施教授涤纶及其混纺织物染色

涤纶及涤棉混纺织物的染色第四讲涤纶及其混纺织物的染色一、普通涤纶纤维的结构和染色性能（一）涤纶的分子结构

聚合度n=130，分子量M=20000由CH2、酯基、苯环、端羟基组成，除分子两端存在两个端醇羟基外，无其它极性基团，故涤纶亲水性极差，为疏水性纤维。常用的亲水性极性染料难以与之结合。只能采用分子量较小，水溶性很小的非极性染料——分散染料染色。分子中的脂肪族烃链使涤纶分子具有一定的柔曲性；分子中的苯环由于具有刚性，使涤纶分子链易于保持线型。并且分子上无大的侧基和支链，而苯核和羰基几乎在同一平面，具有较高的几何规整性，分子间容易借范氏力紧密堆砌在一起形成结晶。（二）普通涤纶分子的聚集态结构涤纶纤维的聚集态结构，一般倾向于采用“折叠链一—缨状原纤”结构模型。它是伸直链和折叠链晶体共存的体系。一定张力条件下的热处理有提高折叠链结晶含量和增大微隙尺寸的作用。涤纶纤维的结晶度、取向度与纤维生产时的条件以及测试方法和条件都密切相关，并有很大差异。成品涤纶属半结晶高聚物，结晶度在40~60%，取向度高的双折射率可达0.188。（三）涤纶的玻璃化温度在涤纶纤维玻璃化温度（Tg）以下，分子主链的链段活动性低，纤维中自由体积所占比例小，染料向纤维内部扩散阻力大。实际上在Tg以下，染色速率可以忽略不计。但是，一旦染色温度上升到Tg以上，染色速率便大大增加。涤纶的玻璃化温度（Tg）随其聚集态结构而变化。完全无定型的Tg为68℃，部分结晶的Tg为81℃，取向且结晶的Tg为125℃。故常温下分散染料很难上染，必须借助于载体，或在高温高压下（130℃左右），或180~220℃的空气中，增加纤维大分子的热运动，使纤维溶胀，微隙增大，有利于染料分子的扩散和上染。（四）纤维的形态结构纤维的粗细、表面的孔隙、表面结构与比表面积都会对纤维的染色性能产生一定的影响。一般纤维表面的孔隙越大、越多，越有利于染料的上染。但是，微隙较多，会对入射光线产生多次反射，且反射的光线不一致，给人的感觉是颜色浅而萎暗。与圆形截面纤维相比，异形截面的纤维染色后也存在着同样的问题。纤维若在拉伸过程中形成了皮芯层，由于皮层分子链取向度较高，结构较紧密，染料扩散速度慢，会影响染料的上染速率和上染率。纤维越细，纤维比表面积越大，染料吸附面越大，上染速度越快，越容易染透芯，但由于光学因素．表观颜色深度越浅，染色后要达到较粗纤维的表观色深度，所需的染料用量也越高。二、普通涤纶纤维的性能（一）比重：结晶部分比重为1.455，无定形部分比重为1.355，一般为1.38~1.40，比锦纶和腈纶高。（二）力学性能强度和伸长度。涤纶纤维的强度很高，干强4~7cN/dtex，湿态下强度不下降。主要是因为：在涤纶纤维的大分子之间，能相互镶嵌结合形成结晶度高达60％左右的结晶区。涤纶纤维在纺制加工过程中曾经受热抽伸，使纤维分子有较高的取向度。涤纶纤维的分子量比较高、分子量的分布比较集中，导致分子间有较高的作用力。按强度和伸长度的配合特点，涤纶长丝分高强力涤纶丝与普通长丝。短纤维分高强低伸型、低强高伸型（普通）以及抗起球型（一般强度较低）。初始摸量和弹性涤纶纤维分子链刚性较大，结晶度高，所以初始摸量较高，纤维在小负荷作用下不易变形。涤纶纤维的回弹性良好，延伸2％时，弹性恢复率为97％，延伸4％、8%时，弹性恢复率分别为90％和80%。其弹性回复能力仅次于氨纶和锦纶，在纺织纤维中是较高的。由于涤纶纤维在小负荷作用下不易变形，变形的回复能力好，因此涤纶织物挺括不易起皱，织物的抗皱性、压缩弹性与尺寸稳定性是纤维中最高的。（三）热性能及热收缩性涤纶的玻璃化温度(Tg)为68~81℃，软化温度(Tf)为230~240℃。熔点(Tm)为255~260℃。结晶始于81℃，在181℃时结晶速度达到最高点。涤纶纤维的耐热性与热稳定性均很好。因为涤纶有较高的结晶度与分子结构中存在苯环结构。涤纶在150℃的热空气中加热168h，强度损失很小，在200℃热空气中也不发生分解。因而热定形温度为220~230℃，熨烫温度宜采用135℃。涤纶纤维的热定形应采用干热定形为好，若采用高压蒸汽进行热定形，会因酯键的受热水解使纤维强度下降。涤纶织物不能接近火种，如果身穿涤纶织物接近火种，容易引起灼伤事故，所以对涤纶的防火性必须引起足够的重视。（四））吸湿湿性在涤纶纶纤维维中虽虽然具具有无无定形形部分分，但但由于于纤维维结构构紧密密，分分子链链间空空隙小小，缺缺少吸吸湿中中心，，在标标准状状态下下的吸吸湿率率只有有0.4%（锦纶4%，腈纶1~2%），即使使在100％相对湿湿度下的的吸湿率率也仅为为0.6~0.8％。由于于涤纶纤纤维的吸吸湿性低低，因而而涤纶纤纤维在水水中的溶溶胀度小小，干、、湿强度度和断裂裂延伸度度基本相相同，导导电性差差，容易易产生静静电和沾沾污现象象以及染染色困难难等。（五）耐耐光性：：耐光性性极好，，仅次于于腈纶。。涤纶织织物经过过2800h暴晒，强强度为原原来的30~40%。（六）电电性能及及静电现现象涤纶的表表面十分分光滑，，但纤维维与纤维维或纤维维与金属属之间的的摩擦系系数很大大（0.26~0.58），在纺纺织纤维维中属较较高的。。