活性染料染色基本知识

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1、活性染料染色基本知识§1、染色概述一、染色的历史染色是一门古老的工艺，从出土文物看，世界上古老的民族，早在史前就知道用天然染料进行染色。我国是利用天然染料最早的国家之一，据考查已有四、五千年的历史，周朝已设有"染官"，在我国早期的科学著作《天工开物》中也有相当详细的记载。十九世纪中叶，随着有机合成工业的发展，合成染料相继发明。1956年发明了能与纤维起化学发应的活性染料，至今已成为纤维素纤维最主要的染料。随着高分子合成工业的发展，各种合成纤维相继问世，各种应用于合纤的染料和染色方法应运而生。现在商品染料已

2、达8000多种，各种先进的染色方法和染色助剂层出不穷，古老的染色业正焕发出青春的活力。二、染色方法纺织品在染色过程中，一般要求染匀、染透、颜色纯正、符合标准、牢度好。加工对象有梭织物、针织物、散纤维、筒子纱（含经轴纱、绞丝、绞纱）、成衣，根据加工对象的不同，一般染色方法可分为：1、浸染（竭染、吸尽染色）加工对象浸渍在染浴中，使染料逐步从染液向纤维转移，直至染透。我们目前的生产方法即属浸染。2、轧染织物经短时间浸轧染浴后，使染液渗透到织物内部，然后经适当处理，如汽蒸或焙烘，使染料进入纤维内部。浸染时，染色物

3、重量和所用染浴重量之比称为浴比，染料浓度一般用染料重量对纤维重量的百分数（owf）来表示。§2、染色基本理论染色是指染料舍染液（或介质）向纤维转移，并与纤维发生物理化学或化学的结合，或用化学方法在纤维上生成颜料，使整个纺织品成为有色物体的加工过程。一、染色的一般过程第一阶段：染液中的染料接近纤维表面，即染液本体中的染料分子向纤维表面扩散。染料随流动的染液一起向纤维表面扩散，当染液流速降低到只有1%时的界面到纤维表面的厚度称为动力边界层。显然，染液循环越剧烈，边界层越薄，对染料的扩散越有利，扩散越均匀，有利

4、于匀染。第二阶段：染料被纤维表面吸附。染料分子到达纤维表面后，即被纤维表面吸附，一般此过程不发生化学反应。吸附逆过程称为脱附。两者同时存在，最后达到平衡，上染量不再提高。吸附量的大小，决定色泽的浓淡，吸附速率的快慢，决定染色的均匀性。第三阶段：扩散扩散是纤维被染透的过程，实际上是决定染色的时间的过程。染料的扩散在纤维无定型区进行。扩散的动力是浓度差。染色过程实际上是不断吸附--扩散的过程，直到染色的平衡。实际生产上，不一定要达到平衡才结束。第四阶段：染料在纤维中固着一、染料与纤维有多种结合键的形式。一般，

5、直接、酸性等染料在上染过程中与纤维以氢键、范德华力、离子键等键合；而活性染料，则需要在碱剂作用下，活性基与纤维素上羟基之间以共价键结合，染色过程才能完成。二、染色曲线形象地，上染过程可用上染曲线来描述。在恒温条件下，以染浴中染料的上染百分率对染色时间所作的曲线，称为上染曲线，它是研究上染过程的重要依据。上染百分率--上染纤维的染料量占染液中染料总量的百分率。染色平衡时，则称为平衡上染百分率。半染时间--达到平衡上染百分率一半所需时间。用它可表征上染速率。生产上，用多种染料拼色时，应选用染色速率接近的染料，

6、才能染出前后一致的色泽。三、染料溶液1、染料的电离和溶解一般染料分子中含有羟基、氨基、硝基等极性基和磺酸基、羧基等可电离的基团，受到极性水分子作用时，染料分子间的作用力减弱，或电离出染料阴、阳离子而溶解于水中。染液PH、助溶剂、电介质、表面洁性剂等会影响染料的溶解和电离。特别是PH太高或太低时，可能会影响染料颜色，生产上定要防止这种现象。电介质一般会使染料溶解度下降，严重时发生聚集盐析现象。因此染液水质一定要得到保证。2、染料的聚集染料溶液实际上是一个复杂体系。由于染料分子间存在多种力的作用，染料会发生不

7、同程度的聚集而成为胶体溶液。显然聚集会影响染料的吸附和扩散的均匀性，这是染色中应避免的。染料分子结构越复杂，染液浓度越高，电介质浓度越高，染液放置时间越长等，则有利于聚集，而温度越高，则越有利于染料的单分子形式存在。四、纤维在溶液中的状态1、吸湿和膨化极性纤维遇水时，水分子进入纤维无定形区，削弱分子间力，大分子链段运动范围增大，直径变粗，微隙增大，产生膨化现象，使染料扩散容易进行。影响膨化的因素主要决定于纤维本身。另外，某些助剂，如碱对棉纤维，提高温度等，有利于膨化。2、纤维在染液中的动电层电位所有纺织纤

8、维与水接触时，表面都带负电荷。为使整个体系维持电中性，在纤维表面附近的溶液内，必然聚集着与纤维表面电荷相反的离子，形成双电层。双电层分吸附层与扩散层，后者由于外力作用，易与吸附层发生相对位移，称为界面动电现象。吸附--扩散层与溶液内部的电位差称为动电电位。动电电位除了与纤维性质有关外，PH、电介质等会对之有影响，一般，当外界加入与动电层电荷相反的离子时，会压缩动电层厚度，降低动电层电位，而染料负离子与动电层电性相同，产生排斥作