1、陽(yáng)離子染料的染色原理和染色性能,一、陽(yáng)離子染料的染色原理 二、陽(yáng)離子染料的染色性能,一、陽(yáng)離子染料的染色原理,腈綸上的酸性基團(tuán)電離，使纖維帶負(fù)電荷： 腈綸COOH腈綸COO-+H+ 腈綸SO3H腈綸SO3-+H+ 負(fù)電荷的腈綸與帶正電的陽(yáng)離染料之間產(chǎn)生靜電引力 染料陽(yáng)離子向纖維遷移并吸附在纖維表面 形成濃度差,一、陽(yáng)離子染料的染色原理,當(dāng)TTg 染料由纖維表面向內(nèi)部擴(kuò)散和滲透 離子鍵結(jié)合 腈綸COO-+D+ 腈綸COOD 腈綸SO3-+D+ 腈綸SO3D 還以氫鍵和范德華力結(jié)合,一、陽(yáng)離子染料的染色原理,定位吸附或化學(xué)吸附 “染座”：酸性基團(tuán) 染料在纖維內(nèi)擴(kuò)散：從一個(gè)染座轉(zhuǎn)移到另一個(gè)染座 纖維

2、中的酸性的強(qiáng)弱不同，對(duì)染料吸隊(duì)能力、染色速率及始染溫度不同,一、陽(yáng)離子染料的染色原理,二、陽(yáng)離子染料的染色性能,（一）溶解性 （二）配伍性 （三）染料飽合值 （四）勻染性,（一）溶解性,溶于水 更易溶于乙醇或醋酸 水的溫度高 溶解度增加 加入尿素 溶解度好的染料利于勻染，并能提高色澤鮮艷度,（二）配伍性(相容性),不同的陽(yáng)離子染料拼混在一起進(jìn)行染色時(shí)，可能會(huì)和它們單獨(dú)染色有不同的上染速率（競(jìng)?cè)荆?，因此染料的配伍性是很重要的性能?配伍性，是指兩個(gè)或兩個(gè)以上染料拼色時(shí)上染速率相等，則隨著染色時(shí)間的延長(zhǎng)，色澤（色調(diào)）始終保持不變的性能（只有濃淡變化）,（二）配伍性(相容性),拼色時(shí)，產(chǎn)生競(jìng)?cè)粳F(xiàn)象

3、一種染料上染后會(huì)影響其它染料的上染速率和上染百分率 要求：配伍，滿足下式,（二）配伍性(相容性),在拼色時(shí)要選用配伍值相等或相近的染料。 如果配伍性不一致，則在整個(gè)染色過程中，色光隨時(shí)間長(zhǎng)短而變化，就難以獲得色澤始終一致的產(chǎn)品，容易產(chǎn)生色差。 配伍值與染料的結(jié)構(gòu)有密切的關(guān)系 陽(yáng)離子染料之間的配伍性能一般通過相互比較而得到，目前應(yīng)用最廣的是配伍值，符號(hào)是K。,（二）配伍性(相容性),英國(guó)染色家協(xié)會(huì) 按不同上染速率選擇有代表性的黃、藍(lán)各5個(gè)染料，分別規(guī)定其配伍值為1、2、3、4、5（上染速率最快者為1，最慢者為5）作為參比標(biāo)準(zhǔn) 其他染料的配伍值則根據(jù)它們和這5個(gè)黃或藍(lán)的參比染料拼色效果，若與哪個(gè)染

4、料配伍性能最為一致，則該參比染料的配伍值即為測(cè)試染料的配伍值。 標(biāo)準(zhǔn)見P198表11-1,（二）配伍性(相容性),染料的配伍性能是染料對(duì)纖維的親和力和擴(kuò)散性能的綜合效果。 主要由染料的親和力、擴(kuò)散系數(shù)及染料所帶的電荷數(shù)所決定。 在電荷數(shù)相同的情況下，一個(gè)親和力大、擴(kuò)散系數(shù)小的染料與一個(gè)親和力小、擴(kuò)散系數(shù)大的染料可能會(huì)具有相同的上染速率。 陽(yáng)離子染料和陽(yáng)離子緩染劑間也有一個(gè)配伍問題，親合力高低要選一致的。,（二）配伍值,配伍值大，親和力低，上染速率慢，勻染性好染淡色（K=5） 配伍值小，親和力高，上染速率快，勻染性差，得色量高好染濃色或中濃色 拼色：配伍值之差不大于0.5 某些陽(yáng)離子染料的配伍值

