《還原染料染色》PPT課件.ppt

1、第六章還原染料染色,第一節(jié)概述一、還原染料的特點：1.分子結構比較大，對纖維素纖維無親和力，含有2個或2個以上羰基；2.不含水溶性基團，還原染料不溶于水；3.主要用于棉或滌/棉混紡織物的染色，也可用于維綸染色，不可用于蛋白質纖維的染色；4.以氯鍵、范德華力與纖維結合，牢度較高，尤其耐曬、耐洗牢度，色譜較全，,但缺乏鮮艷的大紅色，價格較貴。 5.使用時必須在堿性條件下，用燒堿、保險粉還原處理。 Na2S2O4 H+ CO C-O- C-OH 隱色體 OH- 隱色酸 優(yōu)點:色譜齊全、色澤鮮艷、具有比較好的染色牢度，尤其是皂洗，日曬牢度都比較優(yōu)良。大都為蘭、綠、棕、灰等。 缺點：價格較貴，染色也比較

2、麻煩，容易出現(xiàn)色差、色花。某些黃、橙等色澤，有光敏脆損現(xiàn)象。,二、染色過程：還原染料的染色一般都包括下列四個基本步驟：還原上染氧化皂煮。 染料的還原：使不溶性的還原染料轉變?yōu)榭扇苄缘碾[色體。 隱色體的上染：染料的隱色體被纖維吸附。 隱色體的氧化：被吸附的隱色體，經氧化轉變?yōu)樵瓉淼牟蝗苄缘倪€原染料。 皂洗后處理：進行皂煮處理，以便得到穩(wěn)定的色光和良好的染色牢度。,以上的每個過程都會直接影響染色質量，因此我們就這些過程必須很好的了解，便于在以后走上實際工作崗位后準確的掌握。 三、還原染料的發(fā)展： 最早 靛藍（植物還原染料）馬王堆出土的麻織物上作用過；北魏齊民要術上記載了靛藍的染色方法。,近代 19

3、01年合成了藍色蒽醌的還原染料藍蒽酮 Indanthrene 陰丹士林，商業(yè)上將耐曬牢度高的還原染料稱為士林染料，將耐曬牢度低的還原染料稱為亞士林染料。,第二節(jié)還原染料的染色過程,一、染料的還原溶解： 1.還原劑：保險粉連二亞硫酸鈉、雕白粉、二氧化硫脲。 保險粉的性質： A晶體形式呈淡黃色粉末，含結晶水形式為白色細粒狀； B堿性條件下具有較強的還原能力； O OH ONa 2-C- +H 2-C- +2NaOH 2-C- +2H2O ,C空氣中不穩(wěn)定，必須避光防潮密封貯存，遇酸發(fā)生劇烈分解，放出SO2，要求PH=10穩(wěn)定； D保險粉和燒堿用量： 實際生產中保險粉的用量都是大于理論用量。 實際用

4、量=理論用量+空氣消耗量+染浴消耗量+自身分解量 在染色過程中相當大一部分的保險粉,是由空氣中氧化和自身分解而消耗掉的。 生產中為了檢查染浴中將保險粉的用量是否足夠，染料是否充分還原，往往采用還原黃G試紙，方法是將還原黃G試紙浸入染浴，如果試紙變蘭緩慢，或不變蘭，表示保險粉含量不足，要及時添加。 保險粉 燒堿 浸染 3-12g/l 2-15g/l 軋染 15-40g/l 15-25g/l 30g/l 25g/l,二氧化硫脲：還原能力太強容易造成過度還原，色澤萎暗。 2.染料的還原性能： 還原的難易：用隱色體電位來衡量 定義 測定 隱色體電位越大，染料越難還原。 染料還原溶解的條件是還原劑的還原

5、電位的絕對值 染料隱色體電位。 判定標準：用還原黃G試紙測定染浴中保險粉含量。,還原速率：表示還原的快慢，即反應速度的大小。 用半還原時間表示，定義 半還原時間越長，染料的還原速率越低。 影響還原速率的因素： A染料本身：蒽醌類還原染料比靛系還原染料的還原速率快 B燒堿、保險粉濃度：若都增加了5倍，許多還原染料的還原速率提高3倍左右。,C還原液溫度： 若40-60，許多還原染料的還原速率提高3-4倍左右。 D顆粒大?。?m。 3.還原方法：采用隱色體染色法。 干缸還原法（小浴比還原法）P105；適用于還原速率較低，隱色體溶解性能較好的還原染料，如還原桃紅R。,全浴還原法：P105。適用于還原速

