第一章染料基础知识

第一章染料的基础知识

第一节染料的概念

一、何谓染料？

能使纤维或织物染成一定坚牢度和鲜艳度颜色的有色物质。作为染料应该具备以下条件：

（1）能溶于水或分散于水或用化学法使它溶解于水。

（2）对纤维有一定的亲和力。

（3）染着后在纤维上具有一定的坚牢度。

（4）染料必须具有颜色

二、何谓颜料？

是指一种不溶于水及一般有机溶剂的有色物质，对纤维没有亲和力，靠粘合

剂的机械粘附作用，使物体表面着色的物质，称为颜料。

三、染料和颜料的区别与联系

1．联系：两者都可以使纺织品着色。

2．区别：

（1）染料可溶于水和溶剂，而颜料不溶于水和一般的溶剂。

（2）染料对纤维具有亲和力，以溶液或分散液的形式上染纤维；颜料对纤维没有亲和力，靠粘合剂的粘附作用而着色。

（3）染料主要用于纺织品及皮革的染色，颜料重要应用在油漆、油墨和橡胶等工业。

活性染料的性能

一、溶解性

品质的活性染料商品应用良好的水溶性。溶解度和配制的染液浓度与选用的浴比大小，加入的电解质多少，染色温度以及尿素的用量等因素有关。活性染料的溶解度差别较大，可参见各论，所列的溶解度是指该染料应用时允许的范围。应用于印花或轧染的活性染料，应选用溶解度在１００克／升左右的品种，要求染料溶解完全，不混浊，不生色点。热水能加速溶解，尿素有增溶作用，食盐、元明粉等电解质会降低染料的溶解度。活性染料溶解时不应同时加入碱剂，以防染料发生水解。

活性染料溶解度的测定方法，有真空过滤法、分光光度法和滤纸斑点法。滤纸斑点法操作简便，适合工厂实际使用。测定时，先配制一系列不同的浓度的染料溶液，在室温（２０℃）下搅拌１０分钟，使染料充分溶解。用１毫升刻度的吸液管伸入试液中部，边搅拌边吸放三次。然后吸取0.5毫升试液，垂直滴于平放在烧杯口上滤纸上，重复一次。待晒干后目测试液渗圈，滤纸中以无明显斑点的前一档浓度作为该染料的溶解度，以克／升表示。有些活性染料的溶液，冷却后呈现混浊的胶体溶液，滴在滤纸上能均匀渗开，无斑点析出，并不妨碍正常使用。活性染料的性能

二、直接性

直接性是指活性染料在染液中被纤维吸收的能力。溶解度大的活性染料往往直接性较低，连续轧染和印花应选用直接性低的品种。浴比大的染色设备如绳状匹染

和绞纱染色，应优先采用直接性市的染料。轧卷（冷轧堆）染色法，染液是通过浸轧转移到纤维上去的，也以直接性稍低的染料容易得到匀染，前后色差少，水解染料容易洗净。

活性染料的直接性大小用平衡上染百分率（即上色率）或色层分析的Ｒf值表示。测定方法(1)：纤维材料用漂白丝光的40X40棉府绸装制品２克。染液浓度0.2克／升，浴比20:1，染色温度分30℃、80℃两档。测定时将剪成碎块的２克织物，投入到已达到规定染色温度的三颈瓶中（避免水分蒸发），每隔一定时间，在搅拌中吸取染液２毫升（同时补入２毫升的水），测定染液光密度。随着染色时间的延长，吸附达到平衡，染液的光密度值不再发生变化。此时的上染百分率，表示该染料的直接性大小。

测定方法(2)：纸上层析（新华＃３滤纸），观察各染料斑点上升的高度不同即Ｒf值不同。Ｒf值越大，表示染料与纤维素材料的直接性越小；Ｒf值越小，则表示直接性越大。

配制0.2克／升的染料溶液，用毛细管在滤纸上点样，晒干后挂在盛有蒸馏水的密闭层析缸中饱和３０分钟，然后使滤纸点样的一端与水接触开始层析，待展开剂前沿上升到２０厘米时，计算染料斑点的Ｒf值。纸上层析法是测定染料直接性的简便方法，但Ｒf值不完全与染料实际的性能相一致。

