染色工藝-陽離子染料染色

染整技術(shù)基礎(chǔ)項(xiàng)目四染色工藝CONTENT01直接染料染色工藝任務(wù)一02活性染料染色工藝任務(wù)二03棉纖維活性染料浸染工藝實(shí)驗(yàn)任務(wù)三07涂料染色任務(wù)七04分散染料染色任務(wù)四05陽離子染料染色任務(wù)五06酸性染料染色任務(wù)六任務(wù)五陽離子染料染色05一、陽離子染料染色概述1、陽離子染料概述概述分子結(jié)構(gòu)中有堿性基團(tuán)，許多文獻(xiàn)中把它們稱為堿性染料或成鹽染料。染料在水溶液中可以電離，生成的色素離子帶有正電荷，故稱陽離子染料。ＤＸ→Ｄ+＋Ｘ－。染料色譜齊全、色澤鮮艷、給色量高、在腈綸上的日曬及皂洗牢度高，多數(shù)達(dá)6～7級，一般為4～5級；但勻染性差，尤其是淡色。一、陽離子染料染色概述2、腈綸纖維概述腈綸纖維結(jié)構(gòu)腈綸是85%以上的丙烯腈共聚物的纖維，丙烯腈的含量如果在35%～85%之間，則稱為變性或改性聚丙烯腈纖維。丙烯腈均聚物結(jié)晶度高，分子鏈間作用力很強(qiáng)，紡絲時(shí)溶解比較困難，所得纖維的強(qiáng)力雖比較高，但延伸性很差，手感差，也很難染色。為了進(jìn)一步改善纖維的染色性能，還加入1%～3%的含有能和染料結(jié)合的基團(tuán)的化合物作為第三單體進(jìn)行共聚，常用的第三單體有衣康酸鈉、丙烯磺酸鈉、甲基丙烯磺酸鈉、乙烯吡啶、丙烯酰氨等。通常加入3%～12%的第二單體進(jìn)行共聚，以降低聚丙烯腈大分子結(jié)構(gòu)的緊密性，提高纖維的柔韌性，改善手感。常用的第二單體有丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯等。一、陽離子染料染色概述2、腈綸纖維概述腈綸纖維結(jié)構(gòu)腈綸纖維結(jié)構(gòu)第一單體（主體）第二單體（結(jié)構(gòu)單體）第三單體（染色單體）聚丙烯腈纖維丙烯酸甲酯甲基丙烯酸甲酯衣康酸鈉丙稀磺酸鈉二、陽離子染料上染腈綸的機(jī)理及染色性能1、陽離子染料的染色機(jī)理機(jī)理腈綸纖維上酸性基團(tuán)的電離使纖維表面帶負(fù)電荷，可與染料陽離子形成離子鍵結(jié)合，氫鍵和范德華力也起作用。2、陽離子染料染色原理

