还原染料染色原理

1、还原染料染色原理 复原染料染色原理 复原染料染色原理 复原染料染色 复原染料染色 复原染料不溶于水，是颜料 没有水溶性基团，很少有亲水性基团，尤其是蒽酮构造的复原染料 复原染料色泽鲜艳，色谱齐全，各种牢度一般比拟高，尤其是耐日晒、耐洗色牢度为其 他染料所不及 颜色以蓝、紫、绿、橄榄、灰为主 黄橙色较少，且多有光敏脆损现象 浓艳红色少，但色光不如冰染料鲜艳 其染色经过特殊之处： 1其共轭体系中的羰基，在碱性条件下复原，染料 便成为可溶于水的、对纤维有亲和力的隐色体钠盐，简称隐色体； 2染着在纤维素纤维上的隐色体钠盐，再经过氧化，便恢复成为不溶状态的染料色 淀而固着在纤维上 其上染经过是氧化复原经

2、过 染色方法较复杂，流程长，价格比拟昂贵，所用的复原剂，如保险粉价格比拟高 采用隐色体上染，颜色无法及时控制 部分染料在日晒经过中，染料起到催化作用，纤维发生光氧化脆损 日益遭到棉用活性染料的挑战 应用范围 合适纤维素纤维的染色，主要是棉，包括针织品、机织物、纱线 涤/棉、锦/棉、维尼龙/棉等混纺织物的一浴同色染色 复原染料具有优良的耐复原性的这一特性，可用来制造活性染料地染和复原染料防拔印 花的高级纺织品、涤棉混纺色织物的先染工艺(筒子纱染色)和涤/棉混纺织 物的高牢度印染 如今直接染料、活性染料和复原染料剧烈竞争 可替代分散染料染聚酯 不能用于蛋白质，复原体系为碱性环境 一、复原染料的复原

3、机理与染色 复原染料不溶于水，不可能在水中上染纤维，只要在碱性条件下，用复原剂将染料中的 羰基复原为可溶性的隐色体钠盐，隐色体对纤维有直接性，能够上染纤维。 染料的复原最常用的复原剂是保险粉，最常用的碱剂是烧碱 1. 染料的复原 (1) 复原机理 在碱性条件下，保险粉释放出电子，染料接受电子被复原成隐色体： 复原染料染色原理 复原染料染色原理 复原染料最常用的复原剂是保险粉，即连二亚硫酸钠NaSO2 NaSO2 ，一般商品 为白色粉末，含有两个结晶水 保险粉化学性质很活泼：易溶于水，有很强的复原能力，受潮会被迅速氧化分解，甚至 会燃烧起来发出火焰，遇酸剧烈分解，放出二氧化硫，所以储存要避光、防

4、潮和密封(2) 复原速率 复原的速率首先取决于染料分子构造 复原染料的复原是一个多相反响，染料的颗粒大小直接影响反响时固-水界面的接触面 积的大小，影响反响的几率，所以会影响复原速率 温度温度升高，复原速率加快 要考虑保险粉的分解 染料的水解如有酰按构造的染料 浓度复原染料的复原速率与反响物的浓度有关，反响物浓度高，反响迅速 在实际生产中我们要重点考虑的是复原速率 它反映的是复原能否充分的问题 重要性：不同的工艺所需复原时间不同 印花10秒 悬浮体轧染几几十秒 浸染几特别钟 工艺上复原时间大不样，分析复原速率非常必要 实际生产中，采用保险粉为复原剂，它的复原能力很强，但对不同构造的染料复原充分

5、所需时间不同 半复原时间：复原到达平衡浓度一半所需的时间 半复原时间越短，复原速率越快 复原染料染色原理 复原染料染色原理 3复原方法 “干缸复原对复原速率低的染料，染色前将染料放在比拟小的容器中，在染料、 保险粉及烧碱的浓度相比照较高的条件下复原，然后再将隐色体钠盐的溶液参加染浴中全浴复原复原速率高的染料，直接在染液中复原，染料、保险粉及烧碱的浓度相对 比拟低 4复原反响中的副反响 与空气中的氧反响 反响迅速，氧化经过复杂，随温度提高分解加快 2Na2S2O4 + 3O2+2H2O 4NaHSO4 结果：消耗保险粉；导致染浴PH值降低 在复原中，空气的氧与保险粉的反响比拟迅速，大部分保险粉被

