染整工藝原理

1、染整工藝原理（有色）（dyeing&printing）第一章緒論被染色物的形態(tài)二染色牢度染色方法從染料的性質(zhì)看上染方式染色設(shè)備被染色物的形態(tài)（1）散纖維一纖維絲的直接染色（2）紗線一可分為絞紗和筒子紗染色（3）織物（布）一常用的方法有浸染法和軋染法染色牢度1，定義：染色物在染色后的使用或加工過程中，在外界條件的影響下，能夠保持原來色澤的能力。2，一般牢度可分為5級（日曬牢度分為8級），而且，級數(shù)越高牢度越好，按外界條件可分為日曬牢度、汗?jié)n牢度、皂洗牢度、干摩擦牢度、濕摩擦牢度、熨燙牢度、氯漂牢度、升華牢度等。3，日曬牢度分8級，與染料結(jié)構(gòu)、纖維材料、染料用量（高-日曬牢度高；低-日曬牢度低）后

2、整理、抗皺整理、柔軟整理日曬牢度下降有關(guān)。若要達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn)，可加紫外吸收劑。染色方法染色方法有浸染和軋染。1，浸染法：將織物浸在染液中，在一定條件下，維持一定的時(shí)間，使染料和纖維結(jié)合上染（影響因素有：染液濃度、染色溫度、時(shí)間和pH值、添加劑等）。（1）上染百分率=（上染到纖維上的染料量/投入到染浴中的染料總量）X100%（2）用量常用“owf”，即相對于織物重表示。（3）浴比：織物重量與染液體積（重量）的比。如1：20。也可以寫做20：1，兩者表達(dá)的意思相同。（4）平衡上染百分率：染色達(dá)到平衡時(shí)的上染百分率。（5）半染時(shí)間:達(dá)到平衡上染百分率一半所用的時(shí)間軋染：將被染織物短暫浸在染液后，用軋輥把

3、染液擠軋入織物，并軋去多余的染料溶液，再經(jīng)烘干（焙烘），使染料與纖維結(jié)合固著。（1）軋余率（軋液率、帶液率）：（浸軋后織物重一干布重）/干布重X100%軋染一般是連續(xù)染色加工，生產(chǎn)效率高，適合大批量織物的染色，但被染物所受張力較大，通常用于機(jī)織物的染色，絲束和紗線有時(shí)也用軋染染色。*：泳移：織物在浸軋染液后焙烘過程中，染料隨水份的移動(dòng)而移動(dòng)的現(xiàn)象（烘干時(shí)，織物表面水分蒸發(fā)，通過毛細(xì)管效應(yīng)，這兩部分染液會向織物的受熱表面移動(dòng)，產(chǎn)生染料“泳移”現(xiàn)象，造成色斑。）染色影響因素浸染：染料、助劑、溫度、浴比、pH等。軋染：染料、軋余率、潤濕劑或滲透劑、防泳移劑等。一般軋余率：棉織物70%、合成纖維305

4、0%、粘膠纖維織物90%。（二）染料與染色合成染料的品種多達(dá)上萬種，按應(yīng)用分類常使用的有：直接染料、活性染料、還原染料、可溶性還原染料、硫化染料、不溶性偶氮染料、酞箐染料、縮聚染料、氧化染料、酸性染料、酸性媒染染料、酸性合媒染料、分散染料、堿性染料及陽離子染料等。（三）學(xué)習(xí)內(nèi)容：染色工藝原理課程是學(xué)習(xí)各種紡織物染色所用的染料性能、染色原理和染色工藝的科學(xué)。染料為什么能上染纖維、怎樣上染纖維，怎樣固著在纖維中。本部分掌握內(nèi)容：染色概念染色牢度定義上染百分率平衡上染百分率半染時(shí)間染色方法及特點(diǎn)泳移第二章染色熱力學(xué)第一節(jié)、染料的上染過程染料的上染，就是染料舍棄染液（或介質(zhì)）而向纖維移動(dòng)，并深入纖維內(nèi)

5、部的過程。（一）上染過程的幾個(gè)階段：（1）染料從染液向纖維表面擴(kuò)散，并在纖維表面吸附。（2）吸附在纖維表面的染料向纖維內(nèi)部擴(kuò)散。（3）染料在纖維上的固著染料首先在纖維表面發(fā)生吸附，染在纖維表面，形成“環(huán)染”,隨后逐步進(jìn)入到纖維內(nèi)部的無定形區(qū)域，把纖維染透，完成上染過程。吸附的逆過程叫做解吸，上染過程中，吸附與解吸同時(shí)進(jìn)行，初始階段吸附（上染）速率高于解吸速率，最后兩者速率相等，達(dá)到平衡，上染百分率不再升高。假如染色過程中染料的上染速率或吸附速率在恒定的染色條件下（如溫度、浴比及助劑等）與染浴中的染料濃度呈比例關(guān)系，則吸附（上染）速率可表示為：吸附速率：V吸=Ds,tXK吸Ds,t：為染色時(shí)間t

