第十二講陽離子染色

1、陽離子染料染色陽離子染料染色o 在水溶液中可電離為帶正電荷的色素陽離子以及無色陰離子 o 適用于腈綸等紡織品染色 染色性能優(yōu)良，各項牢度好，尤其是耐日曬牢度高 第一節(jié)第一節(jié) 染料結(jié)構(gòu)染料結(jié)構(gòu)第二節(jié)、腈綸纖維的染色特性第二節(jié)、腈綸纖維的染色特性單體名稱常用化合物單體特性作用第一單體丙烯腈主要單體占85%以上纖維主體，決定纖維的主要性質(zhì)第二單體結(jié)構(gòu)單體丙烯酸甲酯甲基丙烯酸甲酯醋酸乙烯酯中性單體 常為酯類312%減弱分子間作用力，改善手感和彈性提高纖維的彈性和熱塑性有利于染料進(jìn)入纖維內(nèi)部使紡絲液易于制備第三單體染色單體丙烯磺酸鈉、衣康酸（亞甲基丁二酸）酸性單體（常用）可用陽離子染料染色顏色鮮艷牢度好

2、2-乙烯吡啶堿性單體可用酸性染料染色其他單體變性腈綸含丙烯腈3585%變性腈綸改善纖維的其他性能：防火、抗靜電、防污 據(jù)第三單體的不同分為： 含酸性基團(tuán)的腈綸：羧基、磺酸基等 纖維在溶液中帶負(fù)電荷 用陽離子染料染色 含堿性基團(tuán)的腈綸含堿性基團(tuán)的腈綸：吡啶、氨基等 纖維在溶液中帶正電荷 用陰離子染料染色，如酸性染料 不含第三單的腈綸 國產(chǎn)腈綸 第二單體：丙烯酸甲酯，510% 第三單體：衣康酸或丙烯磺酸鈉，13%3 3、腈綸的性質(zhì)、腈綸的性質(zhì)（1 1）、力學(xué)性質(zhì)）、力學(xué)性質(zhì) 斷裂強度斷裂強度：較小，2244cN/tex 濕強度為干強度的80%100% 斷裂延伸度斷裂延伸度：較小，25%55% 硬挺

3、度硬挺度：介于滌綸與錦綸之間 回彈性回彈性：低負(fù)荷時與羊毛接近，高負(fù)荷，特別是在熱的影響下，卷曲度基本消失（2 2）、熱性質(zhì)）、熱性質(zhì) 熱塑性纖維 玻璃化溫度決定染色的工藝條件 TgTg：85958595 腈綸耐熱性較好,但在受長時間高溫處理時，特別是有氧和堿存在時，結(jié)構(gòu)會發(fā)生變化而變黃 染色時避免高溫 腈綸的彈性模量隨著溫度的升高而降低 纖維飽合值纖維飽合值S Sf f：纖維上所能吸附的染料最大值：纖維上所能吸附的染料最大值 測試：測試： 用指定的標(biāo)準(zhǔn)染料（一般是相對分子質(zhì)量為400、親和力較高的純孔雀綠），在100，pH=4.50.2，浴比100:1，回流染色4小時或平衡上染百分率達(dá)到95

4、時， 100g腈綸上吸附的染料量（染料重量/纖維重量）100% 。（3）、染色飽合值）、染色飽合值 腈綸共聚組分不同，纖維品種不同，飽和值不同； Sf大，染料吸收量大，宜于染深濃色和黑色（2.12.7） Sf小，染料吸收量小，宜于染淺淡色（1.21.7）（4 4）. .上染速率上染速率p陽離子染料在腈綸上具有較高的直接性，染料吸附快，初染速率高 o親和力高的陽離子染料，染色初期染料在纖維表面吸附較快，但在纖維內(nèi)相中的擴散卻比較慢，透染性差，易環(huán)染 o腈綸中的酸性基團(tuán)，在不同pH值染浴中電離程度不同；不同的酸性基團(tuán)的電離程度不同；上染速率有差別o 以離子鍵作用上染以離子鍵作用上染，同時纖維上的基