活性染料的性能

三、扩散性

扩散性是指染料向纤维内部移动的能力，温度有地染料分子的扩散。扩散系数大的染料，反应速率和固色效率高，匀染和透染程度也好。扩散性能的好坏，取决于染料的结构和大小，分子越大越难扩散。对纤维亲和力大的染料被纤维吸附的作用力强，扩散也就困难，通常靠提高温度来加速染料扩散。染液中加入电解质，染料的扩散系数下降。

测定染料的扩散性能通常采用薄膜法。取粘胶薄膜（玻璃纸）浸入蒸馏水中，浸前厚度为2.4丝，浸渍24小时后厚度为4.5丝。测定时将此薄膜根据需要叠成一定厚度，压在玻璃板下去除气泡。然后夹在中间有橡皮垫圈的两块夹板中，其中有一块夹板中间有一圆孔，染液只能通过此孔向薄膜层里扩散，将夹板薄膜浸没在２０℃的染液中静置１小时，然后取出用水冲洗，观察染液透染薄膜的层数和各层染料色泽麦。扩散层数与半染时间存在一定相关性，半染时间短，扩散层数多。

活性染料的性能

四、反应活泼性

活性染料的反应性通常是指染料与纤维素羟基反应能力的强弱，反应性强的染料在室温、弱碱的条件下即能完成固着，但这反应中的染料稳定性相对较差，容易被水解失去染色能力。反应性弱的染料需要在较温度条件下与纤维素键合，或使用强碱剂活化纤维纱的羟基，促使染料反应固着在纤维上。

同一型号的活性染料反应性大致相同，反应性的强弱取决于染料活性基的化学结构，其次是染料体与活性基团之间的连接基，对染料的反应性也有一定影响。此外，还受pH值的影响，一般pH值增加，反应速度了增加。至于温度，也是影响反应速度的一个因素，温度增加，反应速度就快。温度每增加１０℃，反应速度可提高２~３倍。因此，在印花以后，经过烘干或汽蒸，便能促使染料与纤维

发生反应。

活性染料结构

其化学结构通式可以表示为： W一D—B—Re

活性染料分子和一般水溶性染料不同的地方是具有一个(或两个)可和纤维反应形成共价结合的活性基。活性基主要影响染料的反应性及染料—纤维键的稳定性。

染料母体对染料的亲和力、扩散性、颜色、耐晒牢度等有较大的影响，母体染料不但要求色泽鲜艳和牢度优良，而且要求有较好的扩散性和较低的直接性，使活性染料有好的匀染和透染性能，未染着的染料(包括和水反应的水解染料)也易于洗除。因此染料母体不宜太大，对纤维的亲和力不宜太高，一般选用简单的直接染料和酸性染料作为母体的结构。

绝大部分染料的活性基是通过联接基和染料母体芳环相连的。有些染料没有连接基，活性基直接连接在染料母体上。

在母体染料中一般具有1—3个磺酸基作为水溶性基团，有些活性基本身也具有磺酸基或硫酸酯基作为水溶性基团。

桥基对染料的反应性和染料—纤维键的稳定性也有一定的影响。

分散染料分类

二、分散染料分类

1、应用分类：不同类别的染料商品往往有特定的使用范围，以适应涤纶和各类混纺产品印染加工的需要。国产分散染料通常是按涤纶的染色温度分类，有高温型、中温型、低温型三类。国外分散染料分类各厂商都有所不同，可查阅资料。

2、化学分类：分散染料的色光和性能与化学结构有很大的关系。按化学结构分，分散染料主要分偶氮和蒽醌两大类。例如偶氮类染料分散红S-5BL、深兰HGL、大红S-BWFL等，例如：蒽醌类染料分散红3B、分散紫HFRL、分散兰2BLN。A、偶氮结构的染料生产成本低、产量大、色谱全、得色深，很多色泽牢度优良，在分散染料中占重要地位。

