活性染料染色原理.pptx

1、第一節(jié) 概述染料概述光、色、拼色和電子計算機配色染色基本理論染色方法和染色設(shè)備第二節(jié) 直接染料染色第三節(jié) 活性染料染色第四節(jié) 還原染料和可溶性 還原染料染色第五節(jié) 不溶性偶氮染料染色第六節(jié) 硫化染料染色第七節(jié) 酸性染料染色第八節(jié) 酸性媒介染料染色第九節(jié) 酸性含媒染料染色第十節(jié) 分散染料染色第十一節(jié) 陽離子染料染色第十二節(jié) 涂料染色第十三節(jié) 新型纖維及羊絨的染色 第十四節(jié) 混紡和交織物染色第十五節(jié) 針織物染色第十六節(jié) 染色發(fā)展動向染色 第四章 紡織品的染色1內(nèi)容：活性染料的結(jié)構(gòu) 活性染料的染色性質(zhì)活性染料的染色機理活性染料的應(yīng)用第三節(jié) 活性染料reactive dyes染色要點：1. 活性染料的

2、結(jié)構(gòu)與染色性能的關(guān)系2. 活性染料染色工藝要點2 第三節(jié) 活性染料reactive dyes染色活性染料： 又稱反應(yīng)性染料。分子結(jié)構(gòu)中有一個或以上的活性基團，在適當(dāng)條件下，能夠與纖維發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成共價鍵結(jié)合?；钚匀玖系臍v史：汽巴公司、赫斯特公司、卜內(nèi)門公司、我國在1958年也開始生產(chǎn)活性染料。一、活性染料的性質(zhì)1、水溶性染料，水中電離為負離子染料。2、優(yōu)良的濕牢度和勻染性。 (活性染料在纖維上一經(jīng)染著，就有很好的染色牢度，尤其是濕牢度)33、色澤鮮艷（色澤鮮艷度、光亮度特別好）,色譜齊全（一般不要其它類染料配套），使用方便，成本低廉。4、染料在水中會發(fā)生水解，染料-纖維鍵穩(wěn)定性較差，會發(fā)生

3、斷裂,因此利用率低，難以染深色,需固色。5、適用范圍： 纖維素纖維，蛋白質(zhì)纖維，聚酰胺纖維，還常用于印花 。6、耐氯牢度差， 耐氣候、煙熏牢度差。4二、活性染料的類型化學(xué)結(jié)構(gòu)式: S - D - B - Re | | | | 染 連 活 水溶性基團 料 接 性 多為磺酸基 發(fā) 基 基(母體上常有1-3個) 色 體 H2ODyeSO3Na DyeSO3+ Na+ 呈染料負離子型 離去基團母體染料接上活性基即可制得活性染料?；钚曰鶓?yīng)用最多的是鹵代均三嗪，鹵代嘧啶，乙烯砜等幾類。5活性染料的母體結(jié)構(gòu)：1、偶氮類活性染料偶氮活性染料多以單偶氮結(jié)構(gòu)為主，尤其是紅、黃、橙等淺色系列。近年來為改善這類染料的

4、直接性，提高固色率，滿足低鹽或無鹽染色要求，常通過增大母體結(jié)構(gòu)及分子量，提高母體結(jié)構(gòu)的共平面性，以及增加與纖維形成氫鍵的基團數(shù)等來達到目的。 單偶氮結(jié)構(gòu)為主：黃、橙、紅色活性艷紅K-2BP (C.I反應(yīng)性紅 24) 第八章 活性染料雙偶氮結(jié)構(gòu)：紫、黑、棕、灰等深色品種。金屬絡(luò)合結(jié)構(gòu)：紫、深藍、黑色活性艷紫 KN-4R (C.I.反應(yīng)性紫 5) 活性黑KN-B (C.I.反應(yīng)性黑5) 第八章 活性染料2、蒽醌類活性染料蒽醌類活性染料主要為溴氨酸的衍生物，4位氨基上引入活性基； 其色澤艷麗，具有較好的應(yīng)用性能和各項牢度。主要為艷藍?；钚云G藍KN-R (C.I.反應(yīng)性藍19) 第八章 活性染料3、酞