6、率較高，隱色體溶解性能較差或在高濃度燒堿和保險粉條件下易產生副反的還原染料，如還原大紅R、還原藍RSN。 4.還原過程中的不正常反應：P106 過度還原：超過正常情況下（2個羰基）4個羰基被還原，氧化后不能回復到原來染料。,脫鹵現(xiàn)象：P106 還原溫度過高時，鹵原子脫落，改變了染料結構。 分子重排：P107 燒堿用量不足，發(fā)生了分子重排。例如還原蘭RSN的正常染浴為深藍色，在燒堿濃度不足時，便生成難溶的酚酮化合物，即使再加燒堿，也難以使它恢復為隱色體。,水解現(xiàn)象：P107在較高的溫度和濃堿的作用下，具有酰氨基結構的染料，會發(fā)生不同程度的水解。使色光和染色牢度發(fā)生改變。 結晶現(xiàn)象：有些染料隱色體

7、溶解度較小。P108有時由于溫度太低或隱色體的濃度太高等，會產生隱色體鈉鹽的結晶現(xiàn)象，造成染色很不正常。這時必須提高溫度或把還原染浴沖淡并加以補救。,二、隱色體上染：隱色體對纖維的上染過程，大體上與直接染料相同即隱色體在水中擴散而達到纖維素纖維的表面，再進一步向纖維內部擴散，并在纖維內部進行吸附。然而，從表觀上看，還原染料與直接染料還有很多不同點。 1.上染特點 :兩高一低,初染率高，隱色體依靠氫鍵、范德華力上染纖維素纖維； 平衡上染百分率高；一般可達95%（活性，直接染料可達50%）；隱色體浸染時易出現(xiàn)瞬染和環(huán)染（白芯）現(xiàn)象。 移染性低。 但是還原染料對纖維素纖維的親和力并不比一般的直接染料

8、高，所以造成初染率和平衡上染百分率高的主要是由于還原染料染浴中含有大量的元明粉等，不可避免地會有較高的濃度的電,解質的存在而引起的。有很多直接染 料染色時是鹽加多了也會發(fā)生初染率高，造成白芯現(xiàn)象。 處理辦法： 低溫染色，避免不正常反應； 比較穩(wěn)定的隱色體，可采用適當提高染色溫度和延長染色時間，加入助溶劑如乙醇、三乙醇胺來提高擴散和移染性。,2.提高勻染性和透染性的措施 ： 啟用緩染劑 ，降低初染率；A平平加O 0.1-0.5g/l（除還原藍RSN、藍BC外），可與隱色體生成不穩(wěn)定聚集體，逐漸分解，延緩上染。 B牛皮膠 1-4g/l 起保護膠體，延緩上染達到緩染目的。 加入助溶劑如乙醇、三乙醇胺

9、來提高隱色體分散性，降低染料聚集度。,對于隱色體較穩(wěn)定的還原染料，可適當提高染色溫度，增進染料移染。 采用懸浮法軋染 或隱色酸染色法是改善白芯效果最有效的方法。 3. 隱色體的染色方法：P108 甲法：采用此法的染料分子結構較復雜，對纖維的親和力較大，染料的聚集傾向大，擴散速率低，染色時溫度在60攝氏度左右，燒堿的濃度較高，不加促染劑，可適當加入勻染劑。,乙法：染料的染色性能介于甲法和丙法之間，染色溫度在甲法與丙法之間4560。燒堿的濃度較低，染中色和濃色時需加適量的促染劑。染淺色時不加促染劑。 丙法：染料分子結構簡單，對纖維的親和力較低，擴散速率較大，在2530 的低溫和低濃度的燒堿溶液中就

10、能染色，染色時需加促染劑提高上染百分率。,特別法：還原速率特別慢的染料采用此法，提高還原浴的溫度70 燒堿，保險粉的濃度較高，不加促染劑。,三、隱色體的氧化： 1.氧化方法及條件： O C-O- -CO 隱色體 堿性條件下，氧化速度較快，幾秒到幾分鐘；酸性、中性條件下，氧化速度較慢，幾小時。 氧化方法： 水洗透風氧化法：適用于氧化速度較快者，如還原藍RSN、艷綠FFB。,氧化劑氧化法：適用于氧化速度較慢者，如還原桃紅R、艷橙RK、GK等。使用雙氧水、過硼酸鈉，特別慢者可用重鉻酸鹽的酸液作氧化劑。 注意： 防止過度氧化P109； 藍色染料宜先水洗再氧化，得色鮮艷； 還原黃G（隱色體的親和力較低）