涤纶体体积比电电阻为2×1015~1019Ω•cm，电绝缘缘性高，，再加上上吸湿性性差，故故极易产产生静电电，影响响纺织加加工顺利利进行，，或造成成织疵、、染斑。。同时，，穿着时时也会因因摩擦产产生的静静电使织织物易于于粘灰、、易脏、、易于起起球。（七）化化学性能能耐酸性：：涤纶纤纤维对酸酸有一定定的稳定定性。如如对有机机酸、98％甲酸、、80%硫酸（室室温）等等较稳定定。但对对浓硫酸酸、浓硝硝酸，会会因酯键键分解而而溶解。。耐碱性：：涤纶纤纤维因分分子中含含有较多多酯基，，故不耐耐碱。在在室温下下不溶于于l0％氢氢氧氧化化钠钠溶溶液液，，但但浓浓度度增增加加或或温温度度升升高高时时，，分分子子链链会会因因酯酯键键被被碱碱液液皂皂化化或或水水解解而而断断裂裂。。涤涤纶纶纤纤维维受受强强碱碱作作用用时时，，从从纤纤维维外外侧侧同同心心地地向向内内芯芯溶溶解解，，但但残残余余部部分分纤纤维维的的强强度度和和染染色色性性可可保保持持不不变变。。这这是是““涤涤纶纶仿仿真真丝丝””工工艺艺的的基基本本原原理理。。二、、分分散散染染料料大多多为为单单偶偶氮氮结结构构，，占占分分散散染染料料的的50%，其其次次为为蒽蒽醌醌结结构构，，占占25%，双双偶偶氮氮结结构构占占10%。颜颜色色鲜鲜艳艳，，色色谱谱较较齐齐全全，，但但缺缺乏乏黑黑色色。。（一一））分分散散染染料料的的结结构构特特点点和和溶溶液液性性质质染料料本本身身不不含含有有-SO3H、-COOH等水水溶溶性性基基团团，，只只有有-NO2、-OH、-NH2、-CN、-X等极极性性基基团团，在在水水中中不不电电离离为为非非离离子子染染料料。。在在水水中中溶溶解解度度极极小小，，溶溶解解度度很很低低室温温时时溶溶解解度度为为0.1~10mg/L80℃℃时约约为为0.2~100mg/L100℃℃时约约为为0.4~200mg/L130℃℃时约约为为100℃℃时的的10倍为了了保保证证分分散散染染料料染染液液的的稳稳定定性性，，分分散散染染料料的的商商品品染染料料中中加加入入了了大大量量的的阴离离子子分分散散剂剂。分分散散剂剂使使染染料料以以细细小小的的晶晶体体分分散散在在染染液液中中，，形形成成稳稳定定的的悬悬浮浮液液，，同同时时当当分分散散剂剂浓浓度度超超过过其其临临界界胶胶束束浓浓度度后后，，会会发发生生增增溶溶作作用用，，将将部部分分染染料料溶溶解解在在胶胶束束中中，，增增大大染染料料在在染染液液中中的的表表观观浓浓度度。。因此此在在分分散散染染料料的的染染液液中中不不宜宜加加阳阳离离子子助助剂剂，，会会与与阴阴离离子子分分散散剂剂结结合合降降低低对对染染料料的的分分散散性性。。其其次次不不能能使使用用非非离离子子表表面面活活性性剂剂，，当当温温度度升升高高时时，，非非离离子子表表面面活活性性剂剂的的溶溶解解度度下下降降，，对对染染料料的的分分散散增增溶溶作作用用也也随随之之下下降降。。分散散染染料料在在溶溶液液中中的的溶溶解解性性与与商商品品染染料料的的晶格格结结构构和和颗颗粒粒大大小小有关关。。一一般般商商品品染染料料的的颗颗粒粒在在0.1~1.0μm。颗颗粒粒小小、、晶晶格格不不稳稳定定的的分分散散染染料料溶溶解解度度较较大大，，而而颗颗粒粒大大、、晶晶格格稳稳定定的的溶溶解解度度小小。。分散散染染料料的的晶体体生生长长。由由于于颗颗粒粒小小的的染染料料溶溶解解度度大大，，其其饱饱和和溶溶液液对对于于大大颗颗粒粒染染料料即即为为过过饱饱和和溶溶液液，，使使颗颗粒粒大大的的染染料料自自发发地地发发生生晶晶体体增增长长，，而而影影响响染染料料的的上上染染。。分散散染染料料的的晶型型转转变变。一一般般一一种种染染料料存存在在几几种种晶晶型型，，几几种种晶晶型型往往往往会会由由不不稳稳定定的的晶晶型型转转变变为为稳稳定定的的晶晶型型。。但但转转变变成成稳稳定定晶晶型型后后，，染染料料的的上上染染速速率率和和平平衡衡上上染染百百分分率率都都会会下下降降。。温度度提高高，，溶溶解解度度有有不不同同程程度度的的提提高高，，且且超超过过100℃时作作用用更更明明显显。。染色色开开始始后后随随着着染染液液温温度度的的升升高高，，染染料料分分子子动动能能增增加加，，相相互互碰碰撞撞和和聚聚集集的的机机会会增增加加，，染染液液的的分分散散稳稳定定性性下下降降，，染染液液中中电介介质质的存存在在，，会会使使染染料料的的分分散散稳稳定定性性进进一一步步下下降降，，因因此此染染色色用用水水的的硬硬度度不不宜宜过过高高。。（二二））分分散散染染料料的的化化学学稳稳定定性性分散散染染料料的的结结构构中中含含有有酯酯基基、、酰酰胺胺基基、、氰氰基基、、羟羟基基等等，，由由于于结结构构的的不不同同，，对对酸酸碱碱的的稳稳定定性性不不同同，，影影响响得得色色深深浅浅，，严严重重的的产产生生色色变变。。一一般般pH在5~6分散散染染料料最最稳稳定定。。由于于分分散散染染料料以以偶偶氮氮型型为为主主，，当当织织物物上上残残留留有有还还原原性性物物质质时时，，如如浆浆料料、、纤纤维维素素纤纤维维、、分分散散剂剂（（含含亚亚硫硫酸酸盐盐））、、羊羊毛毛的的胱胱氨氨酸酸，，会会使使染染料料被被还还原原为为芳芳胺胺化化合合物物而而不不能能上上染染涤涤纶纶纤纤维维。。