陽離子染料上染腈綸是陽離子染料的有色陽離子與纖維上帶負(fù)電荷的基團(tuán)成鹽結(jié)合的過程，即:纖維-COOH+CI－染料－→纖維－COO－染料+HCl陽離子染料順利而勻透地上染腈綸，必須設(shè)法控制染料對纖維的吸附速率，繼而設(shè)法強(qiáng)化染料在纖維內(nèi)部的擴(kuò)散速率并盡量減小染料在纖維內(nèi)擴(kuò)散的阻力。必須注意以下幾個(gè)因素：電解質(zhì)pH值溫度二、陽離子染料上染腈綸的機(jī)理及染色性能3、陽離子染料浸染工藝染色處方：陽離子染料x%(對織物重)陽離子緩染劑x%(對織物重)硫酸鈉來改善染料的勻染性能醋酸醋酸和醋酸鈉組成緩沖溶液醋酸鈉使染液保持在一定的PH范圍內(nèi)工藝流程：60℃保持５分鐘，然后快速升溫至70℃。然后以1分鐘1℃的速度升溫至沸騰，保持沸騰30分鐘，然后以1分鐘1℃的速度降溫到50℃，最后進(jìn)行水洗和后處理。二、陽離子染料上染腈綸的機(jī)理及染色性能3、陽離子染料浸染工藝反應(yīng)方程式：腈綸一COOH腈綸一S03H腈綸一COO－+D＋腈綸一S03－+D＋腈綸一COO－+H＋腈綸一S03—＋H＋腈綸一COOD腈綸一S03D二、陽離子染料上染腈綸的機(jī)理及染色性能3、陽離子染料浸染工藝染色基本過程：大致可分為下列幾個(gè)階段：StageoneStagetwoStagethreeStagefour染料在水分子包圍中電離而帶陽電荷；纖維表面吸附染料，吸附量受游離酸性基數(shù)量的限制；染料向纖維內(nèi)部擴(kuò)散，擴(kuò)散速度隨溫度上升迅速增大;進(jìn)入纖維內(nèi)部的染料與纖維上的酸性基以離子鍵結(jié)合。二、陽離子染料上染腈綸的機(jī)理及染色性能3、陽離子染料浸染工藝具體操作如下：在80℃以前，升溫可快些，每1～3min升高1℃；80～90℃升溫緩慢，掌握在每2～4min升高1℃；在90～100℃時(shí)升溫更慢，掌握在每3～6min升高1℃，然后在100℃下保溫一段時(shí)間。圖14—2為染色溫度和染色速率的關(guān)系。圖14－2染色溫度和上染速率的關(guān)系●－陽離子嫩黃7GL■－陽離子紅2GL▲－陽離子艷藍(lán)RL○－陽離子艷紅5GN二、陽離子染料上染腈綸的機(jī)理及染色性能3、陽離子染料浸染工藝恒溫染色法此法是在玻璃化溫度以上，沸點(diǎn)以下選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)臏囟?，要求在這個(gè)溫度下，腈綸投入染色無急劇上染現(xiàn)象，最后升到100℃，做短時(shí)間處理。分段升溫染色法當(dāng)升到一定的溫度后，保溫一段時(shí)間，然后再繼續(xù)升溫至100℃。生產(chǎn)實(shí)踐證明，用陽離子染料染腈綸最高的適宜溫度為97～100℃，高溫下的延續(xù)時(shí)間為45～90min。三、陽離子染料染腈綸的方法不加緩染劑控制溫度的染色法01加緩染劑的染色法02加緩染劑同時(shí)控制溫度的染色法03陰離子助劑的染色法04定溫快速染色法05這一方法不用緩染劑，靠適當(dāng)延長升溫時(shí)間來達(dá)到腈綸均勻上色的目的，染色時(shí)務(wù)必嚴(yán)格控制溫度。該方法適合浴比較大的散纖維染色和繩狀匹染，以及毛腈混紡絨線的染色。利用陽離子緩染劑對腈綸纖維上酸性基團(tuán)的封閉作用，使腈綸達(dá)到適當(dāng)?shù)娜旧柡椭?，阻礙其對陽離子染料的吸收。按纖維的不同型號，選用適當(dāng)?shù)木徣緞┖涂刂茰囟取Ｈ驹≈屑舆m量的陰離子擴(kuò)散劑N和勻染劑O，改變陽離子染料電離狀態(tài)，使其暫時(shí)失去對腈綸的電荷引力。此方法有利于和酸性染料同浴對毛腈混紡產(chǎn)品染色，或與分散染料同浴應(yīng)用于滌／腈混紡產(chǎn)品的染色。染浴中加陽離子緩染劑，腈綸于90℃入染，染料吸附和擴(kuò)散于短時(shí)間內(nèi)同時(shí)完成，縮短生產(chǎn)周期。四、腈綸陽離子染料染色工藝1、快速染色工藝主張縮短從始染到沸騰的升溫時(shí)間，采取快速升溫至沸騰，然后沸染30～60min。其措施是根據(jù)染料的配伍值(相容性)和飽和值，結(jié)合不同腈綸的具體染色性能，確定緩染劑的用量，使染料集中在沸點(diǎn)上染，從而實(shí)現(xiàn)快速升溫。因此這種工藝稱為快速升溫法。AB這種方法的優(yōu)點(diǎn)是加快了升溫速度，避免了升溫過程中因溫差而造成的色花，與傳統(tǒng)染色工藝相比，縮短了生產(chǎn)周期。由于必須保持長時(shí)間的沸染，所以使紡織品的手感風(fēng)格、形態(tài)穩(wěn)定性等受到損傷。四、腈綸陽離子染料染色工藝2、恒溫染色工藝