5、菁類活性染料含酞菁類母體結(jié)構(gòu)的活性染料大多為翠藍色，以及經(jīng)分子內(nèi)拼色等得到的綠色，色澤十分鮮艷，具有較高的耐光牢度。活性翠藍K-GL (C.I.反應(yīng)性藍 14) 通常黃、橙、紅淺色色調(diào)的染料系用單偶氮及雙偶氮染料，紫、灰、黑、褐色等暗色系用金屬絡(luò)合染料，艷藍及綠色常用蒽醌衍生物或酞菁染料。染料母體主要是偶氮、蒽醌、酞菁等，以單偶氮類為多。101、均三嗪型活性染料X1、X2可為鹵素原子，根據(jù)數(shù)目和種類的不同又可分為一氯，二氯，一氟等。三、活性染料的結(jié)構(gòu)與染色性能的關(guān)系11制備氯代均三嗪活性染料的重要原料是三聚氰氯： 1213一氯均三嗪活性染料（國產(chǎn)K型活性染料）14一氯均三嗪染料反應(yīng)性較弱，穩(wěn)定

6、性好，80以上水溶解，染料-纖維鍵較穩(wěn)定，固色率在80%以上。反應(yīng)性低的活性基，可在較高的溫度及較高的pH值下進行染色；還適用于印花工藝（印漿穩(wěn)定），易于后處理。15二氯均三嗪活性染料 (X型) ，是最普遍使用的三嗪染料 反應(yīng)性活潑。30-50水中溶解；染料-纖維鍵穩(wěn)定性差，需固色，固色率低；常用于低溫染色。反應(yīng)性太強，活潑性太高，染料容易水解，無法保存。反應(yīng)性高的活性基，應(yīng)在較低的溫度下進行，在堿性較弱的條件下進行固色。1617一氯甲氧基均三嗪（Cibacron Pront）染料。其反應(yīng)性介于一氯均三嗪與二氯均三嗪之間，具有較好的印漿穩(wěn)定性，特別適用于短蒸印花工藝。18一氟均三嗪活性染料（

7、Cibacron F ，R型）比一氯均三嗪型活性基團更為活潑。適于中低溫染色的工藝 (4060)。 采用負電性更強的氟來取代氯192、鹵代嘧啶型活性染料：活性基為鹵代嘧啶基嘧啶基是二嗪結(jié)構(gòu)，核上碳原子的正電性較弱，因而比均三嗪結(jié)構(gòu)的反應(yīng)性低。所以嘧啶型活性染料最不易水解，“染料-纖維”鍵的穩(wěn)定性高，特別適于高溫染色（滌棉染色）。20二氟一氯嘧啶的活性基(國產(chǎn)的F型活性染料)，具有中等的反應(yīng)活潑性，而有較高的固色率，適合40-80染色，纖維-染料鍵穩(wěn)定性好，價格高，多用于羊毛。更重要的是它與纖維的結(jié)合鍵有很好的耐酸和耐堿的水解穩(wěn)定性。213、乙烯砜型活性染料（雷馬素活性染料，DyStar公司生產(chǎn)

8、） （KN型） 活性基是 硫酸酯乙烯砜，通式為D-SO2CH2CH2OSO3Na NaOHDSO2CH2CH2OSO3Na DSO2CH=CH2染色時堿性介質(zhì)中先脫去硫酸酯基，形成乙烯砜基后再和纖維反應(yīng)。DyStar textile dyes: Textile dyes, fabric dyeing, dyestuff, reactive dyes, acid dyes, sulfur dyes, direct dyes, basic dyes, vat dyes, disperse dyes etc 22反應(yīng)性介于X型（二氯均三嗪）和K型（一氯均三嗪）之間，性能較穩(wěn)定，染色溫度5070。有理

9、想的勻染效果（即使染色條件很差），但鮮艷度差，固色率較低85%（固色過程中染料-纖維鍵水解嚴重，耐堿能力較差）DSO2CH2CHOSO3Na DSO2CH=CH2 DSO2CH2CH2O纖維素23鹵代氮雜環(huán)活性基的反應(yīng)性能和雜環(huán)的電子云密度分布有關(guān),常見氮雜環(huán)的電子云密度分布如下:24 鍵長數(shù)據(jù)25 26 常用各類活性染料相對反應(yīng)性強弱見圖。 二氯均三嗪類 二氯喹惡啉類 甲砜代嘧啶 乙烯砜類（雷瑪素） 一氯均三嗪 氯化嘧啶類 丙烯酰胺類小 反應(yīng)性 大 274、膦酸基型活性染料（國產(chǎn)P型活性染料）染料在弱酸性條件下與纖維素纖維發(fā)生反應(yīng)，形成共價鍵結(jié)合。 (固色催化劑為氰胺或雙氰胺)卜內(nèi)門公司于1

