几种染色助剂在羊绒染色工艺中的应用.docx

内蒙古工业大学本科毕业论文学校代码： 10128学 号： 041803038 本科毕业论文（题 目：几种染色助剂在羊绒染色工艺中的应用研究学生姓名：张慧学 院：轻工与纺织学院系 别：纺织工程系专 业：纺织工程班 级：纺织工程04-1指导教师：李美真副教授二 八 年 六 月2内蒙古工业大学本科毕业论文摘 要近年来,山羊绒产品的需求越来越呈现出小批量、多样化、时装化的发展趋势。增艳剂、匀染剂，羊绒保护剂、促染剂目前在企业染色工艺过程中的应用较多，它们都属于性能优良的表面活性剂。通过对影响染色效果的助剂因素如匀染剂，增艳剂，羊绒保护剂，促染剂等的改变，得出改进染色效果的方法。实验中采用了活性染料，酸性染料以及酸性媒介染料来染色。不同的染色助剂应用于不同的染料。本课题共进行了五次实验分别是关于每一种助剂的单因素实验，对以上助剂的使用及用量进行研究，并且对染色的结果进行了分析，并得出每一种助剂相对于不同的染料而言的最佳用量，以达到最好的染色效果。在染色过程合理地使用助剂可以降低对羊绒纤维的损伤，保护羊绒滑糯的手感，,提高可纺性,降低消耗,提高制成率,节约成本。关键词：山羊绒；匀染剂；增艳剂；羊绒保护剂；促染剂AbstractIn recent years, cashmere products showing a growing demand for small quantities, diversification, fashion and trend of development. By Yan agent, leveler, cashmere agent, and promoting agent in enterprises in the process of dyeing process applications more, they all belong to the excellent performance of surfactant. Results were affected by factors such as the auxiliary leveler, by Yan agents, the protection of cashmere, such as promoting agent of change, that the effect of improving the staining method.Experimental use of the reactive, acid dyes and dyes to stain acidic media. Different dyeing auxiliary applied to different dyes. This topic has conducted five experiments were on every single factor of the auxiliary, the use of these additives and the amount of research, and the staining of the results of the analysis, and that each of the additives For a different dye the best in terms of consumption, so as to achieve the best results were.In the dyeing process of rational use of additives to reduce the damage of cashmere fiber, cashmere slip to protect the waxy feel, and improve spinning and reduce consumption, made the rate increase, the cost savings.Keyword: cashmere; leveler; by Yan; cashmere protection; promoting agent.