（三三））分分散散染染料料的的热热稳稳定定性性分散散染染料料分分子子量量小小，，分分子子链链短短，，含含极极性性基基团团少少，，与与纤纤维维的的结结合合力力小小，，在在纤纤维维上上的的固固着着是是借借助助外外界界条条件件溶溶解解于于纤纤维维中中。。染染色色织织物物在在高高温温热热处处理理下下，，染染料料易易升升华华，，导导致致褪褪色色或或沾沾染染白白地地或或其其它它颜颜色色，，以以及及高高温温热热处处理理设设备备。。分散染料的热热稳定性也决决定了它的应应用性能。（四）分散染染料的分类Dispersol（英国I.C.I）DispersolA升华牢度低，，适于醋酯和和锦纶纤维染染色；DispersolB适于各类合成成纤维染色，，特别适于载载体染色；DispersolC升华牢度较高高，适于125~140℃高温染色；DispersolD升华牢度高，，匀染性差，，适用于高温温热溶染色；；DispersolP印花专用。Foron（瑞士Sandoz）ForonS升华牢度好，，匀染性差；；ForonE升华牢度差，，匀染性好；；ForonSE升华牢度和匀匀染性介于S和SE之间。国产分散染料料分散S/H分散SE分散E三、分散染料料染色理论（一）分散染染料染涤纶的的染色原理溶解的染料分分子的上染过过程染料晶体胶团中染料染料分子解吸吸附纤维（溶解状态的单分子）染料与纤维的的相互作用醋酸纤维、涤涤纶和锦纶分分子钟都含有有大量的羰基基，醋纤和锦锦纶中还分别别存在一定数数量的-OH、-NH2，这些基团都都可和染料形形成氢键。范氏力是分散散染料与纤维维结合的主要要作用力。醋醋酸纤维由于于分子中含有有较多的-OOC-CH3，染料主要靠靠偶极力或诱诱导偶极力。。涤纶分子中中非极性的碳碳氢部分比例例较大，染料料与纤维主要要依靠色散力力。分子间各作用用力的总和可可用内聚能或或内聚能密度度来衡量。内内聚能△E为1mol物质汽化成气气体所需的能能量，可用溶溶解度参数δ2来表示。当进进行载体染色色时，需选择择溶解度参数数与染料、纤纤维溶解度参参数相近的载载体，才有利利于染料的上上染。涤纶分散大红GF2R分散红3B溶解度参数（4.184J）1/2/cm3/210.810.813.1载体溶解度参数（4.184J）1/2/cm3/2涤纶上的溶解度（g/100g纤维）苯甲醚9.57.4苯甲醛10.49.7苯甲醇11.978.5分散染料上染染的吸附等温温线[D]f

[D]s=K5040302010[D]f00.050.10.15[D]s89.3℃℃100℃120℃47.334.031.3吸附等温线为为斜率为K的一条直线，，和一种物质质溶解在两种种互不相溶的的溶剂中的分分配关系相似似，服从能斯斯特（Nernst）分配关系。。染料对纤维的的染色亲和力力与染料和纤纤维的结构和和性质相关，，结构相近的的相容性好，，亲和力高。。染色温度对染染料与纤维的的亲和力和染染色饱和值有有较大的影响响。染色温度度升高，染色色饱和值增高高，但是吸附附等温线的斜斜率却是下降降的，即亲和和力随温度升升高而下降。。这是因为随随温度增加分分散染料在水水中的溶解度度增加比在纤纤维上快。分散染料在各各类合成纤维维上的染色饱饱和值差别极极大，一般在在锦纶、腈纶纶上较低，只只能染淡色和和中色，在醋醋纤上饱和值值最高。分散坚牢橙G地来诺尔红2B分散紫2R地来诺尔坚牢黄A涤纶4.112.00.47.1锦纶662.04.44.95.0醋酸纤维5.111.28.416.0==NHC2H4OHNHOO==NHCH3NHOO==

NHC2H5NHOO10.34.76.14.11.4染色饱和值具具有可加性，，当结构相差差较远的染料料拼色时混合合的染料饱和和值接近于拼拼混染料的染染色饱和值之之和。但结构构相近的染料料拼色却出现现相反的结果果。分散染料的上上染速率（或或扩散速率））分散染料的上上染过程染料晶体的溶溶解，染料扩散通过过晶体周围的的扩散边界层层，染料分子随染染液流动到达达纤维周围的的扩散边界层层，染料扩散通过过纤维周围的的扩散边界层层，并在纤维维表面吸附，，扩散作用在纤纤维内外产生生浓度差，推推动染料分子子不断向纤维维内部扩散，，最后达到平平衡。分散染料在纤纤维中的扩散散模型分散染料在涤涤纶等疏水性性纤维中的扩扩散一般用自由体积模型型来解释。所谓谓自由体积指指的是高分子子物的无定形形区没被分子子链占去的那那部分体积。。它是以微小小孔穴的形式式存在于纤维维的无定形区区，当温度上上升到达玻璃璃化温度Tg以后，大分子子链的某些共共价键克服了了能阻，发生生转动，而使使大分子的链链段发生连锁锁的绕动，即即所谓的链段段跳跃。分散散染料染涤纶纶纤维时，染染料分子首先先吸附在纤维维大分子链上上，当温度超超过纤维的玻玻璃化温度以以后，大分子子连段发生绕绕动，使原来来微小的空穴穴合并成较大大的空穴，染染料分子即沿沿着这些不断断变化的空穴穴，逐个“跳跳跃”扩散。。根据自由体积积扩散模型，，凡是有利于于高分子物无无定形区的空空隙加大，有有利于降低高高分子物的玻玻璃化温度Tg的因素，都有有利于染色的的进行。