分散染料滌綸染色概論

1、分散染料染色概論第一章分散染料1.1分散染料的結(jié)構(gòu)和性能分散染料是一類疏水性很強，水溶液性非常小，染色時在水中主要以微小顆 粒成為分散狀態(tài)存在的非離子型染料。這類染料最用于酯纖維的染色，叫做分散 性醋纖維染料，自滌綸問世后，根據(jù)滌綸的染色性和加工要求，在醋纖維分散染 料的基礎(chǔ)上合成現(xiàn)在應(yīng)用的分散染料。分散染料主要有偶氮和蒽醌兩大類。1.2分散染料的主要染色性能1.2.1溶解度分散染料分子中沒有水溶性基團，但分子中尚具有一些極性基團，所以具有 微量水溶性。分散染料在常溫下為0o 1-10MG/L，這微量的溶解度對滌綸染色 十分重要。分散染料的溶解度隨溫度的升而增大，在80度時溶解0.2-100M

2、G/L， 100度時，為其1倍，130度時為100度的5倍。1.2.2熱穩(wěn)定性因為分散染料在高溫下染滌綸進行染色，因此染料的耐熱穩(wěn)定性是十分重要的性 能。1.2.3升華牢度分散染料分子量小，結(jié)構(gòu)簡單，因此分子間的作用力小，在高溫下容易產(chǎn)生 升華現(xiàn)象，致使在染色，定型后，造成褪色和沾色現(xiàn)象。升華牢度是分散染料的 一個重要指標(biāo)。分子量大升華牢度好。1.2.4擴散性因滌綸結(jié)構(gòu)緊密，纖維間的微隙很小，染料在纖維內(nèi)的擴散十分困難，的所 以要求染色用的分散染料具有良好的擴散性能。一般的分散染料的分子結(jié)構(gòu)簡單， 分子間的作用力小，因此具有較好的擴散性能，但擴散性能與升華牢度相互矛盾， 擴散性能好，升華牢度差

3、，擴散性能差，升華牢度好。因此在選擇分散染料時要 考慮各方面的因素，從而合理選用染料。1.3分散染料染色的基本原理在分散染料染色時，由于染料分子對滌綸具有一定親和力，因此這些單分子 染料能對纖維表面產(chǎn)生吸附作用，然后依靠纖維表面產(chǎn)生吸附作用，然后依靠纖 維表面與內(nèi)部濃度差的作用向內(nèi)部擴散。隨著染色過程的進行，染浴中的染料單 分子的濃度會因被纖維吸附而下降。這就促使染料顆粒不斷溶解，直到染色到平 衡為止。從上可以看出分散染料的微小溶解度對其染色作用影響很大。分散染料 對滌綸等到纖維上染作用是由于染料與纖維之間能產(chǎn)生氫鍵和范德華力的吸引 而產(chǎn)生的。分散染料染滌綸纖維時在一定溫度下有一個染色飽和值，

4、此值是在該 溫度下的上染染料最大量。當(dāng)染色達到飽和值后，再增大染浴中染料的濃度，也 不會使纖維上染料量增加。分散染料染色的飽和值也和染色溫度有關(guān)。溫度增高， 纖維中無定行區(qū)的分子鏈段運動增劇，因此染料可及區(qū)增大，染色飽和值增大。第二章分散染料的染色方法分散染色方法有高溫高壓法，熱熔法，載體法，前兩種方法是利用提高溫度 來使分散染料迅速上滌綸的。后一種方法是，在染浴中加入一種使滌綸膨化的助 劑，因而加速分散染料并提高上染量。目前采用高溫高壓法染色，分散染料高溫 高壓法染色是在溫度高于100度的條件下進行的，因此必須在密閉耐壓的染色設(shè) 備中進行。染色，這種方法是利用提高溫度來提高分散染料的上染速率

5、，因此不 僅上染速速率高，而且遮蓋效應(yīng)好。大多數(shù)分散染料都能適應(yīng)這種方法染色分散染料是一類水溶性較低的非離子型染料。最早用于醋酯纖維的染色，稱 為醋纖染料。隨著合成纖維的發(fā)展，錦綸、滌綸相繼出現(xiàn)，尤其是滌綸，由于具 有整列度高，纖維空隙少，疏水性強等特性，要在有載體或高溫、熱溶下使纖維 膨化，染料才能進入纖維并上染。因此，對染料提出了新的要求，即要求具有更 好疏水性和一定分散性及耐升華等的染料，目前印染加工中用于滌綸織物染色的 分散染料基本上具備這些性能，但由于品種較多，使用時還必須根據(jù)加工要求選 行選擇。2.1分散染料一般性質(zhì)分散染料結(jié)構(gòu)簡單，在水中呈溶解度極低的非離子狀態(tài)，為了使染料在溶液