目 录引 言1第一章 山羊绒的结构特点21.1 概述21.2 山羊绒的结构21.2.1 山羊绒的组织结构21.2.2 酸、碱物质对山羊绒组织结构的影响31.2.3 不同温度处理对山羊绒组织结构的影响41.3 山羊绒纤维的性能41.3.1 山羊绒纤维的形态41.3.2 山羊绒纤维的细度41.3.3 山羊绒纤维的长度51.4 山羊绒的染色51.4.1 山羊绒的染色机理51.4.2 影响羊绒纤维染色性能的主要因素6第二章 羊绒染色常用的染料72.1 活性染料72.1.1 活性染料的类型及其染色性能72.1.2 活性染料与纤维的反应82.1.3 活性染料的染色过程92.1.4 活性染料染蛋白质纤维的染色方法102.2 酸性染料102.2.1 酸性染料的染色原理112.2.2 酸性染料对羊绒纤维的染色132.3 酸性媒介染料132.3.1 酸性媒介染料的染色机理132.3.2 酸性媒介染料的染色方法14第三章 常用染色助剂及其性能分析163.1 匀染剂及其性能分析163.1.1 Albegal B163.1.2 其他匀染剂173.2 增艳剂及其性能分析193.2.1 还原剂型增艳剂193.2.2 表面活性剂型增艳剂193.2.3. 全功能型增艳剂193.3 羊绒保护剂及其性能分析193.3.1 羊绒保护剂的种类203.3.1.3 抗定形类保护剂203.4 促染剂及其性能分析213.4.1 元明粉213.4.2 醋酸21第四章 实验部分234.1 实验一 关于匀染剂的单因素实验234.1.1 实验目的234.1.2 实验原理234.1.3 主要实验材料、化学药品和仪器234.1.4 实验处方和工艺条件234.1.5实验步骤244.1.6实验结果244.2 实验二 关于增艳剂的单因素实验254.2.1 实验目的254.2.2 实验原理254.2.3 主要实验材料、化学药品和仪器254.2.4 实验处方和工艺条件254.2.5 升温曲线图264.2.6 实验步骤264.2.7 实验结果264.3 实验三 关于羊绒保护剂的单因素实验274.3.1 实验目的274.3.2 实验原理274.3.3 主要实验材料、化学药品和仪器274.3.4 实验处方和工艺条件274.3.5 升温曲线图284.3.6 实验步骤284.3.7 实验结果294.4 实验四 关于元明粉做促染剂单因素的实验294.4.1 实验目的294.4.2 试验原理294.4.3 主要实验材料 化学药品和仪器294.4.4 实验处方和工艺条件304.4.5 升温曲线图304.4.6 实验步骤314.4.7 实验结果314.5 实验五 关于醋酸做促染剂的实验314.5.1 实验目的314.5.2 实验原理314.5.3 主要实验材料 化学药品和仪器324.5.4 实验处方和工艺条件324.5.5 升温曲线图324.5.6 实验步骤334.5.7 实验结果33第五章 实验结果测试及分析3451 染液吸尽率及染色后纤维光泽的分析345.2 皂洗牢度测试及分析345.2.1 皂洗牢度实验345.2.2 皂洗牢度分析365.3 强力测试及分析375.3.1 强力测试实验375.3.2 测试条件对实验结果影响的分析40结 论42参 考 文 献43谢 辞44内蒙古工业大学本科毕业论文引 言本课题为自拟课题课。增艳剂、匀染剂，羊绒保护剂、促染剂目前在企业染色工艺过程中的应用较多，它们都属于性能优良的表面活性剂。掌握着四种重要的表面活性剂的性质，并对羊绒进行染色，分析它们的作用与工艺过程。课题的完成，将使我受到严格的科研训练，提高素质，为今后的工作奠定了基础，并对企业的生产起到一定的指导。 本篇论文从五个方面进行了论述，分别是：山羊绒的结构与特点；山羊绒常用染料的性能及分析；常用助剂的性能及分析；染色实验以及实验结果的分析。实验中所用的原料为山羊绒，山羊绒是一种珍贵稀有的天然纺织材料，按照纤维的颜色,可以分为白山羊绒 青山羊绒 紫山羊绒和红山羊绒。