染色工藝基礎(chǔ)知識

染色工藝基礎(chǔ)知識當(dāng)前第1頁\共有29頁\編于星期二\8點滌綸染色工藝原理錦綸染色工藝原理腈綸染色工藝原理

目錄123纖維素纖維染色工藝原理4當(dāng)前第2頁\共有29頁\編于星期二\8點

滌綸（PET)：大分子兩端各含有一個-OH，不含親水基團熔點約為267℃結(jié)晶度可達(dá)40%-60%，分子排列緊密玻璃化溫度Tg為125℃滌綸在堿性條件下易發(fā)生水解一、滌綸染色工藝原理當(dāng)前第3頁\共有29頁\編于星期二\8點分散染料：1.分子較小，結(jié)構(gòu)簡單，不含-SO3等強親水基團，僅含有-OH、-NH2、-NO2等弱極性基2.與纖維的結(jié)合力：氫鍵：分子中的-OH、-NH2與纖維中的-C=O-以氫鍵結(jié)合范德華力：主要是非極性分子間的色散力3.在高溫堿性條件下，染料發(fā)生水解，染色時染浴PH值為5-64.主要用于滌綸、滌棉混紡織物的染色和印花。5.具有較好的耐熱性和耐升華牢度

當(dāng)前第4頁\共有29頁\編于星期二\8點分散紫E-BL25%分散藍(lán)H-2GL50%分散黃RGFL10%當(dāng)前第5頁\共有29頁\編于星期二\8點分散染料上染過程：染料顆粒膠束中的染料染液中的染料分子動力邊界層纖維擴散邊界層流動的染浴當(dāng)前第6頁\共有29頁\編于星期二\8點滌綸染色工藝條件：

1.高溫高壓染色法當(dāng)前第7頁\共有29頁\編于星期二\8點1.溫度：滌綸染色的溫度為135℃，此溫度稱為染色轉(zhuǎn)變溫度（TD）。在常溫下，滌綸無定形區(qū)大分子間排列緊密，常溫下染料分子難以進入纖維內(nèi)部，當(dāng)纖維加熱到玻璃化溫度（Tg,125℃)以上時,無定形區(qū)部分分子鏈運動加劇，分子間的空隙增大，染料分子可以進入纖維內(nèi)部進行上染。一般TD較Tg高十幾度，根據(jù)擴散系數(shù)來決定的。2.PH值：染浴PH值一般為5-6，因為大部分分散染料在PH>8時水解，在PH值<4時染料還原分解，使色光萎暗，且滌綸在PH>7時，高溫條件下也會發(fā)生水解，產(chǎn)生"堿剝皮”的現(xiàn)象。3.還原清洗：1）去除滌綸原絲在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的低聚物2）去除滌綸布面吸附殘留的染液，采用保險粉和燒堿的共同作用下，分散染料結(jié)構(gòu)被破壞，降低其對纖維的親和力，有利于去除浮色。當(dāng)前第8頁\共有29頁\編于星期二\8點2.載體染色法3.熱熔染色法4.分散染料微膠囊染色技術(shù)5.超臨界二氧化碳流體染色當(dāng)前第9頁\共有29頁\編于星期二\8點二、錦綸染色工藝原理錦綸（PA）：聚酰胺纖維，在我國稱為尼龍，分子主鏈由酰胺鍵（-CO-NH-)連接，主要包括錦綸6和錦綸66兩大纖維品種。結(jié)晶度50-60%，甚至高達(dá)70%，含有的酰胺鍵在酸中很易水解，在堿中的穩(wěn)性性較好。錦綸等電點：5~6。錦綸66（聚己二酰己二胺）分子量為20000-30000Tg為47-50℃熔點為250-265℃錦綸6（聚己內(nèi)酰胺）分子量為14000-20000Tg為35-50℃熔點為215-220℃當(dāng)前第10頁\共有29頁\編于星期二\8點酸性染料：一類結(jié)構(gòu)上帶有酸性基團的水溶性染料。絕大多數(shù)酸性染料是以磺酸鈉鹽的形式存在，極少數(shù)是以羧酸鈉鹽的形式存在。一般采用弱酸性染料染錦綸，染料結(jié)構(gòu)中只含有1-2個-SO32-，在常溫染液中基、以膠體分散狀態(tài)存在，染色在弱酸浴中進行(pH＝4～5）這類染料的濕處理牢度較好、勻染性稍差。

