棉用活性染料的固色机理耐碱性的研究现状分析文献综述

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1、文献综述棉用活性染料的固色机理耐碱性的研究现状分析1前言活性染料是棉染色中最常用的染料，其消耗量也呈上升趋势，预计这个势头在今后几年中仍将保持。活性染料之所以受欢迎，是由于其价格适中，得色量高，以及合适的色牢度。其唯一的缺点是染料的水解问题。棉用活性染料的水解问题是影响棉纤维固色率提高的重要因素之一。【1】本文总结了多种活性染料随介质pH及染色条件的变化规律，阐述了棉纤维固色中活性染料的固色机理及分类，以及碱控型活性染料的结构特点与固色影响因素，活性染料在棉纤维固色中的水解动力学、应用研究现状及发展趋势。2主体2.1活性染

2、料的分类活性染料主要应用于棉布的印染，还可与分散染料一起应用于涤/棉，涤/粘混纺织物的印花与染色；也应用于丝绸印染和羊毛染色。活性染料根据其带有的反应性基团的不同而分为若干系列【2】：（1）X型：染料分子中含有二氯均三嗪活性基，活性较高，染色及固色温度较低(20~40℃)，为普通型或低温型。其特点为匀染性较好，稳定性较差，不耐酸性水解，不宜染深色，固色率约60%。例：活性红X-3B（2）K型：染料分子含有一氯均三嗪活性基，由于三聚氯氰中的两个氯原子为其它基团所取代，活性较X型低，染色固色温度较高(80~100℃)，也称“热

3、固型”染料。和纤维亲和力大，可染深色，固色率约60~90%。印花和轧染。（3）KN型活性染料含有羟乙基砜硫酸酯反应基团，属于中温型活性染料。染色温度40-60℃，适用于棉布卷染染色，冷扎堆工艺染色，以及防拨染印花的底色；也适用于麻纺织品的染色。（4）M型：染料分子含有一氯均三嗪和β-羟乙基砜硫酸酯的双活性基染料，反应活性强，耐酸耐碱稳定性高于K和KN型，固色率高。适用于棉、麻中温染色及印花。（5）KE型活性染料含有双活性基团，属于高温型活性染料，适用于棉、麻织物染色。固色牢度高，得色丰满。几种代表性的活性染料结构示例如下：

4、（1）X型：11图1活性红X-3B（2）K型：图2C．I．活性红43（3）KN型：图3活性艳蓝KN—R(C．1．活性蓝19)（4）M型：图4活性艳红M-8B（5）KE型：活性艳红KE-3B2.2活性染料固色机理活性染料的固色：是在一定的碱性和温度条件下，染料的活性基团与纤维发生反应形成共价键结合（简称键合），而固着在纤维上的过程。由于染料活性基不同，键合机理不同：（1）亲核取代键合机理：如均三嗪型与纤维素纤维的作用。以二氯均三嗪类活性基与纤维素纤维的反应为例（与氯相连的碳原子电子云密度低，能形成易接受纤维素负离子进攻的反应

5、中心，从而发生亲核取代反应），第一步：纤维素负离子的亲核加成反应，生成不稳定的中间产物；第二步：11C-Cl键的离解，氯以氯离子形式进入溶液。一个氯被取代后，与另一个氯相连的C原子电子云密度提高（因为纤维素负离子具有供电性），取代反应不易进行。高温强碱下，还可能与纤维素负离子进一步发生键合反应。代表性均三嗪型活性染料固色机理示意图如下：（2）亲核加成键合机理：如乙烯砜型与纤维素纤维的作用。它的活性基团为β-乙烯砜硫酸酯，碱性条件下，砜基具有较强的吸电子性，使得α-C上的H比较活泼而容易离解，硫酸酯的吸电子性使C—H键具有极

6、性，容易断裂，发生消去反应，生成乙烯砜基。乙烯砜型活性染料易爱亲核试剂的进攻，发生亲核加成反应（砜基电负性较高，Β-C电子云密度较低）。乙烯砜型活性染料固色机理的示意图如下：2.3活性染料的水解及其研究现状活性染料是纤维素纤维染色最重要的染料之一。其色泽鲜艳、匀染性好、色牢度高、色谱齐全，且大部分属于环保型染料。其唯一的缺点是染料的水解问题。通常在碱性条件下染料在棉上固着，而这一碱度促进了染料与水的反应，导致其失活。失活的染料，也即水解染料，不能与棉发生反应，从而造成相当部分染料被损耗。水解染料与基质发生物理粘附，直到水洗

7、处理阶段被洗除，因而造成水洗牢度问题。另外，水解染料也会流入废液，导致污染负荷增加。活性染料上染纤维素纤维基质分三个阶段：11（1）在有食盐或元明粉的中性介质中染料上染。（2）上染染料加碱后固着，在染料与纤维间形成共价键。（3）彻底洗除松散粘附在织物上或织物中的染料。上述第三个阶段非常必要。这是由于染浴中的活性染料，大部分染着于纤维，一部分在碱性条件下与水反应，丧失了与纤维的反应性，因而与纤维的亲和性低。如果这一步骤操作不当，由于水解染料的存在，会导致染色产品水洗牢度差；而与纤维反应的染料，则水洗牢度高。活性染料与水的反应

8、，并非是影响染色得色量的唯一因素。染料的应用性能还与以下因素密切相关，如染料的储存稳定性，浸轧液或印浆的稳定性，以及染料配方在热溶解过程中活性染料浓度的变化。染料的水解从生产时就开始发生，在烘燥和研磨时仍继续。染料水解的程度取决于其分子中的活性基团和发色团。水解染料，只是原来活性染料中不稳定的原子或基团