影响分散染料料扩散的因素素纤维的结构性性质：在各种种合成纤维上上差异较大，，涤纶上最慢慢；染料颗粒的大大小：加入分分散剂，通过过增溶作用使使染料颗粒变变小，加速染染料溶解；染液的流速：：减小浴比，，增加织物与与染液间的相相对运动速度度，以缩小扩扩散边界层；；提高分配系数数k值和染液浓度度：增大染料料在纤维表面面的吸附，增增加纤维内外外染料的浓度度差；升高温度：可可极大的提高高染料的扩散散速率；增塑剂：载体体、水等低分分子物质可增增加纤维大分分子链短的活活动性，降低低纤维的Tg。分散染料在不不同纤维上的的扩散速率染料纤维分散坚牢橙G地来诺尔红2B地来诺尔紫2R染色温度涤纶11185℃涤纶483431100℃锦纶680100045085℃醋纤46028640285℃四、分散染料料染色方法常温载体染色色法高温高压染色色法热溶轧染法微胶囊染色技技术超临界二氧化化碳流体染色色（一）常温载载体染色法载体的作用作为增塑剂使使纤维物理结结构疏松，使使染料更易进进入纤维内部部；染料在载体中中的溶解度比比水中高，纤纤维上吸附溶溶有染料的载载体后，染料料的浓度梯度度增大，染料料的平衡上染染百分率显著著提高。载体种类与用用量（g/L）浅色中色深色冬青油1~22~44~5膨花剂op1~1.51.5~2.52.5~4混和甲基萘0.5~11~1.51.5~2常温载体染色色注意事项膨化剂op作载体，染料料和助剂要在在载体先酸化化后再加入，，染浴温度不不能低于60℃，以防酚盐析析出形成色点点；严格控制上染染温度，80~100℃扩散速率可增增加48倍；高温性分散染染料中含有扩扩散剂MF、CS不适宜常温载载体染色，若若需采用必须须按1:1加入扩散剂N；还原净洗要充充分，以免载载体残留和影影响染色牢度度。常温载体染色色工艺实例Re:染料：x%载体：y%扩散剂N：0~2%98%HAc:0.5mL/L硫酸铵：2~5%浴比：1:40（二）高温高高压染色法以水作增塑剂剂，通过降低低纤维的Tg，使纤维的大大分子运动增增加，内部微微隙增大。同同时在较高温温度下，染料料的动能增加加，扩散速率率提高，染料料的平衡上染染百分率提高高，染色匀透透，织物表面面光洁，色牢牢度良好。水中涤纶纤维维的Tg在70~80℃℃，当T<80℃，染料的上染染率很低，几几乎未上染；；当T>80℃染料的上染率率随温度的增增加而迅速提提高；当T>130℃℃多数染料的上上染百分率不不再增加，有有的甚至降低低，为了提高高染料的上染染百分率，染染色后期染色色温度应逐渐渐降温到90℃。高温高压染色色法工艺过程Re:染料：x%扩散剂N：0.2~0.3g/L硫酸铵：0.5~0.7g/L六偏：1g/L消泡剂：1g/L助剂染料80~90℃30~60min90℃120~130℃30min20min高温高压染色色注意事项染色用分散剂剂应为阴离子子性表面活性性剂，不能使使用非离子表表面活性剂；；染液应呈弱酸酸性，pH=5~6时分散染料的的色最鲜艳、、纯正，pH值用（NH4)2SO4或HAc调节；染色完毕应充充分皂洗，否否则残留的浮浮色会影响染染色色牢度。。染色设备高温高压卷染染机高温高压气流流染色机高温高压管道道式喷射溢流流染色机高温高压筒子子纱染色机（三）热溶轧轧染法利用干热空气气作增塑剂，，使纤维无定定形区的链段段运动加剧，，产生足够大大的瞬间空穴穴，同时高热热下染料分子子的热运动加加剧，迅速向向纤维内部扩扩散、渗透，，上染于纤维维。工艺流程：浸轧染料的分分散液（pH=6.5~7）→红外线线预烘（100℃）→热风烘干干（100~120℃）→热溶（（180~220℃，2min）→皂洗→→水洗→烘干干浸轧染液Re:染料：x%（SE型、S或H型）扩散剂N：0.1~0.2g/L（润湿剂）硫酸铵：pH=6.5~75%海藻浆：5~10g/L（防泳移剂））或3%合成龙胶：20~30g/L丙烯酸酯和丙丙烯酰胺的共共聚物：10~20g/L浸轧温度：室室温，有时可可提高到40~50℃℃。轧液率：尽量量低，涤纶40%，涤棉50~60%，轧车压力要要求均匀热溶固色染料选择中温温和高温型，，拼色时应尽尽量选择固着着温度曲线相相近的染料；；热溶温度：根根据固着曲线线，选择变化化范围较小的的一段温度区区间；热溶时间：根根据设备、织织物组织结构构，热溶温度度确定；张力：要求均均匀。1009080706050180190200210220230固着率（%）热溶温度（℃）II-CI分散红11III-CI分散橙3I-CI分散蓝65染色设备——热熔染色机（四)微胶囊染色技技术分散染料微胶胶囊染色原理理微胶囊壁相当当于一个半透透膜,允许水分子和和已溶解的染染料单分子通通过。水在高高温(通常100～130℃)条件下表面张张力很低,易渗透进入染染料微胶囊,并溶解其中的的分散染料形形成饱和溶液液。较高的染染料溶液化学学位促使微胶胶囊壁内外染染料形成了浓浓度梯度，溶溶解的染料分分子在扩散推推动力的作用用下，穿过胶胶囊壁向外扩扩散进入染浴浴。