弱酸性黃3GSNylonthrene染料具有良好的日曬、濕處理牢度和勻染性能，還有較高的耐臭氧牢度，染色條件容易控制，染淺－中色不需要添加助染劑，染深色也僅需加少量助染劑。NylonthreneB染料主要用于卷染。當(dāng)前第11頁\共有29頁\編于星期二\8點酸性染料染色機理酸性染料的主要結(jié)構(gòu)：

D–SO3–Na+→D–SO3–+Na+

PH<3，錦綸中的亞氨基吸酸產(chǎn)生“染座”，上染量會急劇增加，產(chǎn)生超量吸附，但纖維會迅速水解，強度明顯下降

NH3+—NH—COO-NH3+—NH—COOHNH3+—NH+—COOHPH=4-6，染料以離子鍵、氫鍵和范德華力共同作用而與纖維結(jié)合，可以染濃色。因此一般選用弱酸性染料染錦綸。其鍵結(jié)主要是靠纖維分子在酸性條件下末端帶正電的氨基與染料的磺酸基團的離子結(jié)合以及分子彼此間形成的范德華力和氫鍵結(jié)合。

當(dāng)前第12頁\共有29頁\編于星期二\8點染色工藝過程染物于50~60℃入染，以1℃/1.5min的速率升溫至70℃，再以1℃/2~4min的速率升溫至沸，再沸染45~75min，然后水洗烘干。當(dāng)前第13頁\共有29頁\編于星期二\8點1.溫度：染色溫度過高會加速錦綸纖維水解，染色溫度一般建議于100℃，大于錦綸的Tg,可根據(jù)不同的染色織物及染色設(shè)備而調(diào)整.但是酸性染料對尼龍的親和力較高，初染速度很快，為了避免染色一開始的上染不勻，始染溫度宜低，升溫速率宜慢。2.勻染劑：親纖維型陰離子表面活性劑親染料型陽離子表面活性劑3.固色處理采用單寧固色劑在弱酸性條件下于80℃固色20min,主要是在錦綸表面形成一個阻止染料向外擴散的薄膜。錦綸66：50℃左右錦綸6：35~50℃復(fù)配物:烷基胺聚氧乙烯醚-烷芳基磺酸鈉當(dāng)前第14頁\共有29頁\編于星期二\8點染色方法1.浸染散纖維錦綸條錦綸絲彈力絲織物2.卷染錦綸綢3.染料活性染料當(dāng)前第15頁\共有29頁\編于星期二\8點三、腈綸染色工藝原理

腈綸（PAN)：聚丙烯腈第一單體：丙烯腈，主體，含量85%第二單體：含酯基的乙烯基單體，基團體積大，減弱大分子間的作用力，有利于染料分子進入纖維內(nèi)部第三單體：染色單體，含磺酸基或羧酸基的酸性單體，對陽離子染料或酸性染料有親和力腈綸大分子上含有體積較大和極性強的側(cè)基-CN，不能形成晶體，沒有結(jié)晶區(qū)，無定形區(qū)的規(guī)整程度高于其他纖維，Tg為75-100℃，軟化溫度為190-240℃。由于水的增塑作用，腈綸纖維的玻璃化溫度下降到70-85℃之間，鏈段開始運動。當(dāng)前第16頁\共有29頁\編于星期二\8點陽離子染料：陽離子染料的陽電荷是通過氮原子季銨化后引入到染料分子中的。絕大部分陽離子染料可分為隔離型和共軛型。Ａ、隔離型：陽離子藍(lán)FGL特點：給色量稍低，色光不十分鮮艷，但耐熱、耐曬，耐酸堿的穩(wěn)定性好。上染率高(電荷集中)，勻染性差。Ｂ、共軛型：陽離子桃紅FG特點：色澤鮮艷，勻染性好，染料敏感（對PH、熱等）當(dāng)前第17頁\共有29頁\編于星期二\8點陽離子染料染色機理腈綸上的酸性基團電離，使纖維帶負(fù)電荷：腈綸—COOH腈綸—COO-+H+腈綸—SO3H

腈綸—SO3-+H+負(fù)電荷的腈綸與帶正電的陽離染料之間產(chǎn)生靜電引力染料陽離子向纖維遷移并吸附在纖維表面形成濃度差當(dāng)T>Tg，染料由纖維表面向內(nèi)部擴散和滲透擴散進入纖維內(nèi)部的陽離子染料與腈綸纖維上帶負(fù)電的酸性基以離子鍵、氫鍵和范德華力相結(jié)合