B、蒽醌结构的染料色泽鲜艳，匀染性良好，耐日晒、耐洗、耐酸碱、耐汗渍，只是升华牢度稍差。

C、其它杂环染料各有独特的性能和用途。

还原染料的特点

还原染料与其它染料相比具有一系列显著的特点：

①还原染料的色泽以中间色占多数

还原染料的颜色具有从黄色到黑色且从鲜艳色到一般颜色的完整系列的特征，其最大特点是中间色占多数，这些中间色基本上是单一组份，染色重现性良好，特别是绿色、橄榄绿色、肉色、棕色和灰色系列，例如绿色活性染料一般是用黄色和翠蓝色活性染料相并而成，为了把染色性能不同的活性染料组合好，染色时的控制很重要，而在还原染料中就有好几个单一结构的绿色品种，不仅能满足不同的需要，而且与活性染料相比具有优良的染色重现性。

②具有优异的光牢度和以光牢度为基础的各种复合牢度

当前棉织物上对以光牢度为基础的各种复合牢度如汗-日光牢度、汗-日光-洗涤牢度、汗-日光-磨擦牢度等的要求越来越高，特别是淡色，还原染料与其他类别棉用染料相比就具有这方面的特殊性质(表3)，因此它非常适用于工作服、

夏天衣服、运动服、大衣、窗帘、家具外罩物等的染色和印花。

③具有优异的耐氯性和湿润牢度

还原染料与活性染料相比具有优异的耐氯牢度(表4)，不论是氯水

(20ppm)，还是氯沶(500ppm)的牢度；另外，表3也显示了还原染料具有优异的洗涤牢度等，因此还原染料适用于用氯消毒和耐洗涤性要求高的场合，如旅馆和医院用的织物、被褥、外罩物、床单、衣服等的印花和染色，特别是对多次洗涤处理要求的制品，使用还原染料的优势更明显。另外，还原染料也很适合用于需要最高级湿润牢度的纺织品的染色和印花，如用活性染料进行地染和用还原染料防拔印花的纺织品等。还有在美国和欧洲等国家和地区为了减少洗涤用水，使用强力洗涤剂即把四乙酰基乙二胺(TAED)加入到过氧化物中制成的新型洗涤剂或者在洗涤用水中使用多量洗涤剂和进行温水洗涤，还原染料也都具有足够的牢度。

④具有对印染织物后整理加工的优良稳定性

还原染料对一般的树脂整理变争极小，近年发展的使纤维物性发生变化的功能性加工，如形状记忆加工、形态稳定加工、防臭加工、抗菌加工等，还原染料都具有很好的稳定性，而且还原染料染色物要比活性染料染色物具有更安定的经时变化性。

分散染料染色原理

1、高温高压染色

涤纶对分散染料有很好的亲和力。当染液升温至沸，涤纶高聚物的无定型区软化，染料开始吸着在纤维表层，随着温度的上升（120-130℃），纤维分子链段之间逐渐松动。在热的作用下，链段振动频率增大，纤维结构内出现许多可容纳染料分子的“空隙”；同时染液的热量增加了溶解染料分子的动能，加快了向纤维内部扩散。温度越高，染料分子进入纤维的扩散率越快。染色完成时，染液降温至涤纶的玻璃化温度以下，染料分子被凝结在纤维固定体中，不再溶出，获得很好的染色牢度。

2、热熔染色

分散染料在干热状态下，即热固着于涤纶中，这样的生产工艺通常称为热熔染色。T/C、T/R织物的连续性轧染，由于纤维素纤维比涤纶有强的吸水性，分散染料最先吸着在棉或粘胶纤维上，当烘干后经高温焙烘，大部分染料气相转移到涤纶表面，并扩散进入纤维内层。部分未固着的染料，干热升华散失在热熔箱中，或残留在纤维素纤维上。

