染整工艺原理-第4章-酸性染料染色课件.ppt
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1、第4章 酸性染料、酸性媒染染料 及酸性含媒染料染色,4-1 概述 一、定义,能与某些金属媒染剂形成稳定螯合物的酸性染料。与金属媒染剂色牢度,事先将某些金属离子引入酸性染料母体中,成为金属络合染料。,借助于媒染剂上染,酸性染料,媒染染料,酸性媒染染料,酸性含媒染料,色谱齐全,色泽鲜艳使用方便,工艺简单湿牢度较差,需固色处理,二、染色特点,色谱齐全,价廉工艺复杂-媒染、染色重铬酸盐媒染剂-污染环境、色光不艳湿牢度、日晒牢度好,工艺简单,使用方便湿牢度、日晒牢度好色泽鲜艳度一般金属离子(铬、钴)是否游离,酸性染料,酸性媒染染料,酸性含媒染料,应用分类 p129 表6-1,三.分类及结构,1、酸性染料
2、,性能对纤维亲和力、湿牢度、匀染性、移染性、元明粉、耐缩绒性,结构特点染料分子结构、染料在水溶液中的状态,强酸性浴染色的酸性染料,pH值 24,羊毛,弱酸性浴染色的酸性染料,pH值46,羊毛,真丝,锦纶,中性性浴染色的酸性染料,pH为67,羊毛,真丝,酸性染料应用分类及性能,结构分类,偶氮结构 单偶氮:匀染性好,但湿牢度较差 双或多偶氮:之间无共轭双键,色浅,湿牢度较好 之间有共轭双键,色深,湿牢度较好 三芳甲烷:浓艳,日晒差,匀染性差。蒽醌:匀染性较好,日晒较好,湿牢度随结构变化较大。杂环结构,2、酸性媒染染料,3、酸性含媒染料1:1 金属络合染料 pH 22.5羊毛1:2 金属络合染料 p
3、H 67羊毛、真丝、锦纶,-2 酸性染料染羊毛,羊毛化学结构主链由20种左右氨基酸通过肽键连接而成侧链上有氨基、羧基、等电点,羊毛结构与性质,羊毛面料扫描电镜,羊毛纤维扫描电镜,形态结构-皮质层、髓质 层、鳞片层,化学性质-不耐碱、不耐高温,氨基吸酸羧基吸碱 反应如下:,羊毛 PI 4.24.8,一.羊毛吸附曲线 1、两性性质及吸酸饱和值,加酸滴定-COO-基接受溶液中的H+成为-COOH,羊毛开始带正电荷;,pH值下降到1左右羊毛纤维上-COO-全部变成-COOH吸 酸达到平衡;,整个滴定过程中羊毛纤维吸收质子的数值与其氨基含量基本一致;,称为超当量吸附,结果会导致纤维断键。,羊毛吸酸饱和值
4、,当pH值1,则酰胺键也吸酸,2、吸碱现象 pH值 PI羊毛上NH3+开始吸附OH,纤维带负电荷;pH值一定值时NH3+全部转变成NH2吸碱达到平衡,1.强酸性染料染羊毛 染色pH值为24,小于羊毛等电点(4.24.8)羊毛带正电荷,二.染色原理,Cl-、SO42-、D-受羊毛纤维引力 向纤维表面扩散占据染座,染料与纤维:离子键结合元明粉:起缓染作用,染液中存在反离子,扩散速率:Cl-SO42-D-纤维亲和力 D-SO42-Cl-,强酸性染料染羊毛,酸作用 pH值下降 NH3+增加 染座增加 上染率增加 上染速率增加匀染性下降,2.弱酸性染料染羊毛 染色pH值为46?PIpH pI 染料-纤维
5、结合力:氢键、范德华力,3.中性浴染色酸性染料染羊毛 染色pH值为67 羊毛pI 染料-纤维结合力 氢键、范德华力,三 染色工艺(一)强酸性染料染羊毛1.染色配方:染料 X%元明粉 1020%66Be,H2SO4 24%pH值 24100*60 min,2.工艺因素分析元明粉 缓染作用用量根据颜色深浅决定浅色,用量高 浅色要求匀染性好;深色,则反之。阴离子型渗透剂?,硫酸 控制pH值,用量根据颜色深浅决定 浅色(对匀染要求高):上染速率慢+NH3少硫酸用量低。深色:上染率高,+NH3多硫酸用量高。硫酸分二次加,或先加醋酸,后加硫酸,以提高匀染性。渗透剂 羊毛鳞片层对染料的扩散起阻碍作用,可促进