6、空气氧化或本身分解消 耗掉 参加烧碱还能够中和复原反响中的酸性产物，保持隐色体稳定 染色经过中，保险粉浓度不能低于一定值，否则染料就会被氧化析出 克制办法： 尽量使保险粉与空气少接触如印花汽箱大排气在复原液中加一些复原性物质硫化钠、糊精采用性质稳定的、复原能力较强的复原剂：印花用雕白粉，二氧化硫脲 2.染料隐色体的上染 上染经过与阴离子染料类似，首先通过范德华力和氢键等被纤维外表吸附，然后再向内 部扩散，属于孔道扩散模型 特殊性：染浴的电解质浓度高，大部分的复原染料隐色体的共平面性好，对纤维的吸引 力大，初染速度很高。 复原染料隐色体浸染时，初染速率很高，但只是吸附在纤维外表呈环染状态，随后缓

7、缓 向内部扩散，呈现缓慢上染特性，移染性很差。 1上染特性 复原染料隐色体出染速度很快，一般染色温度不能超过70； 由于染色速度快，会产生假平衡现象； 复原染料染色原理 复原染料染色原理 由于它的浸透性、匀染性差，会产生白芯现象。对于构造严密织物，染料优先上染外层 纤维，织物很难染透，造成织物“白芯现象。如粘胶筒子纱染色 产生白芯的原因：温度较低，影响扩散速率，电解质的浓度较高，使染料聚集，影响染 料的扩散。且初染速度快，使隐色体很快吸附在外层造成白芯。 隐色体初染率高，一般以为主要是染液中存在大量的电解质所引起的 初染率高低和移染性能好坏影响复原染料匀染性的重要指标控制或降低上染速率 及增进

8、移染 2匀染控制 A.上染速率控制 控制上染温度低温 参加缓染剂抑制瞬染性 如平平加类与其构成不稳定结合体，渐渐分解；阳离子型外表活性剂会降低上染百分率；牛皮胶，构成胶体 B. 移染方法 a.参加助溶剂，提高隐色体的分散性能，降低聚集，提高其扩散性和移染性采用移 染的方法一般是参加助溶剂如乙醇、三乙醇胺等，提高隐色体的分散性能，降低聚集，提高其扩散性和移染性。 b. 能够适当提高染色温度和延长染色时间 染料隐色体比拟稳定的，能够适当提高染色温度和延长染色时间增进移染，但以80左右为限，否则会降低染料的吸尽率及保险粉的分解 隐色体分类 甲类蓝蒽酮、紫蒽酮等构造复杂，隐色体聚集倾向大，亲和力较高，

9、扩散性能差， 需高温染色 丙类酰氨基蒽醌等构造简单，亲和力低聚集倾向小，扩散性好，在低温就能到达高的 上染百分率，染色要加盐作为促染剂 乙类介于甲丙之间 尽管如此，粘胶纤维尤其是纤度细的纤维筒子纱隐色体染色要获得匀染还是很困难 的。 能够采用悬浮体升温法，对于较难获得均匀染色效果的纺织品，如粘胶纤维筒子纱。 3.染料隐色体的氧化 经过氧化构成色淀固着在纤维上 隐色体钠盐比隐色酸氧化速率快 如靛蓝隐色体钠盐空气中不到10min，隐色酸要若干小时氧化速率一般较快，在空气 或水淋洗就能到达氧化，氧化速率较慢的要用氧化剂过硼酸钠、双氧水。重铬酸盐等常用的氧化剂：水中的氧，空气中的氧；双氧水和过硼酸钠水

10、溶液 在碱中氧化速度太快，容易发生过氧化现象，所以一般在中性或酸性条件下进行。 氧化方法：水洗氧化、水洗透风氧化、水洗加氧化剂氧化。 复原染料染色原理 复原染料染色原理 4.皂煮后处理 (1) 除去纤维外表浮色 浮色主要是由于染色残液未充分去除即被氧化而附着在纤维外表的，呈高度分散状态。 2改变纤维内染料微粒的聚集、结晶等物理状态，使染料状态更稳定，获得稳定的 色光，赋予染品更好的耐日晒及耐水洗色牢度 3皂煮能够使染料分子发生结晶变化以及某些染料分子发生立体异构化，使色泽稳 定，耐日晒牢度提高 4皂煮后不但染物的染色牢度得到提高，而且色泽也会有所变化。 皂煮对染料构造影响 染料隐色体转变成不溶