6、 中能較好地分散，除必須將染料顆粒研磨至2Mm以下外，還需加入大量的分散 劑，使染料成懸浮體穩(wěn)定地分散在溶液中。分散染料按應(yīng)用時的耐熱性能不同， 可分為低溫型、中溫型和高溫型。其中低溫型染料的耐升華牢度低，勻染性能好， 常稱為E型染料；高溫型染料的耐升華牢度較高，但勻染性差，稱為S型染料； 中溫型染料的耐升華牢度介于上述兩者之間，又稱為SE型染料。用分散染料對 滌綸進行染色肘，需按不同染色方法對染料進行選擇。由于聚酯纖維具有疏水性強、結(jié)品和整列度高、纖維微隙小和不易潤濕膨化 等特性，要使染料以單分子形式順利進入纖維內(nèi)部完成對滌綸的染色，按常規(guī)方 法是難以進行的，因此，需采用比較特殊的染色方法。

7、目前采用的方法有載體法、 高溫高壓法和高溫?zé)崛芊ǖ热N染色方法。這些方法利用了不同的條件使纖維膨 化，纖維分子間的空隙增大，同時加入助劑以提高染料分子的擴散速率，使染料 分子不斷擴散進入被膨化和增大的纖維空隙，而與纖維由分子間引力和氫鍵固 著，完成對滌綸的染色。由于分散染料在水中的溶解度極低，故要依靠加入染料 和溶液中的分散劑組成染液。為防止分散染料及滌綸在高溫及堿作用下產(chǎn)生水 解，分散染料的染色常需在弱酸性條件下進行。2.2染色方法2.2.1載體染色法載體染色法是在常壓下加熱進行。它是利用一些對染料和纖維都有直接性的 化學(xué)品，在染色時當(dāng)這類化學(xué)品進入滌綸內(nèi)部時，把染料分子也同時攜入，這種 化

8、學(xué)藥品稱為載體或攜染劑。利用載體對滌綸染色的原理是滌綸中的苯環(huán)與染料分子中的芳核間有較大 分子間引力，滌綸能吸附簡單的烴類、酚類等，這些化學(xué)品就成為載體。由于載 體與滌綸之間的相互作用，使滌綸分子結(jié)構(gòu)松弛，纖維空隙增大，分子易進入纖 維內(nèi)部。同時由于載體本身能與纖維及染料分子產(chǎn)生直接性，不但能幫助染料溶 解，把染料單分子帶到纖維表面，增加染料在纖維表面的濃度，而且能減少纖維 的表面張力，使運動著的染料分子迅速進入纖維空隙區(qū)域，提高了染料分子的擴 散率，促使染料與纖維結(jié)合，從而完成染色步驟。染色結(jié)束后，利用堿洗，使載 體完全去除。常用載體有鄰苯基苯酚、聯(lián)苯、水楊酸甲酯等，由于大都具有毒性， 對人

9、體有害，目前已很少應(yīng)用，故這里只作一般介紹。2.2.2高溫高壓染色法高溫高壓染色法是在高溫有壓力的濕熱狀態(tài)下進行。染料在100C以內(nèi)上染 速率很慢，即使在沸騰的染浴中染色，上染速率和上染百分率也不高，所以必須 加壓在2atm (2.02X 105Pa)以下，染浴溫度可提高到120130C，由于溫度提 高，纖維分子的鏈段劇烈運動，產(chǎn)生的瞬時孔隙也越多和越大，此時染料分子的 擴散也增快，增加了染料向纖維內(nèi)部的擴散速率，使染色速率加快，直至染料被 吸盡而完成染色。分散染料的高溫高壓染色方法是一種重要的方法，適合升華牢 度低和分子量較小的低溫型染料品種。用這類染料染色勻染性好，色澤濃艷，手 感良好，織

10、物透芯程度高，適合于小批量、多品種生產(chǎn)，常用于滌棉混紡織物的 染色。分散染料的高溫高壓染色可在高溫高壓卷染機和噴射、溢流染色機上進行， 適宜于染深濃色澤，染色pH值一般控制在56,常用醋酸和磷酸二氫銨來調(diào)節(jié) pH值。為使染浴保持穩(wěn)定，染色時尚需加入分散劑和高溫勻染劑。溢流染色機 染色工藝舉例：染色處方：分散染料X ；高溫勻染劑0.21.2g/L ；擴散劑O 0.51g/L； 醋酸(98%) 0.5 1.5g/L還原清洗：燒堿(360Be) 6ml/L；保險粉2.5g/L；分散劑0.10.5g/L工藝流程：坯布縫頭一前處理一染色一還原清洗一熱水洗一水洗一脫水一定形。一般可在5060C始染，大約1