6、時(shí)染液中的染料濃度；K吸：為染色速率常數(shù)。上染開始階段，染液中的染料濃度最高，吸附速率最快，上染速率大于解吸速率，主要是染液中的染料上染纖維。但隨著時(shí)間的延長，染液中的染料濃度不斷降低，吸附速率不斷減慢。解吸速率：V解=Df,tXk解Df,t：為染色時(shí)間t時(shí)纖維上的染料濃度；K解：為解吸速率常數(shù)平衡時(shí)：V吸=V解第二節(jié)染料在染液中的基本形式（染料的溶液性質(zhì)）一、染料的溶液性質(zhì)對上染的影響染料的上染就是染料以單分子狀態(tài)或離子狀態(tài)轉(zhuǎn)移到纖維上的，以單分子狀態(tài)吸附。另外染料在溶液中還存在聚集態(tài)：膠體離子和膠體粒子。不能直接上染。聚集單分子離子二、染料的電離和溶解染料在溶液中的電現(xiàn)象，可以分為帶電的離

7、子型和不帶電的非離子型。離子型又可分為陰離子型的：直接染料、酸性染料、活性染料等。陽離子型的：陽離子染料（堿性染料）非離子型染料主要是：分散染料。常見的染料水溶性基團(tuán)和極性基的性質(zhì)1.SO3HOSO3H；（pH1全部電離）SO3NH2（pH2開始電離、pH5全部離）OH（pH7開始離子化、pH10-11全部電離）NHNHRNR1R2在酸性條件下可以形成正離子。三、染料的分散難溶性染料：分散、還原染料為主。染料在水中，以懸浮體穩(wěn)定分散在溶液中。染料晶體溶解的染料分散于膠束之中的染料三種狀態(tài)之間保持動(dòng)態(tài)平衡關(guān)系。分散穩(wěn)定性與顆粒大小、溫度、電解質(zhì)、分散劑性能等有關(guān)。四、染料在溶液中的聚集及影響因素

8、D-SO3NaD-SO3-+Na+直接、酸性、活性nD-SO3-=（nD-SO3-）n-離子膠束nD-SO3Na=（D-SO3Na）n（n個(gè)染料分子聚集成的膠核）（D-SO3Na）nmD-SO3m-膠體粒子內(nèi)部因素染料水溶性基團(tuán)的數(shù)量多一聚集少染料水溶性基團(tuán)的位置：中間不易聚；兩邊容易聚集外部因素pH值：（高）有利于形成離子狀態(tài)的不易聚集溫度：提高一聚集狀態(tài)變??；降低一聚集狀態(tài)大電解質(zhì)；多聚集提咼助劑：有的表面活性劑（非離子）；（尿素增溶）染料濃度：大一聚集提高濃度、降低溫度可使染料發(fā)生聚集。降低染料溶液的濃度，提高溫度可使染料聚集體發(fā)生解聚。如：電解質(zhì)、溫度的影響溫度的降低和食鹽濃度的提高都

9、會顯著地增加染料的聚集。溫度、食鹽濃度對直接天藍(lán)FF聚集的影響非離子表面活性劑的影響：聚氧乙烯非離子型表面活性劑是通過（OC2H4）nOH結(jié)構(gòu)和水分子發(fā)生氫鍵結(jié)合而獲得水溶性的。隨著溫度的提高，這種結(jié)合逐步遭到破壞，非離子型表面活性劑的水溶性隨之而降低，原來的分散狀態(tài)也就遭到破壞。第三節(jié)纖維材料在染浴中的性質(zhì)一、纖維的吸溫和溶脹紡織纖維都是由線型大分子組成的。大分子排列整齊，定向度高的部分，形成結(jié)晶區(qū)。在結(jié)晶區(qū)大分子排列緊密，孔隙小而少。大分子排列不很整齊，定向度較低的部分稱為無定形區(qū)。在無定形區(qū)分子排列較松弛，有無數(shù)空隙分布其中。纖維分子中含有極性基團(tuán)（親水基團(tuán)），當(dāng)纖維與水或水蒸氣接觸時(shí)，

10、纖維就吸收水分，使纖維發(fā)生潤濕和溶脹。二、纖維材料在染浴中的電性質(zhì)1.雙電層除蛋白質(zhì)纖維外在染浴中都帶負(fù)電，纖維表面吸附相反離子。緊密吸附在纖維表面形成吸附層；在溶液中的相反離子擴(kuò)散分布，形成雙電層（吸附層和擴(kuò)散層）。Zeta電位（g電位）吸附層與擴(kuò)散層之間形成的雙電層也叫動(dòng)電層；吸附層與擴(kuò)散層相對運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象為界面動(dòng)電現(xiàn)象；g電位是緊密吸附層與擴(kuò)散層相對運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的電位差。并非表面的真正電位，而是表示離開實(shí)際表面某一距離的電位。它是緊密吸附層與溶液本體的電位差。熱力學(xué)電位：纖維表面對溶液內(nèi)部的電位差。影響g電位的因素：纖維電性、pH、電解質(zhì)等。界面動(dòng)電現(xiàn)象和動(dòng)電層電位：研究表明、雙電層中有一部分