10、976年開發(fā)的染料，商品名為Procion T適用于分散染料/活性染料一浴法（滌綸/纖維素纖維混紡織物）的染色，固色率高達90左右。因為分散染料遇到堿劑會影響給色量與鮮艷度。285、a溴代丙烯酰胺型的活性染料 O D NH C C =CH2 Br(鹵基，如Cl)典型代表蘭納素（Lanasol），國產(chǎn)為PW型，很適合染羊毛、羊絨，其鮮艷度高，牢度好，固色率在羊毛上為90以上，在絲綢上為85左右。 Lanasol染料實質(zhì)上是一個含雙活性官能團的染料， 專用染色助劑阿爾貝哥B（AlbegalB）。296、 羧基砒啶均三嗪型活性染料（國內(nèi)的R型）對纖維素纖維染色時，直接性大，反應(yīng)性強，能在高溫和中性條

11、件下與纖維素纖維反應(yīng)，可用于滌綸纖維/纖維混紡織物的一浴一步法染色。芳香環(huán)307、雙活性基活性染料：具有雙活性基 一氯均三嗪基+ 硫酸酯乙烯砜 （M型）固色率高，一個活性基水解，另一個活性基仍在同纖維發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)性高，穩(wěn)定性好。兩個一氯均三嗪 （KE型，KP型） 可提高固色率至8090的水平，而且由于染料分子的增大，提高對纖維的親合力，在高溫染色條件下有利于染料的滲透與勻染。31雙側(cè)型。呈線狀結(jié)構(gòu)，直接性較高，更適用于吸盡染色法，國產(chǎn)KD、KE型大多屬于此類。單側(cè)型。單側(cè)型由于大多數(shù)不呈線狀結(jié)構(gòu)，染料與纖維的共平面性較差，直接性低，主要適用于印花這種染料固色率很高架橋型。32四、新型活性染科

12、1低鹽染色活性染料 該染料分子結(jié)構(gòu)較大，磺酸基含量較少，染料分子同平面性較強，含有可形成氫鍵的基團，染料對纖維的親和力較大。鹽的用量可降至普通活性染料染色的50-65。332活性分散染料是含有活性基的難溶性染料，不含磺酸基、羧基，在水中以懸浮狀態(tài)存在。活性分散染料可對纖維素纖維、錦綸、滌綸等纖維進行染色，特別適用于纖維素纖維與合成纖維混紡織物的一浴法染色，34五活性染料的反應(yīng)性能（上染原理） 1.親核取代反應(yīng)纖維上的負離子取代染料活潑基團上的氯原子，發(fā)生親核取代反應(yīng)取代基：纖維素-O，蛋白質(zhì)-NH，聚酰胺纖維-NH，水中OH。含取代基的物質(zhì)稱為親核試劑。纖維負離子的親核性 OH352、親核加成

13、反應(yīng)具有碳碳雙鍵活性基的染料可與親核試劑發(fā)生親核加成反應(yīng)。36典型代表： 硫酸酯乙烯砜37含膦酸基的活性染料在氰胺或雙氰胺的催化作用下，在高溫和弱酸性條件下可形成磷酸酐，再與纖維素纖維反應(yīng)，以酯鍵的形式結(jié)合。 其反應(yīng)過程如下；38溴代丙烯酰胺基的活性染料與羊毛纖維反應(yīng)時，可發(fā)生親核取代和親核加成反應(yīng)其反應(yīng)過程如下；39六. 活性染料的染色過程： 上染（吸附，擴散） 固色 皂洗（一）和纖維素纖維的反應(yīng)：1、 活性染料的共平面性不如直接染料強。40直接性太高，溶液中染料量減少，不利于擴散和透染。染料的擴散性好，纖維與染料的接觸多，利于透染和勻染。412、堿性條件下固色：加堿（純堿，磷酸三鈉，小蘇打

14、）反應(yīng)性強的染料，應(yīng)在弱堿條件下固色。423. pH值太高，雖然纖維-染料鍵形成加快， 但染料的水解也在加速，影響更大。434.溫度提高溫度，使纖維-染料與染料水解都增加，但對水解的影響更大。此外溫度太高，還會降低平衡上染百分率（對X型明顯） 。 堿性強時，固色溫度應(yīng) ？445.鹽促染：提高庫侖力；此外由于纖維內(nèi)的OH比溶液低，因此加入較多的電解質(zhì)，才可以使纖維內(nèi)的OH濃度提高。但是鹽過多會使染料發(fā)生聚積或沉淀。 456. 常見染色工藝：浸染：采用直接性較高的染料。卷染：選反應(yīng)性強的X型（30），M型（60）軋染：浸染、汽蒸、烘焙，選直接性低的染料。 冷軋堆法染色：浸染打卷堆置后處理（洗，皂洗

