第08章陽離子染料染色

1、1第一節(jié)第一節(jié) 引言引言第二節(jié)第二節(jié) 陽離子染料的陽離子染料的染色特性染色特性第三節(jié)第三節(jié) 腈綸的染色特性腈綸的染色特性及其陽離子染料的及其陽離子染料的染染 色機理色機理 第四節(jié)第四節(jié) 腈綸紡織品的腈綸紡織品的陽離子染料染色陽離子染料染色第五節(jié)第五節(jié) 陽離子染料可染改性滌綸的染色陽離子染料可染改性滌綸的染色第八章第八章 陽離子染料染色陽離子染料染色(Dyeing with Basic Dyes) (Cationic Dyes) 2第一節(jié)第一節(jié) 引言引言 陽離子染料染色陽離子染料染色結構性能結構性能腈綸腈綸纖維纖維品種分類品種分類堿性染料、鹽基染料、鎓鹽染料堿性染料、鹽基染料、鎓鹽染料結構有結構

2、有500多個多個，居，居染料之首染料之首，分為分為隔離型隔離型和和共軛型共軛型。以。以有有機堿機堿基團為染色官能團，在基團為染色官能團，在水中電離成色素水中電離成色素鎓離子鎓離子，成，成鹽鍵結合鹽鍵結合上染。用于上染。用于腈綸腈綸染染色，色澤濃色，色澤濃艷艷。l普通型、普通型、X型、型、M型、型、E型，型，分散、活性、功能陽離子染分散、活性、功能陽離子染料。無鋅、低毒及液狀等。料。無鋅、低毒及液狀等。l腈綸腈綸、錦綸、醋酯、牛奶纖、錦綸、醋酯、牛奶纖維、陰離子改性滌綸、丙綸、維、陰離子改性滌綸、丙綸、天然纖維等染色品種。天然纖維等染色品種。定域定域( (10%) )離域離域( (90%) )(

3、 (PAN) )菁菁 腈腈 氰氰jng jng qng3第二節(jié)第二節(jié) 陽離子染料的陽離子染料的染色特性染色特性 一、陽離子染料的一、陽離子染料的配伍性配伍性( (Beckmann；SDC) )l陽離子染料的配伍性通常用陽離子染料的配伍性通常用配伍指數(shù)配伍指數(shù)(K)或或配伍值配伍值來表征。來表征。K越趨近于越趨近于1，染料對纖維的親和力就越，染料對纖維的親和力就越高，上染速率就越快；高，上染速率就越快；K越趨近于越趨近于5，反之。，反之。AElK較小較小的染料，適合于染的染料，適合于染深濃色深濃色；反之染；反之染淺淡色淺淡色。3左右適應性廣。配色時配伍值需左右適應性廣。配色時配伍值需相近相近。

4、陽離子染料的染色特性主要包括陽離子染料的染色特性主要包括染料的配伍性染料的配伍性、染色飽和濃度染色飽和濃度、飽和系數(shù)飽和系數(shù)以及以及染料的移染性染料的移染性。 Society of Dyers and Colourists4a陽離子染料的染色飽和濃度陽離子染料的染色飽和濃度(SD)，指，指能使給定纖能使給定纖維達到飽和吸附所需維達到飽和吸附所需商品染料商品染料的量的量，以，以相對于纖相對于纖維或織物的質(zhì)量維或織物的質(zhì)量(o.w.f.)來表示。來表示。a纖維染色飽和值纖維染色飽和值(Sf)與與染料的染色飽和濃度染料的染色飽和濃度(SD)之比，即為染料的之比，即為染料的飽和系數(shù)飽和系數(shù)(f)。二、

5、染料的二、染料的染色飽和濃度染色飽和濃度及及飽和系數(shù)飽和系數(shù) / fDfSS三、三、移染性移染性 影響陽離子染料移染性的主要因素除影響陽離子染料移染性的主要因素除染料本身染料本身結構性能結構性能外，外，染浴溫度染浴溫度、pH值值、染色用助劑染色用助劑、染浴染浴中染料濃度中染料濃度等都會影響染料的移染性。等都會影響染料的移染性。 5第三節(jié)第三節(jié) 腈綸的染色特性腈綸的染色特性及其陽離及其陽離子染料的子染料的染色機理染色機理一、腈綸一、腈綸( (聚丙烯腈纖維聚丙烯腈纖維) )的的染色特性染色特性腈綸大分子鏈一般是以腈綸大分子鏈一般是以丙烯腈丙烯腈為為主體主體，添加少量第，添加少量第二單體及第三單體共