分散染料热熔染色在工艺上要求做到：

A、拼色分散染料三原色最佳热熔温度应在同一温度范围内；

B、热熔箱左、中、右温度偏差不超出一定限定，以免产生色差；

C、择优使用热熔曲线平坦的染料，确保染色成品质量；

D、优先考虑采用固色率较高的高温型分散染料，而低温型染料用在染浅色更为有利，避免热熔箱内染料升华散失过多。

3、截体染色

分散染料可以利用载体在98-100℃沸染，达到很好染色效果。

截体易被涤纶吸收，对纤维有膨化、增塑作用，截体渗入纤维打开高分子链段相邻的链，无定型区变得润滑可塑，染色所需要的热能降低。染色的扩散速率增大

在没有蒸汽压力的染槽内，也能完成各种色泽的染色加工。

国内常用截体如冬青油、膨化剂MN和膨化剂OP。

六、热定型和染色的关系

染色前织物预定型的目的是：

1、使织物平挺，消除皮痕；

2、稳定幅宽，减少收缩；

3、保持织纹清晰，防止织物变形；

4、改善纤维吸色性能，确保染色生产正常进行。

为了取得均一的染色效果，热定型工艺必须严格控制，使织物通过定型机时，受

热条件一致，左、中、右偏差不能过大，否则在染色时产生左中右色差。

涤棉混纺布的染色

涤棉混纺布的染色

我们主要以连续扎染为主，采用一浴法和二浴法染色工艺，一浴法最多。

1、分散/还原一浴法

工艺流程短，减少轧烘设备，节能降耗。

工艺流程：

浸轧分散/还原染料→预烘→焙烘→浸轧还原液→汽蒸→水洗→氧化→水洗→皂

洗→水洗→烘干

工艺特色：涤纶上得色深浅不单纯决定于分散染料，而是两类染料综合热熔的结果。涤纶和棉得色的均一性，需要掌握还原染料对涤纶的热熔沾色，应随时抽查

涤/棉染色布出热熔箱冷却后，涤纶的发色情况是否符样。并且取另一块未经热

熔焙烘的轧染布（涤纶未染），直接浸轧还原液汽蒸，使T/C中的棉经氧化、水洗、烘干后比较棉和涤两块布样的差异，以便纠正或补充两类染料的用量。

涤棉混纺布的染色

2、分散/还原二浴法

优点是涤纶和棉两者得色深浅、色相偏差容易发现和纠正，分段调整工艺比较灵活，对深浓色泽尤其适宜，凡染色产品中深藏青、深咖啡、深灰、墨绿、黑色，一般都采用二浴法染色。染料利用率比一浴法高，涤棉均一色达到匀染程度一般

较好。

工艺流程：

a、浸轧分散染料→红外线预烘→热风烘干→热熔焙烘→冷却

b、浸轧还原染料悬浮体→红外线预烘→热风或烘筒烘干→浸轧还原液→汽蒸→

水洗→氧化→水洗→皂洗→水洗→烘干

分散染料通过热熔焙烘完成对涤纶的固着，热熔温度取决于所用的分散染料，低

温型分散染料在180-195℃，高温型分散染料在200-220℃，中温型分散染料介

于两者之间。如图：

180℃ 190℃ 200℃ 210℃ 220℃

低温型高温型中温型

各染料的最佳热熔温度范围不同，我们在选用拼色分散染料时，应选择热熔温度

相近，温度范围较宽，在实际生产中染色产品

第三节染料的命名

一般商品染料采用三段命名法，即冠称、色称和尾注。

一、冠称（属名）

可分为普通属名与专用属名两种。普通属名表示了染料的应用类别，如：分散、还原、活性等；专用属名是染料制造厂的专用名称，如：还原染料的专用属名Cibanone（瑞士汽巴公司）、分散染料的专用属名Sumikaron(日本住友公司)、Samaron（德国赫斯特公司）等。