由于绒山羊特殊的生活区域及习性,它不可能像绵羊一样大规模的进行养殖,并且每只绒山羊的年出绒量较少.因此,山羊绒以克论价,被誉为“软黄金”。本篇论文所用染料有四种，分别是活性染料兰纳素，活性X型艳红染料，弱酸性染料MF，以及酸性媒介红染料。通过实验对这四种比较常见染料的性能和适用范围已有了一定的了解并能熟练应用其进行染色实验。对于四种表面活性剂的应用通过改变其用量的多少进行实验，最终确定助剂的最佳用量。 本次实验中运用了分光光度计对染色后的残液进行测量，分析染液的吸尽率。也运用了单纤维强力仪对染色后的羊绒纤维进行强力测试，通过对比确定了最佳的助剂的用量。第一章 山羊绒的结构特点1.1 概述山羊绒是一种珍贵稀有的天然纺织材料。按照纤维的颜色,可以分为白山羊绒、 青山羊绒 、紫山羊绒和红山羊绒。由于绒山羊特殊的生活区域及习性,它不可能像绵山羊一样大规模的进行养殖,并且每只绒山羊的年出绒量较少因此,山羊绒以克论价,被誉为“软黄金”。 山羊绒在世界市场上被称为“开司米”(cashmere),这是因为过去曾以克什米尔作为山羊绒的集散地,于是它就以克什米尔名称流传世界各地。由于绒山羊生长的自然分布条件,世界上出产山羊绒的国家有:中国,蒙古,伊朗,阿富汗,印度,巴基斯坦,土耳其等国。总体来讲,山羊绒主要产于亚洲,尤其是中国。 1.2 山羊绒的结构山羊绒纤维细度细，长度短，纤维卷曲数少且不规则。纤维表面磷片密度小，鳞片翘角小，表面光滑，纤维摩擦因数小。所以纤维间抱合力较羊毛纤维小，山羊绒单纤维强力较小，耐热性较羊毛差。山羊绒对酸、碱条件比细羊毛敏感，即使在较低温度和较低浓度的条件下，纤维损伤也较显著。1.2.1 山羊绒的组织结构山羊绒纤维属于动物蛋白纤维，从形态结构上说山羊绒主要由鳞片层、皮质层组成。鳞片层位于纤维的最外层，皮质层位于鳞片层的里面，是纤维的主要组成部分。鳞片层是由鳞片细胞形成的“鳞片”形状的薄的外壳。鳞片层的亚结构包括鳞片表层、鳞片外层与鳞片内层。根据含硫量鳞片外层又分为A、B两层，其中A层含硫量最高。皮质层是由皮质细胞与细胞间质组成，皮质细胞由巨原纤组成，而巨原纤又是由杆状的微原纤与无定形基质组成，微原纤“嵌入”在无定形基质中。微原纤直径达到710nm，电子显微镜己能辨认。微原纤的结构研究已近50年，至今仍有多种结构模型，有“9+2”结构模型、截面三角形密堆砌模型、“交叉指”结构模型，也叫“绳索结构模型”。多肽链之间、基原纤之间主要依靠胱氨酸、二硫键、氢键、盐式键联结。根据皮质细胞中微原纤及巨原纤的排列、堆砌状态可分为三种:正皮质细胞、偏皮质细胞和间皮质细胞。这三种皮质细胞的特点见表1-1。表1-1 山羊绒三种皮质细胞的特点项目正皮质细胞偏皮质细胞间皮质细胞微原纤排列形态以“涡形”致密排列，彼此难以分辨无序、自由，极少区域显示近六方形堆砌结构较有序，以六方形或近六方形紧密排列巨原纤排列形态清晰的圆形轮廓无清晰边缘，“熔合”在一起大多无清晰边缘，“熔合”在一起细胞核的残余物极少数细胞有大的细胞核残余物区域大多数细胞中央有大的细胞核残余物区域一些细胞中央有大的细胞核残余物区域胱氨酸含量低高中基质含量低高中重金属染色浅深中1.2.2 酸、碱物质对山羊绒组织结构的影响山羊绒是一种耐酸的纤维。在低浓度的酸溶液中处理，羊绒纤维的强度毫不受损伤。一般情况下，弱酸或低浓度的强酸对羊绒纤维无显著破坏，而高浓度的强酸在高温下，就有显著的破坏作用。碱对羊绒的作用剧烈而复杂。当pH值大于10时，羊绒受损伤较重。纤维受损，颜色发黄，强力严重下降，山羊绒及细羊毛经硫酸和碱处理后重量损失如表1-2、表1-3所示。表1-2 山羊绒经硫酸处理后重量损失硫酸（GL）pH值山羊绒纤维的重量损失（%）42.30.552.01.0 表1-3山羊绒经碱液处理后重量损失碱液（GL）pH值山羊绒纤维的重量损失（%）19.00.22210.90.39511.00.911011.41.391.2.3 不同温度处理对山羊绒组织结构的影响山羊绒的主要化学成分是蛋白质，造成蛋白质变形的因素除酸碱介质外，温度也是蛋白质纤维变形的重要因素之一。