6、聚而成。二單體及第三單體共聚而成。85%含量。含量。第二單體第二單體為為中性單體中性單體，如丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸，如丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯等。甲酯、醋酸乙烯酯等。有有側基側基，改善，改善染色染色及及機械性能機械性能。第三單體第三單體一般為含一般為含磺酸磺酸或或羧酸基羧酸基酸性單體酸性單體，如丙烯，如丙烯磺酸、磺酸、2-甲基丙烯磺酸、衣康酸、乙烯苯磺酸等。甲基丙烯磺酸、衣康酸、乙烯苯磺酸等。引入引入染座染座，改善，改善染色性能染色性能。二、三單體含量之和。二、三單體含量之和15%。( (一一) )纖維纖維化學結構化學結構與與微細結構微細結構對對染色染色的影響的影響 6p腈綸腈綸

7、縱向無序縱向無序，側向有序側向有序，不存在真正的結晶結構，不存在真正的結晶結構，而是一種而是一種準晶準晶( (蘊晶蘊晶) )狀態(tài)。既無一般概念的無定形狀態(tài)。既無一般概念的無定形區(qū)，也無嚴格的結晶區(qū)。區(qū)，也無嚴格的結晶區(qū)。 由于體積大、極性強的側基由于體積大、極性強的側基氰基氰基的存在，當相鄰氰基極性方向相同時，的存在，當相鄰氰基極性方向相同時，斥力斥力大；極性相反時，相互大；極性相反時，相互吸引吸引。斥。斥力和引力的存在，使纖維大分子主鏈力和引力的存在，使纖維大分子主鏈呈呈不規(guī)則螺旋狀不規(guī)則螺旋狀的立體構象，又叫的立體構象，又叫螺螺旋棒狀構象旋棒狀構象。 p腈綸的準晶區(qū)和非晶區(qū)腈綸的準晶區(qū)和非

8、晶區(qū)無嚴格的分無嚴格的分界面界面，而是，而是連續(xù)過渡連續(xù)過渡、相互滲透相互滲透。 第二、三單體的加入第二、三單體的加入，也會使其構象變得不也會使其構象變得不規(guī)則，側向有序度下規(guī)則，側向有序度下降，纖維大分子鏈排降，纖維大分子鏈排列的規(guī)整性及分子取列的規(guī)整性及分子取向度降低，向度降低，有利于染有利于染料的上染和擴散料的上染和擴散。 7( (二二) )腈綸陽離子染料腈綸陽離子染料染色的飽和值染色的飽和值( ( ) ) fS腈綸陽離子染料染色具有腈綸陽離子染料染色具有飽和值飽和值( ( ) )。它可。它可用以表征單位質(zhì)量纖維上，含有可容納陽離子用以表征單位質(zhì)量纖維上，含有可容納陽離子染料的染料的陰離

9、子染座數(shù)量陰離子染座數(shù)量。測試采用測試采用SDC推薦方法，并用推薦方法，并用亞甲基藍亞甲基藍( (320) )代代替替孔雀綠孔雀綠( (400) )作為標準染料。作為標準染料。腈綸腈綸品種不同品種不同，其，其纖維染色飽和值差異較大纖維染色飽和值差異較大。Sf 2，適用于染深適用于染深濃色濃色和和黑色黑色；Sf 1.4，適用于染，適用于染淺淡色淺淡色。若染料用量超過此濃度，就可能引起若染料用量超過此濃度，就可能引起浮色浮色，色牢度下低色牢度下低，同時同時染料利用率降低染料利用率降低，而且，而且污水污水處理負擔加重。處理負擔加重。 fS8（三）陽離子染料在腈綸上的（三）陽離子染料在腈綸上的吸附等溫

10、線吸附等溫線帶正電荷的陽離子染料在腈綸上的吸附上染，發(fā)帶正電荷的陽離子染料在腈綸上的吸附上染，發(fā)生在纖維中特定的酸性基團上，屬于生在纖維中特定的酸性基團上，屬于定位的化學定位的化學吸附吸附，符合，符合朗格繆爾朗格繆爾(Langmuir)型吸附型吸附。 33FSO HDFSO DH 纖維SO3-H+(或Na+)D+纖維SO3-D+H+(或Na+)111D D fsffKSS( (離子交換離子交換) )9二、陽離子染料的二、陽離子染料的染色機理染色機理上染實質(zhì)為上染實質(zhì)為離子交換離子交換作用。染料離子主要借助作用。染料離子主要借助于與纖維上的酸性基團以于與纖維上的酸性基團以離子鍵離子鍵作用上染。還