当染料分分子与涤纶纤纤维接触，就就会在疏水的的纤维表面吸吸附,并向纤维内部部扩散,同时水中的单单分子染料继继续向纤维表表面吸附，随随着纤维上染染料的不断增增多,纤维颜色越来来越深,直至胶囊内染染料枯竭或纤纤维上染达到到所需深度。。分散染料微胶胶囊染色过程程为“溶解→→扩散→吸附附→上染”。分散染料微胶胶囊染色的特特点（无助剂剂、良好的匀匀染性、免水水洗、零排放放）无助剂。分散染料微胶胶囊染色不使使用分散剂和和其它助剂，，染浴中除了了纤维和已溶溶解的单分子子染料外，只只有用来调节节pH的少量醋酸。。良好的匀染性性。由于分散染料料的溶解度很很小，染浴中中染料浓度极极低，从而保保证了良好的的匀染性。免水洗。分散染料在水水中的标准化化学位远高于于其在纤维中中的标准化学学位。染色结结束后切断染染料供应，在在染色温度下下继续处理织织物10~20min。由于染料亲亲纤维性远远远大于亲水性性,此时纤维表面面吸附的染料料乃至水中溶溶解的染料,会全部进入纤纤维,达到优异的色色牢度，染色色结束不经任任何水洗即可可出缸。而常常规染料染色色的织物，由由于助剂条件件下染料被增增溶，造成纤纤维表面严重重的浮色，染染色后必须经经过彻底水洗洗和还原清洗洗。“零排放”。。染色完成后,剩余胶囊从交交换器中排出出,染色后的微胶胶囊空壳约占占织物重的2%左右,其为含氮化合合物,呈粉状,粒径数十微米米,可以混入燃料料中燃烧,亦可以填埋处处理,在自然条件下下易分解。分散染料微胶胶囊工业化制制备流程分散染料微胶胶囊染色设备备不需添置专用用设备，只需需给高温高压压溢流染色机机加装一个存存放微胶囊分分散染料的交交换器。分散染料微胶胶囊染色工艺艺把分散染料微微胶囊置于高高温高压溢流流染色机的染染料交换器中中，由于微胶胶囊的优良缓缓释性能充分分保证了匀染染性，升温速速度可不加控控制，在升至至预设的染色色温度后保温温30～40min即可。染色结结束后断绝染染料来源，再再在染浴中进进行“饥饿染染色”10～20min（免水洗处理理）。传统的分散染染料染色工艺艺配方：纯分散染料（（o.w.f.）x%高温匀染剂2～5g/L渗透剂2g/L分散染料微胶胶囊染色效果果分散染料微胶胶囊染色废水水染色工艺K/S值匀染性摩擦牢度水洗牢度（60℃）干摩湿摩变色涤沾棉沾传统20.144~554~54~54~55微胶囊20.29555555染色工艺CODBOD颜色传统1.45*103971蓝黑色微胶囊5014.7无色（五）超临界界二氧化碳流流体染色超临界C02染色技术就是是以超临界状状态C02流体为介质代代替以水为介介质的染色技技术。该技术可以以避免大量废废水对环境带带来的严重污污染问题。上上染速率快（（10min内即可完成）），匀染性和和透染性好，，无需还原清清洗，无需烘烘干，C02可循环再利用用。此技术已已应用于涤纶纶等合成纤维维染色，效果果良好。对于于天然纤维，，由于染料系系统问题，目目前尚处于研研究探索阶段段。超临界C02的特性C02是最常用的超超临界流体，，超临界C02是指温度超过31.1℃、压力超过7.39MPa时的C02流体。它是无臭、不不燃、价廉的的化学惰性流流体，具有非非常独特的理理化性质。粘粘度较低，可可以像气体均均匀分布在整整个容器中，，扩散系数高高，传质速率率快，混合性性能好。通过过调整压力，，又可以达到到液体大小的的密度，它对对物质有很强强的渗透作用用，对物质的的溶解能力远远远高于气体体，甚至高于于液体。由于C02是非极性分子子，在化学性性质方面与非非极性有机溶溶剂相似，对对非极性和低低极性的物质质（如分散性性染料）有较较高的溶解能能力，而对极极性物质（如如离子性染料料）溶解度很很低。C02的P-T状态图气体、液体、、超临界流体体的物理性质质物理性质气体（9.8×104Pa，25℃）液体（9.8×104Pa，25℃）超临界流体（Pc，Tc）密度/g·cm-30.62×10-30.6~1.60.2~0.5扩散系数/cm2·s-10.1~0.4（0.2~2）×10-5（0.5~4）×10-3粘度/Pa·s（1~3）×10-30.02~0.3（1~3）×10-3超临界C02中分散染料上上染涤纶的机机理分散染料在超超临界C02的状状态态在水水中中分分散散染染料料是是通通过过胶胶束束传传送送到到纤纤维维中中或或染染料料从从晶晶体体表表面面层层中中溶溶解解而而释释放放出出分分子子的的分分散散形形式式。。分分散散染染料料在在水水中中呈呈缔缔合合状状态态，，而而且且还还会会发发生生晶晶粒粒的的增增长长和和晶晶型型的的转转变变。。在超超临临界界C02中，，由由于于超超临临界界C02为非非极极性性分分子子，，对对分分散散染染料料的的溶溶解解能能力力，，类类似似于于低低极极性性溶溶剂剂，，比比水水溶溶液液高高得得多多。。超超临临界界C02对于于相相对对分分子子质质量量不不大大（（M≤400）、极极性性较较好好的的分分散散染染料料具具有有很很好好的的溶溶解解能能力力，，分分散散染染料料溶溶解解在在超超临临界界C02中，，都都是是以以单分分子子的分分散散状状态态存存在在，，不不会会出出现现在在水水中中由由于于分分散散染染料料的的分分散散稳稳定定性性降降低低而而引引起起的的各各种种问问题题。。