11、離子被纖維表面很強(qiáng)地吸著，稱為吸附層或固定層。在外力的作用下，纖維和溶液發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)，吸附層一般與纖維表面不發(fā)生相對位移。另一部分離子在外力作用下，當(dāng)纖維與溶液相對位移時(shí)，易和纖維（或吸附層）發(fā)生相對位移，這部分稱為擴(kuò)散層。在外力作用下，吸附層和擴(kuò)散層相對運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象稱為界面動(dòng)電形象。纖維的Z電位和染色紡織纖維在溶液中一般帶有負(fù)電荷，在使用陽離子染料時(shí)，由于染料陽離子和纖維表面電荷相反，則靜電引力和分子間引力（氫鍵、范德華力）作用方向相同，染料容易發(fā)生吸附。當(dāng)纖維表面和染料分子帶有相同電荷時(shí)，纖維表面動(dòng)電層電位較高，電位壁壘高，染色困難。當(dāng)染料分子克服斥力更靠近纖維時(shí)，分子間的引力起主要作用，使

12、染料被纖維表面所吸附。拼色時(shí)，選用半染時(shí)間相近或上染速率曲線相近的染料容易染得前后一致的顏色。溫度升高，染色速率增加，半染時(shí)間t1/2減少，初染率提高，達(dá)到染色平衡所需的時(shí)間減少，但平衡上染百分率降低因此，對于上染速率高的染料，采用較低溫度染色，而對上染速率低的染料則選用較高的染色溫度為宜。三、染料和纖維之間的結(jié)合力:染料與纖維的結(jié)合固著（1）庫倫力（2）范德華引力：偶極力、偶極誘導(dǎo)偶極力、色散力（3）氫鍵（4）共價(jià)鍵（5）配位鍵（6）電荷轉(zhuǎn)移分子間引力染料與纖維分子間的作用力1庫倫力F=qq/&r22d2d2范德華引力：偶極力、偶極一誘導(dǎo)偶極力、色散力。E=2d1d2如：偶極間引力與偶極間的

13、距離r的6次方、絕對溫度T成反比。K3r6KT氫鍵：氫原子和負(fù)電性比較強(qiáng)的原子成共價(jià)鍵結(jié)合。這種氫原子還能和另一負(fù)電性強(qiáng)的原子發(fā)生一種特殊的取向結(jié)合。這種結(jié)合叫做氫鍵。氫鍵的強(qiáng)弱和氫原子兩邊所接原子的負(fù)電性大小有關(guān)。負(fù)電性越大，氫鍵越強(qiáng)。氫鍵的強(qiáng)度大小順序如下：IHF_H_F0H_0_OH一止NH一止DNHSc-a|+CellOOHHNLIO1HOHHGJNNDMHg、COCeil一aI*ClN4.共價(jià)鍵染料和纖維發(fā)生共價(jià)鍵結(jié)合主要發(fā)生在含有活性基團(tuán)的染料和具有可反應(yīng)基團(tuán)的纖維之間。例如活性染料和纖維素之間可在一定條件下發(fā)生反應(yīng)而生成共價(jià)鍵結(jié)合的染色產(chǎn)物。5.配位鍵配價(jià)鍵一般在媒染染料、酸性媒

14、染染料及金屬絡(luò)合染料染色時(shí)發(fā)生，例如1：1型金屬絡(luò)合染料可與羊毛生成配價(jià)鍵結(jié)合。電荷轉(zhuǎn)移分子間引力：供電-胺類、酯基（稱為孤對電子供電體）受體-鹵素、雙鍵（n軌道容納電子）。具有受體性質(zhì)的分子和具有供體性質(zhì)的分子間會發(fā)生分子間結(jié)合。在供電子體D及受電子體A之間，從D到A轉(zhuǎn)移了一個(gè)電子，在D與A之間產(chǎn)生了吸引力，這就是電荷轉(zhuǎn)移力。結(jié)果在D與A之.間形成了一定的結(jié)合，稱為電荷轉(zhuǎn)移結(jié)合。例如，分散染料中的氨基與聚酯纖維中的苯環(huán)，或聚酯纖維中的酯基與分散染料中的芳環(huán)可以發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移，生成電荷轉(zhuǎn)移分子間引力。一般，在對纖維素纖維的上染過程中，范德華引力起著主要作用。另一種理論則認(rèn)為：染料之所以能染著在纖

15、維素纖維上是由于染料在纖維微隙里發(fā)生自身分子聚集的結(jié)果。（直接染料）如：羊毛等蛋白質(zhì)纖維和聚酰胺纖維在酸性染液中染色時(shí)，纖維分子帶有正電荷，對染料色素陰離子發(fā)生庫侖引力。聚丙烯腈纖維（腈綸）分子鏈上有-SO3或-COO-基，帶有負(fù)電荷，對陽離子染料色素離子發(fā)生庫侖引力。其它分子間引力也同時(shí)發(fā)生作用。第四節(jié)吸附的熱力學(xué)一、化學(xué)位、直接性卩=（AG/An）P、T、nj偏摩爾自由焓-化學(xué)位當(dāng)溫度、壓力都不變時(shí)加入無限小的染料，每克分子染料的變化引起染液自由焓的變化。Us=卩s。+RTInas染料在染液中的化學(xué)位yf=yf。+RTInaf染料在纖維上的化學(xué)位表達(dá)式Uf。染料在纖維上標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)位；us。染

