阳离子染料课件.ppt

1、 第八章第八章 阳离子染料染色阳离子染料染色第一节第一节 引引 言言一、阳离子染料概述一、阳离子染料概述 1.阳离子染料是一类在水溶液中可电离为带正电阳离子染料是一类在水溶液中可电离为带正电荷的色素阳离子以及无色阴离子的一类水溶性染料。荷的色素阳离子以及无色阴离子的一类水溶性染料。+2.按应用性能，阳离子染料可分为两类按应用性能，阳离子染料可分为两类:一类为早期的阳离子染料，称为碱性染料或盐基染料。一类为早期的阳离子染料，称为碱性染料或盐基染料。碱性染料具有颜色鲜艳，发色强度高，着色力强的特点，碱性染料具有颜色鲜艳，发色强度高，着色力强的特点，为其他类型染料所不及，在皮革、纸张、羽毛、草制品为

2、其他类型染料所不及，在皮革、纸张、羽毛、草制品等染色领域具有广泛的用途。等染色领域具有广泛的用途。一类为适用于腈纶等纺织品印染的一类染料，称为阳离一类为适用于腈纶等纺织品印染的一类染料，称为阳离子染料子染料（在（在染料索引染料索引中仍以碱性染料类称）。该类中仍以碱性染料类称）。该类染料染色性能优良，各项牢度好，尤其是耐日晒牢度高。染料染色性能优良，各项牢度好，尤其是耐日晒牢度高。3.按染料中正电荷的分布特性，阳离子染料可分按染料中正电荷的分布特性，阳离子染料可分为两类。为两类。阳离子染料的阳电荷是通过氮原子季铵化后引入到染料阳离子染料的阳电荷是通过氮原子季铵化后引入到染料分子中的。绝大部分阳离

3、子染料可分为分子中的。绝大部分阳离子染料可分为隔离型和共轭型隔离型和共轭型。隔离型的阳离子染料隔离型的阳离子染料：阳离子染料分子中的：阳离子染料分子中的含有定域的含有定域的正电荷，其位置不与发色体系共轭。正电荷，其位置不与发色体系共轭。由于正电荷集中，由于正电荷集中，容易与纤维结合，上染率高，匀染性差。给色量稍低，容易与纤维结合，上染率高，匀染性差。给色量稍低，色光不十分鲜艳，但耐热、耐晒，耐酸碱的稳定性好。色光不十分鲜艳，但耐热、耐晒，耐酸碱的稳定性好。阳离子蓝阳离子蓝FGLO OO ON NH HC CH H3 3N NH HC CH H2 2C CH H2 2C CH H2 2N N+(

4、C CH H3 3)2 2C CH H2 2S SO O4 4-、隔离型：、隔离型：(发色体系发色体系)发色体系：发色体系：共轭型的阳离子染料共轭型的阳离子染料：阳离子染料分子中的正电荷贯穿于：阳离子染料分子中的正电荷贯穿于整个共轭体系中整个共轭体系中,正电荷是离域的（常称为离域型阳离子正电荷是离域的（常称为离域型阳离子染料），电子流动贯通。颜色鲜艳，匀染性好，耐晒牢度染料），电子流动贯通。颜色鲜艳，匀染性好，耐晒牢度较差。染料敏感（对较差。染料敏感（对pH、热等）。共轭型阳离子染料是、热等）。共轭型阳离子染料是阳离子染料中的阳离子染料中的主要类型主要类型，其染料品种众多。，其染料品种众多。C

5、 CH H3 3-C CH H =C CH H -C C2 2H H4 4C Cl lN NC CC CC CH H3 3C CH H3 3C CH H3 3N N+C Cl l-、共轭型、共轭型阳离子桃红阳离子桃红FG与与共轭共轭类类型型配伍值配伍值(K)染料名称染料名称特性和用途特性和用途普普通通型型12嫩黄嫩黄7GL，红，红2GL，艳蓝，艳蓝RL，深黄深黄GL，紫，紫2RL，紫紫3BL 匀染性差，牢度优良。匀染性差，牢度优良。耐洗、耐晒，适合染中深色腈纶针耐洗、耐晒，适合染中深色腈纶针织内衣，腈纶条、散纤维、膨体纱。织内衣，腈纶条、散纤维、膨体纱。X型型2.53.5嫩黄嫩黄X-7GL，黄

