染整概论染色ppt课件.ppt

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1、纺织品染整概论,纺织品的染整加工,练漂、染色、印花和整理,Key Lab of Advanced Textile Materials&Manufacturing TechnologyNational Ministry of Education,Zhejiang Sci-Tech University,纺织品染整概论课程主要内容,纺织品染整的基本概念纺织纤维及纺织品基本知识与染整相关的基本化学知识纺织品的练漂（前处理）纺织品的染色纺织品的印花纺织品的整理纺织品染整与环境,纺织品的染色,染色(Dyeing),染色是指用着色剂（Colorants）染着纤维，使织物获得均匀、坚牢色泽的加工过程。着色剂

2、包括染料（Dyes）和颜料（Pigments）两大类。染料的染色常在溶液或分散液中进行，利用染料与纤维之间产生物理的、化学的或物理与化学相结合的作用对纤维着色，或者用化学方法使染料中间体在纤维上生成颜色。颜料对纤维的着色，常用高分子粘合剂将颜料粒子包覆并在纤维表面成膜后黏附在纤维上的方法。,纺织品的染色,染色(Dyeing),与纺织品染色相关的知识包括以下几方面的内容：1）颜色的基础知识 2）染料的基础知识 3）染色工艺及染色设备的基本知识 以下将分别叙述。,颜色的基础知识,基本概念物体为无色透明物体为白色物体为黑色补色关系染料的颜色,染料颜色色调（hue of color）、明度（brigh

3、tness）饱和度（degree of saturation）,染料基础知识,纺织品的染色,染料和颜料,着色剂（Colorants)）分为两类 染料（Dyes)：大多能溶于水，或可以转变成水溶性物质，能和纤维发生物理或化学的结合而染着在纤维上。颜料(Pigments)：不溶于水，对纤维无亲和力，本身不能与纤维发生物理或化学的结合，它们对纤维的着色需要借助粘着的方法。以下主要介绍染料,纺织品的染色,染料的含义,染料是能将纤维或其它基质染成均匀而坚牢颜色的有色有机化合物。,用于其它基质的染料：生物染料，压敏染料，液晶染料，热敏染料，激光染料，化妆品染料，食品染料，毛发染料，纸张染料，皮革染料等。,

4、纺织品的染色,染料应具备的特性,有色；能上染纤维对纤维具有直接性；直接性：染料自发地由染液转移到纤维上的特性。直接性来源：氢键、范德华力、离子键。有一定的染色牢度；可溶或可分散在染色介质中。,纺织品的染色,染料发展简史,19世纪以前，天然染料，如：靛蓝、茜素、胭脂红；1856年，英国，Perkin,第一只合成染料苯胺紫（碱性染料），开创了合成染料的新纪元；碱性染料酸性媒介硫化靛族不溶性偶氮直接染料1901年，德国，Bohn,第一只稠环还原染料（还原兰RSN），新的里程碑；1923年，Celanese,分散染料，用于醋酯纤维；1956年，英国ICI公司,活性染料（反应性染料）；目前，合成染料向着

5、多能、混纺、环保、高色牢度方向发展。,纺织品的染色,染料的分类,结构分类 根据染料的共轭发色体系的结构特征分应用分类 根据染料的应用性质、对象、方法分,纺织品的染色,染料的结构分类,偶氮染料 蒽醌染料 芳甲烷染料 靛族染料 硫化染料 菁类染料 酞菁染料 杂环类染料,纺织品的染色,结构分类 偶 氮 染 料,特征结构:N=N数量：合成染料中占首位，50%包括：直接、酸性、金属络合、不溶性偶氮、活性、分散、阳离子染料。,e.g.卡普隆桃红BS,纺织品的染色,结构分类 蒽 醌 染 料,数量：仅次于偶氮染料,占第二位包括：酸性、金属络合、分散、阳离子、还原染料,e.g.分散红3B,纺织品的染色,结构分类

6、 芳 甲 烷 染 料,数量：占第三位,包括：酸性、碱性（阳离子）染料。以色泽浓艳著称。,三芳甲烷,二芳甲烷衍生物,e.g.孔雀绿,纺织品的染色,结构分类 靛 族 染 料,或,还原染料,特征结构,e.g.还原兰4B(四溴靛兰),纺织品的染色,结构分类 硫 化 染 料,具有复杂的含S结构,开硫链,S Sx SH,硫键,多硫链,硫酚基,亚砜基,含S杂环,噻唑,噻蒽,吩噻嗪酮,纺织品的染色,结构分类 菁 类 染 料,结构特征：含一个或多个次甲基（CH=）n,包括：阳离子染料（为主），分散染料（少量）,e.g.阳离子桃红FF,又称：多甲川染料、次甲基染料,纺织品的染色,结构分类 酞 菁 染 料,结构特征