要點(diǎn)：

優(yōu)點(diǎn)：是通過對染料、纖維助劑的考查，測得染料上染的臨界溫度，將染浴準(zhǔn)確有效地控制在此溫度并保持恒定，而后將被染物放入染浴中，保溫45～60min。關(guān)鍵問題：是縮短了升溫過程，并有效地控制染色速度，提高了生產(chǎn)率。難以控制染色初始階段纖維對染料的急劇吸附而產(chǎn)生的色花。四、腈綸陽離子染料染色工藝3、高溫染色工藝高溫染色指的是高于水的沸點(diǎn)(100℃)溫度的染色工藝，對于純腈綸制品的染色，沒有多少優(yōu)越性。但對滌／腈混紡品的生產(chǎn)，高溫染色工藝有其實(shí)際應(yīng)用意義。4、傳統(tǒng)染色工藝即選擇一個(gè)接近于染色臨界溫度的起染溫度(60～80℃)入染，而后采取控制升溫法，并使用一定緩染劑控制染色速度，在染料上染較快的溫度區(qū)域內(nèi)，用緩慢升溫或恒溫染色法保證勻染，然后升溫至沸點(diǎn)，并保持足夠時(shí)間，從而完成染色。

A染色時(shí)應(yīng)選上染速度較低、親和力較小、勻染性好、配伍值較大的染料。如系兩只以上染料相拼混，要選擇配伍值接近或相同的染料。C染浴pH值一般控制在4/5左右為好。D染料吸盡后的保溫溫度和時(shí)間，一般情況下，不能說溫度越高、時(shí)間越長越好，可在染料被吸盡后的溫度或略高于此溫度，保持30min左右即可。E染色完畢，紡織品的烘干溫度也很重要，由于某些陽離子染料耐熱性較差，受熱之后色光有一定變化，因此烘干溫度不可過高，烘干時(shí)間不可過長，烘干之后最好貯存過夜，待色光恢復(fù)正常后再行檢驗(yàn)。B緩染劑及中性鹽的用量不是越多越好，在可能的情況下，一般盡量少用或不用，應(yīng)該嚴(yán)格控制升溫過程，可采取階段保溫法或緩慢升溫法。四、腈綸陽離子染料染色工藝腈綸紡織品陽離子染料染色工藝一般原則：四、腈綸陽離子染料染色工藝腈綸紡織品陽離子染料染色工藝浸染工藝實(shí)例

染色處方：天津地區(qū)東北地區(qū)上海地區(qū)陽離子緩染劑y0～0.5％大量加入加酸控制pHHAcpH＝4.5H2SO4+HAcpH＝4.5HAc+NaAcpH＝4.5非離子表面活性劑個(gè)別加入不加入加入硫酸鈉5～10％不加入5～10％尿素個(gè)別加入不加入尿素：染料＝1：（1～0.5）染料xxx處方組成地區(qū)名稱四、腈綸陽離子染料染色工藝腈綸紡織品陽離子染料染色工藝浸染工藝實(shí)例

升溫過程：同種纖維染淺色、中、深色的升溫曲線（緩慢升溫法）同種纖維染淺色、中、深色的升溫曲線（階段