此外外，，由由于于超超临临界界C02的粘粘度度低低，，染染料料所所受受扩扩散散阻阻力力小小，，容容易易扩扩散散传传送送到到纤纤维维或或纤纤维维束束的的细细孔孔和和毛毛细细管管中中，，匀匀染染性性和和透透染染性性大大大大提提高高，，上上染染量量增增加加。。超临临界界C02对涤涤纶纶作作用用超临临界界C02流体体分分子子小小，，粘粘度度极极低低，，扩扩散散性性好好，，分分子子间间不不会会形形成成水水中中的的““冰冰山山结结构构””或或簇簇状状体体，，在在疏疏水水性性纤纤维维中中的的渗渗透透要要比比水水中中容容易易得得多多，，容容易易进进入入纤纤维维结结构构致致密密的的区区域域，，当当C02渗入入到到纤纤维维内内部部时时，，它它就就充充当当一一个个““假假介介质质的的作作用用””，，起起到到了了类类似似于于载载体体的的增增塑塑作作用用，，增增加加纤纤维维分分子子链链的的活活动动性性和和扩扩散散自自由由体体积积。。纤纤维维增增塑塑后后，，无无定定形形区区的的分分子子链链段段运运动动更更加加容容易易，，使使得得纤纤维维的的玻玻璃璃化化温温度度降降低低，，其其他他物物理理性性能能也也发发生生显显著著的的变变化化，，分分散散染染料料可可在在比比常常规规更更低低的的温温度度下下染染色色，，更更短短的的时时间间内内上上染染。。涤纶纶超超临临界界C02染色色工工艺艺温度度和和压压力力温度度升升高高可可提提高高染染料料的的溶溶解解度度和和扩扩散散速速度度，，而而染染料料的的溶溶解解度度又又与与溶溶剂剂密密度度有有关关，，溶溶剂剂密密度度的的升升高高有有利利于于染染料料溶溶解解度度的的增增大大。。低压压时时，，溶溶剂剂密密度度随随温温度度升升高高下下降降，，使使得得染染料料的的溶溶解解度度随随着着温温度度的的上上升升而而下下降降；；高压压时时溶溶剂剂的的密密度度受受温温度度的的影影响响小小，，染染料料溶溶解解度度随随着着温温度度的的升升高高而而升升高高。。染色色温温度度愈愈高高，，吸吸收收的的染染料料愈愈多多。。130℃℃条件件下下染染色色，，纤纤维维吸吸收收的的染染料料量量比比70℃℃下染染色色纤纤维维吸吸收收的的染染料料量量要要多多40~50倍。。因因为为染染色色温温度度必必须须越越过过聚聚酯酯纤纤维维玻玻璃璃化化转转变变点点，，才才能能使使染染料料成成功功地地扩扩散散进进入入纤纤维维。。较较高高的的温温度度，，对对于于具具有有较较高高分分子子量量的的染染料料作作用用会会较较大大。。一般般，，温度度：：80~160℃℃，压压力力20~30MPa，时时间间：：5~20min。分散散染染料料的的结结构构和和极极性性在超超临临界界C02中分分散散染染料料的的溶溶解解度度与与常常规规染染色色不不同同，，极性性小小的的染染料料溶溶解解度度大大，这这是是由由超超临临界界C02的非非极极性性所所决决定定的的。。在在苯苯环环上上添添加加卤卤素素如如Cl、Br、I等基基团团有有助助于于提提高高分分散散染染料料的的溶溶解解度度。。而而染染料料分分子子上上的的OH、NH2、NO2、OCH3、COOH等基基团团不不仅仅增增加加了了染染料料的的极极性性，，而而且且使使染染料料分分子子通通过过氢氢键键形形成成大大分分子子团团，，降降低低染染料料在在超超临临界界CO2中的的溶溶解解度度和和扩扩散散能能力力。。C02与纤纤维维的的质质量量比比染色过过程中中C02与纤维维的最最佳质量比比为5~10，质量量比过过大将将引起起染料料分子子扩散散系数数下降降及操操作费费用提提升。。反之之，则则不能能为染染色过过程提提供充充足的的溶解解染料料。分散染染料中中的添添加剂剂常规用用于水水相染染色的的分散散染料料，由由于含含有大大量的的分散散剂在在临界界C02中只能能得到到浅色色。原原因之之一是是染料料中的的助剂剂，如如分散散剂、、稀释释剂、、油剂剂、抗抗尘剂剂、抗抗静电电物质质的存存在，，严重重影响响了染染色条条件下下染料料从超超临界界C02中分离离出来来。有有些研研究者者倾向向在超超临界界C02中应用用纯分分散染染料。。但是是使用用纯染染料时时，会会出现现染料料熔融融。所所以，，汽巴巴精化化公司司开发发了含含有特殊添添加剂剂的系列列染料料产品品。还原净净洗超临界界C02的物理理、化化学特特性，，是随随着温温度、、压力力而变变化的的。和和染色色时的的超临临界C02条件相相比，，将染染色后后超临临界C02条件变变化到到提高高染料料溶解解度的的条件件，能能够去去除附附着或或凝聚聚在纤纤维表表面上上的染染料。。而且且，超超临界界C02染色染染料的的固着着率高高（约约98%）。用超临临界C02在60℃℃，25MPa条件下下处理理被染染物，，有洗洗涤效效果。根据汽汽巴公公司的的观点点，在在实际际应用用中还还原净净洗也也是必必要的的。因因为，，染色色物的的色浓浓度是是各种种各样样的。。从浅浅色到到浓色色，如如果考考虑实实用性性能，，染浓浓色时时还原原净洗洗必要要的。。此外外，染染色温温度从从130℃降低到净洗温温度60℃，需要花费时时间，有可能能降低生产率率。