7、：四个异吲哚结合而成的十六环共轭体,金属原子在环的中间；块形结构；,包括：直接、还原、活性、缩聚、硫化染料；,色：鲜艳；翠蓝、翠绿为主。,e.g 直接翠蓝 GL,纺织品的染色,结构分类 杂 环 类 染 料,结构特征：含N、S、O杂环,碱性染料居多，其它各类染料中也有，分布广。,e.g.阳离子翠兰GB,纺织品的染色,染料的应用分类,直接染料酸性染料金属络合染料还原染料硫化染料分散染料活性染料,阳离子染料不溶性偶氮染料缩聚染料其它染料,纺织品的染色,应用分类 直接染料（Direct dyes）,结构特征：1）可溶于水的阴离子染料 D-SO3-Na+,D-COO-Na+,应用：,2）线性或共平面性好

8、,1）纤维素纤维：棉，粘胶（最主要）,2）蚕丝（部分）,3）维纶（聚乙烯醇缩甲醛）,纺织品的染色,直接翠蓝 GL,应用分类 直接染料（Direct dyes）,应用分类 酸性染料（Acid dyes）,结构特征：1）可溶于水的阴离子染料 D-SO3-Na+,D-COO-Na+,应用,2）较直接染料分子结构小、简单,强酸性染料 毛 弱酸性和中性染色的酸性染料 毛和丝 酸性媒染染料 毛,纺织品的染色,酸性大红 G,应用分类 酸性染料（Acid dyes）,应用分类 金属络合染料(Metal-complex dyes),1:1型：一个金属离子，一个染料分子络合,应用：强酸浴，Wool,1:2型：一个

9、金属离子，二个染料分子络合,应用：弱酸浴或中性浴染色 毛和丝 维纶,又称中性染料(Neutral dyes),又称:酸性金属络合染料,纺织品的染色,应用分类 还原染料(Vat dyes),结构特征：含两个或两个以上羰基 不含水溶性基团,染色特点：,应用：纤维素纤维（主要：棉）、维纶,纺织品的染色,应用分类 还原染料(Vat dyes),还原蓝 BC,应用分类 还 原 染 料(续）,可溶性还原染料：还原染料的硫酸酯钠盐（DOSO3Na）应用：纤维素纤维 蛋白质纤维（Wool，Silk）维纶,纺织品的染色,应用分类 硫化染料（Sulphur dyes）,结构特点：具复杂含S结构 不含水溶性基团（不

10、溶于水）,染色特点：,D 隐色体 D(不溶)（不溶）,NaxS,H,O,应用对象：纤维素纤维，维纶,纺织品的染色,上染纤维,应用分类 分散染料（Disperse dyes）,结构特点：不含水溶性基团（水溶性很小）的非离子型染料 结构小，简单,染色特点：靠分散剂分散在染浴中 呈分散状态上染纤维,应用：醋酯纤维，合成纤维（涤、锦、腈等）,纺织品的染色,应用分类 分散染料（Disperse dyes）,应用分类 活性染料（Reactive dyes）,结构特点：含活性基（反应性基团）DBR D染料母体 R活性基团 B桥基（连接基）,应用：碱性条件下染纤维素 酸性或中性下染蚕丝、羊毛和尼龙,纺织品的染

11、色,应用分类 活性染料（Reactive dyes）,应用分类 阳离子染料（Cationic dyes）,结构特点：大多为季胺盐 DN+X-在水中呈色素阳离子状态 DN+X-DN+X-,应用：腈纶 Silk(少量)Cell-OH(少量),又称:碱性染料，盐基染料,纺织品的染色,应用分类 阳离子染料（Cationic dyes）,e.g.阳离子桃红FF,应用分类 不溶性偶氮染料（Azoic dyes）,又称:纳夫妥染料，冰染染料,结构特征：由两部分组成 色酚（酚类）：偶合组分 色基（芳伯胺）：重氮组分 均含N=N 不含水溶性基团,应用特点：染色过程是在纤维上合成染料的过程,适用：纤维素纤维（棉）

12、,纺织品的染色,应用分类 缩聚染料（Polycondensation dyes）,结构特点：含水溶性基团，常为硫代硫酸基 DSSO3Na,应用：纤维素纤维 和 维纶,染色特性,DSSO3Na,Na2S 或 硫脲,DSSD,纺织品的染色,应用分类 其 它 染 料,氧化染料（e.g 苯胺黑）溶剂染料 食品染料 皮革染料 丙纶染料 等,纺织品的染色,染 料 的 命 名,系统命名法:4磺酸钠基羟基偶氮苯萘 问题：繁复；看不出颜色、性能；三段命名法：酸性橙G;直接湖蓝5B;分散兰2BLN,酸性橙G,纺织品的染色,染料的命名 三 段 命 名 法,第一段：冠称(属称)说明染料的应用类别 如：酸性、直接、分散