选择内蒙古阿尔巴斯山羊绒为例，用不同温度处理后，其结果见表表1-4山羊绒经不同温度处理后鳞片与直径变化水温直径um鳞片密度个cm电镜放大倍数7019.219.6102420009017.718.51139100010015.618.511751000羊绒在低温水中产生膨胀，一般膨胀58%，高温水可使羊绒裂解，当水温达到90100且时间过长时，颜色泛黄，手感粗糙，强力降低50%。1.3 山羊绒纤维的性能1.3.1 山羊绒纤维的形态 山羊绒纤维具有不规则的天然卷曲，卷曲数比细羊毛少，卷曲多呈大波浪形。山羊绒纤维的卷曲数少，使得纤维抱合力较差，加之山羊绒纤维鳞片比较稀、平滑，导致山羊绒容易从其制品中滑移出来而产生掉毛现象。1.3.2 山羊绒纤维的细度细度在羊绒的物理性能中，占有重要的地位，是羊绒分等主要指标之一。羊绒细度变化范围相对较小。羊绒细度还与其颜色有关，白绒较粗，青绒次之，紫绒较细。表1-4不同颜色山羊绒的细度比较项目白绒青绒紫绒平均细度um14.814.2714.12细度范围um13.81913.616.413.215.81标准差%2.932.892.88离散系数%18.9919.6419.241.3.3 山羊绒纤维的长度山羊绒的长度是决定羊绒品质的重要指标。羊绒长度指标有两种:一是羊绒长度集中性指标，如自然长度、伸直长度、平均长度等。另一种是离散性指标，如标准差、离散系数、短绒率等。羊绒长度变异范围较大，短的长度在203Omm，而较长的达到8090mm，但大多集中在3060mm之间，一般白绒较长，青、紫绒较短12。1.4 山羊绒的染色1.4.1 山羊绒的染色机理山羊绒是一种天然蛋白纤维，其分子上既含有氨基，又含有羧基，可表示为H2N-P-COOH在水中，因它的电离而两性离子结构: +H3N-P-COO-，氨基和羧基的离解程度与pH值有关。通过调整溶液的pH值使羊绒分子上的正负电荷相等，即使羊绒分子为电中性，此时溶液的pH值为羊绒等电点。高于或低于等电点，均会使蛋白分子的盐式键发生断开，发生水解，使纤维受到损伤。因此，各种染料在羊绒的等电点附近染色，既不受酸的损伤，也不受碱的损伤，这样才能保持羊绒的天然特性。各种染料的染色机理基于染料与羊绒两性离子的作用。羊绒在酸性染浴中先吸附H+，使纤维带正电荷，染液中有染料阴离子和酸根离子，染色过程中，染料扩散到纤维表面取代酸根离子，而上染到纤维中去。中性染料在水溶液中成为带负电荷的络合离子，其上染过程与酸性染料相似，染料与纤维形成离子键结合。活性染料在水溶液中以阴离子形式存在，它与羊绒纤维分子间以氢键、范德华力及离子键结合。因而，活性染料在羊绒上吸附较快。染色助剂主要改变染料在纤维上的吸附、扩散、固着。染料与纤维的结合方式有氢键、共价键、静电力、范德华力等，染料的吸附过快，则易造成染色不匀，降低染料匀染性。增加扩散可以促进染料分子向纤维内部转移提高匀染性。1.4.2 影响羊绒纤维染色性能的主要因素染料的固着可以提高染色后织物的各项牢度，影响羊绒纤维染色性能的主要因素有:氨基酸残基、聚集态结构、表面电荷性质、等电点、膨润性能、纤维细度、比表面积、耐酸碱性能、染色工艺等它们对染色的影响总结于表1-7中。表1-7山羊绒结构性能与染色的关系项目对染色的影响分子结构碱性氨基酸既含有酸基-COOH，又含有氨基-NH2，因此为两性化合物，可用酸性、中性、碱性染料染色。等电点pHpl,有利于酸性染料的上染,中性盐起缓染作用；pHpl，中性盐起促染作用。耐酸碱性染色中纤维会受到损伤使强力降低，若染色条件控制不当时会造成氨基酸的损伤，羊绒纤维耐酸不耐碱，强酸强碱均会对纤维造成损伤，特别是碱性会导致纤维上的酰胺键断裂。膨润性能羊绒纤维表面鳞片层产生蔽障作用使其膨润性较差，因此，采用加入表面活性剂和前处理方法，改善其膨润性，更有利于扩散、渗透、匀染。电荷性质纤维在水中的负电荷性大，对阴离子染料的排斥力大，不利于阴离子染料的吸附，但在pHpl时中性电解质的促染作用更明显。