6、，黄X-6G，黄，黄X-8GL，深黄深黄X-2RL，金，金黄黄X-GL，艳红，艳红X-SGN用于腈纶膨体纱；用于腈纶膨体纱；毛、腈混纺织物的染色，对毛的沾毛、腈混纺织物的染色，对毛的沾色少；色少；匀染性中等。匀染性中等。M型型34金黄金黄M-GRL，红红M-RL，蓝蓝M-2G膨体纱染色，腈纶织物匹染，染中、膨体纱染色，腈纶织物匹染，染中、浅色，匀染性佳。浅色，匀染性佳。（分子量（分子量230280，迁移性良好。，迁移性良好。4、国产阳离子染料分类（按应用）、国产阳离子染料分类（按应用）类类型型配伍值配伍值(K)染料名称染料名称特性和用途特性和用途E型型5艳红艳红E-4BL，艳，艳蓝蓝E-3RL

7、，黄，黄 E-RL 色光鲜艳，各项牢度优良，溶解色光鲜艳，各项牢度优良，溶解性、配伍性好，性、配伍性好，pH值适用范围广。值适用范围广。亲和力低。移染性、匀染性好。亲和力低。移染性、匀染性好。v分散型阳离子染料分散型阳离子染料v活性阳离子染料活性阳离子染料v功能型阳离子染料功能型阳离子染料5.应用范围：应用范围：阳离子染料是腈纶纤维的专用染料阳离子染料是腈纶纤维的专用染料，主要用于腈，主要用于腈纶纺织品及其混纺、交织物的染色、印花。阳离纶纺织品及其混纺、交织物的染色、印花。阳离子染料染聚丙烯腈纤维色泽鲜艳，给色量好，湿子染料染聚丙烯腈纤维色泽鲜艳，给色量好，湿处理牢度和日晒牢度较高。处理牢度和

8、日晒牢度较高。阳离子染料在锦纶、醋酯纤维和阴离子改性后的阳离子染料在锦纶、醋酯纤维和阴离子改性后的涤纶、真丝、棉、麻、丙纶等的印染中也有应用。涤纶、真丝、棉、麻、丙纶等的印染中也有应用。二、腈纶纤维的染色性能二、腈纶纤维的染色性能 1.腈纶纤维组成：腈纶纤维组成：最早生产的腈纶是聚丙烯腈的均聚物，结晶度高，分子链最早生产的腈纶是聚丙烯腈的均聚物，结晶度高，分子链间作用力强，性脆、手感差，难于染色。间作用力强，性脆、手感差，难于染色。第二单体第二单体的加入，降低了腈纶纤维的结构紧密性，改善了的加入，降低了腈纶纤维的结构紧密性，改善了手感，提高了染料在纤维中的扩散速率，改善了染色性能，手感，提高了

9、染料在纤维中的扩散速率，改善了染色性能，可以常压染色，可以常压染色，常用丙烯酸甲酯常用丙烯酸甲酯。第三单体第三单体的加入目的就是为了提高染色性能，提供与染料的加入目的就是为了提高染色性能，提供与染料结合的染座。一类有含酸性基团的衣康酸钠、丙烯磺酸钠；结合的染座。一类有含酸性基团的衣康酸钠、丙烯磺酸钠；另一类含有碱性基团的吡啶和氨基。另一类含有碱性基团的吡啶和氨基。第三单体含羧基、磺酸基等酸性基团，含酸性基团的腈纶，第三单体含羧基、磺酸基等酸性基团，含酸性基团的腈纶，则可和阳离子染料结合，纤维可用阳离子染料染色。则可和阳离子染料结合，纤维可用阳离子染料染色。第三单体含吡啶、氨基等碱性基，含碱性基