11、氧化前不宜先用水洗，最好帶堿氧化后再水洗，以防色澤變淺 。,四、皂煮后處理：去除浮色，提高染色織物的濕處理牢度和日曬牢度。 皂煮條件：3-5g/l肥皂， 2-3g/l純堿，95，5- 10min。先充分水洗， 再皂煮，注意皂煮時間 不能太長，防止染料晶 體聚集。,第三節(jié)還原染料的染色方法及其工藝,一、隱色體染色法：是將染料預先還原成隱色體鈉鹽溶液，在染浴中被纖維吸附然后進行氧化，皂洗的染色方法。廣泛應用于紗線，針織品的染色。特點：操作復雜，勻染性、透染性較差，易產生白芯現(xiàn)象。適宜于勻染性較好的還原染料?？捎糜诮竞途砣?，也可用于軋染（得色淺，應用少）。,染色過程：染料預還原浸染/卷染 水洗氧化

12、 水洗皂洗水洗。 1.還原方法的選擇：依據(jù)染料的還原速率，隱色體的溶解性能及其穩(wěn)定性，分干缸還原和全浴還原。P111。 2.染色方法的選擇：依據(jù)隱色體溶液性質，對纖維親和力大小及染料的擴散性能，分甲法、乙法、丙法、特別法。P112,3.氧化方法的選擇：依據(jù)隱色體氧化速率不同，有水洗透風氧化和氧化劑氧化。 注意：軟水配制染液； 保險粉、燒堿用量應過量，浸染和卷染過程中需追加。 二、卷染：P113,26tex*28tex平布 60kg/卷 工藝流程及主要工藝條件：染料全浴還原（55-60，8-10min）卷 染（62+-5，9道；第2、5、8道末補充保險粉） 過缸冷水洗4道 氧化（40，5道） 冷

13、水洗2道 皂洗（95，6道）熱水洗 （80以上，4道） 冷水洗2道上卷。,染液處方： 頭缸 續(xù)缸 還原藍RSN 800g 710g 還原紫2R 50g 50g 30%燒堿 6l 3.3l 保險粉（染?。?00g 800g (補充)3*150g 3*150g 純堿 300g 300g 液量 250L 250L,氧化液處方：頭缸 續(xù)缸 過硼酸鈉 2*400g 2*400g 液量 130l 130l 皂洗液處方： 肥皂 800g 純堿 400g 液量 150l,二、還原染料懸浮體軋染,1、工藝流程：浸軋懸浮體烘干 軋還原液 還原汽蒸 水洗 氧化皂煮 水洗 烘干。 2、工藝特點：.染料適應性強，要求染

14、料顆料直徑2m（至少80%以上在2m 以下，且無10 m以上的大顆粒 ）。顆粒越小，懸浮液穩(wěn)定性越好，透染性好，顆粒太大會影響得色量，甚至會造成色點疵病。 .克服隱色體染色法“白芯”現(xiàn)象。,.拼色染料要求具有相近隱色體上染速率。 3、染液配制： 懸浮液組成：染料、分散劑（擴散劑NNO，平平加O）、滲透劑JFC、防泳移劑。 染料顆粒的測量方法：顯微鏡測微法、濾紙滲圈法P114 4、工藝參數(shù)分析： .浸軋：室溫浸軋，溫度40。軋壓壓力均勻，軋余率控制在65-75%，不超過80%。,.烘干：紅外線或熱風預烘，再烘筒烘干。 .浸軋還原液：保證燒堿和保險粉足量。初開車時還原液軋槽內加少量懸浮液和食鹽防止