纤维细度纤维细，表面积大，可染性好，但对光的漫反射强，表观色深。同样浓度，羊绒比羊毛上染快且均匀，上染率高20%。染色工艺染色温度及时间对羊绒纤维的强力及伸长影响较大，且影响成品的色牢度及手感。第二章 羊绒染色常用的染料染料是指能使纤维染色的有色有机化合物，但并非所有的有色有机化合物都可作为染料。染料对所染的纤维要有亲和力，并且有一定的染色牢度。染料对纤维的染色是利用染料与纤维发生物理化学或化学的结合，或者用 化学方法在纤维上生成颜料，从而赋予纺织品一定的颜色。染料按照应用分类法来分，用于纺织品染色的染料主要有以下几类：直接染料、活性染料、还原染料、硫化染料、不溶性偶氮染料、酸性染料、酸性媒染染料、酸性含媒染料、阳离子染料、分散染料等。羊绒纤维染色常用的染料有活性染料、酸性染料、酸性媒染染料、酸性含媒染料等。2.1 活性染料2.1.1 活性染料的类型及其染色性能活性染料的化学结构通式可用SDBRe表示，式中：S是水溶性基团，一般为磺酸基；D是染料发色体；B是桥基或称连接基，将染料的活性基和发色体连接在一起；Re是活性基，具有一定的反应性。在活性染料结构中，每一部分的变化都会使染料的性能发生变化。活性基主要影响染料的反应性以及染料和纤维间共价键的稳定性；染料母体对染料的亲和力、扩散力、颜色、耐晒牢度等有较大的影响；桥基对染料的反应性及染料和纤维间共价键的稳定性也有一定的影响。按活性染料的活性基的不同分类，活性染料可分为以下几类：均三嗪型活性染料:这类染料的活性基是卤代均三嗪的衍生物,DNHX1 X2 其中X1、X2可为卤素原子，根据卤素原子的种类和数目的不同，又可分为二氯、一氯、一氟等几类。若X1、X2为氯原子，这类染料称为二氯均三嗪型活性染料。它的反应性较高，在较低的温度和弱酸的碱性条件下就能与纤维素纤维反应。活性染料的稳定性较差，在贮存过程中，特别是在湿热条件下容易水解变质。这类染料与纤维反应后生成的共价键耐水解的能力较差。国产的这类染料称为X型活性染料。若X1、X2中只有一个为氯原子，另一个被氨基、芳胺基、烷胺基等取代，这类染料称为一氯均三嗪型活性染料。其反应性较低，需要在较高浓度的碱液中且较高的温度下，才能与纤维发生反应而固色。染料的稳定性较好，溶解时可加热至沸而无显著分解，国产的这类染料称为K型活性染料。一氟均三嗪型活性染料是为低温染色而设计的，其反应性较高，适用于4050染色，对棉有很好的固色效果，染料纤维键的稳定性与一氯均三嗪型相同。卤代嘧啶型染料：这类染料的活性基为卤代嘧啶基。根据嘧啶基中卤素原子的种类和数目的不同，可分为三氯嘧啶、二氟一氯嘧啶、一氯嘧啶等类型的活性染料，其中以三氯嘧啶型和二氟一氯嘧啶型活性染料应用较广。乙烯砜型活性染料：这类染料的活性基是-硫酸脂乙烯砜，结构通式为DSO2CH2CH2OSO3Na。这类染料在酸性和中性溶液中非常稳定，即使煮沸也不水解，溶解度较高，但染料纤维键耐碱性水解的能力很差。兰纳素染料是乙烯砜型染料, 类似于国产的KN型活性染料，该染料溶于水时并不显示活性,当加入碱后, 在碱剂作用下生成乙烯砜基(-SO2CHCH)，由于形成双键而变成活性乙烯砜,而后由活性染料与纤维素纤维上的羟基反应,形成兰纳素染料特有的醚键,醚键起着使染料有较高的牢度以及抗酸解的功用。乙烯砜型活性染料与纤维的反应是亲核加成反应，其反应式为：DSO2CH2CHO2SO3NaDSO2CH=CH2DSO2CH2CH2O纤维素兰纳素染料应用最多的染色方法有冷轧堆法，浸染法，两浴汽蒸法等。兰纳素染料有非常高的溶解度，所以兰纳素染料可以染色泽较浓的颜色，但兰纳素染料在碱性条件下易水解。加上其良好的染色牢度，较低的价格，取代其它染料染色可以大幅度降低染色成本。a-卤代丙烯酰胺型活性染料：这类染料主要用于蛋白质纤维的染色，属于毛用活性染料，具有反应性强、固色率高、色泽鲜艳、耐光和耐牢度好等特点。羊绒常用的活性染料主要是乙烯砜型，a-卤代丙烯酰胺型和二氟一氯嘧啶型活性染料3。2.1.2 活性染料与纤维的反应活性染料与纤维的反应，按其反应进程来分，主要可分为亲核取代反应和亲核加成反应。