10、团的腈纶，则可第三单体含吡啶、氨基等碱性基，含碱性基团的腈纶，则可和阴离子结合，纤维可用酸性染料染色。和阴离子结合，纤维可用酸性染料染色。商品腈纶大多是含酸性基团的腈纶。商品腈纶大多是含酸性基团的腈纶。国产兰化腈纶国产兰化腈纶：丙烯腈：丙烯腈93%，丙烯酸甲酯，丙烯酸甲酯5.7%，衣康酸钠，衣康酸钠（甲叉丁二酸）（甲叉丁二酸）1.3%结构式结构式：-COOH是弱酸性基，上染比较缓和，并不用加大量的缓染是弱酸性基，上染比较缓和，并不用加大量的缓染剂，由于是两个染座，足以使腈纶染成浓色。剂，由于是两个染座，足以使腈纶染成浓色。国产金山腈纶国产金山腈纶：丙烯腈：丙烯腈93%，丙烯酸甲酯，丙烯酸甲酯5

11、.7%，丙烯磺酸，丙烯磺酸钠钠1.3%结构式：结构式：-SO3H是强酸性基，故上染容易，但匀染性更差，要加入是强酸性基，故上染容易，但匀染性更差，要加入较多的匀染剂，才能获得匀染。较多的匀染剂，才能获得匀染。2.腈纶纤维的玻璃化温度腈纶纤维的玻璃化温度Tg 在水中（染液）在水中（染液）85 Tg对上染速率的影响很大，低于对上染速率的影响很大，低于Tg基本不上染。基本不上染。腈纶纤维在湿热作用下极易变形，不能经受较大的机械腈纶纤维在湿热作用下极易变形，不能经受较大的机械 张力和压力。张力和压力。3.腈纶纤维的超分子结构腈纶纤维的超分子结构 腈纶纤维没有真正的晶区，只有侧向相对有序的准晶区。腈纶纤

12、维没有真正的晶区，只有侧向相对有序的准晶区。准晶区与非晶区无严格的分界面。准晶区与非晶区无严格的分界面。第二节第二节 阳离子染料染腈纶的基本理论阳离子染料染腈纶的基本理论一、染色机理一、染色机理 由于腈纶中的第三单体酸性基团的存在和氰基的电子结构由于腈纶中的第三单体酸性基团的存在和氰基的电子结构特征，腈纶纤维在染浴中表面带有特征，腈纶纤维在染浴中表面带有负电荷负电荷，当腈纶进入阳，当腈纶进入阳离子染料的染液中发生下列过程：离子染料的染液中发生下列过程：1.染浴中染料阳离子向腈纶纤维表面移动并通过扩散边界染浴中染料阳离子向腈纶纤维表面移动并通过扩散边界层向纤维表面扩散。层向纤维表面扩散。2.由于

13、静电引力，阳离子染料吸附在纤维表面，这时范德由于静电引力，阳离子染料吸附在纤维表面，这时范德华力也起一定作用。华力也起一定作用。3.吸附在纤维表面的染料向纤维内部扩散，当染浴温度大吸附在纤维表面的染料向纤维内部扩散，当染浴温度大于于Tg时，腈纶纤维大分子链段开始运动，大的空穴增加，时，腈纶纤维大分子链段开始运动，大的空穴增加，自由体积增加，染料向纤维内部扩散，打破原来的染色平自由体积增加，染料向纤维内部扩散，打破原来的染色平衡，加快纤维表面继续吸附染料。衡，加快纤维表面继续吸附染料。一般认为阳离子染料在一般认为阳离子染料在腈纶内相的扩散模型为自由体积模型（也有文献认为自由腈纶内相的扩散模型为自

14、由体积模型（也有文献认为自由体积和孔道的双重模型），体积和孔道的双重模型），染料在纤维中的一个染座（酸染料在纤维中的一个染座（酸性基团）上解吸下来，扩散，再吸附到另一个染座（酸性性基团）上解吸下来，扩散，再吸附到另一个染座（酸性基团），逐步向纤维内部扩散，不断发生吸附，解吸，扩基团），逐步向纤维内部扩散，不断发生吸附，解吸，扩散，再吸附的跳跃式传递。散，再吸附的跳跃式传递。4.最后阳离子染料和纤维上的染座（酸性基团）以离子键最后阳离子染料和纤维上的染座（酸性基团）以离子键固着。固着。阳离子染料上染腈纶纤维实质上是一个离子交换的过程如下阳离子染料上染腈纶纤维实质上是一个离子交换的过程如下式表示：