13、 第二段：色称表示染料的基本颜色 如：橙、湖蓝、黑 第三段：尾注 色光和色的品质 性质和用途 染料形态，强度，力份,纺织品的染色,染料的命名 尾 注(1),表示色光和色的品质 色光（副光）常用以下三个字母表示 B带蓝光(德文Blau，英文Blue)R带红光(德文Rot，英文Red)G带黄光(德文Gelb）或带绿光(德文Grn，英文Green)色的品质 F色光纯(Fine)D深色或色光稍暗(Dark)T深(Tallish),纺织品的染色,染料的命名 尾 注(2),表示性质和用途,L耐光牢度好（Light），匀染性好（Leveling）P适用于印花（Printing）I(Indanthren)相当

14、于士林还原染料坚牢度M-(Mixture)混合物，含双活性基的活性染料S 易溶解（Soluble）标准浓度（Standard)适用于染丝（Silk）升华牢度好（Sublimation）N 新型（New）标准(Normal),纺织品的染色,染料的命名 尾 注(3),形态：Pdr粉状(Powder)F细粉(Fine)Gr粒状(Grains)S.F超细粉(Supra fine)Pst浆状(Paste)Liq液状(Liquid),浓度：Conc浓(Concentrated)Ex.conc特浓(Extra Concentrated)强度（力份）：染料浓度的相对标量 e.g.100%,150%,200%,

15、表示染料形态、强度、力份,纺织品的染色,染料的命名 实 例,活性红 M-3B,分散红 3B,还原蓝 RSN,应用分类分散染料,应用分类活性染料,应用分类还原染料,主色调红色,主色调蓝 色,主色调红色,色光蓝光,色光红光,色光蓝光,双活性基团,标准浓度,标准染法,染 色 牢 度,染色制品在服用过程中或在染色后的加工处理过程中，染料经受各种外界因素而保持原来色泽的能力。即：不褪色的能力。,纺织品的染色,染色牢度 染色牢度分类,（一）与使用过程相关的牢度 耐晒、耐洗（原样变色、白布沾色）、耐摩擦（干摩、湿摩）、耐气候、耐汗渍、耐烟薰（指受烟气中的N2O3、SO3等酸性气体的侵蚀而褪色变化的程度）、耐

16、氯浸、耐熨烫、耐海水、耐干洗、耐刷洗等。,（二）与加工处理过程相关的牢度 耐酸、耐碱，耐氯漂、耐缩绒、耐升华（耐热）,纺织品的染色,染色牢度 染色牢度测定,测定：模拟服用和加工过程的实际情况，在规定的条件下进行试验，然后将试样与原样进行比较，借助于样卡而定出牢度级别。,级别：日晒牢度：八级制，1级最差，8级最好 其它牢度：五级制，1级最差，5级最好,纺织品的染色,染色工艺及染色设备的基本知识,纺织品的染色,纺织品的染色,染色方法,浸染：也叫竭染，属间隙式生产，有多种形式和相应设备，可用于散纤维、纱线、针织物、毛织物以及各种成衣得染色；适用于小批量、多品种加工：浸染时，被染物长时间或反复浸渍在染

17、液中，被染物与染液充分接触，使染料逐渐扩散进入被染物而染着。需要较大的浴比，染色过程中可以让被染物和染液都运转循环，也可以只循环其中一种。,纺织品的染色,染色方法,轧染：连续化生产，适用于大批量机织物的染色；设备多为联合机组，占地多，投资大，产量高。轧染时，被染物先浸渍染液，经轧辊均匀压轧后进入蒸箱气蒸，使染料扩散进入被染物而染着。,纺织品的染色,浸染染色设备,绞纱染色机,筒子纱染色机,散纤维染色机示意图,染液循环，被染物不动,纺织品的染色,浸染染色设备,织物绳状染色机 被染物循环而染液不循环,纺织品的染色,浸染染色设备,织物卷染机,织物经轴染色机,被染物循环而染液不循环,染液循环而被染物不循

18、环,纺织品的染色,浸染染色设备,溢流/喷射染色机,O型缸,J型缸,被染物和染液都循环,纺织品的染色,浸染染色设备,溢流/喷射染色机,纺织品的染色,轧染染色设备,连续轧染机组,纺织品的染色,染色过程,吸附：染液中染料逐渐转移至纤维上的过程：扩散：纤维上的染料向纤维内部扩散的过程；固着：染料与纤维以一定形式结合的过程。,三个过程并不能截然分开，有交叉。染料不同，染色的过程也有很大差异,纺织品的染色,染料在溶液中状态染料的吸附染料的扩散染料的固着 纤维与分子间的作用力 范德华力 氢键 库仑力 共价键 配价键促染和缓染 电解质 酸 表面活性剂匀染和透染 被染物 染料 染色方法,纺织品的染色,染色理论,