X型、K型活性染料在碱性介质中与纤维素纤维的化学反应是纤维素负离子取代染料活性基团上的卤素原子的亲核取代反应 活性染料在染色过程中除了和纤维反应外，也能与水发生水解反应，使染料失去活性。由于染料对纤维的直接性，使吸附在纤维上的染料浓度较高，而且纤维素负离子的活性较大，所以染料和纤维间的反应占主导地位。2.1.3活性染料的染色过程活性染料的染色过程包括上染（吸附和扩散）、固色和皂洗后处理三个阶段。活性染料染色时，染料首先吸附在纤维上，并扩散进入纤维内部，然后在碱的作用下，染料与纤维发生化学结合而固着在纤维上，此时，在纤维上还存在未与纤维结合的染料，应通过皂煮、水洗等后处理，将这些浮色洗除，以提高染色牢度。活性染料的分子结构比较简单，在水中的溶解度较高，在染液中以阴离子状态存在，染料与纤维素纤维之间的范德华力和氢键力较小，染料对纤维的亲和力较小，上染率低。在浸染或卷染时，为提高染料的上染百分率，降低染色污水的色度，通常要加大量的盐促染。染液中盐的用量增加，染料的上染速率和上染率也增加；但盐的用量过大，会使溶解度低的活性染料发生沉淀，同时也将加重对环境的污染。活性染料与纤维的反应一般是在碱性条件下进行的。常用的碱剂有烧碱、磷酸三钠、纯碱、小苏打等。染色时，应根据染料的反应性选择适当的pH值。pH值太低，染料与纤维的反应速率慢，即固色速率慢，对生产不利；碱性增强，染料与纤维的反应速率提高，但染料的水解反应速率提高更多，染料的固色率降低。反应性强的染料，可在碱性较弱的条件下进行固色；反应性低的染料，应采用较强的碱进行固色。活性染料固色时，提高固色温度，固色反应速率加快；温度每升高10，固色反应速率可提高23倍。但温度升高，水解反应速率提高更快，水解染料的比例将上升，固色率降低。同时，温度升高，平衡上染百分率降低，也影响固色率。因此，固色时必须选择适当的温度，在规定的时间内，使染料与纤维充分反应，获得较高的固色率。对于反应性高的染料，固色温度应低些；对反应性低的染料，固色温度应高些，否则应延长固色时间。(活性染料上染速率及固色速率曲线见下表)(实线代表上染率 ,虚线代表固色率)图2-1活性染料上染速率及固色速率曲线从上图可以看出，固色率比上染率低，这是因为上染在纤维上的染料不能完全与纤维反应而固着在纤维上，在纤维上还有未与纤维键合的染料及水解染料，这些未固着在纤维上的染料应在后处理过程中洗除，否则会影响染色产品的牢度。32.1.4活性染料染蛋白质纤维的染色方法活性染料染蛋白纤维制品时，一般用毛用活性染料，可染得其具有超级耐洗牢度的毛纺织品。这类染料具有反应性强、固色率高、色泽鲜艳、耐光和耐牢度好等优点。但这类染料的移染性较差，不易匀染，而且染料价格贵。活性染料染蛋白纤维制品时，一般采用浸染方法，可用散毛、毛条、绞纱、织物和成衣染色。由于蛋白质纤维存在鳞片层，阻碍了染料向纤维内部的扩散，因此蛋白质纤维的染色一般在沸染的条件下进行。染色时染液中含有染料、硫酸铵、醋酸、匀染剂、元明粉等，硫酸铵用量为4%，醋酸的用量为0.5%2.4%，匀染剂1%2%。染液为弱酸性，然深色时，pH值可低些。在50开始染色，逐渐升温至沸，沸染时间3090min,染毕降温至80，换清水，加氨水调pH值至8.5，在80保温处理15min,以洗除未固着的染料。2.2 酸性染料酸性染料色泽鲜艳，色谱齐全分子中含有酸性基团，如磺酸基、羧基等，易溶于水在水溶液中电离成染料阴离子。酸性染料和直接染料相比，分子结构比较简单，分子中缺少较长的共轭系统，对纤维素纤维缺乏直接性，一般不能用于纤维素纤维的染色，而一些结构比较复杂的酸性染料，在一定程度上也能上染纤维素纤维，染色牢度低。酸性染料可在酸性、弱酸性或中性染液中上染蛋白质纤维和聚酰胺纤维。根据染料的化学结构、染色性能、染色工艺条件的不同，酸性染料可分为：强酸性浴染色染料、弱酸性浴染色染料和中性浴染色的酸性染料。三种酸性染料的性能比较见表2-1。