15、式表示：F-COOH +D+X-=F-COOD+HX F-SO3H +D+X-=F-SO3D+HX 阳离子染料的染色机理阳离子染料的染色机理OOC-腈纶腈纶O3S-腈纶腈纶 与其它二、三单体共聚后与其它二、三单体共聚后Tg为为 8090。在染液中因水的增塑作用在染液中因水的增塑作用Tg为为 6580 左右。左右。在在 Tg 温度之下温度之下6580 左右OOC-腈纶腈纶O3S-腈纶腈纶染浴温度超过染浴温度超过 Tg，随着温度的升高染料向纤维，随着温度的升高染料向纤维内部的扩散迅速增大。内部的扩散迅速增大。腈纶腈纶腈纶腈纶 染料的吸附量与腈纶纤维上带负电的酸性基的含量有关，染料的吸附量与腈纶纤维

16、上带负电的酸性基的含量有关，酸性基的含量越多，染料的上染量也就越多。酸性基的含量越多，染料的上染量也就越多。强酸性第三单体酸性基受染浴强酸性第三单体酸性基受染浴pH值的影响不大。值的影响不大。，当染浴，当染浴pH值较低时，弱酸性基的电离会受到抑制。值较低时，弱酸性基的电离会受到抑制。二、吸附等温线和上染速率二、吸附等温线和上染速率 1.吸附等温线吸附等温线:属于单层、定位、化学吸附，属于单层、定位、化学吸附，成盐机理。属于朗謬尔型吸附等温线。成盐机理。属于朗謬尔型吸附等温线。教材教材196页图页图8-2。2.上染速率：上染速率：上染速率快，初染率高，移染性差，上染速率快，初染率高，移染性差，不

17、匀染现象严重。不匀染现象严重。影响上染速率因素有：影响上染速率因素有：纤维中酸性基团的含量。教材纤维中酸性基团的含量。教材197页图页图8-3。不同酸性基团。教材不同酸性基团。教材197页图页图8-4，图，图8-5。腈纶纤维的热处理条件。教材腈纶纤维的热处理条件。教材198页图页图8-6。腈纶纤维的拉伸比。教材腈纶纤维的拉伸比。教材198页图页图8-7。染浴中染料浓度。教材染浴中染料浓度。教材198页图页图8-8。染色温度。教材染色温度。教材198页图页图8-9。三、染色的饱和现象三、染色的饱和现象 阳离子染料与腈纶的结合是阳离子染料与腈纶的结合是，。所以在腈纶的阳离子染料染色中推出。所以在腈

18、纶的阳离子染料染色中推出。v1.腈纶阳离子染料染色的饱和值（腈纶阳离子染料染色的饱和值（Sf）v腈纶阳离子染料染色饱和值（腈纶阳离子染料染色饱和值（Sf）:用以表征单位质量用以表征单位质量纤维上，含有可容纳阳离子染料的阴离子染座数量。是纤维上，含有可容纳阳离子染料的阴离子染座数量。是以以100克纤维克纤维某一指定的阳离子染某一指定的阳离子染料的重量计算的。料的重量计算的。v腈纶阳离子染料染色饱和值腈纶阳离子染料染色饱和值（Sf）的的测定测定，采用，采用SDC推推荐的方法，并用稳定性更高的亚甲基蓝（荐的方法，并用稳定性更高的亚甲基蓝（C.I.Basic Blue 9）代替孔雀绿（）代替孔雀绿（C

19、.I.Basic Green 4）作为标准染料。）作为标准染料。v贝克曼（贝克曼（Beckmann）法）法：以相对分子质量为：以相对分子质量为400、亲和、亲和力较高的阳离子染料，在力较高的阳离子染料，在pH值为值为4.5，浴比为，浴比为100 1的条的条件下，染浴中用足量染料使平衡上染百分率达到件下，染浴中用足量染料使平衡上染百分率达到95%时，时，每每100g纤维上的染料量来表征（纤维上的染料量来表征（g染料染料/100g纤维）。纤维）。一些聚丙烯腈纤维的阳离子染料染色饱和值一些聚丙烯腈纤维的阳离子染料染色饱和值 2.22.32.22.62.1染色饱和值染色饱和值 Sf纤维名称纤维名称 教

