤维上带负电 的酸性基结合。
－ＯＯＣ－腈纶 －Ｏ３Ｓ－腈纶
One-One的定位结合
染料的吸附量与腈纶纤维上带负电的酸性基的含量有 关，酸性基的含量越多，染料的上染量也就越多。
强酸性第三单体酸性基受染浴PH值的影响不大。
弱酸性第三单体酸性基要受到染浴PH值的影响，当染浴 PH值较低时，弱酸性基的电离会受到抑制。
四、腈纶纤维的染色特性
阳离子染料与腈纶的结合是One-One的定位结合，染料 对纤维的最大上染量决定于腈纶纤维中第三单体的含量。所 以在腈纶的阳离子染料染色中推出染色饱和值的概念。
P1× f1+P2× f2+× P3× f3….+PR× fR D.C.
= Sf
P1、P2、P3、…及PR分别为染料及助剂的用量(Owf)。
f1 、f2 、f3… .及 fR 分别为各染料及助剂的饱和系数。 D.C.为染色系数，由实践经验而定(综合纤维、染料特 性、加工方法、设备、人员等因素)
染色处方实例：
1、纤维的染色饱和值 Sf ： 实际中，Sf 是以100g某腈纶纤维在规定的条件下上染某 指定阳离子染料的重量计算的。
Beckmann以分子量为400、亲和力较高的阳离子染料在 PH4.5、浴比100:1的染浴中用足量的染料使平衡上染百分率 到95%时，100g纤维平衡上染的染料重量作为该纤维的染色 饱和值即Sf。(P552)
230～280，迁移性良好。
三、阳离子染料的染色机理
腈纶纤维
染 料 吸 附
在 Tg 温度之下 65~80 ℃左右
—OOC-腈纶 —O3S-腈纶
聚丙烯腈均聚物在室温之上有三个转变温度：
Tg1：80~100℃(低侧序度区)；Tg2：140~150(中等侧序)℃ Tm：327 ℃(高侧序度区)。
与其它二、三单体共聚后Tg为 80~90 ℃， Tg2消失。
某阳离子染料在规定的条件下上染100g某腈纶纤维达 到规定上染平衡的染料量称为该阳离子染料上染该腈纶纤 维的染色饱和值 SD 。
3、染色的饱和系数 ( f )
腈纶纤维的染色饱和值 Sf 与阳离子染料的染色饱和
值 SＤ 之比即为饱和系数 f 。
f ＝ Sf
SＤ 染色处方验算公式：
染色时，染料的百分用 量(Owf)与饱和系数 f 的乘积， 不应超过纤维的染色饱和值 Sf 。
桃红FG， 染中、浅色腈纶膨体纱，拼色增 翠蓝ＧＢ … … 艳，相容性好。
嫩黄X-7GL，黄 用于腈纶膨体纱； X-6G，黄X-8GL，毛、腈混纺织物的染色，对毛的 深黄X-2RL，金 沾色少； 黄X-GL，艳红X- 匀染性中等。 SGN……
金黄M-GRL， 红M-RL， 蓝M-2G
膨体纱染色，腈纶织物匹染，染 中、浅色，匀染性佳。（分子量
强酸性第三单体：甲基丙烯磺酸钠(金山中、爱克斯纶日) 、 乙烯苯磺酸钠(奥纶美)。
CH2 - CH - CH2 - CH - CH2 - CH CN COOCH3 CH2SO3Na
一、阳离子染料的结构及其特点
阳离子染料的阳电荷是通过氮原子季铵化后引入到
染料分子中的。绝大部分阳离子染料可分为隔离型和共
CH3 CH3
C
C - CH = CH + N
C2H4Cl
N
Cl-
CH3
CH3
阳离子基与染料母体共轭
特点：色泽鲜艳，匀染性好，染料敏感（对PH、热等）
二、国产阳离子染料分类（按应用）
类 型
普 通 型
X型
M型
配伍值
(K)
染料名称
特性和用途
1～2 4
2.5～ 3.5 3～4
嫩黄7GL，红 耐洗、耐晒，适合染中深色腈纶 2GL，艳蓝RL， 针织内衣，腈纶条、散纤维、膨 深黄GL，紫2RL，体纱。 紫3BL … …
第二单体：(甲基)丙烯酸甲酯或醋酸乙烯酯，含量在 3～12%。降低纤维的紧密性，提高柔韧性，改善手感，对 上染第三单体也有利。
第三单体：分为弱酸性和强酸性第三单体，含量约1～3% 。
弱酸性第三单体：衣康酸(甲叉丁二酸)(兰化)，它们的 电离能力较差。
CH2 - CH - CH2 - CH - CH2 - CH CN COOCH3 CH2COONa
一些聚丙烯腈纤维的阳离子染料染色饱和值(P553)
纤维名称
考代尔 (Courtelle) (英)
兰化腈纶
(中)
爱克斯纶DK (Exlan) (日)
金山腈纶
(中)
奥纶 42 (Orlon) (美)
染色饱和值 Sf 2.8 2.3 2.2 2.6 2.1
弱酸性第三单体
强酸性第三单体
2、阳离子染料的染色饱和值SD
染料
用量(Owf)
f值
阳离子嫩黄 7GL
0.5
0.53
阳离子艳蓝 RL
2.0
0.69
助剂 1227
0.5
0.58
染考太尔，其 Sf 值为 2.8 D.C.为 0.85
验算： 0.5× 0.53+2.0× 0.69+0.5× 0.58 = 2.276 0.85
2.276 ﹤ 2.8 (考太尔的Sf 值)
阳离子染料及其染色
阳离子染料是一种色泽十分鲜艳的水溶性染料，在溶液 中能电离成染料阳离子。
腈纶是聚丙烯腈的简称，是以丙烯腈为主要成分的共聚 物，丙烯腈含量在85%以上的叫聚丙烯腈纤维，丙烯腈含量 在85%以下的叫变性聚丙烯腈纤维。一般，腈纶的化学组成 由下述三类单体构成：
第一单体：丙烯腈，一般含量在85%以上(分子之间的 作用力强，纤维强力高，延伸性、手感差，难染色。
轭型。
Ａ、隔离型：
O
NHCH3
阳离子蓝FGL
O
染料母体 ( 发色体系 ) 发色体系：蒽醌、偶氮
CH2SO4NHCH2CH2CH2N+(CH3)2
隔离基 阳离子基
隔离型染料的特点：
给色量稍低，色光不十分鲜艳，但耐热、耐晒， 耐酸碱的稳定性好。上染率高(电荷集中)，匀染性差。
Ｂ、共轭型 阳离子桃红FG