5、團(tuán)（氰基）以及與染料分子結(jié)構(gòu)中的多種極性取代基等存在極性作用力，使染料對纖維具有較高的親和力，從而被吸附上染纖維。 o擴散模型為自由體積模型擴散模型為自由體積模型o 陽離子染料從一個染座上解吸下來，再吸附到另一個染座上，并逐漸向纖維內(nèi)部擴散，在各染座間呈跳躍時的傳遞，最后主要以離子鍵在纖維的染座上固著 （5 5）上染機理）上染機理第三節(jié)、染料染色特性第三節(jié)、染料染色特性o主要包括配伍性、染色飽和濃度、飽和系數(shù)以及染料的移染性 o1. 1. 配伍性配伍性 o 由于腈綸上吸附上染的的染座（酸性基團(tuán)）有限，染料拼色和單色染色時性能差異較大。 o 不同結(jié)構(gòu)的染料對纖維的親和力不同，同時擴散性能也不一樣

6、 o親和力高親和力高o 在染色初始階段在纖維表面吸附速率快，o o 但在纖維內(nèi)擴散速率慢，同時容易取代已上染的親和力低的染料，產(chǎn)生“競?cè)尽爆F(xiàn)象。o “競?cè)尽睂?dǎo)致產(chǎn)品色澤不一，難以達(dá)到理想拼色效果 o陽離子染料的配伍性通常用配伍指數(shù)或配伍值表示 o配伍指數(shù)配伍指數(shù)是反映染料親和力和擴散速率高低的綜合指標(biāo)，是拼色時選擇染料的依據(jù) （1 1）選擇上染性能不同而具代表性的染料作為參比）選擇上染性能不同而具代表性的染料作為參比標(biāo)準(zhǔn)；標(biāo)準(zhǔn)； 通常采用通常采用黃黃、藍(lán)藍(lán)兩色標(biāo)準(zhǔn)染料各一套；兩色標(biāo)準(zhǔn)染料各一套； 每套由每套由5 5只染料組成，每只標(biāo)準(zhǔn)染料都有相應(yīng)只染料組成，每只標(biāo)準(zhǔn)染料都有相應(yīng)的配伍指數(shù)（的配

7、伍指數(shù)（K K），上染最快的為），上染最快的為1 1，最慢的設(shè)為，最慢的設(shè)為5 5 （2）測試時選擇色澤差異大的一套標(biāo)準(zhǔn)色染料與其進(jìn)行拼色，從拼色結(jié)果來判定其配伍性 （3）若試驗染料與其參比染料配伍性一致或相近，則參比的標(biāo)準(zhǔn)染料的配伍指數(shù)就為試驗染料的配伍指數(shù)。o配伍指數(shù)越趨近于1，染料對纖維的親和力就越高，上染速率越快； o配伍指數(shù)越趨近于5，染料對纖維的親和力就越低，上染速率越慢； o配伍指數(shù)不僅可作為拼色時選擇染料的依據(jù)，同時根據(jù)K值大小，可用于指導(dǎo)和控制工藝條件，調(diào)節(jié)染色速率的快慢，有助于提高產(chǎn)品的勻染性 o傳統(tǒng)型的配伍指數(shù)通常劃分為5類o配伍指數(shù)相近的染料，在上染過程中，染料色澤始終

8、保持一致；差異大的，難以保證前后色澤一致 o配伍指數(shù)較小的染料，對纖維親和力高，不易勻染，但竭染率高，適合染深濃色 o配伍指數(shù)較大的染料，勻染性好，竭染率相對較低，適合染淺淡色 o一般配伍指數(shù)在3左右的陽離子染料適應(yīng)性較廣 o對移染性好的第三代遷移型染料一般不再進(jìn)行配伍性分類2.2.染色飽和濃度及飽和系數(shù)染色飽和濃度及飽和系數(shù)o上染發(fā)生在纖維上有限的酸性基染座上，借助于染料的染色飽和濃度，有助于正確控制染浴中各染料使用的最高量染料使用的最高量，以節(jié)約染化料，提高產(chǎn)品質(zhì)量 o染料飽和系數(shù)表征該染料在對纖維染色時的飽和特性o帶正電荷的陽離子染料一旦與纖維上的酸性基團(tuán)結(jié)合后，移染性較差，尤其是分子結(jié)

