硫化染料染色.ppt
,第七章硫化染料染色Sulfur Dyes第一节硫化染料的结构特点及类型,一、染料特点：1.硫化染料是含有硝基和氨基的有机化合物，大部分在高温中与硫和硫化钠反应而成。许多硫化染料无一定的化学分子式。分子结构中含有较多的硫元素，染料结构复杂，没有单一很纯的结构，色泽不够鲜艳，不含水溶性基团。2.使用时要用硫化碱还原，然后氧化，在纤维上重新生成不溶性的染料固着，以分子间作用力结合。,3.主要用于染纤维素纤维、粘胶纤维、维纶。硫化染料在纤维素纤维的染色中应用比较多，主要用于纱线，沙皮布等工业用布以及厚重织物。最常用的品种是硫化元，硫化蓝，其次是硫化绿，硫化棕。水洗牢度高。耐晒牢度按染料而异，如硫化黑可达67级，硫化蓝达56级，棕，澄，黄色一般为34级。,但硫化染料的颜色不够鲜艳，色谱中没有好的红色，绝大部分不耐氯漂。硫化染料染色的纺织物再贮存过程中纤维会逐渐脆损，其中以硫化元染物的贮存脆损现象较严重。4.牢度可以，价格便宜，有脆布现象（贮存中会产生硫酸引起的）。,优点：硫化染料，特别是不含有偶氮基、重金属和可吸附有机卤化物，即使有些硫化染料是用致癌芳香胺作原料制成，但这些芳香胺经过硫化、缩合、闭环和氧化等化学反应以及后处理后，一般不会以游离的状态存在于染料品种中，另外硫化染料也不是过敏性染料和致癌性染料，加上应用耗盐量很少，水和能量也比活性染料少，因此硫化染料也是禁用染料替代品之一。,缺点：硫化染料使用时需要添加硫化钠和碱使其还原，废水中含有15%20%的硫化物以及硫化染料在制造和使用时所产生的硫化氢臭气所带来的严重的环境和生态污染问题，这些问题在一定程度上影响了其用途。,二、硫化染料的分类:硫化染料发展至今大致可分为四大类：(1)粉状硫化染料，染料结构通式为DSSD，一般需用硫化钠沸煮，溶解后应用。,(2)水溶性硫化染料，染料结构通式为DSSO3Na，这类染料是用亚硫酸钠或亚硫酸氢钠处理传统的硫化染料而成。染料中含水溶性基团，故呈水溶性。但染料中不含还原剂，对纤维无亲和性，一般采取悬浮体轧染方式施加在纺织品上。,(3)液体硫化染料，染料结构通式为DSNa，含一定量的硫化钠还原剂，将染料预还原成水溶性隐色体。该类商品染料，现有瑞士Clariant(科莱恩)公司的Sodyesul(速得高)和英国鲁滨逊公司的Sulphol。,(4)环保型硫化染料，在生产过程中精制成染料隐色体，但含硫量和多硫化物量远低于普通硫化染料。该染料纯度高，还原度稳定，渗透性好，同时在染浴中采用葡萄糖和保险粉的二元还原剂，既可还原硫化染料，又能起到环保作用。该类商品染料，现有Clariant公司的Diresul(特丽素)RDT，共有l0个色谱品种。,Diresul RDT 染料是用葡萄糖和碱作还原剂制成的一种含有20%量的预还原硫化染料溶液，硫的含量为0.7%-4.0%，使用时几乎无硫化氢臭气。由于新染料革除了用硫化钠来还原，大大的减少了废水中的硫化物含量，消耗的水量也少，废水处理比较简单，而且氧化时使用双氧水、溴酸盐或过二硫酸盐作氧化剂，氧化废水也易治理，再加上改进了染色牢度，因此它们作为环保型硫化染料获得了广泛的使用。,第二节硫化染料的染色过程,染色过程：1.染料的还原溶解：硫化染料在硫化碱作用下还原生成隐色体而溶解。2.隐色体的上染：隐色体对纤维素纤维有亲和力，能直接上染纤维。3.隐色体的氧化：被吸附的隐色体，经氧化转变为原来的不溶性的染料显出应有的色泽而固着于纤维上（聚合过程）。4.皂洗后处理：进行皂煮处理，以便得到稳定的色光和良好的染色牢度。