11、h后逐漸升溫至 130C，染色12h，然后 充分水洗。染深色時進行還原清洗代替皂洗，可保持染色成品色澤鮮艷。2.2.3熱焰染色法分散染料染滌/棉織物采用熱熔法染色與一般浸軋染色相似，先經(jīng)浸軋染液后 即行烘干，隨即再進行熱熔處理。在200C高溫作用下，沉積在織物上的染料可 以單分子形式擴散進入纖維內(nèi)部，在極短的時間內(nèi)完成對滌綸的染色。若是滌棉 混紡織物，則可通過熱熔處理使沾在棉上的染料以氣相或接觸的方式轉(zhuǎn)移到滌綸 上。熱熔染色法是目前滌棉混紡織物染色的主要方法，以連續(xù)化軋染生產(chǎn)方式為 主，生產(chǎn)效率高，尤其適用于大批量生產(chǎn)。熱熔染色法的缺點是設(shè)備占地面積大， 同時對使用的染料有一定的條件限制，染料

12、的利用率較高溫高壓法低。熱熔染色工藝舉例如下(45X45支，淺藍(lán)色，65/35滌/棉細(xì)紡織物)：染色處方：分散藍(lán)2BLN 1.5g/L；潤濕劑JFC； lml/L擴散劑1g/L；3%海藻酸鈉漿51Og/L使用時，用醋酸或磷酸二氫銨調(diào)節(jié)pH 56。工藝流程：軋染(二浸二軋，軋余率65%，室溫)一預(yù)烘(8O120C)f熱熔 (180210C，21min)f套染棉。第三章分散染料染滌綸在高溫?zé)崛廴旧幸⒁夥乐谷玖显陬A(yù)烘和焙烘中產(chǎn)生泳移，熱熔焙烘階段 是棉上的分散染料向滌綸轉(zhuǎn)移的重要階段，要根據(jù)染料的耐熱性能，即染料的升 華牢度，選擇適當(dāng)?shù)臒崛蹨囟群蜁r間。在實際染色時，染料的轉(zhuǎn)移不可能是完全 的，在

13、棉上總殘留有一部分染料，造成棉的沾色，可采用還原清洗或皂洗進行染 后處理。若在熱熔法染色后還要進行棉部分的套染，則可在套染后選行后處理。 對滌棉混紡織物進行的棉套染工藝，可參閱前述的棉織物染色工藝，這里不再介 紹。分散染料染色的基本原理在分散染料染色時，由于染料分子對滌綸具有一定 親和力，因此這些單分子染料能對纖維表面產(chǎn)生吸附作用，然后依靠纖維表面產(chǎn) 生吸附作用，然后依靠纖維表面與內(nèi)部濃度差的作用向內(nèi)部擴散。隨著染色過程 的進行，染浴中的染料單分子的濃度會因被纖維吸附而下降。這就促使染料顆粒 不斷溶解，直到染色到平衡為止。從上可以看出，分散染料的微小溶解度對其染 色作用影響很大。分散染料對滌綸

14、等到纖維上滌作用是由于染料與纖維之間能產(chǎn) 生氫鍵和范德華力的吸引而產(chǎn)生的。分散染料染滌綸纖維時在一定溫度下有一個 染色飽和值，此值是在該溫度下的上染染料最大量。當(dāng)染色達到飽和值后，再增 大染浴中染料的濃度，也不會使纖維上染料量增加。分散染料染色的飽和值也和 染色溫度有關(guān)。溫度增高，纖維中無定行區(qū)的分子鏈段運動增劇，因此染料可及 區(qū)增大，染色飽和值增大。3.1分散染料染滌綸的染色方法滌綸結(jié)構(gòu)緊密，結(jié)晶度和取向度都很高，染料在纖維中的擴散滲透十分困難， 因此采用在沸點或沸點以下染色的常規(guī)染色方法，上染速率很慢，得色很淡，不 能獲得滿意的染色效果。為了提高上染速率和上染量，染色時必須提高溫度或采 取