20、材页表教材页表Sf意义意义:表征和评价纤维可染性的重要指标，是表征和评价纤维可染性的重要指标，是纤维本身的一种特性常数。纤维本身的一种特性常数。实际应用：实际应用：Sf 2 容易染成浓色。容易染成浓色。Sf 1.4仅适于中淡色品种。仅适于中淡色品种。兰化腈纶兰化腈纶Sf=2.3金山腈纶金山腈纶Sf=2.62.阳离子染料的染色饱和浓度阳离子染料的染色饱和浓度SD 阳离子染料的染色饱和浓度（阳离子染料的染色饱和浓度（SD），指能使给定），指能使给定纤维达到饱和吸附所需商品染料的量，以相对于纤维达到饱和吸附所需商品染料的量，以相对于纤维或织物的质量（纤维或织物的质量（o.m.f.）来表示）来表示。S

21、D应用应用：染料染色时，染料的最大投入量：染料染色时，染料的最大投入量 X%SD3.染料的饱和系数（染料的饱和系数（f）纤维的染色饱和值纤维的染色饱和值Sf与染料的染色饱和浓度与染料的染色饱和浓度SD之比，之比，即为染料的饱和系数即为染料的饱和系数f。Sf SD 染料的饱和系数是阳离子染料的特征常数，与染料的纯染料的饱和系数是阳离子染料的特征常数，与染料的纯度和摩尔质量有关，而与纤维特性或纤维种类无关。特定度和摩尔质量有关，而与纤维特性或纤维种类无关。特定染料的饱和系数可表征该染料在对纤维染色时的饱和特性。染料的饱和系数可表征该染料在对纤维染色时的饱和特性。p192 8-2应用应用Sf、SD和

22、可以计算染色处方的合理性。和可以计算染色处方的合理性。X1%f1 X2%f2 R%fR Sf 教材教材195页式页式8-3.染色处方验算公式：染色处方验算公式：P1 f1+P2 f2+P3 f3.+PR fR SfD.C.f1、f2、f3.及及 fR 分别为各染料及助剂的饱和系数。分别为各染料及助剂的饱和系数。P1、P2、P3、及及PR分别为染料及助剂的用量分别为染料及助剂的用量(Owf)。D.C.为染色系数，由实践经验而定为染色系数，由实践经验而定(综合纤维、染料特性、加工方法、设备、人员等因素)染色处方实例：染色处方实例：阳离子嫩黄阳离子嫩黄7GL 0.5 0.53阳离子艳蓝阳离子艳蓝 R

23、L 2.0 0.69助剂助剂 1227 0.5 0.58染料染料 用量用量(Owf)f 值值染考太尔，其染考太尔，其 值为值为 D.C.为为 0.85 验算：验算：0.5 0.53+2.0 0.69+0.5 0.580.85=(考太尔的考太尔的Sf 值值)四、配伍性四、配伍性 1.配伍现象配伍现象 由于阳离子染料在腈纶纤维上吸附上染成盐机理即染座机由于阳离子染料在腈纶纤维上吸附上染成盐机理即染座机理理,因而阳离子染料的拼色与单色染色时的情况差异较大。不因而阳离子染料的拼色与单色染色时的情况差异较大。不同结构的阳离子染料对纤维的亲和力不同，同时其在纤维内同结构的阳离子染料对纤维的亲和力不同，同时

24、其在纤维内相中的扩散速率也有差异相中的扩散速率也有差异;亲和力高的阳离子染料，染色初始亲和力高的阳离子染料，染色初始阶段一般在纤维表面吸附速率快，但在纤维内相中的扩散速阶段一般在纤维表面吸附速率快，但在纤维内相中的扩散速率慢，同时也容易取代纤维上已上染的亲和力低的染料率慢，同时也容易取代纤维上已上染的亲和力低的染料;上染上染速率快的先占有染座而上染速率慢的后占有染座。速率快的先占有染座而上染速率慢的后占有染座。阳离子染料拼色时，就会产生阳离子染料拼色时，就会产生“竞染竞染”现象。由于各染料现象。由于各染料的的“竞染竞染”，导致在上染过程中染浴和纤维上各拼色染料的导致在上染过程中染浴和纤维上各拼