二、色称

表示染料染色后，织物所得到的色泽的名称，可采用三十个色泽名称，可采用形容词“嫩、艳、深”等来修饰色泽。如：嫩黄、艳蓝、深绿等。

颜色的区分可通过色调、明度和饱和度来确定。

（1）采用物理上通用的名称：红、黄、绿、蓝、黑等。

（2）采用织物的名称：桔黄、桃红、玫瑰、青莲等

（3）采用自然界的名称：天蓝、金黄等

（4）采用动物的名称：鼠灰色

三、尾注

用一定的数字、符号对染料进行说明。

1．表示色光、浓度、牢度及性状

B 表示带蓝光或青光；

C ① 表示适用于染棉；② 不溶性偶氮染料色基的盐酸盐；

D ① 表示适用于染色；② 表示稍暗；

E ① 表示适用于浸染；② 表示匀染性好；

F ① 表示染色坚牢度好；② 表示染料颗粒细；

G 表示带黄光或绿光；

H ① 表示适用于棉毛交织物的染色；② 表示热固型活性染料；

I 表示相当于还原染料的染色牢度；J 表示带黄光；

K ① 表示适用于冷染(指还原染料)；② 表示热固型活性染料；

L ① 表示耐光性好；② 表示染料的匀染性好；

M ① 表示含双活性基的活性染料；②表示混合物；

N 表示正常或标准的意思，或系新染料；

O ① 表示橙光；② 表示高浓；

P ① 表示适用于印花或染纸；② 表示粉状染料；

R 表示带红光；V 表示带紫光；W 表示适用于染毛；

S ① 表示适用于染丝；② 表示水溶性好；③ 表示升华牢度好；

X ① 表示浓度较高；② 表示普通型活性染料； Y 表示带黄光；

上述符号也可以有几个连在一起，以表明该色光之强弱。例如BB或2B，较B的色光稍蓝，3B则较2B又稍蓝，由于各国染料厂的标准不同，即使两厂所用同一类别、同一颜色，甚至同一化学结构的染料，其色光符号也往往很难相互此较，例如一个厂的4R不一定比另一个厂的2R更红等等。

2．表示染料的浓度和力份

力份：是指染料厂选择某一浓度的染料为标准，而将每批产品与它相比较而言，用百分数来表示。即同种染料，在相同条件下用相同用量，染出颜色的浓淡程度比较。例如：50％是指染料的力份为标准染料的一半。或者说要达到与标准染料相同的浓淡程度，其用量要比标准染料用量多一倍。又如，100％是指染料的力份与标准染料相符。200％是指染料的力份比标准染料浓一倍。这一百分数不是

纯染料的实际含量，而是一个相对值。

【注】表示染料力份的字尾也可放在整个染料名称之首。

举例予以说明：

①还原蓝BC 还原为冠称，蓝为色称，BC为字尾，B表示染料带有蓝光，C为耐氯漂。

②150％活性艳红K—2BP 活性为冠称，艳红为色称，字尾中K表示高温染色型，B表示带蓝光，2B表示蓝光程度，P代表适用于印花，150％为染料的强度。Conc——浓的；H.C.——高浓；ex.conc——特浓；Double——双浓

3．表示染料的物理状态

pdr.——粉状；paste——浆状；liq——液状；gr——颗粒状；s.f——超细粉状等等。

第四节染料的颜色及影响因素

一、物体颜色的形成

1．太阳光是白色光，可发生色散现象，即把白光分解为红、橙、黄、绿、蓝、青、紫的有色光谱。

2．物体对光具有吸收性能，物体的颜色是物体所吸收的光的颜色的补色。3．彩色是物体对可见光选择性吸收的结果，而消色是物体对可见光非选择性吸收的结果。

二、颜色的基本特征

任何物质的颜色只有在光线存在时才能显示出来。有色物质对各种波长的光线吸收不同，则其反射或透射的光波成分也不同，人的眼睛就感觉到不同的颜色，人们把眼睛观察物体所感受到的色泽归纳为色调(色相)、纯度、亮度三项基本特征，或称色的三要素。掌握颜色的特征对描述和比较色泽是准确而方便的。

（一）色调(色相)

1、色调的意义：色调是指能够比较确切地表示某种颜色色别的名称，是色彩最主要的特征，是色与色之间的主要区别。例如红、黄、绿、蓝等表示不同的色调。

2、表示方法

色调由射入人眼的光谱成分及比例所决定，用光的波长来表示。它区分颜色的深浅。单色光的色调取决于该光的波长。混合光的色调决定于各种波长的光的相对量。

（二）纯度

纯度又称饱和度、艳度和彩度，可用来区别颜色的鲜艳程度。

1、饱和度意义：

它表明颜色中所含有色成分及消色成分的比例，或者说颜色中光谱色的含量，即色的纯度。含有色成分的比例越大，色越纯。所以，光谱色是极限纯度的颜色。消色成分是反射光谱中互为补色而成为白色光的成分。光谱色的纯度最高，而白色、灰色、黑色的纯度最低。