15、前后色差。 還原液放在還原蒸箱的前封口內，采用一浸不軋。 .還原汽蒸：還原蒸箱內空氣含量 0.3%，以保證充分還原。進出布口要液封，102-105，50s。,5.氧化：H2O2 1.5g/l 過硼酸鈉 3-5g/l 充分透風。 6.皂煮：皂蒸箱/平洗槽,第四節(jié)可溶性還原染料的染色 Solubilised Vat Dyes 又稱印地科索染料，暫溶性還原染料。,一、染料特點： 1.還原染料隱色體的硫酸酯鈉鹽或鉀鹽（隱色酯）。 2.可溶于水，并能上染纖維素纖維，經酸和氧化劑作用，水解氧化顯色，在織物上形成不溶性還原染料。 3.價貴，使用方便，容易染得勻透，主要用于纖維素纖維淡色產品和染色和印花。 二

16、、分類：溶蒽素、溶靛素。,三、可溶性還原染料的染色性能,1、溶解度：和染料本身所帶的水溶性集團的多少及水溶性基團-OSO3H所占分子的比例大小有關。水溶性基團越多，所占的比例越大，溶解度就越大。 分類P117 2、直接性：可溶性還原染料的親和力要比相應的還原染料隱色體低得多，主要原因是：由于還原染料隱色體上增加了水溶性基團，增加了染料的水溶性。,隱色體結構中的羥基環(huán)烷硫酸脂后，使其共厄效應和生成氫鍵的能力減弱。 可溶性染料對棉纖維的直接性大小主要取決于分子結構的同平面性。共軛雙鍵的多少以及取代基的性質，硫酸脂基的數(shù)目以及在整個分子中所占的比例。分子量大，同平面性好，共軛系統(tǒng)長的染料直接性高。硫

17、酸脂基的數(shù)目越多，整個分子中所占的比例越大，則染料的直接性越低。,染色時要加中性電解質促染。 直接性大小分類：P118 拼色葉選用同類或相鄰近染料。 3、穩(wěn)定性：118 .熱穩(wěn)定性：在很大程度上取決于酸及氧化劑的存在與否。 一般隔絕空氣熱穩(wěn)定性較高，少數(shù)染料較差，低溫溶解，并加入1g/L純堿維持穩(wěn)定。,.對酸及酸性鹽的穩(wěn)定性：可溶性還原染料分子中的硫酸脂鍵對無機酸非常不穩(wěn)定。容易發(fā)生水解而生成還原染料隱色體，再經氧化就生成沉淀，所以可溶性還原染料的儲存及顯色之前的使用過程中，應避免和酸接觸。 H+/H2O NaO3SO-D-OSO3Na HO-D-OSO3Na（部分水解產物）或HO-D-OH(

18、全部水解產物),.對堿和堿式鹽的穩(wěn)定性：可溶性還原染料中的硫酸脂鍵對堿有很高的穩(wěn)定性，相反堿的存在可以提高染料的水解穩(wěn)定性，堿的濃度低時，還可以幫助染料溶解，但堿的濃度過高，則容易發(fā)生鹽析。 商品染料，染液配制時常加入純堿。 .對還原劑的穩(wěn)定性：還原劑對可溶性還原染料不發(fā)生任何影響，能與保險粉、雕白粉、硫化鈉共存。,.對光和大氣的穩(wěn)定性：空氣中氧和二氧化碳的存在，使染料水解氧化，所以染料儲存時要密封。在光的作用下，染料對空氣的穩(wěn)定性更差，會使原來無色或很淡的顏色轉變成為相應的母體還原染料的顏色。所以保存上要密封避光。 .對氧化劑的穩(wěn)定性： 隨條件而異。堿性條件下，穩(wěn)定；酸性條件下，不穩(wěn)定，水解

19、、氧化轉變成相應的還原染料。,4、顯色：上染織物上的可溶性還原染料經水解、氧化而轉變?yōu)橄鄳玖系倪^程稱之為顯色。P119 H+/H2O NaO3SO-D-OSO3Na HO-D-OH(隱色酸) O HO-D-OH ODO +H2O 顯色性能分類P204-205 顯色劑 NaNO2+H2SO4,四、可溶性還原染料卷染工藝P120,卷染液組成： 染料 純堿：抵消空氣中酸性氣體的影響，有利于染液穩(wěn)定。0.5-2g/l. 分散劑：增進透染和勻染，擴散劑NN 0.5-1.5g/l。 食鹽：促染作用,10-25g/l。 NaNO2：氧化顯色劑。,染色溫度：宜低溫，20-30；若是直接性大、溶解度較差的染料，則要在較高溫度60-80，有利于勻染和透染； 顯色溫度：冷顯色20-30/30-40 ；熱顯色60-70。 顯色液：H2SO4液2