5、見P199表11-3。,（三）染色飽和值,三、吸附等溫線和染色飽和值,染料的飽和值SD 指商品陽(yáng)離子染料在規(guī)定條件下，在某一種腈綸上的染色飽合值 染料的飽和值對(duì)某一陽(yáng)離子染料-腈綸系統(tǒng)是一個(gè)常數(shù)。,三、吸附等溫線和染色飽和值,染料的飽和系數(shù)f（相對(duì)飽合值） 纖維的飽合值除以染料的飽合值，所得的商。是指不同染料對(duì)標(biāo)準(zhǔn)染料在同一纖維上的飽合值的相對(duì)關(guān)系。 飽和系數(shù)對(duì)某一陽(yáng)離子染料是一個(gè)常數(shù) 判斷染料上染腈綸的能力 f小，上染量高，濃色,（三）染色飽和值,纖維的飽和值和染料的飽和值是衡量腈綸染色性能和制定合理染色工藝的重要參數(shù) 飽和值低的腈綸，難以染得深色 染色時(shí)，染料的用量不能超過該染料在該纖維上

6、的飽和值 拼色時(shí)，所用各染料的總和不應(yīng)超過纖維的飽合值 即：D1f1+ D2f2+ D2f3+SfD.C. Dn為染料濃度，fn為染料飽和值，Sf為纖維飽和值，D.C.為染色系數(shù),（三）染色飽和值,（三）飽合值,現(xiàn)配套使用的陽(yáng)離子染料有 1、K=1.5，可染濃色，色澤牢度高 陽(yáng)離子黃7G 陽(yáng)離子紅2GL 陽(yáng)離子藍(lán)RL 2、K=3.5，可染中、濃色，勻染性好 陽(yáng)離子黃X-6G 陽(yáng)離子紅X-GR 陽(yáng)離子藍(lán)X-GR,（四）勻染性,染料對(duì)腈綸親合力大，初染速率高 腈綸結(jié)構(gòu)緊密，染料擴(kuò)散性差，移染性差 TTg，上染速率迅速 措施： 減緩上染速度 最后的染色溫度高，染色時(shí)間長(zhǎng)有利于勻染,（四）勻染性,染色

7、濃度和染料勻染性有很大關(guān)系 染色濃度低時(shí)更容易產(chǎn)生染色不勻。 染色濃度低時(shí)染料上染速率快，完成上染所需的時(shí)間短，因而初染上染不勻?qū)Ξa(chǎn)品的勻染性影響較大。 染色濃度低時(shí)，染浴中濃度局部不勻也易造成染色不勻。,（四）勻染性,染色濃度低時(shí)，濃度變化引起上染速率變化很大，染料濃度略有不同，就會(huì)造成染色不勻 染色濃度高時(shí)，濃度變化對(duì)上染速率變化影響很小，染料濃度差異，不一定會(huì)造成明顯的色差 染色越接近飽合，越容易獲得勻染,獲得勻染的途徑,1、溫度控制 關(guān)鍵 Tg附近,（1）緩慢升溫法,在達(dá)到玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度以上時(shí)，緩慢升溫，一般采用每24分鐘升溫1的方法。,（2）分段升溫法,在每個(gè)升溫段之間，可以保溫一段

8、時(shí)間，然后再升溫至100染色，利于勻染。 8590 保溫1015min 95或97保溫2030min 保溫后上染速率增加很多，保溫時(shí)間定增加 保溫后上染速率沒有增加，保溫可以取消或另找保溫溫度,（3）恒溫染色法,始終在8595的恒溫條件下進(jìn)行染色4590min，待大部分染料吸盡后再升溫至100染色。,（四）勻染性,實(shí)踐： 最適宜溫度97105， 高溫下的延續(xù)時(shí)間為4590min 淺色，溫度可低些，時(shí)間可短 深色溫度可提高，并延長(zhǎng)染色時(shí)間 溫度過高，手感硬，織物變形 染后不宜驟降溫度，否則影響手感,（四）勻染性,2、pH值控制 磺酸基或羧酸基電離數(shù)量的高低，不但影響纖維的染色飽和值，同時(shí)也影響染