2、表示方法：

以色彩的白度的倒数来表示。从物体上反射的光可分解为选择吸收后的色光和表面反射的白光两部分。饱和度的高低可从光谱色与白光的混合来理解。（三）亮度

亮度又称明度。它表示有色物体的表面所反射的光的强弱程度，区别颜色的浓和淡。

1、意义：

指物体在明度程度上接近黑白的程度。越接近白色，明度值越大；越接近黑色，明度值越小。

2、表示方法：

用光的反射率大小表示。若两个有色物体的反射光谱组成及相对量相同，反射率越高，亮度也高，表示反射光越强；反射率低的，亮度低，表示反射光弱。

总之，色的三要素是互相联系的。色调决定了色的质，亮度和纯度都是量的变化。任何一种色只要确定了它的色调、纯度和亮度，就可以完全精确地断定它是什么颜色。倘若，在它们的三个基本特征中有一个不同，则两种颜色也不声相同。三、染料的发色理论

1．发色团发色理论

此理论指出：染料能够产生颜色与其结构密切相关。

染料分子中含有能呈现颜色的发色基团或发色体，通常

是一些含有双键的基团（如：—N = N—、—CH = CH—、芳环等）相互联结所构成的不饱和共轭体系。

染料分子中含有助色团，通常是一些极性基团，如：—NH2、—OH、—COOH等。助色团与发色团相连，用来增加染料的深度和浓度。

2．现代发色理论

该理论认为：染料产生颜色与染料分子轨道中电子的跃迁有关。染料分子中的电子优先处在能量最低的分子轨道上，此时电子处在“基态”,当受到光照后，电子吸收光能，电子跃迁到较高的分子轨道上，此时电子所处状态为“激发态”。从基态到激发态的能量差称为电子跃迁能。

当入射光的光子能量正好等于电子跃迁能时，这一光子的能量就被电子吸收，完成电子的跃迁。跃迁能可以用下式计算：

△E＝E1—E0 = h

式中：E0 、E1 ：分别为电子基态和激发态具有的能量，J

C：光速（3×1017nm/s）

h：普朗克常数（6.62×10—34j.s）

λ:光的波长

△E：电子跃迁能，J

四、染料溶液对光的吸收规律

1．朗伯——比尔定律：

Lg = εcd

式中：I0、I: 分别为入射光和透射光的强度，cd

c: 染液浓度，mol/L

d：液层厚度，cm

ε：摩尔消光系数。

Lg 表示光线通过染液时被吸收的程度。Lg ＝0时I=I0，此时光完全不被吸收；Lg 值越大，则透射光强度I越小，吸收程度越大。当c、d一定时，ε与Lg 成正比。一般把吸收光程度Lg 称为消光度（E），又称光密度（D）和吸光度（A）。对特定的染料稀溶液，摩尔消光系数ε是一个常数，它只随入射光波长的改变而改变。一般染料在可见光范围内的最大摩尔消光系数值在几万到几十万之间，因此数值很大，往往用lgε或ε×10－3来表示。

由于染料对光的吸收有选择性，即染料对不同波长的光的吸收程度不一样，因此，在染料稀溶液的浓度(c)和液层厚度(d)不变的情况下，用不同波长的光照

射染料稀溶液时，可测得一系列数值不一的摩尔消光系数(ε)。若以入射光的波长(λ)为横坐标，以摩尔消光系数(ε)为纵坐标，则可绘制成一条曲线，该曲线称为该染料的吸收光谱曲线(图1—1)，它是染料的一种特性曲线。染料的吸收光谱曲线一般有一个或几个波峰，其中与最高波峰的顶点相对应的波长称为最大吸收波长，以λmax表示，染料的颜色就是它吸收λmax的补色。最大吸收波长所对应的摩尔消光系数称为最大摩尔消光系数，以εmax表示，说明该波长下的光被染料吸收的最多。

图1－1 染料的吸收光谱曲线示意图

2．染料最大吸收波长对色的影响，表现在染料颜色深浅的变化，λmax值越大，染料的颜色越深；λmax值越小，染料的颜色越浅。通过改变染料结构等可改变染料的最大吸收波长，即改变染料色泽的深浅。凡是能使染料的最大吸收波长增大的效应，称为深色效应；凡是能使染料的最大吸收波长减小的效应，称为浅色效应。