6、染料扩散 起缓染作用温度,始染温度低;升温较快;保温温度高,时间较长(与鳞片层有关;加强移染),尖染效应-毛尖染色时浓时淡的现象毛尖受日光、空气、雨水和摩擦作用-化学组成变化细;鳞片少?强酸性染料-毛尖颜色浅,毛根颜色深 强酸性染料分子小,单离子状态能进入毛根、毛尖;水洗时毛尖因鳞片少,保护作用小部分染料容易脱落。弱酸性染料-毛尖颜色深,毛根颜色浅,3.工艺举例(全毛毛线,藏青色)酸性蓝BGA 0.38%酸性藏青GGR 1.05%66Be,H2SO4 2%元明粉 10%100,1.染色配方弱酸性染料 X%;匀染剂 00.5%;元明粉 510%;98%HAC 12%;pH值46*100,(二)弱
7、酸性染料,匀染剂 匀染作用元明粉 促染作用98%HAC 调节pH 46 pH值高低取决于颜色的深浅和染料匀染性的好坏颜色深 要求酸多,即pH低 染座颜色浅 正好相反染料匀染性差 要求上染速率低,酸少。,2.工艺因素分析,3.升温曲线,始染温度 较高升温速率 较慢保温温度、时间 基本一致,4.工艺举例(全毛毛线,大红色),弱酸性红B 2.5%弱酸性黄GN 0.30%98%HAC 1.5%匀染剂AN 0.1%元明粉 10%,1.染色配方及分析染料 X%;匀染剂 00.5%;元明粉 510%;NH4AC 24%pH值 67;95100*60 min,(三)中性染料染色,注意:中性条件下羊毛 具有一定
8、的还原性,会破坏染料结构,导致色光萎暗。措施如下:,升温曲线,始染温度 更高升温速率 更慢保温温度、时间 更长,降温至95;加入少量弱氧化剂红矾钠。,2.工艺举例(粗纺麦尔登,藏青色)弱酸性藏青GR 2.5%(NH4)2SO4 2%红矾钠 0.3%平平加O 0.5%,1.羊绒染色鳞片差异,山羊绒鳞片较薄、边缘光滑,密度为6080个/mm,绵羊毛多为环状鳞片,密度为80110个/mm,(四)其他毛类染色(羊绒、兔毛、丝光羊毛等),PI差异羊绒pI 6.5羊毛pI 4.8细度差异羊绒1317um羊毛1735um,染色性能 上染速率快,上染率高 达到同样的表观深度K/S值,需多用染料20%。,2.兔
9、毛染色 中国兔毛占世界产量8090%存在问题:掉毛较严重,鳞片层 鳞片密度大、厚pI 高于羊毛兔毛细 染色性能上染速率大,匀染性差(细;PI高)上染率高,但视觉反而比羊毛浅(细,半透明),鳞片层纤维变细上染速率快表面含有柔软剂,匀染性下降。,未处理羊毛,氯化羊毛,3.丝光羊毛(仿羊绒),主要品种毛/粘、毛/腈毛/涤、毛/锦纶毛/丝、毛/棉,(五)含毛混纺纱或织物染色,染料选择染色性相似-毛/丝、毛/锦纶 一种染料染色性相差大-毛/粘、毛/腈、毛/涤 两种染料,染色方法选择一浴法二浴法,毛/锦混纺织物,酸性染料染羊毛、锦纶上染速率 锦纶 羊毛染色饱和值 锦纶 羊毛;,措施控制混纺比 锦纶染色达到
10、饱和后 染液中剩余染料继续上染羊毛 使两种纤维得色逐渐趋于接近;也可以使羊毛上的最终得色量超过锦纶,浅、中色处方,弱酸性染料 X醋酸 34%元明粉 510%匀染剂 12%,深色处方,中性浴染色酸性染料 X硫酸铵 5 10%醋酸 23%匀染剂 12%,工艺配方染料相容性及其沾色工艺条件(pH、温度)协调助剂及相互影响,毛/粘、毛/腈、毛/涤,工艺配方弱酸性或中性染料 X%直接染料 Y%拉开粉 0.30.5%元明粉 10%NH4AC或(NH4)2SO4 13%100*60 min,毛/粘,羊毛-酸性染料、中性染料或活性染料等;腈纶-阳离子染料染腈纶。,毛/腈,二浴法染色,先阳离子染料染睛纶后酸性染
