染色工艺中直接染料,活性染料与还原染料
基于全棉深色织物染色工艺《染整原理》教学方法研究[论文]
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基于全棉深色织物染色工艺的《染整原理》教学方法研究摘要纺织工程专业开设有《染整原理》，其中染色工艺是配合《染整原理》理论课程而开设的实验教学，涉及的实验内容主要是织物的色牢度性能的测试，色牢度的要求除了保证产品的质量外，还重视安全性和环保性。
关键词织物色牢度实验活性染料中图分类号：ts193 文献标识码：a 文章编号：1002-7661（2013）07-0001-02纺织品的安全环保指标很多，色牢度也是其中之一。
全棉深色织物染色色牢度较低，在既要环保又要压缩成本的情况下提高色牢度是纺织界重点要解决的难题。
一、作用与目的全棉织物一般染色时经常采用活性染料、直接染料和还原染料等，其中活性染料应用的比较多。
活性染料是水溶性染料，对棉亲和力高、上染快，但其色牢度较低，尤其是染深色时较为明显。
一般平幅轧染深色色牢度也只能达到2-3级；较厚的棉类机织面料在染色时一般采用平幅轧染，染料上色时间短，纤维内未能充分上色，所以通常会有白芯现象；磨毛或拉毛后，易使渗透入纱线内的浮色跑到布面。
二、实验范围与要点对于全棉机织物染色工艺，许多学者、专家都给予了高度重视，并对其性能做了大量研究分析。
相关实验要点介绍如下：1.活性染料染色工艺季英在纯棉弹性织物的活性染料染色工艺浅谈中提到：近年来，纯棉弹力布在国内外市场上十分流行，发展迅速。
自二十世纪八十年代以来，一直受到人们的青睐，尤其是九十年代后，由于这类产品具有手感柔软、穿着舒适并能显露出形体美，加上易吸汗不会产生静电，因此得到越来越广泛的应用。
通过对染色工艺缓染性能对比，得出活性染料在加入碱固色的初期阶段，染料上染百分率提高速度较快，在染色过程中很容易造成染色不匀，产生色花、色差等现象。
通过生产实践发现，代用碱有较好的缓染性能，明显地改善了色花问题。
通过试验表明，代用碱与纯碱加入染浴后，在固色的最初时间段内，使用代用碱染色染料上染比纯碱平缓，有利于染色的匀染性，且随时间的增加，最终达到了相同的最大上染率。
染色分类（按染化料）
染⾊分类（按染化料）印染⼯作者对染料的分类与染料合成者不同的是以使⽤⽅法和纤维种类进⾏分类。
根据染料的特性，可将染料分成以下⼏类。
（⼀）直接染料（包括直接耐晒染料、直接铜盐和直接重氮染料）直接染料可溶于⽔，绝⼤部分是含有磺酸基的偶氮染料，在染料分⼦中⾄少含有⼋个直线型共轭双键长链，连同芳核在内的整个分⼦处于⼀个平⾯，对纤维素纤维具有较强的亲和⼒。
能在弱碱性或中性溶液中直接上染纤维，染⾊⽅便，但由于湿处理牢度较差，⽬前在棉织物的染⾊中已较少应⽤。
⼀般将耐晒牢度在4级以上的直接染料称为直接耐晒染料，⽽以铜盐作后处理的直接染料称为直接铜盐染料，需要作重氮化——显⾊后处理的直接染料称为直接重氮染料。
（⼆）还原染料（包括可溶性还原染料）---indigo⼜称⼠林染料。
是不溶于⽔的有⾊物质，染⾊时需⽤保险粉在碱性溶液中还原成可溶性的隐⾊体钠盐。
被纤维吸收，再经空⽓或氧化剂氧化成原来不溶性染料⽽固着在纤维上，由于这类染料在应⽤过程中要经过还原反应，故称作还原染料。
可溶性还原染料是将还原染料的还原体进⾏酯化，制成硫酸酯的钾盐或钠盐从⽽溶于⽔，不但简化了染⾊⼯艺，⽽且提⾼了匀染性。
可溶性还原染料⼜称印地素染料。
（三）硫化染料（包括硫化还原染料） sulfur这类染料⼤部分不溶于⽔和有机溶剂中，需经硫化钠(Na2SO4)还原，⽣成可溶性的隐⾊体钠盐才能上染纤维，氧化后回复成原来的不溶性染料⽽固着在纤维上。
硫化染料主要⽤于棉纤维的染⾊。
某些⾼级的硫化染料，需⽤硫化钠与保险粉混合溶液还原，其应⽤⽅法与还原染料相似，故⼜称为硫化还原染料，⾊光及各项⾊牢度均较佳。
（四）酸性染料（包括弱酸性、酸性媒介和酸性络合染料）酸性染料分⼦中⼤多数含有磺酸基，极少数含有羧基，它们的钠盐很容易溶于⽔，由于它们在发展初期都需要在酸性介质中染⾊，故称之为酸性染料。