16、料在染浴中的標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)位當(dāng)染料的吸附和解吸速率相等時(shí)為平衡。平衡狀態(tài)uf=us；染料在纖維上的濃度為Df；染料在染浴中的濃度為Ds染色平衡時(shí)：Uf=usUs。+RTlnDs=Uf。+RTInDf-（Ufo-Us。）=RTlnDf-RTInDs-AU。=RTInDf/Ds染色標(biāo)準(zhǔn)親和力：染液中染料標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)位和纖維上染料標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)位的差值。（單位KJ/mol）-AU。越大染料的轉(zhuǎn)移（上染）越容易；反之越難。親和力表示染料從溶液中的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)向纖維上的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)轉(zhuǎn)變的趨勢和量度，是熱力學(xué)概念。直接性：染料對纖維上染的能力。用上染百分率來定義（表示）的。上染百分率越高染料對纖維素直接性越高，反之越低。直接性染

17、料能從染液中向纖維表面轉(zhuǎn)移的特性。是親和力定性的表示，受溫度、電解質(zhì)、浴比、pH值、染料濃度和助劑等因素影響。（具有工藝特性）如：浴比大的，所達(dá)到的平衡上染百分率就比較低。親和力由染料和纖維的性質(zhì)決定。親和力：-（Uf。-Us。）=（Us。-Uf。）染料上染纖維的必要條件是：UfoUso，即親和力越大，表示染料從染液向纖維轉(zhuǎn)移的趨勢越大,（從化學(xué)位高向低轉(zhuǎn)移）即推動(dòng)力越大。親和力是染料對纖維上染的一個(gè)特性指標(biāo)，它的單位為KJ/mol。二、不同染色體系的吸附等溫線（染色機(jī)理）吸附等溫線定義：恒定染色溫度下，將染色達(dá)到平衡時(shí)，纖維上的染料濃度對染液中染料濃度作圖。表示染料在纖維與染浴中濃度的關(guān)系。

18、研究染料上染纖維的機(jī)理。（纖維上的染料濃度和染液中的染料濃度的關(guān)系線。）染料對纖維的吸附等溫線主要有三種類型：能斯特分配型（Nersnt）:纖維上染料濃度與溶液中染料濃度正比關(guān)系Df/Ds=K溶解機(jī)理（染料溶解在纖維里-染料是溶質(zhì)；纖維是溶劑）例：分散染料（非離子染料）染合成纖維。纖維上的染料濃度與染液中的染料濃度成正比關(guān)系，隨著染液濃度的增加而增加，直到飽和為止。（即纖維上的染料濃度不再隨染液濃度的增加而增加。）表示纖維上染料濃度Df和染液濃度Ds成直線關(guān)系。Df=KDs式中的K為比例常數(shù)，稱為分配系數(shù)。若以Df對Ds作圖，可得到斜率為K的直線。染料的分配猶如一個(gè)溶質(zhì)在兩個(gè)互不相溶的溶劑中那

19、樣，服從能斯忒（Nernst）分配定律。這種情況一般就假設(shè)染料是溶解在纖維里的，把染料作為溶質(zhì)，纖維作為溶劑來處理。朗格謬爾型（Langmuir）Df=KDSSf/（1+KDS）定位吸附：陽離子染料染腈綸；強(qiáng)酸性染料染羊毛。定位吸附有染座；有明確的飽和值，染料占滿了不再增加。（1）當(dāng)Ds很小時(shí)開始一段為直線。Df=KSfDs=K1Ds（2）推導(dǎo)：吸附速率Va和染液中染料濃度Ds，纖維上未占據(jù)染料的位置量（SDf）的乘積成正比,解吸速率Vd則和纖維上的染料濃度成正比：Va（吸附速度）=KaDs（Sf-Df）Vd（解吸速度）=KdDf平衡時(shí)，Va=Vd:KaDs（S-Df）=KdDfKaDsS=K

20、aDsDf+KdDf（設(shè)：Ka/Kd=K）Df=KDSSf/（1+KDS）推導(dǎo)過程的假設(shè):一個(gè)位置吸附一個(gè)染料分子吸附染料后纖維電性質(zhì)不變吸附于纖維的染料之間不干擾與能斯忒吸附的不同。它的特點(diǎn)在于曲線的斜率隨著上染過程的推移而漸漸下降，最后趨向恒定。在一定條件下達(dá)到一個(gè)定值，染料的上染不再隨染液濃度的提高而增加。纖維上的這個(gè)染料濃度稱為該纖維的染色飽和值。假設(shè)纖維上有許多性質(zhì)一樣的吸附位置（例如酸性染液中染色時(shí)，蛋白質(zhì)纖維分子上的-NH3+基和聚丙烯腈纖維分子上的-SO3-基），其含量為每公斤纖維S個(gè)位置，每一個(gè)位置都能同樣地吸附一個(gè)染料分子而不互相干擾。Va=K1Ds（S-Df）Vd=K2D