11、料等染羊毛或先酸性染料染羊毛阳离子染料染腈纶;缺点可避免染料之间相互作用;处理时间长,能耗大。,一浴两步法染色,关键问题:防止染料析出,产生色点措施:加抗沉淀剂;分开进料;分散型阳离子染料,毛/涤,羊毛-酸性染料、中性染料或活性染料等涤纶-分散染料、高温高压 染色方法一般是用散毛或毛条染色后再混纺;涤纶纤维染色后与本色毛条混纺织造匹染采用酸性染料、分散染料一浴法载体染色,染色过程中,羊毛纤维中酰胺基(肽键)及二硫 键因水解而断裂,造成羊毛损伤。毛混纺(毛/涤、毛/棉)等、纯羊毛,羊毛损伤与保护,影响羊毛损伤因素 100染色强力损失10左右;毛涤织物120染色羊毛强力损失20;损失程度因pH值、
12、温度、时间而变化,低温染色(低温助剂)60708090染色保护剂高温、碱性条件,减少损伤,羊毛保护剂,水解蛋白质-比羊毛肽键更易水解的物质,染色时 优先发生水解,然后羊毛发生水解羊毛纤维在旧染浴中染色损伤要低于新染浴中的损伤水解蛋白易被羊毛吸附,使上染率降低导致湿磨擦牢度下降,甲醛衍生物类型-染色时逐步释放出甲醛,与肽键交联,使肽键耐水解能力提高,甲醛有毒性,环境污染、手感影响,DMEU在染色高温条件下释放出甲醛,以亚甲基桥键形成交联达到保护效果;Hustman(汽巴)Irgasol HTW NEW(依加索),DMEU,无色活性染料类型,Lewis合成一系列双二乙烯砜基无色、低分子量活性染料,
13、乙烯砜染料与硫醇、氨基和羟基模型化合物相对反应性为10000:100:1,用于羊毛100和120染色,强力损失分别为45和78;在染浴中添加CY99924,不影响染色深度、鲜艳度和染色牢度,使用方便;效果优于甲醛类羊毛保护剂;,CY999无甲醛羊毛保护剂,真丝结构主链由18种氨基酸通过肽键连接而成;侧链上有氨基、羧基遇碱羧基电离带负电荷遇酸氨基离子化带正电荷 PI 3.5-5.2真丝性质蚕丝不耐强酸 在弱酸性、中性或弱碱性条件下染色;羊毛鳞片层耐强酸,可在强酸条件下染色;,-3 酸性染料染真丝,一.染色原理(一)强酸性染料 染色pH为24?PI,真丝氨基:0.120.20 mol/Kg;羊毛氨
14、基:0.80.9 mol/Kg),1.真丝纤维光泽下降;手感变差;强力下降2.上染率低,(二)弱酸性染料 染色pH(46)PI(3.55.2)pHPI时 染料-纤维:氢键、范德华力、离子键pHPI时 染料-纤维:氢键、范德华力 食盐起促染作用,(三)中性染料 染色pH(67)PI(3.55.2)染料-纤维:氢键、范德华力 食盐起促染作用,二.染色工艺1.染色配方酸性、中性染料 X%匀染剂 Y%食盐 1020克/升 pH值 46、7温度 9095时间 60 min,2.工艺因素分析染料 弱酸性或中性染料匀染剂 匀染作用-同纤维素纤维食盐 促染作用,pH值 46、7pH值+NH3上染速率 上染率酸
15、促染剂pH控制?保证良好匀染性及较高上染率 取决于染料结构或匀染性,匀染性较好染料 采用较低pH值(46)上染率匀染性较差染料 采用较高pH值(810)保证匀染性介于两者之间染料 pH值取67,匀染性与上染率能否兼顾?碳酸钠 氨水 pH值滑移,介绍一种染色新工艺:pH值滑移染色,pH值 81050,pH值 3.549095,pH值滑移剂 酯类物质 水解 酸 促使染色过程中pH值降低,匀染性好,上染率高,存在问题?色光变化,涤/棉织物分散活性一浴法染色,分散染料pH值 46130,活性染料pH值 1170,pH滑移剂?,温度9095 真丝骄嫩 易灰伤;减少灰伤措施适当降低染色温度合适的染色设备加
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