,一、染料的还原：还原剂：硫化钠/硫化碱、臭碱。A强碱，碱性低于烧碱，强于纯碱，对皮肤有较强的腐蚀性。B工业用硫化碱约含50%左右的硫化钠，用量随染料而定，一般为染料重的50-250%，外观褐黄色固体。若用量不足，染料还原溶解不完全，过多会降低染料的上染率。,C还原剂，还原能力低于保险粉。D价廉。E水解反应。Na2S+H2ONaOH+NaHS（还原作用）2NaHS+3H2O8H+8e+Na2S2O3（大苏打）或2NaHS Na2S+S+2H+2e Na2S+（X-1）S Na2SX 当PH升高，Na2S水解受到抑制，提高其稳定性；当PH下降，Na2S水解加强。,所以加适量的纯碱以防止隐色体发生水解。F稳定性差，遇酸、水、CO2、O2会发生反应，注意密封贮存。2.还原条件控制：NaHS使染料还原4D-S-S-D+2NaHS+3H2O4D-SH+4D-SH+Na2S2O3D-SH+NaOH D-SNa+H2OD-SH+NaOH D-SNa+H2O,Na2S用量:一般为染料重的50-250%;还原温度：宜高温还原二、隐色体上染：1.隐色体的性质：硫化染料的隐色体一般为黄色、黄绿色或暗绿色，对纤维素纤维直接性一般较低，多采用小浴比染浴，必要时加入适量的中性电解质促染。高温防止染料聚集，易与 Ca2+、Mg2+生成沉淀，造成染斑。,软水配染液或加入小苏打、纯碱。2.隐色体上染工艺条件控制：温度：较高的染色温度，如硫化元，90-95。助剂：小苏打 NaHCO3 作用：A促进Na2S的水解；B提高Na2S的还原能力；C防止隐色体过早氧化，提高还原液的稳定性。,Na2S+H2ONaOH+NaHSNaOH+NaHCO3 Na2CO3+H2ONa2S+NaHCO3 NaHS+Na2CO3注意用量，量多，引起隐色体聚集，影响扩散、白芯、浮色多、牢度下降。硫酸铵的作用：中和NaOH，促进Na2S的水解；,纯碱的作用：软水剂，防止Ca2+、Mg2+与隐色体生成沉淀。1-3 g/l中性电解质的作用：促染，。三、隐色体的氧化：一般认为是硫醇基被氧化变成二硫键 水洗透风氧化：如硫化元。氧化剂氧化：过硼酸钠，双氧水，红矾或间硝基苯璜酸钠等。如硫化红棕B3R，深蓝3R,四、后处理：水洗、皂洗、水洗，但某些染料（如硫化元）不需要皂洗，某些品种需经固色剂处理提高染色牢度。硫化元需经防脆处理防止脆损发生。防脆方法：1.碱性防脆剂：NaAC、Na3PO4、Na2CO3中和酸，影响牢度。2.有机防脆剂：尿素与活泼S作用，抑制氧化，中和酸性物质。,3.防脆硫化元：改变硫化元的分子结构，防止硫酸生成，但效果不好，溶解性较差，色光偏黄，乌黑度不佳，力份低。,第三节硫化染料的染色工艺,卷染工艺：30tex*30tex黑色丝光布，75kg/卷。工艺流程及主要工艺条件：卷染（90-95，10道）冷水洗3道热水洗（80，4道）冷水洗3道透风2道冷水洗1道防脆处理3道 上轴。染液处方：,头缸 续缸100%硫化黑B 7500g 6000g50%Na2S 7000g 3000g纯碱 250g 250g液量 200l 200l防脆处理液处方：太古油 800g醋酸钠 800g液量 150l,轧染工艺：28tex*28tex，23.6根/cm*22.8根/cm，96.5cm纯棉平布。工艺流程及主要工艺条件：浸轧（一浸一轧，轧余率75-80%，室温）汽蒸（102，1min）3格水洗（40，50，60）氧化（H2O2 2-2.5g/l,50-60,醋酸调PH=3.5-4）透风（25-30s）热水洗（80）皂洗（80-85，2格）冷水洗烘干。