固色剂及其应用

任务5.2固色剂及其应用染料在纤维表面的吸附染色过程染料向纤维内部扩散染料在纤维内外固着

染色牢度差染料在纺织品服用过程中从纤维表面脱离

染料固色剂可以使染料和纤维之间更有效地固着的一类化合物,它能改善和提高染色织物的各类牢度《染整助剂及其应用》一、固色剂的作用和要求染料上带有水溶性基团(直接染料和酸性染料)在染色中，存在水解染料或对未键合的染料皂洗不充分染浓色时,染料浓度过高而使染色织物上存在大量末固着染料(活性染料)染色牢度差——改善方法，进行固色处理《染整助剂及其应用》二、固色剂的固色机理（一）固色机理——固色剂提高水溶性染料在纤维上的染色牢度（湿牢度）（1）在织物上生成不溶性色淀，封闭可溶性基团，使织物上的染料遇水不易溶解脱落，达到提高湿处理牢度的目的。但这种固色剂固色后，易使染物的色光发生变化或引起日晒牢度下降。（2）在织物上生成网状薄膜，以阻止染料脱落。（3）利用固色剂分子中的反应性基团，与染料分子上可反应的基团以及纤维素分子上的羟基交联，达到提高染料在纤维上的固着效果。（4）利用固色剂与纤维的分子引力（氢键、范德华力、配位键），增加固色剂的固着强度，从而提高染色牢度。《染整助剂及其应用》（二）提高其他色牢度的固色剂（1）利用固色剂的缓冲能力，使汗液中的酸性物质被中和，防止活性染料与纤维形成的共价键断裂，达到提高汗渍牢度的目的。（如多元醇胺缩合物）（2）利用固色剂中平滑剂的作用，减少纤维表面的摩擦系数，从而提高染色织物的摩擦牢度。（如聚乙烯乳液、经筛选后的硅油）以及能成膜的聚氨酯等）（3）将紫外线吸收剂接枝引入固色剂分子中，利用紫外线吸收基团对日光中紫外线的吸收，防止紫外线对染料结构的破坏，从而提高日晒牢度。（4）利用一些物质的抗氯性或吸氯性，防止活性氯对活性染料偶氮结构的攻击，从而提高活性染料的耐氯浸牢度和耐氯漂牢度。（一般为抗氧化性的物质或树脂和多胺类物质，如多元酚、间苯二酚、氢醌、联苯二酚、多羟基苯甲酸等）——上述两类物质中，前者大都是酚类化合物，有环保问题。因此耐氯牢度提升剂可选用与活性氯反应好的胺类化合物作为其主体，使用具有环氧基团的阳离子化合物作为连接基与经筛选的胺类化合物反应，既可提高耐氯牢度，又可提高湿处理牢度。《染整助剂及其应用》（三）固色剂应具有的性能（1）具有较强的固色能力，能使织物的有关色牢度明显提高;（2）染料适应性广，染料结构对固色效果的影响较小;（3）与纤维的亲和力强，在固色浴中吸尽率高;织物经固色剂固色后，不会引起色光变化;（4）在提高有关色牢度（如耐洗色牢度）的同时，不应降低其他色牢度（如日晒牢度）;（5）不影响织物的手感，不引起织物强力下降。《染整助剂及其应用》（四）固色剂的化学结构特征（1）带有正电荷，易与染料分子的阴离子以离子键结合。（2）含有活性基团，能与纤维上的极性基团（-OH，-NH2等）以共价键结合；（3）具有反应性交联基团，能自行交联成大分子网状不溶性薄膜；（4）含有与染料具有亲和性的结构基团；（5）具有对金属离子的沉淀作用和配合作用；（6）产品不含甲醛等非环保物质，使用中也不会释放甲醛；（7）根据需要引入平滑组分、柔软组分、PH缓冲组分、抗紫外线组分等，从而针对性提高染色织物某些色牢度指标。（8）对织物颜色、手感、强力影响较小。《染整助剂及其应用》三、固色剂的结构种类固色剂非反应性固色剂反应性固色剂阳离子型树脂型阳离子表面活性剂无表面活性的季铵盐多胺类缩聚体季铵盐高聚物反应性阳离子树脂型季铵化的反应性固色剂聚醚类反应性固色剂《染整助剂及其应用》

提高湿处理牢度的非反应性固色剂的固色机理，一般为封闭水溶性基团和在纤维表面成膜两种。其主要类型可分为阳离子型固色剂和树脂型固色剂。（1）阳离子型固色剂:阳离子型固色剂主要通过阳离子与染料分子中的阴离子基团形成离子键结合，从而封闭水溶性基团，达到提高湿处理牢度的目的。这类固色剂可分为表面活性剂固色剂和无表面活性固色剂两类。

①阳离子表面活性剂:在阳离子表面活性剂中，大部分均可不同程度地提高直接染料和酸性染料的湿处理牢度，这一类固色剂有十六烷基氯化吡啶和Sapamin型阳离子表面活性剂，这是较早期使用的固色剂。②无表面活性的季铵盐:这是一种不属于树脂又无表面活性的固色剂。它虽有阳离子基团（季铵基），但无表面活性。这类固色剂可改进直接染料的耐洗色牢度，对色光及日晒牢度的影响较小。这类固色剂和铜盐混合使用，能显著提高酸性染料和活性染料的日晒牢度，具有交联作用的牢度更好，但对织物强力有一定影响。这类固色剂在国内应用较少。1.非反应性固色剂《染整助剂及其应用》（2）树脂型固色剂:树脂型固色剂是我国20世纪80～90年代使用量最大的一类固色剂，占固色剂总量的70%～80%，其代表产物是固色剂Y。固色剂Y由于存在甲醛问题，目前已被其他树脂型的固色剂所取代。