3．染料最大摩尔消光系数对色的影响，表现在染料颜色浓淡的变化，若两试样颜色的深浅一样，即最大吸收波长λmax相同，则最大摩尔消光系数εmax 越大，颜色越浓；εmax越小，颜色越淡。通过改变染液浓度等可改变染料的最大摩尔消光系数，即改变染料色泽的浓淡。凡是能使染料的最大摩尔消光系数增大的效应，称为浓色效应；凡是能使染料的最大摩尔消光系数减小的效应，称为淡色效应。

所以，染料颜色的深、浅、浓、淡的概念并不相同，在使用中应加以区分，切不可混淆。

五、影响染料颜色的因素

影响染料颜色的因素主要有染料自身的结构和染料所处的外界条件。

(一)染料的结构

染料结构中共轭双键的数目、共轭体系上所联连基团的极性、染料内络合物的生成及染料的离子化等，均会影响染料的颜色。

1．共轭双键的数日

染料结构中，共轭双键的数目越多，共轭体系越长，共轭体系中π电子的跃迁能越低，即染料吸收的光能越低，则染料吸收光的波长越长，染料的颜色越深。偶氮染料随着偶氮基数目的增多，共轭体系增长，染料颜色将越深。例如：黄色

蓝色

黑色

值得注意的是：在染料分子结构中，由于某些基团间位能的作用，使得共轭体系的共平面性受到影响时，会降低共轭体系中丌电子的共轭程度，使电子的跃迁能增大，吸收光波的波长变小，染料的颜色变浅。例如：

当R1、R2为H时，λMAX =294m，εMAX = 276000；当R1、R2为CH3时，λMAX=243．5m，

εMAX =123000；当R1、R2为C2H5时，λMAX =237．5m，εMAX =110000。

尤其在染料分子结构中插人某些基团使共轭体系中断时，吸收光波的波长将明显

变小，染料的颜色将明显变浅，这一插人的基团称为隔离基。例如：

蓝色

当在两个苯环间插人隔离基一NHCONH—时，则颜色变浅。

紫红色

2．共轭体系上的极性基团

在染料分子的共轭体系中联上极性基团时，一般会加强染料分子的极化效应，增强共轭体系中π电子的共轭程度，使电子的跃迁能降低，吸收光波的波长变大，染料的颜色变深。如表1—1所示。

名称结构最大吸收波长（nm）

苯

255

硝基苯

268

苯酚

275

苯胺

282

对硝基苯酚

315

对硝基苯胺

318

共轭体系中联上极性基团，不仅能使染料颜色变深，产生深色效应；同时也能使染料最大摩尔消光系数(εmax)增大，产生浓色效应。因此，在染料制造过程中，往往通过在染料分子结构的共轭体系中引人极性基团，对染料进行增深、增浓。3．染料的离子化

染料分子在介质的影响下发生离子化，产生的电荷若加强了染料分子的极化效应，则电子的跃迁能降低，吸收光波的波长变大，染料的颜色变深。例如：

茜素（黄色）茜素钠盐（红色）

反之，染料离子化后产生的电荷若减弱了染料分子的极化效应，则电子的跃迁能增高，吸收光波的波长变小，染料的颜色变浅。例如：

4．染料生成内络合物

在染料分子结构中，若含有可络合基团(氨基、羟基、羧基、偶氮基等)，通常能与铁、铬、铜等金属离子络合，形成五元或六元环。染料与金属络合后颜色一般会变深、变暗。

(二)外界条件

溶剂或介质的极性、pH值，染料浓度，温度和光等外界条件，均会改变染料的存在状态，从而影响染料的颜色。

1．溶剂或介质的影响

溶剂或介质对染料的影响主要体现在两个方面：其一是溶剂或介质的极性。一般而言，溶剂或介质的极性越大，越利于染料分子的极化，染料的颜色越深。

其二是溶剂或介质的pH值。一般而言，溶剂或介质的pH值的改变若能引起染料的离子化，则染料颜色变深，反之则变浅。例如，碱性品绿在碱性溶液中会从原来的绿色变成白色沉淀，加人酸后又回到原来的绿色。