11、作用上染。還存在存在分子間力分子間力及及較低的較低的Zata電位電位(-44mV)作用作用。擴散為擴散為自由體積模型自由體積模型，即陽離子染料從一個染，即陽離子染料從一個染座上解吸下來，再吸附到另一個染座，并逐漸座上解吸下來，再吸附到另一個染座，并逐漸向纖維內(nèi)部擴散，在各染座間呈跳躍式的傳遞，向纖維內(nèi)部擴散，在各染座間呈跳躍式的傳遞，最后主要以離子鍵在纖維的染座上固著。最后主要以離子鍵在纖維的染座上固著。 10第四節(jié)第四節(jié) 腈綸的腈綸的陽離子染料染色陽離子染料染色一、染色一、染色工藝工藝因素因素（一）染?。ㄒ唬┤驹H值值對染色的影響對染色的影響.染浴染浴pH值對染色的影響值對染色的影響可通過

12、可通過纖維纖維和和染料染料兩方兩方面產(chǎn)生作用。面產(chǎn)生作用。.最理想的染浴最理想的染浴pH值為值為4.55.5之間。之間。HAc-NaAc（二）（二）溫度溫度對染色的影響對染色的影響纖維纖維電離電離；染料染料變色變色、沉淀等沉淀等。11（三）（三）緩染劑緩染劑1、陽離子陽離子緩染劑緩染劑季銨鹽類，如陽離子緩染劑季銨鹽類，如陽離子緩染劑1227； 分為分為常規(guī)陽離子緩染劑常規(guī)陽離子緩染劑和和聚合型陽離子緩染劑聚合型陽離子緩染劑。 2、陰離子陰離子緩染劑緩染劑在染浴中與陽離子染料以在染浴中與陽離子染料以離子鍵離子鍵結合，形成一種結合，形成一種不不穩(wěn)定的染料穩(wěn)定的染料助劑復合物助劑復合物。 3、無機無

13、機緩染劑緩染劑主要包括主要包括部分弱酸部分弱酸、中性鹽中性鹽等。等。Na+起緩染作用。起緩染作用。H+抑制纖維上酸性基團的電離抑制纖維上酸性基團的電離 12二、染色方法二、染色方法（一）浸染（一）浸染1、控制升溫染色法控制升溫染色法2、恒溫快速染色法恒溫快速染色法選擇合適的恒溫上染溫度選擇合適的恒溫上染溫度 （二）連續(xù)軋染（二）連續(xù)軋染連續(xù)軋染分為連續(xù)軋染分為汽蒸軋染汽蒸軋染及及熱熔軋染熱熔軋染兩種。兩種。汽蒸軋染液的組成：汽蒸軋染液的組成：纖維膨化劑纖維膨化劑；不揮發(fā)性酸或；不揮發(fā)性酸或釋釋 浸軋浸軋汽蒸汽蒸水洗水洗 酸劑酸劑；防泳移劑等。；防泳移劑等。 13第五節(jié)第五節(jié) 對可染改性滌綸的染

14、色對可染改性滌綸的染色 陽離子染料可染改性滌綸克服了常規(guī)滌綸不易染陽離子染料可染改性滌綸克服了常規(guī)滌綸不易染色的缺點，可采用色的缺點，可采用陽離子染料陽離子染料進行染色。進行染色。離子鍵離子鍵結合。結合。 一、陽離子染料可染改性滌綸的一、陽離子染料可染改性滌綸的染色特性染色特性（一）（一）CDP 纖維的纖維的染色特性染色特性CDP 纖維是在常規(guī)纖維是在常規(guī) PET 纖維的二元單體基礎上，纖維的二元單體基礎上，添加少量第三單體。帶負電荷的添加少量第三單體。帶負電荷的磺酸鹽基團磺酸鹽基團的引入，的引入，使其可用陽離子染料染色。使其可用陽離子染料染色。吸附屬于吸附屬于化學定位吸附化學定位吸附，其吸附

15、等溫線為，其吸附等溫線為朗格繆爾朗格繆爾型型，具有，具有染色飽和值染色飽和值。 14（二）（二）ECDP纖維的染色特性纖維的染色特性ECDP纖維是在纖維是在CDP纖維的基礎上，添加少量一纖維的基礎上，添加少量一定相對分子質(zhì)量的定相對分子質(zhì)量的聚乙二醇聚乙二醇或或脂肪族聚酯二醇脂肪族聚酯二醇作作為第四單體，所得到的一種共聚酯。為第四單體，所得到的一種共聚酯。ECDP纖維染色條件更溫和，可在纖維染色條件更溫和，可在常壓沸染常壓沸染條件條件下染色，上染率高，染色速率快，色牢度較高。下染色，上染率高，染色速率快，色牢度較高。 二、陽離子染料在酸改性滌綸中的應用二、陽離子染料在酸改性滌綸中的應用陽離子染料在酸改性滌綸上具有陽離子染料在酸改性滌綸上具有色澤鮮艷色澤鮮艷，升華牢升華牢度度及及濕處理牢度