①双氰胺和甲醛初缩体:即固色剂Y、固色剂M（固色剂Y与铜盐的络合产物），由于这两种固色剂含有游离甲醛和分子结构中存在的N—羟甲基会释放甲醛，使被处理染色物上残留的甲醛含量超过规定，对人体和环境造成较大的影响，因此它们的使用越来越少。

②多胺类缩聚体:由多乙烯多胺、双氰胺等多胺类化合物或与其他化合物缩聚而成的高聚物，呈阳离子性，既具有网状结构，又可与阴离子染料生成大分子化合物，可提高染色织物的湿处理牢度，也可提高活性染料的湿熨烫牢度，用量和固色条件基本同固色剂Y。《染整助剂及其应用》③季铵盐高聚物:

这类固色剂由带有季铵基的烯烃（如单烯丙基二甲基氯化铵和二烯丙基二甲基氯化铵）聚合而成的高聚物、均聚物，或与其他单体共聚而成的共聚物。借助高分子树脂的成膜性和高分子链上的阳离子基团达到固色的目的。这类固色剂是水溶性的，尤其适用于活性染料，处理过的织物色光鲜艳，耐氯牢度好，耐晒、耐汗渍牢度好，并能保护活性染料不受酸性大气的影响，但较高温度的水洗牢度较差。《染整助剂及其应用》(3）溶胶—凝胶固色剂:

这是一种新型固色剂，尚处于科研阶段。其固色机理是因为纳米溶胶易于进行化学或物理改性，通过浸轧或浸渍处理并经干燥后，在纺织品表面形成一层薄而透明的金属或非金属氧化物薄膜，对织物上的染料起锚固的作用，从而提高染料的色牢度。《染整助剂及其应用》反应性固色剂通常是在固色剂分子中引入了反应性基团，最常用的反应性基团为环氧基，一般通过环氧氯丙烷引入。这类固色剂除了有反应性基团可以与纤维交联外，其固色机理往往还是通过阳离子基团封闭水溶性的阴离子基团和树脂成膜来实现。常见的反应性固色剂有以下几类:（1）反应性阳离子树脂型固色剂:将二乙烯三胺与双氰胺的缩聚物与环氧氯丙烷反应，得到的反应性固色剂具有如下特点:①相对分子质量大，可与棉纤维以范德华力结合。②分子中的亚氨基可与金属络合染料形成配位键。③分子带正电荷，可与染料阴离子形成离子键。④分子中带反应性基团，可与纤维形成共价键。因此，该固色剂不仅可使直接染料、酸性染料的染色牢度得到提高，而且对色光无明显影响。2.反应性固色剂：《染整助剂及其应用》

（2）季铵化的反应性固色剂:常用三甲胺、二乙烯三胺等与环氧氯丙烷的缩合物，是目前国内市场使用较多、制造较方便、色牢度不甚优良的固色剂。但由于其带有阳离子基团，同时又能与纤维交联，能使纤维素纤维改性，达到提高染料上色率、减少染浴中无机盐的加入量、减少污水处理负担的功效。是实现无盐或低盐染色，提高染料吸尽率的有效手段。《染整助剂及其应用》（3）聚醚类反应性固色剂:

含有两个或两个以上羟乙基及羟基的化合物，如多乙醇胺、多羟基萘，在催化剂存在下可缩合成聚醚，再与环氧氯丙烷反应，可得到属非离子性的聚醚类反应性固色剂。该产品在水中有一定溶解度，自身能交联成大分子网状结构，可与染料构成大分子化合物，并由于环氧基的活泼性在纤维与染料之间起“架桥”作用，使染料与纤维结合更加牢固，从而能显著改善直接染料、酸性染料、硫化染料的湿处理牢度，而且不影响产品的色光和手感。《染整助剂及其应用》

弱酸性染料染锦纶中、深色时，湿处理牢度较差，需固色处理。曾经采用单宁酸和吐酒石二浴固色，虽然可以改进湿处理牢度，但往往色光萎暗，且操作繁琐。如一浴固色，则存在湿处理牢度不过关和对铁质的吸附变色问题。为了改进这些缺点，一般采用改性单宁或合成树脂进行固色。改性单宁——是将天然单宁酸经改性加工而成，使天然单宁酸的缺点有所改善;3.锦纶固色剂《染整助剂及其应用》但现在常用的是称为合成单宁的阴离子型聚合酚型树脂。因二羟基二苯砜对锦纶的亲和力较好，若以其为母体，引入磺酸基并使其与甲醛缩合，增大相对分子质量，即为锦纶固色剂。经该固色剂处理锦纶织物后，能在纤维表面附着一层高分子膜，达到提高锦纶织物湿处理牢度的目的。且固色处理对织物的色光和手感的影响较少，即使后整理使用柔软剂处理后，固色效果也不会降低。另外，也有使用非离子型树脂作为固色剂的报道，如前面提到的聚醚型树脂类固色剂。4、湿摩擦牢度提高剂颜色深度——颜色越深，牢度越差染料性能色淀的存在影响湿摩擦牢度的因素化学键结合物理吸附染料在纤维上硅