9、料的上染速率。 染浴pH值下降，可以降低纖維中酸性基團(tuán)的離解，染料吸附量及上染速率較低。pH值對(duì)染色飽和值及上染速率的影響以含羧基的腈綸較顯著。 通常染淺色時(shí)的酸用量比染深色時(shí)要高些，使pH值低些，以獲得較好的勻染效果。 染深色時(shí)為了提高染料的上染百分率，酸用量宜少些。酸實(shí)質(zhì)上是緩染劑，染色時(shí)宜很好的控制染浴的pH值。,四、勻染性,（四）勻染性,2、pH值控制 一般染浴的pH值為44.5之間 這樣不但易獲得較好的勻染性及高的上染百分率，同時(shí)陽(yáng)離子染料在弱酸性介質(zhì)中穩(wěn)定性好，溶解度高 因?yàn)閜H值過高（堿性條件下），染料會(huì)發(fā)生色光變化，甚至產(chǎn)生沉淀。染深色時(shí)，如果染浴的pH值太低，纖維中電離的酸性

10、基團(tuán)少，會(huì)引起上染百分率的降低。 一般醋酸,（四）勻染性,3、中性電解質(zhì)的應(yīng)用 ：緩染作用 電解質(zhì)會(huì)使纖維的電位絕對(duì)值降低降低纖維對(duì)染料的吸附速率。 它們的金屬Na+ 離子能與染料陽(yáng)離子競(jìng)?cè)荆饘匐x子在染液中的擴(kuò)散性和在纖維中的擴(kuò)散性高于染料陽(yáng)離子，優(yōu)先和纖維中的酸性基團(tuán)結(jié)合，然后逐漸被對(duì)纖維具有較大親和力的染料陽(yáng)離子所取代。 電解質(zhì)的陰離子可以抑制染料的電離，降低染液中染料陽(yáng)離子的濃度，所以電解質(zhì)可起緩染作用。電解質(zhì)的緩染作用比較弱，用量隨染色濃度而不同。,（四）勻染性,3、中性電解質(zhì)的應(yīng)用 ：緩染作用 緩染作用隨T而下降 緩染作用：含弱酸性基團(tuán)的含強(qiáng)酸性基團(tuán)的 電解質(zhì)中金屬離子的緩染作用與

11、其離子體積大小及其他物理性質(zhì)有關(guān) 電解質(zhì)用量隨染色濃度而不同一般為515%。,（四）勻染性,4、緩染劑的應(yīng)用 緩染劑有陽(yáng)離子緩染劑和陰離子緩染劑兩種 用量要適當(dāng) 多了，延長(zhǎng)染色時(shí)間，影響染色牢度 少了，起不到緩染作用,陽(yáng)離子緩染劑,大多具有長(zhǎng)鏈烴基的季銨鹽，是帶有正電荷的無色化合物，在溶液中可以電離生成緩染劑陽(yáng)離子。例如十二烷基二甲基芐基氯化銨（即緩染劑1227）,陽(yáng)離子緩染劑,緩染劑陽(yáng)離子和染料陽(yáng)離子競(jìng)?cè)?，從而降低?yáng)離子上染速率。競(jìng)?cè)咀饔么笮‰S緩染劑和染料性質(zhì)及同量不同 陽(yáng)離子緩染劑也有飽合值和飽合系數(shù)，其用量不宜超過纖維的飽合值 陽(yáng)離子緩染劑的緩染能力與其分子結(jié)構(gòu)大小及其對(duì)纖維的親和力有關(guān)

12、，故有些緩染劑（如緩染劑1227等）是以緩染為主，而另一些緩染劑則以促進(jìn)陽(yáng)離子染料遷移而達(dá)到勻染為主。,（1）緩染作用,1631表面活性劑 十六烷基三甲基氯化銨,（2）移染作用,如勻染劑AN 移染作用：幫助染料從上染量高的部位移至上染量小的部位 一般用量1.5%5.0%，不得過量,（3）擴(kuò)散滲透和凈洗作用,易出現(xiàn)浮色性局部深斑 加入勻?yàn)㏕AN，可解決深斑問題,陰離子緩染劑,陰離子緩染劑大多數(shù)是芳烴的磺酸鹽，它們可與陽(yáng)離子染料結(jié)合成溶解度較低的膠態(tài)化合物，從而降低陽(yáng)離子染料的有效染色濃度，使染色速率降低。 當(dāng)染色溫度提高后，這種松弛結(jié)合會(huì)漸漸釋放出染料陽(yáng)離子，染色速率增加，染料分子擴(kuò)散進(jìn)入纖維，染浴中留下陰離子緩染劑