,染液处方：轧槽 液封口浓度液体硫化草绿 98g/l 24.5g/l液体硫化红棕B3R 20g/l 5g/l液体硫化金黄SGL 24g/l 6g/l抗氧化剂KO 20g/l 40g/l,第四节硫化元染物的贮存脆损,P132染料中过多的S元素在一定条件下，容易氧化成磺酸、硫酸等酸性物质，使纤维水解，强力下降而脆损。,补充环保型硫化染料Clariant公司的Diresul(特丽素)RDT液体染料的轧染汽蒸氧化工艺和轧染氧化工艺：1、Direul RDT液体染料轧染汽蒸氧化工艺：工艺流程：浸轧染液（二浸二轧，70 80）轧还原液还原汽蒸(100 102，1min)冷水洗两格透风氧化 冷水洗一格热水洗一格皂洗二格(90，2 5min)一格中和一格水洗一烘干,轧染液处方：Direul RDT液体染料 x gL软水剂 适量工艺条件：温度 7080 二浸二轧 轧余率 70%,还原液处方：还原剂 D粉(低硫化物含量的还原体系)30g/L 98%烧碱 1020g/L 氧化液处方：Direul氧化剂(氧化体系)30 gL 35%冰醋酸 25 gL氧化工艺条件：氧化温度：7080 氧化时间：1min,皂洗：皂洗剂 25 gL 皂洗温度 90以上 皂洗时间 25 min中和：用碱剂中和布面多余的酸，保证出布中性。纯碱23gL，温度5060。,2、Direul RDT液体染料轧染氧化工艺：轧染氧化工艺是一个连续式的染色工艺，也适用于半连续式染色工艺，染料无需经过预洗通过氧化固色法即被固色。此工艺能达到 100固色，并且只需一次后固色水洗。该工艺简短、清洁，和传统工艺(用乙烯砜活性染料或用硫化染料分批轧染)相比，水的消耗量可节省 90。,工艺流程：浸轧空气氧化（透风）固色水洗（中和）烘干。轧染液处方：Direul RDT液体染料 x gL 还原剂 D粉(低硫化物含量的还原体系)7l5 gL 50烧碱溶液 7l5 gL三德青EH溶液(润滑剂)23gL Ladiquest 1097 N 溶液(分散剂螯合剂)23 gL,工艺条件：温度 6090 二浸二轧 轧余率 70%固色：酸、氧化剂、固色剂三种物质使染料在纤维上显色并固着。(1)酸：防止染料在染浴中分散并保证氧化所需的 pH值。(2)氧化剂：促使氧化以产生最终色泽。(3)固色剂：作用于硫醇基及纤维，通过离子键固着染料，提高染色牢度。,固色浴处方：Direul氧化剂(氧化体系)l525gl 80醋酸溶液 l525 gl Indosol E-50溶液(固色剂)l525gl 埃卡林 F溶液(分散剂)25 gl 结晶硫酸钠 2030 gL PH值 44.5 时间 3060s 温度 6575,中性电解质(结晶硫酸钠)的使用可防止在显色浴中染料从纤维上解吸下来。若染料在固色浴中发生解析将导致使用阳离子固色剂后形成不溶性沉淀。这就是为何在固色液中加入结晶硫酸钠的原因。水洗：除去最后道工序中附带的盐，并中和已染色的纺织品。,Direul RDT液体染料轧染氧化工艺相比较于轧染汽蒸氧化工艺，极其灵活且简便，固色率高，再现性好，耗时短，高效，是一种清洁工艺；同时低还原剂消耗量，大约节省 50以上；几乎没有消耗水，与传统工艺(用乙烯砜活性染料或用硫化染料分批轧染)相比，水的消耗量可节省 90，大大降低了废水量，可以称得上是环保型染色工艺。唯一不足的，需要使用阳离子固色剂，以提高染色牢度。,作业：1.硫化染料的染色过程是什么？2.如何防止硫化染料的贮存脆损？3.液体硫化染料有哪些特点？4.硫化染料和还原染料染物为什么都有脆损现象？两者有何不同？,