21、f式中K1、K2分別為吸附和解吸速率常數(shù)。平衡時(shí)，Va=Vd所以K1Ds（S-Df）=K2Df讓K1/K2=K,移項(xiàng)得Df（1+KDs）=KDsS111=+DfKDSSfs弗萊因德利胥型（Freundlich）經(jīng)驗(yàn)方程式為：Df=KDsn0n自由體積模型合成纖維的上染情況影響因素：溫度濕度擴(kuò)散容量增塑劑降低玻璃化溫度聚酯、聚丙烯腈等合成纖維染色時(shí)，染料分子吸附在纖維大分子鏈上，當(dāng)溫度足以使纖維的大分子的鏈段發(fā)生繞動(dòng)，產(chǎn)生大小超過某一臨界值的孔穴以后，染料分子就循著這些不斷變化的孔穴，逐個(gè)孔穴“跳躍”擴(kuò)散。染料在自由體積模型中的擴(kuò)散系數(shù)半經(jīng)驗(yàn)方程式:lgnT/nTg=lgaT=-A(T-Tg)/

22、B+(T-Tg)(TTg)威廉土蘭代爾弗萊：WLF方程(Williams-Landel-Ferry)式中：nT、nTg分別為溫度T、Tg時(shí)無定形高分子物的粘度等物理機(jī)械性能數(shù)值，A、B為該高分子物的特性常數(shù)。lgaT稱為溫度T時(shí)的移動(dòng)因子。根據(jù)以上分析，粘度隨著鏈段“跳躍”幾率的增高而降低.與此相反，擴(kuò)散速率隨鏈段“跳躍”幾率的增高而增高，故溫度為T時(shí)的擴(kuò)散系數(shù)DT和溫度為Tg時(shí)的擴(kuò)散系數(shù)DTg的關(guān)系為:六、擴(kuò)散活化能(溫度對擴(kuò)散系數(shù)的影響)DT=D0e-E/RT或lnDT=lnDO-E/RT(阿累尼烏斯方程式)(Arrhenius式)式中：DT是絕對溫度為T時(shí)，測得的擴(kuò)散系數(shù)；T；絕對溫度D

23、0為常數(shù)；E為染料分子的擴(kuò)散活化能，即染料分子克服能阻擴(kuò)散所必須具有的能量，因次是kJ/mol；R是氣體常數(shù)。擴(kuò)散活化能：即染料分子克服能阻擴(kuò)散所必須具有的能量。將不同溫度時(shí)測得的擴(kuò)散系數(shù)的自然對數(shù)(lnDT)對絕對溫度的倒數(shù)(1/T)作圖，可得到一直線，直線的斜率為-E/R,由此可算出擴(kuò)散活化能的大小。擴(kuò)散活化能越大，表示分子擴(kuò)散時(shí)克服阻力所需的能量越大，擴(kuò)散速率較低，擴(kuò)散受溫度的影響也就越大。染料分子小，纖維微隙大，有利于染料分子的擴(kuò)散。染料在纖維內(nèi)部的擴(kuò)散基本上是以單分子形式進(jìn)行的，染料聚集體比較大，一般不可能通過纖維的微隙。影響染料在纖維內(nèi)擴(kuò)散性能的因素?cái)U(kuò)散速率首先決定于染料分子結(jié)構(gòu)的

24、大小和纖維的微隙大小。纖維的結(jié)晶度影響染料的擴(kuò)散，尤其是合成纖維。結(jié)晶度高，則染料在此纖維中的擴(kuò)散系數(shù)較低。染料與纖維分子間親和力越高，擴(kuò)散速率越慢。染料的擴(kuò)散速率與纖維上的染料濃度有關(guān)系。提高染色溫度，可以提高染料的擴(kuò)散速率。凡是使微隙增大的因素（如用助劑促使纖維吸濕溶脹、升溫等）都有利于染料的擴(kuò)散。本部分掌握內(nèi)容：以陽離子染料為例說明染料的溶液性質(zhì)及影響染料聚集的因素Zeta電位（動(dòng)電層電位）3.擴(kuò)散模型4.擴(kuò)散活化能5擴(kuò)散邊界層6擴(kuò)散定律7上染速率曲線、升溫上染速率曲線第四章直接染料染色第一節(jié)引言定義：溶于水，分子含磺酸基或羧基，能在中性條件下直接上染纖維素纖維（弱酸性條件下上染蛋白纖維

25、）多用于纖維素纖維、紙、皮革、蛋白質(zhì)纖維和錦綸等。直接染料染色的特點(diǎn)：（1）可溶于水易于染色（2）色譜齊全，仿色容易，品種多，用途廣（3）牢度差對于要求不高的產(chǎn)品還是可以滿足要求的。（4）沾色嚴(yán)重。（5）成本低。（6）鮮艷度稍差。3直接染料應(yīng)用應(yīng)用時(shí)間長，方法簡便水溶性，可以在水中染纖維素纖維和蛋白質(zhì)纖維耐洗牢度差，日曬牢度也欠佳進(jìn)行固色處理可提高牢度第二節(jié)直接染料的分類及其染色性能一根據(jù)染色性能，分為三類：1.（A類）勻染性直接染料分子結(jié)構(gòu)簡單（小），水溶性基團(tuán)多，染液中聚集傾向小，染色速率高，需在70C左右染,勻染性好，牢度差。水洗牢度差，適合染淺色。例如：直接凍黃G勻染性染料。2（B類）