25、色染料的比例时刻发生变化比例时刻发生变化，产品色泽不一，难以达到理想的拼色效产品色泽不一，难以达到理想的拼色效果。果。因而在拼色时，要考虑所选染料的配伍性。因而在拼色时，要考虑所选染料的配伍性。相配伍的染料：相配伍的染料：两染料任意两染料任意t时刻的上染量平衡上染量都相等。时刻的上染量平衡上染量都相等。任意任意t时刻染浴中两染料的浓度比为常数，同样，时刻染浴中两染料的浓度比为常数，同样，纤维上两染料的浓度比也为常数。纤维上两染料的浓度比也为常数。2.配伍性的影响因素配伍性的影响因素 配伍性配伍性上染速率上染速率 亲和力亲和力 扩散系数扩散系数 3.配伍值（配伍指数（配伍值（配伍指数（K）阳离子

26、染料的配伍指数（阳离子染料的配伍指数（K）是反映染料亲和力大小和扩）是反映染料亲和力大小和扩散速率高低的综合指标。散速率高低的综合指标。教材教材191页页vKiDiexp(-ui/RT)(8-1)v式中：式中：i=1,2,3n；Ki为相应阳离子染料的配伍指数；为相应阳离子染料的配伍指数；Di为相应阳离子染料标准状态时的扩散系数；为相应阳离子染料标准状态时的扩散系数；-ui/为为相应阳离子染料的标准亲和力；相应阳离子染料的标准亲和力；R为气体常数；为气体常数；T为绝对为绝对温度。温度。一般按照英国染色家协会建议的方法，一般按照英国染色家协会建议的方法，将将，即：，即：配伍值配伍值K 1 2 3

27、4 5 教材教材191页表页表8-14.配伍值的测定配伍值的测定以上染速率有代表性的以上染速率有代表性的黄、蓝黄、蓝各只染料为各只染料为参比标准，其他染料的配伍值以其与这只黄或参比标准，其他染料的配伍值以其与这只黄或蓝参比染料拼混染色，从拼色效果来判断其配伍蓝参比染料拼混染色，从拼色效果来判断其配伍性。若实验染料与某只参比染料配伍性一致或相性。若实验染料与某只参比染料配伍性一致或相近，则这只参比染料的配伍值即为该染料的配伍近，则这只参比染料的配伍值即为该染料的配伍值。值。5.配伍值的应用（教材配伍值的应用（教材191页）页）K小（亲和力高，上染速率高，上染百分率高）的小（亲和力高，上染速率高，

28、上染百分率高）的适合于染深浓色。适合于染深浓色。K大（匀染性好）大（匀染性好）的适合于染浅淡色。的适合于染浅淡色。选择选择K指相近的指相近的拼色。拼色。第三节第三节 腈纶的阳离子染料染色工艺腈纶的阳离子染料染色工艺一、浸染一、浸染（一）、染色处方：（一）、染色处方：阳离子染料阳离子染料(o.m.f.)x HAc（98%）2%3%（o.m.f.）调节调节pH值值4.5 5.5vNaAc 1%（o.m.f.）缓染剂缓染剂1227 （深浓色可不加）（深浓色可不加）02%（o.m.f.）v元明粉元明粉 010%（o.m.f.）v浴比浴比 20:1 30:1（二）、染色工艺二）、染色工艺 1.升温控制染

29、色法：升温控制染色法：制定原则制定原则：当染色温度接近或达到纤维玻璃化温度：当染色温度接近或达到纤维玻璃化温度(Tg85）时，应缓慢升温，在）时，应缓慢升温，在Tg以上（以上（TD)1015集中上染区（如集中上染区（如8595）实行特慢升温。）实行特慢升温。工艺曲线工艺曲线:参考教材参考教材204页，请同学们自己试设计。页，请同学们自己试设计。2.恒温快速染色法：恒温快速染色法：v制定原则制定原则：恒温快速染色法：恒温快速染色法是指选择在纤维玻璃化温度以是指选择在纤维玻璃化温度以上、染液沸点以下某一固定的温度始染，并保温染色上、染液沸点以下某一固定的温度始染，并保温染色4590 min，使染浴