9、構(gòu)復(fù)雜、陽離子性和疏水性強的國產(chǎn)普通型陽離子染料 o 很難通過延長保溫時間來達(dá)到勻染效果，o 需嚴(yán)格控制染色溫度、pH值、助劑、染料濃度，實際生產(chǎn)往往使用緩染劑達(dá)到勻染 o 配伍指數(shù)越大，親和力越低，移染性好3.3.移染性移染性 o（1 1）pHpH值影響值影響 o平衡上染量隨染浴pHpH值提高而增大值提高而增大，o 含弱酸性基團(tuán)的纖維，可增加其上染染座；o 強酸性不明顯 o隨pH值提高，染料吸附速率增大，不易勻染 o對含羧酸基的腈綸影響更為顯著，含磺酸基的腈綸上染速率影響較小 pH值在46范圍內(nèi)，大部分染料和纖維性質(zhì)穩(wěn)定，理想的在4.55.5之間 在實際染色中，采用緩沖體系來保持染浴中pH值

10、的穩(wěn)定 在玻璃化溫度以上時，上染速率會迅速增加 o染色溫度處于玻璃化溫度以上染色溫度處于玻璃化溫度以上10101515時時，大部分染料在此范圍內(nèi)完成上染，故為染料集中上染區(qū)。 o分段升溫染色，越接近集中上染區(qū)，升溫速率應(yīng)越慢，每個升溫段應(yīng)保溫一定時間，以利于勻染 o最高染色溫度一般控制在98105 o染色溫度對染色飽和值沒有顯著影響（2 2）溫度的影響）溫度的影響o 改善陽離子染料的勻染性能 o陽離子型：爭奪染座，延緩上染 o陰離子型：形成不穩(wěn)定染料助劑復(fù)合物，隨溫度升高，逐漸分解 o無機型：弱酸、中性鹽（如元明粉），H+抑制纖維酸性基團(tuán)電離，金屬離子優(yōu)先與纖維上的酸性基團(tuán)結(jié)合，延緩染料上染（

11、3 3）緩染劑）緩染劑 1. 1.染色方式染色方式（1 1）浸染）浸染 o 浸染時控制各部位溫度的均勻性和適當(dāng)?shù)纳郎厮俾?，對產(chǎn)品勻染性至關(guān)重要 oA.A.升溫控制染色法升溫控制染色法 o使用比較廣泛而穩(wěn)妥的染色工藝 o嚴(yán)格控制升溫速率，緩慢升溫，甚至進(jìn)行分段升溫染色，染液良好循環(huán)，保持各部位溫度及濃度均勻性，使染料緩慢上染 o 配合使用緩染劑o避免升溫控制不準(zhǔn)以及染浴溫度不勻帶來的染色不勻 o選擇在玻璃化溫度以上、染液沸點以下某一固定溫度始染，保溫4590min，然后升溫至沸作短時間沸染。 o需選擇合適的溫度恒溫上染，不發(fā)生集中上染，在整個恒溫階段均勻緩慢地上染B.B.恒溫快速染色法恒溫快速染

12、色法o（2 2）. .連續(xù)軋染連續(xù)軋染 o應(yīng)用不廣泛 o主要用于混紡或交織物，以及腈綸毛條或絲束染色 1、已定因素 纖維型號、所用染料、染料濃度 2、不定因素 溫度、染浴PH、電解質(zhì)用量、緩染劑2.2.決定染料被纖維吸收程度的因素決定染料被纖維吸收程度的因素（1）染色溫度的選擇）染色溫度的選擇 纖維型號不同，最適宜染色溫度不同Sf值纖維型 號染色溫度控制范圍（）淡色中色濃色2.1Dralon7284849292982.1Cashmilon F6678788686942.1Exlan DK6274728080883.3.參數(shù)選擇參數(shù)選擇（2 2）染色時間的選擇）染色時間的選擇 根據(jù)纖維型號和設(shè)備