19、染色理论涵盖很宽的学科领域，主要是物理化学领域。染色理论中存在的一些问题是：1）染色过程中和染色以后，染料的状态；2）染色速率：3）染料-纤维界面现象；4）染料与纤维相互作用的本质；5）热力学理论对染色的解释和描述；6）纤维结构及其对染色速率和平衡的影响。,纺织品的染色,染色原理及工艺简介,直接染料染色特点：适用于纤维素纤维，上染率高，但牢度不佳；染色原理：染料与纤维以分子间力相互作用而染着；染色工艺条件：盐 克服纤维表面负电位阻碍，促进染料上染 温度 高温有利于染料扩散和匀染，但对上染率 有负面影响；pH 中性条件较好；浴比 小浴比利于提高染料利用率，不利于均匀 染色，不利于染料溶解；,纺织

20、品的染色,酸性染料染色特点：适用于蛋白质和聚酰胺纤维染色，种类多，色谱全染色原理：染料与纤维以离子键力相互作用而染着；染色工艺条件：pH 酸性条件为主，视具体情况有一定差异；盐 降低上染速率（缓染），有利匀染；温度 高温有利于染料上染速率提高，易造成染 色不匀，常采取逐步升温来控制；,耐缩绒染料不加盐，通过温度来控制上染速度。,匀染性、坚牢性染料染色pH4,缩绒性染料染色pH=5-7.,纺织品的染色,酸性媒染和金属络合染料染色特点：与酸性染料类似，适用于蛋白质和聚酰胺纤维染色 但色牢度较高；染色原理：染料与纤维以离子键力相互作用而染着，同时 由于与金属原子络合，分子量增大，色牢度提高；染色工艺

21、条件：媒染染料的染色条件与酸性染料相似，但染后须进行媒染处理；1：1金属络合染料在强酸浴中染色；1：2金属络合染料在中性条件下染色。,媒染染料在染色后用媒染剂处理时发生络合；金属络合染料则分子中已经含络合的金属原子,1：1金属络合染料1：2金属络合染料,纺织品的染色,活性染料染色特点：染料上活性基与纤维发生反应生成化学键而上染，水洗色牢度高，适用于多种纤维染色。但染料亲和 力低、易水解，有上染率、固着率不高的问题。染色原理：与纤维以共价键结合而染着，可对含各种亲核 基团（-OH,-NH2,-NH,-SH 等）的纤维染色。染色工艺条件：纤维素纤维染色，以盐促染，以碱固着，染后皂煮；羊毛，用专用活

22、性染料，在弱酸条件下染色；蚕丝，可用盐促染，在pH=8-9的条件下染色。活性染料的染色温度视染料种类而定。,棉、麻、粘胶、维纶含-OH;毛、蚕丝含-SH,-NH2、-OH、Ar-OH,锦纶含-NH,一氯均三嗪基，二氯均三嗪基，乙烯砜基，一氟均三嗪二氟一氯嘧啶，二氯喹啉等,二氯均三嗪用低温，乙烯砜、一氟均三嗪、二氟一氯嘧啶，二氯喹啉用中温一氯均三嗪用高温；,纺织品的染色,分散染料染色特点：主要用于涤纶、醋酯等疏水性纤维；染料可通过一 定途径进入纤维着色；色牢度高；染色原理：纤维在高温下产生瞬时空隙，染料以分子状态 进入，或在对纤维有增塑膨化作用的载体携带下进 入，在纤维内固着。染色工艺条件：高温

23、高压染色：水浴中，130，pH=4;热熔染色：浸轧染液的织物干态下190-220 焙烘1-2min;载体染色：二苯基、邻苯基苯酚等低水溶性芳香化合 物/水乳液存在下，100染色。,高温高压染色载体染色；热熔染色。,高温高压染色，染料在水中以单分子扩散；热熔染色，染料升华，成气态单分子；载体染色，染料溶解在载体中；,纺织品的染色 其他染料染色,还原染料染色：用于棉；染料-还原（保险粉+强碱）-染色-氧化-皂煮-水洗阳离子染料染色：常用于腈纶；染料+醋酸（pH=4.5-5.5）-40 升温至100-保温60min（加缓染剂）-冷却至50-60-煮洗不溶性偶氮染料染色：用于棉，染色实质是用偶合组 分和重氮组分在纤维上合成染料；色酚（偶合组分）打底-碱淋洗多余色酚-过量色基（重氮组分）处理-弱酸淋洗-水洗-皂煮,