26、鹽效應(yīng)染料（或鹽控型直接染料）分子結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，勻染性較差，分子中含磺酸基較多，上染速率較低，加鹽能夠顯著提高上染速率和上染百分率，促染效果明顯。（中性電解質(zhì)敏感。）須嚴(yán)格控制鹽用量，防止染花，不適合染淺色。例如直接湖藍(lán)5B常為雙偶氮染料，對纖維的親和力較高，分子中具有較多的磺酸基團(tuán)，染料在纖維內(nèi)的擴(kuò)散速率低，移染性能較差，食鹽等中性電解質(zhì)對這類染料的促染效果顯著。故必須通過控制鹽的用量和加入的時(shí)間，以獲得勻染和較高的上染百分率。若鹽的加入量不當(dāng)，會造成初染率太高，容易導(dǎo)致染色不勻。該類染料有較高的濕處理牢度。3（C類）溫度效應(yīng)染料分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜，勻染性很差，染色速率低，分子中含磺酸基少，鹽促染效

27、果不明顯，而溫度對上染影響大（對溫度敏感），溫度提高，上染率提高。較高溫度才能染好，需控制升溫速度獲得勻染效果水洗牢度好，一般適合染深色。常為多偶氮染料，對纖維親和力高，染料分子中含有的磺酸基較少，擴(kuò)散速率低，移染及勻染性差，其上染速率可由染浴的升溫速率和鹽的加入量來控制。染色時(shí)要用較高的溫度,以提高染料在纖維內(nèi)的擴(kuò)散速率，提高移染性和勻染性。在實(shí)際的染色條件下，上染百分率一般隨染色溫度的升高而增加，但始染溫度不能太高，升溫速度不能太快，要很好地控制升溫速率，否則容易造成染色不勻。染淺色時(shí)只需加入少量的鹽就能獲得較高的上染百分率第三節(jié)直接染料的染色原理及性能一、直接染料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：（1）長鏈線

28、型、分子量大（2）很好的平面性（芳環(huán)成同平面）、對稱性（3）具有共軛性（4）含氨基、羧基（形成氫鍵）磺酸基，溶于水。由于上述分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，直接染料在水溶液中具有較大的聚集傾向。二、直接染料染色原理具有直線展開、芳環(huán)成同平面的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，而且在共軛軸上一般都具有能夠生成氫鍵的基團(tuán)，羥基或氨基，有的還有酰胺基。這些基團(tuán)都能生成氫鍵。偶氮基本身也是一個(gè)能形成氫鍵的基團(tuán)。例如一N=N、一OH、一NH2等，纖維素纖維經(jīng)過乙?；u基被封閉以后，直接染料便難以對它們上染。SO3料便難以對它們上染。SO3NaSO3NaNNNHHHONHHHOHOH直接染料的直接性還往往隨芳環(huán)的增加而提高。因而又認(rèn)為色散力對

29、直接染料的直接性起著主要的作用。從染料分子中諸如酰胺等偶極基團(tuán)和增加共軛雙鍵，可以提高染料直接性，說明偶極引力和色散力都起著重要作用。染料分子中的氫鍵基團(tuán)和芳環(huán)成同平面等結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也都是有利于染料分子在纖維上發(fā)生聚集的因素。三、直接染料的染色性能1、直接性高：原因一分子大、線形結(jié)構(gòu)、對稱性好、共軛系統(tǒng)長、同平面性、范德華力大、易與纖維形成氫鍵結(jié)合。2、水溶性：溶解度隨溫度升高顯著增大。少量純堿可以助溶。3、鹽的促染作用。原因：染料上染時(shí)離解成色素陰離子，與帶負(fù)電的纖維素表面有斥力，加鹽可以降低這種斥力，不同的染料作用效果大小不一樣。4、溫度效應(yīng)：對于溫度效應(yīng)染料，提高溫度有利于染料擴(kuò)散，提高上染

30、速率和百分率。對于勻染性染料，60-70C得色深，溫度高，上染率反而下降；5、不耐硬水如沒有軟水加Nad0.5g/LffipHS高為久*加+CO尹-4CaCO作用:a軟優(yōu)水*時(shí)+QH-Tb使染料溶解性有所改變-第四節(jié)直接染料染色工藝一、上染過程直接染料商品中摻有一定數(shù)量的元明粉等稀釋劑以調(diào)節(jié)染料的濃度。纖維素纖維的染色是在含有元明粉或食鹽（粗鹽含有鎂鹽等雜質(zhì)較多）的中性染浴中上染的。二、染浴組成：染料、中性電解質(zhì)：NaCl、無水Na2SO4（元明粉）、助劑（勻染劑）、水三、升溫曲線：染色時(shí)，先將染料用少量冷水調(diào)成漿狀，必要時(shí)可加少量的潤濕劑。然后在不斷攪拌下，加入熱的軟水將染料充分溶解，染料用

31、量隨色澤濃度和浴比而定。浴比1：3左右。染中等濃度的色澤，染料用量為干布重的0.21%；將染料溶液用篩網(wǎng)過濾，加到事前準(zhǔn)備好的染浴里。棉布經(jīng)過熱水均勻潤濕，進(jìn)入染浴。染浴初始溫度也可以為4050C。為了提高上染百分率，可在染浴中另加1030克/升元明粉（或515克/升食鹽），用量隨產(chǎn)品染色濃度和染料性質(zhì)而定。入染后，緩緩升溫至所需溫度，繼續(xù)上染45min1小時(shí)。對于移染性能比較差而可用元明粉控制上染的染料，則可在升溫過程中分次加入元明粉；而對于移染性能差，即使不另加元明粉也能達(dá)到較高上染百分率的染料，應(yīng)在較低的溫度開始上染并很好地控制升溫速率，使染料緩緩均勻地上染。四、染棉織物（一）浸染:染液