15、，洗，烘干），選反應(yīng)性和擴散性好的染料。46（二）活性染料竭染的染色特征值SERF值活性染料采用竭染方法(浸染)染色時，染料的染色性能特征值：47 1S值S值是活性染料在未加堿只加鹽的染色條件下，染料對纖維的上染百分率，它反映了染料對纖維的直接性和親和力的大小。 2E值E值是活性染料在加堿固色后，染料對纖維的上染百分率。3.R值R值是活性染料在加堿固色5min (有的資料為10 min)時的固色率，它反映了染料對纖維的反應(yīng)性能及固色速率的大小。4.F值F值是活性染料在染色結(jié)束時的固色率，它反映了染料的利用率。48七、活性染料的染色方法(一)活性染料染纖維素纖維一浴一步法也稱全浴法：將染料、促染

16、劑、堿劑等全部加入染液中，染料的上染和固色同時進行。一般用于中、淺色澤的染色，一些新型活性染料的染深性較好，可用于較深色澤的染色（染料用量8-11%）。一浴二步法：先在中性浴中染色，染色一定時間，染料充分吸附和擴散后，加入堿劑固色。二浴法：先在中性浴染色，染色一定時間后，再在堿性浴中固色。由于上染和固色是在兩個浴中分別進行，染料水解較少，可續(xù)缸染色，染料利用率高。49一浴二步法： 其工藝流程為：染色固色水洗皂煮水洗烘干。1、染料的用量根據(jù)染色的深淺決定；2、鹽的用量20-60 g/L（10-20%），為了勻染，鹽可分批加入；3、染色浴比不宜過大，否則染料上染率低，而浴比過小對勻染不 利，一般采

17、用1：20-1：30。4、染色溫度根據(jù)染料的性能而定，X型為30-35，K型為40- 70，KN型為40-60，M型為60-90。5、染色時間一般為10-30min.506、固色常用純堿和磷酸三鈉，用量應(yīng)根據(jù)染料的反應(yīng)性和染料用量選擇，反應(yīng)性強的染料或染料用量低時，可用較少量的堿。一般純堿的用量為10-20g/L，磷酸三鈉為5-10 g/L。固色溫度根據(jù)染料的性能而定，X型為40左右，K型為85-95，KN型為60-70，M型為60-95固色時間一般為30-60min。7、固色處理后應(yīng)進行水洗和皂煮。51例：活性染料染色處方：（純棉織物）活性染料 2g/L-9g/L ，食 鹽 或元明粉 40g

18、/L ， 純 堿 10g/L-20g/L ，染色處方溶比1：50401/2食鹽30分鐘沖洗純堿1/2鹽纖維染料9040凈洗劑8015分鐘吸附固色皂洗沖洗52(二)活性染料染蛋白質(zhì)纖維染羊毛：用毛用活性染料，溴代丙烯酰胺型、 二氟一氯嘧啶型等。毛用活性染料的優(yōu)點：鮮艷度高，固色率高，水解少，耐曬牢度和耐濕處理牢度高。但這類染料的移染性較差，不易勻染，價格貴。WNH2, WOH, WSH( 巰基),都可與染料形成共價鍵.反應(yīng)性強弱： WSHWNH2WOH， 最穩(wěn)定的是WNH2成的鍵53Lanasol染料，它含有溴丙烯酰胺的活性基團，反應(yīng)機理如下：54 例： 蘭納素：纖維：羊毛, 纖維； 紗線 染色處方: 蘭納素 X% （勻染）阿白格FFA 0.3-0.8% （勻染）阿白格B 1.0-2.0% 元明粉 0-10% 硫酸銨 4.0% 醋酸30% 0.5-4.0% PH=74.5固色處方: 氨水 Y% 純堿 Z% (艷麗格B 1g/l) 染料用量用量超過1.5，要做堿處理弱酸性介質(zhì)；有鱗片,所以溫度應(yīng)高些；可加少量尿素. 5530-40染料助劑醋酸60-709830-90分鐘80-85固色處方20-30放水沖洗56蠶絲的反應(yīng)性基團比羊毛少，不易染成深濃色，應(yīng)選反應(yīng)性稍強的染料，常用X型染料；由于無鱗片，所以耐堿性比羊毛好，堿固