表2-1三种酸性染料的性能比较项目强酸性浴染色酸性染料弱酸性浴染色酸性染料中性浴染色的酸性染料分子结构较简单较复杂较复杂溶解度大较小较小颜色鲜艳度好较差较差匀染性好中较差湿处理牢度较差较好较好染浴的pH值244667染色用酸硫酸醋酸硫酸铵或醋酸铵强酸性浴染色的酸性染料因匀染性好又称为匀染性酸性染料，弱酸性浴染色的酸性染料和中性浴染色的酸性染料能耐羊毛缩绒处理有称为耐缩绒性酸性染料。2.2.1酸性染料的染色原理 蛋白质纤维中含有氨基和羧基，在水中氨基和羧基发生离解而形成两性离子：+H3NWCOO-，当溶液在某一pH值时，纤维中电离的氨基和羧基数目相等，纤维不带电荷，这一pH值称为该纤维的等电点。羊绒的等电点为pH值为6.5。当溶液pH值在等电点以下时，纤维中-NH3+的含量高于-COO-，纤维带正电荷；当溶液pH值在等电点以上时，纤维中-COO-的含量高于-NH3+，纤维带负电荷。强酸性染料结构简单，分子量较小，与纤维的范德华力和氢键力较小，染料与纤维结合主要是离子键结合。酸性红G是强酸性染料，其结构式为：强酸性染料对纤维染色时，存在染色饱和值，该值相当于按纤维中氨基含量计算所得的数值。在酸性较弱时，纤维上-NH3+的数量较少，纤维带的正电荷少，染料与纤维分子间的库仑引力较小，染料的上染速率和上染百分率较低。随着酸用量的增加，染料的上染速率显著提高。强酸性染料染色的pH值一般为24，染色时，染液中加入盐，会降低染料与纤维分子间的库仑引力，起缓染作用。弱酸性染料的分子结构较复杂，染料与纤维之间有较大的范德华力和氢键力，若染色的pH值在强酸性条件下，染色速率过快，容易造成染色不匀。因此弱酸性染料染色一般在pH值46的弱酸性条件下进行。当染液的pH值为等电点时，纤维不带电荷，染料靠范德华力和氢键力上染纤维。上染后，染料阴离子再与纤维中的-NH3+成离子键结合。在等电点条件下染色时，加入中性电解质，对染料的吸附影响较小，但能延缓染料阴离子与纤维中的-NH3+的结合，起缓染作用，但作用较小。在羊绒等电点以上染色时，羊绒带负电荷，染料与纤维之间存在库仑斥力，染料通过范德华力和氢键力上染纤维。染料上染纤维后，染料与纤维通过离子键、范德华力和氢键力结合在一起，结合较牢固，湿处理牢度较好。弱酸性染料染色的饱和值，超过按纤维中氨基含量计算的饱和值。弱酸性染抖如弱酸大红FG，其结构式： 中性浴染色的酸性染料相对分子质量更大，染料与纤维间有较大的范德华力和氢键力，染料对羊绒的染色在中性条件下进行时，纤维带有较多的负电荷，染料与纤维间存在较大的电荷斥力，染料阴离子通过范德华力和氢键力上染纤维。染液中加入盐，可提高染料的上染速率和上染百分率，起促染作用。染料与纤维的结合主要是依靠范德华力和氢键力，结合较牢固，湿处理牢度较好。2.2.2酸性染料对羊绒纤维的染色 酸性染料染蛋白纤维时，染色所用染料和加工方式，应根据产品的用途和染色后的加工工序对染色牢度的影响来选择。染色后进行缩绒加工的产品，在染色时应选用耐缩绒的酸性染料。 羊绒纤维由鳞片层、皮质层和髓质层组成。鳞片层处于纤维的最外层，对染料的扩散有很大的阻力，因此羊绒纤维纺织品一般在沸染的条件下染色，而且染色时间较长。 强酸性染料染羊绒时，染液中合有染料、元明粉、硫酸。染料的用量根据颜色的深浅而定，元明粉5l0(对染物重)，(96)硫酸24(对染物重)、调节染浴pH值24，染深色时硫酸用量应高些，以获得较高的上染百分率。染色浴比1：201：30 。染色时，被染物于3050入染，用30min升温至沸，再沸染4560min，然后水洗。 弱酸性染料染羊绒时，染液中一般含有染料、渗透剂、醋酸，渗透剂有利于纤维的润湿、膨化及染料的扩散，并有缓染和匀染作用。醋酸用于调节pH值，pH值一般为46，匀染性差的染料或染浅色时，pH值可适当高些。弱酸性染料在60以下时，对羊绒的上染速率很低其始染温度较高，一般为50。染色时，用30min升温至沸，再沸染4560min,然后水洗。中性浴染色的酸性染料染羊绒时，染液中含有染料、元明粉、硫酸铵。元明粉起促染作用，用量5l0(对染物重)，在染色一段时间后加入。硫酸铵调节pH值，用量25(对染物重)，染色时，始染温度为40，用3060 min升温至95，保温染色6090min，然后水洗。