32、組成染料x%(owf)純堿13g/L食鹽或元明粉020g/L浴比：1：2040卷染：浴比為1：23；軋染只是少量的生產(chǎn)。浸染是將被染物浸漬于染液中，通過一定的染色工藝，使染料逐漸地被纖維所吸收而達(dá)到染色目的的一種方法。這種染色方法不受染物規(guī)格和數(shù)量的限制，操作靈活。1、浴比和染液pH值浸染法染色，浴比的大小取決于染色產(chǎn)品的特性和生產(chǎn)設(shè)備。從工藝技術(shù)上考慮，輕薄的絲綢和勻染度要求較高的產(chǎn)品，通常采用大浴比染色；批量大、色澤濃的產(chǎn)品，盡可能用小浴比。浴比小，染料利用率高，染色廢水少，又有利于節(jié)約熱能。所以新的生產(chǎn)設(shè)備大都是高效能的小浴比染色機(jī)。有關(guān)浸染用的機(jī)臺型式和加工產(chǎn)品適用范圍見表所示。機(jī)臺名

33、稱加工方式浴比產(chǎn)品范圍噴射染色繩狀1:10機(jī)織物、針機(jī)繩狀1:20織物溢流染色繩狀1:40機(jī)織物、針直接染料與分散染料同浴染色時(shí)，必須兼顧這兩類染料對pH的穩(wěn)定性。X30-60-鐘2、助劑選用、滲透劑：滲透劑BX(拉開扮)，用量為0.51%(owf)；、勻染劑：富米邦A(yù)(601)和凈洗劑LS都是陰離子表面活性劑，對直接染料有緩染作用，可以提高染色成品的勻染度，有利于染色后水洗去除浮色，用量為0.51%(owf)。(勻染劑OP與勻染劑O(平平加)；、固色劑：、軟水劑：直接染料染色對水質(zhì)有一定要求。在水質(zhì)硬度較高的地區(qū)(100ppm以上)，無軟水設(shè)備的情況下，通常在染液中加適量的軟水劑。中、深色澤

34、棉紗或人造棉布的染色都加純堿或磷酸三鈉，既有利于染料溶解，又有軟水效用，用量為12%(owf)。注意：直接染料在染浴中會相互干擾影響染料的上染。染后應(yīng)及時(shí)烘干.提高上染溫度會降低平衡上染百分率。為了避免這個(gè)缺點(diǎn)，可以在上染的后階段將溫度漸漸降低。這樣便可獲得良好的染色效果。五.直接染料的染色影響因素pH：pH值越低溶解性越低(主要對一COOH而言)，加純堿助溶。不耐硬水：和鈣離子等形成沉淀。加純堿可軟化水。(4)鹽效應(yīng)a:促染-Na+-Na-Na+-Na+纖維素纖維帶負(fù)電，在染浴里加入食鹽(或元明粉)，染液里就增加了額外的鈉離子和氯離子（或SO42）。前者Na+受纖維電荷的吸引，而后者則受到排

35、斥。在鈉離子的遮蔽作用下，染料陰離子接近纖維表面所受斥力便大為減弱。Zeta電位負(fù)值減小，由庫侖力產(chǎn)生的能阻減小，促染作用。-SO3越多效應(yīng)越顯著。b:鹽若加的過多，則染料易聚集，不利于上染。c:隨著鹽量的增加，上染速率也增加，容易出現(xiàn)染花的現(xiàn)象，最好采用分批加鹽。直接染料染色也可用浸軋一汽蒸的方式進(jìn)行。汽蒸時(shí)間隨色澤深淺而有長短，需38分鐘,可在軋卷機(jī)上用飽和蒸汽汽蒸以完成上染過程。（二）卷染直接染料應(yīng)用于織物的卷染，與浸染比較，各具優(yōu)缺點(diǎn)。卷染的滲透度及纖維的遮蓋力雖不及繩狀浸染，但對緊密織物的平挺度來說，則為浸染所不及，尤其對粘膠絲織物顯得更為突出。采用松式卷染機(jī)染色，效果更好。1、本光

36、棉平布直接染料及直接耐曬染料的卷染、工藝流程坯布準(zhǔn)備一染色（在98100C染47道，液量120200升）一水洗（冷水洗13道，液量150200升）一烘干一上漿。（2）染色參考處方（染細(xì)平布長480600米卷，染浴120200升）。淺色中色深色備注直接染料（克）50以下50250250以上食鹽（克）0500010005003000預(yù)先溶化純堿或磷酸三鈉（克）200400200400200400預(yù)先溶化滲透劑適量適量適量（3）操作注意事項(xiàng)、染浴用標(biāo)尺計(jì)量，溶化染料和食鹽液量在總液量內(nèi)扣除。、染料預(yù)先用90C以上熱水化透濾凈，加料前染浴溫度達(dá)到規(guī)定染溫。、淺、中色染料液宜分兩次并從兩頭加入，第一次加