15、其它措施。用于滌綸染色方法有高溫高壓、熱溶法和載體法。前兩種方法是用 提高溫度來使分散染料迅速上染滌綸的，后一種方法是在染浴中加入一種使滌綸 膨化的助劑，因而加速分散染料并提高上染量。熱溶染色法在滌綸針織物染色中 還沒有應(yīng)用。三、高溫高壓法高溫高壓法是在高溫高壓條件下進行染色的。因 為滌綸是熱塑性纖維，當(dāng)染色溫度超過其玻璃化溫度時，分子鏈段就開始運動且 隨著溫度的升高而加劇，因此在纖維的分子鏈間形成許多較大的瞬時微隙使染料 分子能通過這些微隙順利擴散到纖維內(nèi)部，同時提高溫度還能使染料的溶解度增 加，使染料單分子對纖維表面吸附增多。此外，提高溫度能使滌綸在水中的膨化 程度增加，這也有利于染料在纖

16、維中的擴散。3.2影響高溫高壓的因素3.2.1溫度溫度是高溫高壓染色的關(guān)鍵因素。提高溫度可以提高分散染料的上染百分率， 但當(dāng)溫度高達130度以上時，多數(shù)分散染料的上染百分率不再有明顯增加，反溫 度過高會引起滌綸酯鍵產(chǎn)生水解而導(dǎo)致纖維的彈性和強力下降，色光變差，因此 高溫高壓染色一般以不超過145度為限，一般染色溫度控制在125度至130度范 圍內(nèi)。在此溫度下染色，不僅勻染性好得色量高而且染浴的PH值控制在56 的弱酸范圍內(nèi)，極大多數(shù)分散染料相當(dāng)穩(wěn)定，因此得色十分鮮艷。為了使染料 能均勻地被滌綸吸附必須嚴(yán)格控制升溫速度，特別在80度以上時，升溫速度應(yīng) 比較緩慢，否則一旦上染過速而造成吸附不勻必須

17、用很長時間保溫染色來進行 移染。當(dāng)升溫至規(guī)定溫度后應(yīng)保溫染色一段時間以確保染料充分?jǐn)U散滲透。保溫 染色時間一般為30至60分鐘淺色時間可短一些 深色應(yīng)長一些。染色結(jié)束后降 溫不能過快，否則會影響手感并造成折痕。3.2.2 PH 值不少分散染料在高溫堿性條件下會產(chǎn)生水解，還原等反應(yīng)而使染料遭到破壞 和分解。此外堿性高溫也會使滌綸水解受損，因此高溫高壓染色采用堿性染浴是 不合適的。強酸條件同樣會影響染料的色光和上染百分率，如滌綸和纖維混紡織 物染色時還會使纖維產(chǎn)生水解，因此高溫高壓染色的染浴以控制居弱酸性條件下 為宜。3.2.3助劑的應(yīng)用在高溫高壓染色時為了使染料能穩(wěn)定分散在染浴中，同時為了獲得勻

18、染效果 可在染浴中加入適量的分散劑和勻染劑。在商品分散染料中已混有多量發(fā)散劑， 但在浸染浴中單純依靠這些分散劑常感不足，因此在染浴中補充一定量分散劑。 國產(chǎn)常用的分散劑擴散劑NNO它具有良好的分散性，但耐高溫屬一般。3.2.4高溫高壓法染色的工藝高溫高壓法的染色工藝隨染料品種，染色設(shè)備和加工形態(tài)的不同而各異。一般染色過程分為下列幾步：1、織物在常溫下用HAC組成的溶液中浸漬處理；2、加入分散劑并升溫至60度然后將染料用冷水調(diào)成漿狀并溶開加入其中；3、在30至60MIN內(nèi)升溫至130度；4、于130度保溫染色30MIN60MIN （深色時間長一些。淺色可短一些）5、降溫6、水洗。皂洗或還原清洗；

19、降溫階段先以每分鐘降溫1度一度的速率降溫至80 度，然后以每分鐘降溫3度的速率至60度，最后可加速降溫。經(jīng)染色后的滌 綸針織物即可進行水洗，皂洗或還原清洗等過程。對淺中色品種可用洗滌劑洗滌， 對深色品種應(yīng)進行還原清洗，以去除浮色。洗滌劑洗滌時，洗滌浴中含洗滌劑 1G/L于80度下洗滌15MIN，還原清洗時，洗滌浴中含36度BE燒堿3-6ML/L， 85%保險粉0.53G/L于80度下洗滌20MIN30MIN。然后洗干凈。3.3分散染料的選用分散染料一般分為低溫型染料，中溫度型染料，高溫型染料。低溫型染料有我 們常用的分散紅E-3B，黃E-2G，蘭2BLN等，中溫型染料有SE-GFL紅玉，GS大 紅，EX-SF黑等，高溫型染料有S-2RFL黃棕，S-BWF大紅，S-GFL紅玉，HGL蘭 等。在選用拼