－ＯＯＣ－腈綸－Ｏ３Ｓ－腈綸One-One的定位結(jié)合當(dāng)前第18頁\共有29頁\編于星期二\8點染色工藝過程當(dāng)前第19頁\共有29頁\編于星期二\8點1.PH值：有相當(dāng)多的陽離子染料（如三芳甲烷類）在堿性條件下不穩(wěn)定，所以染色一般在PH為4.5-5.5。因為pH值過高（堿性條件下），染料會發(fā)生色光變化，甚至產(chǎn)生沉淀。染深色時，如果染浴的pH值太低，纖維中電離的酸性基團少，會引起上染百分率的降低。2.染色溫度：因為腈綸的上染主要就是超過玻璃化溫度Tg十幾度的時候，突然上染速率急劇增加每提高1℃，上染速率增大30%左右，因此在高于Tg之后，采用分段升溫法染色。當(dāng)前第20頁\共有29頁\編于星期二\8點三、纖維素纖維染色工藝原理天然纖維素纖維：棉纖維、麻纖維再生纖維素纖維：粘膠纖維、銅氨纖維、醋酯纖維纖維素纖維纖維素纖維具有兩相結(jié)構(gòu)，既有結(jié)晶區(qū)，又有無定形區(qū)結(jié)晶區(qū)在整體纖維中的含量：棉約為70%麻約為90%絲光棉約為50%粘膠纖維約為40%當(dāng)前第21頁\共有29頁\編于星期二\8點纖維素纖維在染色時，一般是將染料溶于水或分散于水中進行，染液只能滲透到纖維的無定形區(qū)和晶區(qū)邊緣。若纖維結(jié)晶度高（麻纖維），無定形區(qū)少，則結(jié)構(gòu)緊密，染料不易進入，染料的平衡吸附量也少，得色較淺。若纖維結(jié)晶度低（再生纖維素纖維），相應(yīng)的無定形區(qū)多，纖維結(jié)構(gòu)松散，染料易進入纖維，平衡吸附量也高，得色較深濃。棉纖維在絲光前結(jié)晶度較高，絲光后部分結(jié)晶區(qū)被打開而成為無定形區(qū)，在同樣染色條件下，絲光的棉纖維能得到較深的顏色。當(dāng)前第22頁\共有29頁\編于星期二\8點活性染料：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H2ODye—SO3NaDye—SO3ˉ+Na+

呈染料負(fù)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。當(dāng)前第23頁\共有29頁\編于星期二\8點二氯均三嗪型活性染料（X型）反應(yīng)性強，適于低溫（25～45℃）染色，可在堿性較弱的條件下與纖維反應(yīng)，又稱普通型或冷染型活性染料。但染料容易水解，固色率較低，貯存穩(wěn)定性差。一氯均三嗪型活性染料（K型）反應(yīng)性弱，適于高溫（90℃以上）染色，可在堿性較強的條件下與纖維反應(yīng)，又稱熱固型活性染料，染料不易水解，貯存穩(wěn)定性較好，“染料－纖維”共價鍵的水解穩(wěn)定性比X型染料好。乙烯砜型活性染料（KN型)D－SO2－CH2CH2－OSO2Na（1）反應(yīng)性：X型＞KN型＞K型，染色溫度50～70℃，在弱堿性條件下固色；（2）“染料－纖維”共價鍵的耐酸穩(wěn)定性較好，耐堿的水解穩(wěn)定性差；（3）染料溶解性好，色澤鮮艷。當(dāng)前第24頁\共有29頁\編于星期二\8點活性染料染色機理一、親核取代反應(yīng)對于含氮雜環(huán)活性基的活性染料與纖維素纖維的反應(yīng)二、親核加成反應(yīng)水解反應(yīng)PH=10-11當(dāng)前第25頁\共有29頁\編于星期二\8點活性染料染色方法1.浸染X型KN型K型上染（℃）304060固色（℃）4060－7085活性染料元明粉1/2碳酸鈉上染階段30min1/2碳酸鈉固色階段60-90min冷水洗、熱水洗、皂洗、熱水洗、冷水洗當(dāng)前第26頁\共有29頁\編于星期二\8點2.軋染（pad）一浴法浸軋染液→

烘干

→汽蒸

→后處理染料(K)NaOH（時間短）防泳移劑or(X)Na2CO3尿素元明