37、60%，第二次加40%，加料后需充分?jǐn)噭颉?、部分染料（如直接橙S等）溶解度較小，須防止溶解不透，或溶解后擱置未用，引起染料重新析出而造成色點(diǎn)疵病。、部分染料（如直接耐曬翠藍(lán)GL等）粉質(zhì)較輕，易飛揚(yáng)于空氣中，稱料后應(yīng)立即用滲透劑或擴(kuò)散劑加木調(diào)成漿。、染色過程中保持布邊齊整，食鹽溶液沿卷染機(jī)內(nèi)壁分次均勻加入。、翻改色澤時(shí)，要充分洗凈卷染機(jī)和用具等。、水洗流量應(yīng)按染料濕處理牢度分別控制流量，如直接耐曬翠藍(lán)GL水洗流量不宜過大過急，否則易于產(chǎn)生“柳花”病疵。、染色溫度95C以上，染色46道，染色后水洗2道上軸。（4）其它注意事項(xiàng)、直接染料一般不耐氯漂，如克羅蘭丁紫5BLL等耐氯性更差，染坯需用95C以

38、上純堿水處理，去盡布上微量殘余氯，以防止產(chǎn)生色差。、采用促染劑染色時(shí)，卷染機(jī)大軸包上聚氯乙烯薄膜或涂烘環(huán)氧樹脂，以克服鹽所帶來的大軸鐵銹漬疵病。如用不銹鋼染缸，則無此疵病。、殘液繼續(xù)使用，可獲得基本均勻一致的色光，既降低染化料耗用量，又使操作便利。、直接染料的染色牢度和上染速率不一，拼色時(shí)應(yīng)選擇使用。、直接染料（特別是直接耐曬翠藍(lán)GL）烘燥過程中易產(chǎn)生泳移現(xiàn)象，因此烘筒表面溫度應(yīng)依次先低后高。、直接染料對鈣鹽拒染的反應(yīng)極為敏感（尤以直接耐曬翠藍(lán)GL為甚），布面如沾有鈣鹽斑漬，染后會呈白斑疵病。經(jīng)驗(yàn)證明，在染色前采用酸洗（用量大），加溫處理，既可去凈鈣鹽，又能提高滲透，有利于勻染。但處理后的染坯

39、，應(yīng)充分洗凈方可染色。一般認(rèn)為，直接染料對棉纖維親和力強(qiáng)，上染速度快，勻染性較差。提高染色均勻度，一直是產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵。采取的措施大致可歸納如下幾點(diǎn)：i、提高染色溫度，加強(qiáng)染料的滲透擴(kuò)散。直接染料低溫染色上染，滲透差，白芯現(xiàn)象嚴(yán)重，成品布面發(fā)毛，而且大部分直接染料在低溫染浴中由于溶解度的限制，易于析出，造成色點(diǎn)次布。因此，低溫染色與染色機(jī)理不合。采用高溫染色，有利染料的溶解、擴(kuò)散和滲透，染色均勻度較好。ii、染前坯布烘干燙平。染前坯布施行烘干燙平措施，克服繩狀折印，使染色“條花”病疵減少。直接桃紅12B、直接湖監(jiān)6B、直接橙S及克羅蘭丁紫5B、紫BLL等染料染色時(shí)，對布面繩狀折印反應(yīng)較敏感。由

40、于布面繩狀折印的存在，增加了染色條花，在濕布直接染色改為半制品烘干、燙平、浸水后進(jìn)行染色的措施后，染色均勻度可得到提高。iii、放大浴比，分次加料。放大浴比，分次加入染料，少加、緩加或分次加促染劑，都可提高染色均勻度，克服前后色差。因?yàn)榉糯笤”认鄳?yīng)降低了染液單位濃度，使上染速度緩慢。染料分次加入染浴，可克服布軸兩頭色差。不易染勻的染料更需分次加促染劑。iv、控制升溫速度。對某些上染速度較快而移染性又差的染料，宜控制緩慢升溫以幫助取得勻染。尤其在上染較快的一段溫度，應(yīng)特別注意。第五節(jié)、染其它纖維（一）染蠶絲牢度較好，但光澤、顏色鮮艷度、手感不及酸性染料。故只是適合染黑、翠藍(lán)、綠色等。染色在松式染

41、色機(jī)進(jìn)行，40C開始，逐漸升溫至90-95C,保溫60min，水洗、固色。桑蠶絞絲的浸染、工藝流程絞絲精練f水洗f染色f水洗f脫水f固色f水洗f上油f脫水f烘干。蠶絲也可用直接染料染色。蠶絲既含有氨基又含有羧基。它的等電點(diǎn)在pH4附近，染液pH低于等電點(diǎn)以后，纖維就帶正電荷。許多直接染料可以在中性染浴中對蠶絲上染，元明粉也起促染作用。但有些直接染料，則需在染浴里酌加少量醋酸才能上染，其它條件和棉纖維染色相仿。上染完畢，溫水淋洗，最后可以用稀醋酸（1.5克升）處理，以改進(jìn)產(chǎn)品手感。、參考處方淺色中色深色直接染料（,owf）0.5以下0.51.51.5以上勻染劑OP（克/升）0.070.040.04食鹽（克/升）2以下244598%醋酸（毫升/升）0.10.20.30.6備注：遇酸變色的染料少加或不加浴比1:1520固色浴比1：810,溫