2.3 酸性媒介染料2.3.1 酸性媒介染料的染色机理 酸性媒介染料含有磺酸基、羧基等水溶性基团，是一类在分子结构中的偶氮基的邻，邻位置上有-OH、-NH2或-C00H，或在分子末端有水杨酸结构，能与某些金属离子生成稳定络合物的酸性染料。其染色条件与酸性染料相似，只是在工艺过程中多了一道媒染剂处理，因此称为酸性媒介染料，也称为酸性媒染染料。如酸性媒染黑A的分子结构式为：酸性媒介染料染色时，若不经媒染剂处理，湿处理牢度很差，经媒染处理后，在染料、纤维、金属离子之间生成络合物，从而使染物具有良好的湿处理牢度，能经得起煮呢和缩绒加工，耐日晒牢度很高。酸性媒介染料色谱较全，价格便宜，匀染性好，是蛋白质纤维染色的重要染料，常用于羊毛的中、深色染色。酸性媒介染料染色的色泽一般比酸性染料深暗。常用的媒染剂是重铬酸钾和重铬酸钠因此，染色后废水中含有铬离子，对环境有污染。 酸性媒介染料染色时，媒染剂处理一般在pH值为34的溶液中进行，pH值太低，容易造成媒染不匀，同时纤维会受到氧化损伤。在pH值为34时，羊绒带正电荷，可吸附重铬酸盐产生的Cr2O72及HCrO4，并将它们还原为Cr3+，Cr3+可与进入羊绒纤维中的染料络合，在纤维中形成络合物。因染料的发色基团参与络合反应，酸性媒介染料在媒染处理前后的色泽会发生很大的变化。在媒染处理时，为减少羊绒的氧化损伤，可采用具有还原性的蚁酸、乳酸。重铬酸盐在硫酸存在下，被羊毛中二硫键的分解产物或加入的还原性有机酸还原为Cr3+，Cr3+与酸性媒介染料及蛋白质纤维中的-COO-形成络合物的反应如下：K2Cr2O7+4H2SO4+3HCOOH Cr2(SO4)3+K2SO4+3CO2+7H20酸性媒介染料在纤维内部形成金属络合物后，染料与纤维的结合力增强，染料溶解度降低，从而使染色牢度提高。2.3.2 酸性媒介染料的染色方法酸性媒介染料对羊绒的染色方法有预媒染法、后媒染法及同浴媒染法三种。 预媒染法是羊绒先用媒染剂处理，然后再用酸性媒介染料染色。其工艺流程为：媒染剂处理水洗染色水洗。媒染浴中重铬酸钠15(对染物重)，蚁酸1.5(对染物重)，浴比1：20。在60开始处理，以每分钟1升温至沸，保温处理6090 min。媒染处理是否均匀，直接影响染色的均匀性，因此，媒染处理起始温度不能太高，升温速率要慢。媒染处理后，应充分水洗，以免染色时在被染物表面形成色淀，产生浮色。染色时，染浴pH值用醋酸调节，染深色时醋酸用量可高些。染色在4050开始，逐步升温至沸，沸染6090 min。预媒染法虽然仿色较方便，但染色过程繁复，染色时间长，能耗大，成本高，应用较少。 同浴媒染法是媒染剂和染料同浴染色。这种染色方法一般是在近中性的条件下进行，染料的上染、媒染剂的吸附及还原、染料与Cr3+的组合在染色过程中先后完成。染色时，染液中有染料、重铬酸盐、硫酸铵、元明粉等。染色在4050开始，在4060 min内升温至沸，沸染6090min，然后水洗。同浴媒染法染色时间短，工艺较简单，仿色较方便，对羊绒损伤小，适合于溶解度大，不受重铬酸盐氧化影响，在近中性条件下，对羊绒有较大亲和力的染料，但这种染色法适用的染料品种较少，染色摩擦牢度较低。这种方法在实际中应用不多。 后媒染法是被染物先在弱酸性(pH值46)条件下，用酸性媒介染料染色后，再用媒染剂处理的染色方法。一般是在染浴中加醋酸，使染料被羊绒吸尽后，再加重铬酸盐，因此羊毛的铬媒处理和染料与Cr3+在纤维上形成络合物的两个反应是同时进行的。染色时，将被染物在染料、98醋酸0.52、元明粉10的染浴中染色，始染温度50，在45min内升温至沸，沸染半小时。染浴中加媒染剂前，应使染料尽可能充分上染，提高染料利用率同时可避免加入媒染剂后染料产生沉淀，造成色花。因此染色后若染浴中染料较多，可补加适量醋酸再沸染半小时，待染料吸尽后，调整染浴温度至6070，加重铬酸盐0.252.5，升温至沸，沸染3060min然后水洗。后媒染法染色时，被染物的颜色只有在媒染处理后才能确定，媒染处理前很难