30、中大部分的染料上染，然后再升温至沸作，使染浴中大部分的染料上染，然后再升温至沸作短时间沸染，让染料在纤维内相充分扩散或移染，以提高短时间沸染，让染料在纤维内相充分扩散或移染，以提高染色均匀性和色牢度染色均匀性和色牢度。v恒温快速染色法的目的恒温快速染色法的目的，就是减少或消除由于染浴中温度，就是减少或消除由于染浴中温度不均匀而引起的染色不匀现象，并可缩短不均匀而引起的染色不匀现象，并可缩短20%30%的染的染色时间，操作简便，不易染花。色时间，操作简便，不易染花。v 恒温快速染色的关键恒温快速染色的关键是选择合适的恒温上染温度，以使是选择合适的恒温上染温度，以使染料不发生集中上染，而是在整个恒

31、温阶段均匀缓慢地上染料不发生集中上染，而是在整个恒温阶段均匀缓慢地上染。染。v在染槽内先加入在染槽内先加入HAc、NaAc和缓染剂和缓染剂TAN，织物，织物在在85先处理先处理10min，然后加入用，然后加入用HAc和热水溶和热水溶解好的染料，于解好的染料，于85恒温染色恒温染色60min，然后升温，然后升温至沸续染至沸续染30min，最后缓慢降温至，最后缓慢降温至50左右出机。左右出机。v恒温快速染色法工艺曲线：恒温快速染色法工艺曲线：（三）、染色处方、工艺分析（三）、染色处方、工艺分析 1.pH值值 腈纶纤维腈纶纤维：pH值提高，腈纶纤维上的值提高，腈纶纤维上的-COOH电离多，染电离多，

32、染 座多，染色平衡上染量提高，但含强酸性基团（座多，染色平衡上染量提高，但含强酸性基团（-SO3H)的腈纶影响不大。的腈纶影响不大。教材教材200页图页图8-10。阳离子染料阳离子染料：pH为为4-6时，结构稳定、颜色鲜艳、溶解时，结构稳定、颜色鲜艳、溶解度好。度好。染浴的染浴的pH值值4.55.5 为最佳。为最佳。2.醋酸：醋酸：溶解染料溶解染料与醋酸钠构成缓冲溶液。与醋酸钠构成缓冲溶液。缓染：缓染：对染料对染料,AC-起作用，抑制阳离子染料起作用，抑制阳离子染料电离。电离。对纤维对纤维,H+起作用，抑制腈纶纤维电离。使起作用，抑制腈纶纤维电离。使染座数量下降。染座数量下降。3.缓染剂缓染剂

33、 阳离子型缓染剂阳离子型缓染剂 机理：机理：阳离子型缓染剂就是无色的阳离子染料。在染色阳离子型缓染剂就是无色的阳离子染料。在染色中阳离子缓染剂能扩散进入纤维内部，在纤维表面及纤中阳离子缓染剂能扩散进入纤维内部，在纤维表面及纤维内相与染料维内相与染料竞争竞争腈纶上的染座，暂时封闭纤维上的染腈纶上的染座，暂时封闭纤维上的染座，并可降低纤维上的染料浓度梯度。但由于阳离子缓座，并可降低纤维上的染料浓度梯度。但由于阳离子缓染剂对纤维的亲和力一般较染料小，故在沸染阶段，染染剂对纤维的亲和力一般较染料小，故在沸染阶段，染座上大部分缓染剂又能被阳离子染料所座上大部分缓染剂又能被阳离子染料所置换（取代），置换（

34、取代），不致使最终上染百分率显著降低。教材不致使最终上染百分率显著降低。教材202页图页图812。此类缓染剂用量过大，则染料上染百分率降低明此类缓染剂用量过大，则染料上染百分率降低明显，色泽变淡，故染深浓色时，缓染剂应少用显，色泽变淡，故染深浓色时，缓染剂应少用或不用。或不用。在拼色时，阳离子缓染剂会扩大染料配伍性的差在拼色时，阳离子缓染剂会扩大染料配伍性的差异，故对拼色染料的配伍性要求更高。异，故对拼色染料的配伍性要求更高。v阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂1227（十二烷基二甲基苄基（十二烷基二甲基苄基氯化铵）氯化铵）v聚合型阳离子缓染剂聚合型阳离子缓染剂 阴离子型缓染剂阴离子型缓染剂 脂