酚酞、甲基橙、刚果红等可作为酸、碱指示剂应用的就是这一特性。

2．染料浓度的影响

染料浓度越大，染料聚集度越大，染料分子中电子的跃迁能越大，染料吸收光波的波长越短，染料颜色越浅。例如，结晶紫单分子态的最大吸收波长λmax 为583nm，它的二聚体的最大吸收波长λmax为540nm。染料在纤维上聚集的程度也会影响织物的颜色，用还原染料染色后的织物，经皂煮后色光发生变化就是这个道理。

3．温度的影响

染液的温度影响染液中染料的聚集度，从而影响染料的颜色。染液温度越高，染料聚集度越小，染料颜色越深。另外，有些染料的颜色会随着温度的改变产生可逆性变化，这一现象称为热变色性。如热致变色染料就具有这一特性。

4．光的影响

有些具有顺反异构体的染料，在常温下一般以稳定的反式结构存在，但在光照下，染料的反式结构会转变成顺式结构，当光源离开后，顺式结构又回复为反式结构。反式和顺式结构的染料吸收光的波长不同，因而显示的颜色也不同。这种现象称为光致变色性。光致变色染料就是利用染料在光照射下结构发生变化而引起颜色的变化而制成的。

40度始染, 加入 1克 /升英彩特 AL new,

1克 /升, 醋酸钠

0.3克/升醋酸,

调节PH值 5.5-6.0, 染深色时要调节 PH 到 4.5-5.0

运转十分钟,

加入预先化好的染料,运转10分钟,

以1-2度 / 分钟, 的速度升温至 98度.

保温 45-90 分钟,

降温, 排液, 清洗

后处理,

根据牢度要求,深色织物可作固色处理以改善牢度.

2-4% DYAPOL SB -40 固色剂

醋酸调节PH 4.5

70-80度 , 保温 20 分钟.

棉用染料的染色原理及特点比较

1.直接染料

直接染料具有磺酸基(-SO3H)或致基(-COON)等水溶性基团分子结构排列成直线型，芳环结构处于同一平面，因此直接染料对纤维素纤维具有较大的亲和力，在中性介质中直接染色，只要把染料溶解干水，便可进行染色。染料在溶液中被纤维吸附到表面，然后不断向纤维的无定形区扩散，与纤维大分子形成氢键和范德华力的结合。其派生的染料有直接耐晒染料和直接铜盐染料。

2.活性染料

活性染料是在化学结构上带反应性基团的水溶性染料，在染色过程中，染料与纤维发生反应，最终生成共价键(酉旨键和醚键)，活性染料具有水溶性和直接性，其原理和直接染料类似，只是又多了一项反应性。活性染料按其活性基结构

不同又分X型、K型、KN型等。

3.硫化染料

硫化染料不是单一结构的化合物，多数为混合物，化学结构难以确定，大致是由硫键(一S一)结合的环状结构，不溶于水，不能直接染色，需先由硫化钠还原溶解成染料的隐色体(溶于水，对纤维有亲和力)，被纤维吸收，经氧化处理，染着在纤维上的染料不再溶解，具有较好的水洗牢度，其派生染料有液体硫化染料、水溶性硫化染料。

从染料的结构、染色原理中，我们可以了解染料的特点，我们将其进行比较。

a,湿处理牢度:染料的湿处理牢度包括水洗、水浸等牢度。通常，我们只比较水洗牢度就可以了。水洗牢度与染料和纤维结合键的强弱有关。直接染料与纤维之间靠氢键和范德华力结合，强力较弱，故直接染料水洗牢度差。直接耐晒染料和直接铜盐染料的水洗牢度仍然比不上活性染料和硫化染料。活性染料与纤维之间靠共价键结合，强力较大，故水洗牢度好。硫化染料上染纤维氧化后不再溶解，其水洗牢度也较好。

b.日晒牢度:日晒牢度与染料的分子结构(活性染料指母体结构)有关。直接染料(包括直接耐晒染料)固色后日晒牢度偏低，直接铜盐染料经过硫酸铜处理后日晒牢度提高。活性染料、硫化染料中即使是同一类染料也因分子结构的不同，日晒牢度就有差别。总的说来，部分直接染料、活性染料，硫化染料在日晒牢度方面基本上能满足粗纺产品的要求。。.摩擦牢度摩擦牢度与工艺操作有关。一般地说，这三种染料只要在染色前溶解好，染色后洗净，其摩擦牢度就能达到要求。