超临界C02染色设备工艺艺流程l一加热器；2一溶解槽3一染色槽；4一分离器；5一冷却器；6—CO2贮罐；7一升压泵；8一循环泵四、新合纤染染色（一）新合纤纤的定义和结结构性能新合纤的定义义通常从形态上上，将由微纤纤维、异形截截面丝、异收收缩混纤等一一类具有新性性能的纤维原原料称为新合合纤。这些新新合纤由于线线密度、截面面、表面形态态、异收缩混混纤以及聚合合物结构（聚聚合物化学结结构、结晶度度、取向度等等的不同而显显示出各种独独待的特性，，可以加工成成高级的“仿仿真丝”、““仿桃皮皮”、“仿绢绢纺”和“粉粉状手感”等等的新合纤织织物。新合纤的结构构性能形态结构：截截面非圆型，，表面无蜡状状感，线密度度小物理化学性能能：光泽和耐污性性手感抗起球性和耐耐磨性抗静电及吸湿湿性抗褶皱和抗抽抽丝性染色性能：单单纤维线密度度的减小，比比表面积增大大，染整加工工时，上染速速率增加，易易染花、染料料吸收量大（（染料用量比比普通纤维多多10~20%）。同时由于于对光的反射射率增大，在在染料吸收量量相同的情况况下显色较淡淡。由于光泽泽的影响，视视觉结果为织织物亮度增加加，染色牢度度也会变差等等。（二）新和纤纤的染色染料的上染速速率（D、t、r、E∞、L）染料的亲和力力纤维无定形区区的含量染液流动状态态纤维的半径或或线密度纤维线密度越越低，纤维越越细，染料从从表面向中心心扩散的距离离越短，所需需时间越短，，即扩散速率率较快，在一一定的染色时时间内，较易染透。纤维越细，半半径越小，比比表面积越大大，纤维表面面吸附染料的的速度和量均均高，不仅染染料从溶液转转移到纤维的的速度加快，，而且提高了了纤维表面和和内部间的染染料浓度梯度度，染料向纤纤维内部扩散散速率也越快快。因此超细细纤维染色较较常规纤维的的匀染性差。由于纤维的比比表面积较大大，在短时间间内，染料主主要吸附在纤纤维表面，随随后向纤维内内部扩散。但但是由于吸附附量较高，纤纤维表面的染染料可能存在在多层吸附，，这些染料与与纤维的结合合就不牢固，，很易解吸，，造成纤维染染色摩擦牢度差。不同线密度聚聚酯纤维的上上染速率曲线线半染时间和扩扩散系数半染时间随纤纤维半径增大大而增长纤维越粗，扩扩散系数越大大。这可能是是由于纤维越越粗．纺丝时时抽伸比越小小，纤维的取取向度越低之之故。所以说说微细或超细细纤维的无定定形区不一定定比常规纤维维大。相反还还可能要小一一些，这决定定于纺丝条件件。对于聚酯酯/聚酰胺复合超超细纤维，由由于抽伸时纤纤维仍较粗，，只是剥离分分裂后才成超超细纤维，这这种纤维和相相等粗细的直直接纺纤维相相比，取向度度和结晶度可可能较低，因因此染料上染染速率较快，，半染时间较较短，扩散系系数较大些。。升温上染速率率纤维越细，最最快上染速率率的温区越低低，0.11dtex纤维上染百分分率达到20％时的温度比比3.30dtex纤维低20℃左右，上染百百分率达到90％的时间约短短30min，达到100％的时间约短短50min。故超细纤维维染色起始温温度应低，升升温速度应慢慢，而达到最最高上柒百分分率的时间则则较短。吸附等温线吸附类型：服从能斯特（（Nernst）分配关系斜率：线密度越小的的纤维，直线线斜率越大，，表明纤维对对染料的吸附附倾向越大。。表明纤维对对染料的吸附附倾向越大。。线密度小的的纤维比表面面积大。纤维维从染液中吸吸附染料的倾倾向必然大，，因为纤维表表面上的分子子链与染料可可充分地建立立分子间作用用力结合。吸附饱和值：：130℃的染色饱和值值比98℃的均有增高，，这和纤维对对染料的溶解解能力随温度度升高而增加加，也和温度度高染料对纤纤维的可及度度增加有关。。但是这种变变化随着纤维维线密度变小小而越不明显显，即温度对对染色饱和值值的影响，微微细和超细纤纤维比常规纤纤维敏感性低低，这也是由由于纤维线密密度越小，染染料在纤维内内扩散路程越越短，透染性性和可及度较较好的关系。。染色亲和力、、染色热和染染色熵不沦是98℃或是130℃，纤维线密度度越小，染染色亲和力越越高，但这种种差别低温比比高温时明显显，也就是说说，染色温度度高，线密度度不同的纤维维吸附染料的的能力的差距距会缩小，有有利于减小色色差。纤维越细，染染色热越高，，这表明纤维维比表面积越越大，可直接接吸附更多的的染料分子，，结合较强，，放出的热量量也就超多。。相对地说，，聚酯/聚酰胺复合微微细纤维的染染色热较低，，其原因也是是由于聚酰胺胺组分对分散散染料的分子子结合力较聚聚酯低。纤维越细，染染色熵负值越越大．表明染染色体系混乱乱度降低相对对多些。线密密度越低的纤纤维，比表面面积越大，表表面吸附的染染料越多，染染料分子的混混乱度降低就就越多。提升性和显色色性染成相同颜色色深度染料用用量与纤维线线密度的关系系移染性和匀染染性移染性界面移染全程移染匀染性纤维和织物结结构及性能纤维线密度低低，比表面积积大，对染料料的吸附速度度快，染料被被纤维或织物物吸附时易出出现不均匀，，而决定上染染均匀性主要要是染料被纤纤维表面吸附附均匀程度。。纤维的截面多多为不规则形形状，表面也也不够光洁不不仅使比表面面积进一步增增大，而目使使表面吸附染染料速度增快快，染色不易易均匀。由于线密度低低，对机械物物理和化学作作用较常规纤纤维敏感。若若染前受热、、受应力作用用以及化学试试剂作用不均均匀，很容易易造成染色性性能发生变化化，匀染性变变差。