11、性的染料，它们和纤维之间的吸引力较小，处于高度分散的状态， 皂煮经过中在热和湿的作用下，染料分子发生移动，构成聚集，甚至构成微晶体 染料分子的取向从原来与纤维链的平行状态趋向与纤维分子链垂直状态，引起染料吸收 光谱或颜色的改变。 在皂煮经过中，染料分子的异构化，如顺式、反式异构，可能也是造成色光变化的原因。 下列图所示：氧化前、皂煮后纤维中复原染料分子的状态示意A氧化前B皂煮后 二、复原染料的染色方法 分为：隐色体染色、悬浮体染色和隐色酸染色，主要方法为隐色体浸染含卷染和悬 浮体轧染 1.隐色体浸染 根据染色条件不同，一般有甲、乙、丙三种染色方法 复原染料染色原理 复原染料染色原理 甲法：烧碱

12、浓度较高，不加盐促染，染色温度5560度。该法适用于染色体聚集倾向 较大而扩散速率较低的染料 乙法：烧碱用量中等，染色温度4550度，染中、深色时，可加盐促染，元明粉用量 1015g/L 丙法：烧碱用量较少，需加较多的盐促染，元明粉。一般聚集倾向较小而扩散速率较大 的染料适于用此 染料复原有干缸法及全浴法养缸复原法 在浸染中，由于染液量大，为操作方便，除适宜采用全浴法复原的染料外，一般都采用 干缸法复原 染料复原后即可开场染色，在染色经过中保险粉会分解消耗，应适当追加，同时染浴应 保持一定的碱性条件 2.悬浮体轧染 隐色体染色法操作比拟费事，初染率高，对于构造严密的机织物，易产生“白芯现象。

13、为提高染料的适应性，获得较好的匀染性及透染性，机织物染色时常采用悬浮体轧染。 悬浮体轧染法就是将复原染料的超细粉配成悬浮体溶液直接浸轧在织物上，然后轧复原 液，在汽蒸条件下使染料复原成隐色体，进而吸附、上染纤维的染色方法 工艺流程：浸轧染料悬浮液烘干浸轧复原液汽蒸水洗氧化皂煮水 洗烘干 该方法能够克制隐色体染色初染率高和移染性能差的缺点，不会有“白芯 悬浮体对纤维无亲和力，均匀分布在织物毛细管内部纤维与纱线外表，复原后隐色体被 纤维吸附，并扩散进入纤维内部，具有较好的匀染性和透染性 对染料适应性强，不受上染率限制，易拼色 产量高，质量好 要求染料颗粒的直径小于2m，并至少有80以上在1m下面。

14、 颗粒越小，悬浮液稳定度越高，对织物透染性好，复原速率快 颗粒太大，影响得色量，甚至造成色点等疵病 悬浮体法烘燥时染料颗粒易发生泳移。若出现不规则泳移，会出现染斑，并构成阴阳面。 复原染料染色原理 复原染料染色原理 3.靛蓝染色靛青染料 国际上称为印地科Indigo染料 是传统牛仔布经纱染色最常用染料。 靛蓝隐色体对纤维的亲和力较低，不易染得深浓色泽，同时移染性差，纱线大多呈环染 状，湿摩擦牢度较差，仅能到达1级 经石磨洗和其他助剂处理，获得均匀和局部剥色效果，构成“石磨蓝、“雪洗等特殊 外观 经纱染色两种方式： 片状经纱染色机浆染联合机 绳状染色机球经染色机，匀染程度高、染色牢度好，生产效率是前种的23倍 一般采用低浓、常温和低温、屡次浸轧氧化的连续染色方法。每浸轧染液一次，氧 化后再第二次浸轧染色。需经过68次到达所需色泽 一般采用空气氧化法，不需皂煮。 4. 可溶性复原染料 可溶性染料由复原染料隐色酸制得的可溶性硫酸酯钠盐和钾盐，在弱碱性染浴中对纤维 素纤维直接上染，然后用在酸性浴中用氧化剂处理，便可恢复成原来的复原染料。 可溶性染料分为溶靛素和溶蒽素，两者统称为印地科素Indigosol。 可溶性复原染料上染后转变成原来的复原染料母体的经过称为显色 与对应的复原性染料隐色体相比，具有较低的亲和力，但扩散性较好，容