13、而定 紗線或織物6090min 絲束、散纖維、毛條2045min 當(dāng)染浴中染料接近吸凈時，再將染液在當(dāng)染浴中染料接近吸凈時，再將染液在1530min1530min內(nèi)升溫至內(nèi)升溫至100100固色固色2030min2030min 若固色不充分，汽蒸或干熱處理地發(fā)生色變，影響摩擦牢度（二）染色方法（二）染色方法 1、不加緩染劑控制溫度的染色法 2、加緩染劑的染色法 3、加緩染劑同時控制溫度的染色法 4、陰離子助劑染色法 5、定溫快速染色法1 1、不加緩染劑控制溫度的染色法、不加緩染劑控制溫度的染色法 不用緩染劑，僅靠適當(dāng)延長升溫時間來達(dá)到勻染目的，嚴(yán)格控溫 適宜于下列染色 浴比比較大的散纖維 繩狀

14、匹染 毛腈混紡絨線 T，染料吸凈，利于套染酸性染料和同浴施加陽離子柔軟劑 染料選擇：M型或親合力中等的X型 設(shè)備應(yīng)有溫度自動控制程序2 2、加緩染劑的染色法、加緩染劑的染色法 利用陽離子緩染劑 適宜于各種腈綸制品 注意： 陽離子緩染劑應(yīng)與所用染料相配伍3 3、加緩染劑同時控制溫度的染色法、加緩染劑同時控制溫度的染色法 根據(jù)纖維的型號選擇緩染劑 控制溫度在8590或9095 對腈綸膨體紗的同時收縮和染色較為有利 在實際生產(chǎn)中最常用。4、陰離子助劑染色法、陰離子助劑染色法 染浴中加適量的陰離子助劑，如擴散劑N和勻染劑O 直接使用分散型陽離子染料 適用于 毛腈混紡制品：和酸性染料同浴 滌腈混紡制品：

15、和分散染料同浴5 5、定溫快速染色法、定溫快速染色法 加陽離子緩染劑 于90入染 吸附和擴散在短時間內(nèi)同時完成，生產(chǎn)周期短 理想的染色工藝較快的升溫速度最短的染色時間 嚴(yán)格控制工藝條件，可保證染色效果（三）、染色工藝（三）、染色工藝 按染色的最高溫度和對工藝過程中溫度的控制方式不同： 升溫沸染法染色工藝 恒溫染色法 高溫染色法 低溫染色法（一）控溫法染色工藝（一）控溫法染色工藝 最常用的染色方法 從始染溫度到沸點，要嚴(yán)格按工藝要求控制升溫速度 腈綸散纖維、長絲束、精梳條，快些 膨體紗、筒子紗、經(jīng)軸、織物，慢些 設(shè)備：常壓不連續(xù)浸染機1、普通染色工藝2、快速染色工藝1 1、普通染色工藝、普通染色

16、工藝 始染溫度：6080 投入各種助劑、染料及織物 升溫 緩慢升溫 或在升溫過程中選擇某一溫度保溫一定時間再升溫 或加入一定的緩染劑控制染色速率 升溫至沸，保持足夠時間 完成染色1、普通染色工藝 保溫溫度及沸染時間應(yīng)根據(jù)染色要求選擇： 淡色：6080保溫，100染2030min 中色：7585保溫，100染3045min 濃色：可以不保溫，控制升溫至沸，沸染4560min例1、陽離子染料，陽離子緩染劑，艷紅色 處方（對織物重） 陽離子染料 x 醋酸（98%） 2.5% 醋酸鈉 1.0% 元明粉 8.0% 勻染劑TAN 0.5% 浴比 1:40 始染溫度 75例1、陽離子染料，陽離子緩染劑，艷紅

17、色 升溫控制曲線例2、遷移型陽離子染料 處方（對織物重） 遷移型陽離子染料 x 醋酸（98%） 2.5% 醋酸鈉 2.0% 元明粉 10% 勻染劑MR 0.3% 染色浴比 1:40 PH 44.5 始染溫度 80與遷移型陽與遷移型陽離子染料配離子染料配伍的陽離子伍的陽離子緩染劑緩染劑例2、陽離子染料，陽離子緩染劑，艷紅色 升溫控制曲線例3、分散型陽離子染料 處方（對織物重） 分散型陽離子染料 x 醋酸（98%） 2.5% 醋酸鈉 1.0% 元明粉 10% 平平加O 1.0% 浴比 1:201:40 PH 35 始染溫度 40配液時用配液時用60熱熱水，不宜加醋酸水，不宜加醋酸例3、陽離子染料，陽離子緩染劑，艷紅色 升溫控制曲線2、快速染色法 合理計算緩染劑用量