纤维的微结构构不仅不同于于常规纤维，，本身的均匀匀性也差，所所以也使匀染染性变差。染色设备染料的结构和和性能染色工艺和操操作染色牢度耐晒色牢度。。超细纤维维染色物的耐耐晒色牢度比比常规纤维差差，主要原因因是由于比表表面积大造成成直接暴露于于大气和日光光中的面积大大，而超细纤纤维表面吸附附的染料浓度度又高，所以以褪色速率快快、耐晒色牢牢度差。此外外，纤维细，，光线较容易易透过纤维，，易使纤维内内部的染料褪褪色。耐升华色牢度度。超细细纤维染色由由于染料浓度度高，纤维比比表面积大，，在表面积聚聚染料量多，，使耐升华色色牢度显著降降低，且降低低程度比耐晒晒色牢度还要要大。常规纤维和超超细纤维色牢牢度性随比较较耐洗色牢度.纤维细比表面面积大，高温温处理，持别别是存在有某某些助剂时，，染料极易从从纤维内部迁迁移到纤维表表面，发生所所谓热迁移，，水洗牢度就就会显著降低低，某些助剂剂会加速染料料热迁移，牢牢度降低会更更严重。提高耐洗牢度度的措施选用牢度好的的染料，持别别应选用热迁迁移性低，湿湿牢度好的染染料。合理确定染色色工艺．使染染料充分上染染纤维，减少少表面浮色。。加强洗涤，除除净表面沾附附的浮色，有有碱性和和酸性还原清清洗两种方法法，对偶氮结结构的染料用用酸性还原清清洗效果较好好。染后热处理温温度尽可能控控制低一些，，减少染料热热迁移，改善善色牢度。染染色织物经过过热处理后，，再经过水洗洗或还原清洗洗，然后在90~100℃缓和烘干．对对改善色牢度度有一定好处处。后整理加工时时，应选用对对染料萃取作作用小的整理理剂，可以减减少染料从纤纤维中迁移出出来，提高色色牢度。（三）新合纤纤染色设备超细纤维比表表面大，结晶晶度较低，在在低于其玻璃璃化温度（80℃）时，即可明明显吸附染料料，上染速率率很高，容易易产牛染色不不匀。同时，，大多数超细细纤维织物结结构紧密，透透水透气性很很低，染液不不易透过，所所以，卷染、、轧染和经轴轴染色机等均均很难适应。。主要是溢流或喷射染染色机。针对超细纤纤维织物的特特点，要求溢溢流或喷射染染色机既要有有很高的染液液(或织物)的运行速度，，以提高染液液的交换频率率。同时，要要不断使绳状状展开，使包包裹在绳状内内的染液与主主体染液混合合．以提高匀匀染性和消除除绳状折皱印印。此外，染染色机还需装装有精确的温温度和速度控控制装置。（四）新合纤纤染色工艺酸性浴染色工工艺起始浴：消泡泡剂0.25％、匀染剂0.5％、防皱剂1％、醋酸（调调节pH值至4.5~5）碱性浴染色碱性浴染色的的优势进一步提高精精炼的质量；；若染料助剂剂选择恰当，，还可实施精精炼染色一浴浴法工艺。防止前处理不不充分造成的的染疵碱减量过程分分解物的再沾沾污，减少精精练和碱减量量后的水洗次次数和时间；；防止止低低聚聚物物的的凝凝聚聚；；省略略染染色色后后的的还还原原清清洗洗；；提高高染染色色产产品品的的质质量量和和工工艺艺的的重重现现性性。。耐碱碱性性分分散散染染料料的的选选择择参考考日日本本化化药药公公司司评评价价分分散散染染料料耐耐碱碱性性的的方方法法,即以以染染浅浅色色（（0.1%,owf）时时,用酸酸性性浴浴（（pH值4.5）染染色色布布的的表表面面深深度度值值为为标标准准,碱性性浴浴（（pH值11）染染色色布布深深度度降降低低数数在在5%以内内,认定定为为耐耐碱碱性性良良好好。。一般般含含有有酯酯基基、、酰酰胺胺基基和和氰氰基基等等水水解解敏敏感感性性基基团团的的分分散散染染料料,大多多集集中中在在偶偶氮氮型型染染料料中中,对pH值的的敏敏感感性性较较大大,选择择时时需需慎慎重重。。而而蒽蒽醌醌型型染染料料大大多多数数对对pH值敏敏感感性性较较小小,多数数可可用用于于碱碱性性染染色色。。碱性性浴浴染染色色助助剂剂是为为分分散散染染料料碱碱性性染染色色法法开开发发的的一一种种专专用用助助剂剂。。具具有有稳稳定定染染料料、、鳌鳌合合金金属属离离子子和和使使染染液液pH值在在某某一一范范围围内内变变化化等等作作用用,同时时能能改改进进精精练练效效果果,以及及促促进进齐齐聚聚物物溶溶解解。。市市售售的的商商品品助助剂剂,按其其在在染染色色过过程程中中pH值的的变变化化分分成成两两类类:pH值不不变变型型：：指指在在染染色色前前后后的的pH值变变化化幅幅度度甚甚小小;pH值滑滑动动型型：：指指染染色色前前是是碱碱性性浴浴,至染染色色结结束束其其染染液液pH值已已基基本本接接近近中中性性。。（五五））涤涤棉棉织织物物分分散散/活性性一一浴浴法法染染色色分散散染染料料的的染染色色性性：：分分散散染染料料染染涤涤纶纶是是在在高高温温高高压压（（120~130℃℃），，pH值以以弱弱酸酸浴浴5~6为宜宜，，染染色色时时不不宜宜使使用用电电解解质质。。活性性染染料料的的染染色色性性能能：：染染色色温温度度（（即即使使是是热热固固型型的的））在在沸沸点点或或沸沸点点以以下下；；需需在在中中性性浴浴吸吸附附，，在在碱碱性性浴浴中中固固着着；；染染色色时时需需要要加加入入大大量量的的电电解解质质促促染染。。分散/活性染料一一浴法染色色的实现现染料选择活性染料宜宜选用