35、肪醇及芳烃（如苯、萘等衍生物）的磺酸盐，可作为脂肪醇及芳烃（如苯、萘等衍生物）的磺酸盐，可作为阳离子染料染色的阴离子缓染剂使用，如分散剂阳离子染料染色的阴离子缓染剂使用，如分散剂NNO等。此类阴离子缓染剂在染浴中与阳离子染料以离子键等。此类阴离子缓染剂在染浴中与阳离子染料以离子键结合，形成一种不稳定的染料结合，形成一种不稳定的染料助剂复合物，如下式所助剂复合物，如下式所示。从而降低游离的阳离子染料的浓度，造成染色速率示。从而降低游离的阳离子染料的浓度，造成染色速率的降低，即通过的降低，即通过“阻染阻染”而缓染。而缓染。v-3-+-.无机缓染剂：弱酸（醋酸）和电解质（元明粉，无机缓染剂：弱酸（醋

36、酸）和电解质（元明粉，食盐）食盐）弱酸（醋酸）缓染机理：弱酸（醋酸）缓染机理：对染料对染料,X-起作用，抑制阳离子染料电离。起作用，抑制阳离子染料电离。对纤维对纤维,H+起作用，抑制腈纶纤维电离。使染起作用，抑制腈纶纤维电离。使染座数量下降。座数量下降。电解质（元明粉，食盐）缓染机理：电解质（元明粉，食盐）缓染机理：Na+扩散快，可优先与纤维上的酸性基团结合（占扩散快，可优先与纤维上的酸性基团结合（占据染座）。据染座）。Na+可有效减少或削弱纤维表面的可有效减少或削弱纤维表面的Zeta电位对染料电位对染料的作用，从而延缓染料上染。的作用，从而延缓染料上染。酸根（酸根（SO42-)抑制阳离子染料

37、电离。抑制阳离子染料电离。中性电解质（中性电解质（NaCl、Na2SO4）电离的）电离的Na+可降低腈可降低腈纶表面的纶表面的电位负电性，从而起到缓染的作用。电位负电性，从而起到缓染的作用。电位(mv)10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 浓度浓度(N)聚丙烯腈在聚丙烯腈在NaCl溶液中的溶液中的电位电位 v4.温度：染色温度对阳离子染料的染色速率温度：染色温度对阳离子染料的染色速率及上染量影响显著。及上染量影响显著。vT Tg时：当染色温度在低于纤维玻璃化转变温度时：当染色温度在低于纤维玻璃化转变温度（湿态为（湿态为7085）时，纤维大分子链自由运动几）时，纤维大分子链自由运动几

38、乎为零，纤维结构紧密，染浴中染料分子仅吸附于乎为零，纤维结构紧密，染浴中染料分子仅吸附于纤维表面。纤维表面。vT=Tg时：当染浴温度接近其玻璃化温度时，腈纶时：当染浴温度接近其玻璃化温度时，腈纶大分子链开始运动。大分子链开始运动。vTTg，达到，达到TD时，纤维大分子链运动更为剧时，纤维大分子链运动更为剧烈，其自由体积呈指数形式增长，大量染座暴烈，其自由体积呈指数形式增长，大量染座暴露给染浴中的染料，同时染料的扩散速率也加露给染浴中的染料，同时染料的扩散速率也加快，因而此时染料的上染速率发生突变，快，因而此时染料的上染速率发生突变，如图如图8-11所示所示。v染色温度处于纤维玻璃化温度以上染色

39、温度处于纤维玻璃化温度以上1015时，时，大部分染料都在此范围内完成上染，故为大部分染料都在此范围内完成上染，故为染料染料的集中上染区的集中上染区。v教材教材201页图页图8-11温度对阳离子染料上染速率的温度对阳离子染料上染速率的影响。影响。二、连续轧染（教材二、连续轧染（教材205）轧染液处方组成：轧染液处方组成：阳离子染料阳离子染料纤维膨化剂（尿素纤维膨化剂（尿素/甘油（甘油（1 1）不挥发性酸（酒石酸）或释酸盐（如硫酸铵等，调不挥发性酸（酒石酸）或释酸盐（如硫酸铵等，调pH值）值）防泳移剂防泳移剂腈纶纺织品的汽蒸轧染工艺流程为：腈纶纺织品的汽蒸轧染工艺流程为：浸轧浸轧汽蒸（汽蒸（100103饱和蒸汽饱和蒸汽,1015min）水洗水洗