后来逐渐发展⾄⼀些品种可以在中性染⾊，极少数品种还可在弱碱性介质中染⾊，故根据染⾊时⽤酸的强弱，⼜可分为强酸性染料和弱酸性染料。
染料及其性质
(1)直接染料直接染料大多数是芳香族化合物的磺酸钠盐，大多属于偶氮染料，为亲水性染料。
芳香族的BOD／COD值为0.53—0.84。
活性污泥对直接染料具有较高的吸附作用，属于亲水性染料的脱色效果好，脱色速度快。
(2)还原染料还原染料是疏水性染料。
还原染料主要有蒽醌型和硫靛型两种结构。
属于疏水性的染料，脱色速度慢，但活性硅藻土对其有较好的脱色效果(硫酸铝不能使蒽醌染料废水脱色)。
还原染料的碱性很强，pH>10。
(3)纳夫妥染料为疏水性染料，活性硅藻土对这种染料有较好的脱色效果。
(4)硫化染料为疏水性染料。
硫化染料含有硫化合物，生物处理对其废水中硫化物的允许浓度是10～15mg／L。
对于硫化染料占比例较大的废水，可采取预曝气、预沉淀(或投加混凝剂)等方法先除去部分硫化物并使还原性物质预先氧化掉。
活性硅藻土对硫化染料有较好的脱色效果。
(5)活性染料为亲水性染料。
活性染料虽为亲水性染料，但活性污泥对其吸附作用很小，硅藻土对它的脱色效果亦差。
(6)酸性染料为亲水性染料。
酸性染料溶解度大，导致活性污泥对它的吸附作用很低。
(7)酸性媒染染料具有酸性染料的基本结构，含磺酸基等水溶性基因，对羊毛有亲和力，同时还含有能和金属原子络合的羟基团，羟基团和金属媒染剂常用的有重铬酸钠和重铬酸钾(俗称红矾钠和红矾钾]生成色淀增强染色牢度。
(8)金属络合染料活性炭吸附法对金属络合染料废水无效。
臭氧法不能用于处理含铬染料废水，否则反而生成六价铬离子，增加水的毒性。
(9)分散染料分散染料是一种不含水溶性磺酸基团的疏水性较强的非离子性染料。
分散性染料废水采用混凝法效果较好。
活性污泥对它有一定的吸附作用，但不宜采用单独臭氧法。
染料的种类
染料的种类1、酸性染料，多适用于蛋白质纤维与尼龙纤维及真丝等。
其特征是色泽鲜艳，但水洗牢度较差，干洗牢度优异，在天然死染色中使用比较广泛。
2、阳离子染料（碱性燃料），适用于腈纶、涤纶、锦纶与纤维素及蛋白质纤维。
其特点是色泽鲜艳，很适合人造纤维，但用于天然纤维素与蛋白质织品的水洗与耐光色牢度很差。
3、直接染料，适合于纤维素纤维织品，水洗牢度比较差，耐光牢度不一，但经过改性的直接染料其水洗色牢度会得到很好的改善。
4、分散染料，适合于粘胶、腈纶、锦纶、涤纶等，水洗牢度不一，涤纶较好，粘胶较差。
5、偶氮燃料（纳夫妥染料），适合于纤维素织品，色泽鲜艳，较适合于艳丽的色泽。
6、活性染料，大多用于纤维素纤维织品，较少用于蛋白质。
特点是色泽鲜艳、耐光，水洗、耐摩擦牢度较好。
7、硫化染料，适合于纤维素纤维织品，色泽灰暗，主要有藏青、黑色和棕色，耐光、耐水洗牢度极好，耐氯漂牢度差，长期存放织物会破坏纤维。
8、还原染料，适合纤维素纤维织品，耐光、水洗牢度很好，并且耐氯漂和其它氧化漂白。
9、涂料，适合于所有纤维，它不是一种染料，而是通过树脂机械的附着纤维，深色织物会变硬，但套色很准确，大部分耐光牢度好，水洗牢度良好，尤其是中、浅色。
鉴别面料的简易方法在择衣时有效地鉴别面料的方法有两种：一是感观识别法：感观法需要一定的经验，但也不难做到，只要平时逛商场时有意地去触摸各种面料，久而久之就会有收获。
从以下四个方面可将纤维粗略地分开手感：很软的是丝、粘胶、锦纶。
重量：比丝轻的是锦纶、腈纶、丙纶；比丝重的是棉、麻、粘胶、富纤；与丝重量相似的是维纶、毛、醋纤、涤纶。
强度：用手拉伸至断，强度较弱的是贴胶、醋纤、毛；较强的是丝、棉、麻、合成纤维等；沾湿后强度明显下降的是蛋白质纤维、粘胶、铜氨纤维。
伸长充：用手拉伸时感觉伸长度较大的是毛、醋纤；较小的是棉、麻；适中的是丝、粘胶、富纤及大部分合成纤维。
通过手感法鉴别真丝和人造丝真丝手感柔软、富有弹性，轻揉时有丝鸣声，有凉感；而人造丝的手感比较粗硬，并有湿冷感。
染整工艺题库（2）
染整工艺题库（2）染整工艺题库一、名词解释1、活性染料：活性染料是一种水溶性染料，在其分子结构中至少含有一个反应性基团，在一定条件下，能与纤维素纤维中的羟基、蛋白质纤维及聚酸胺纤维中的氨基等发生反应，使染料成为纤维分子的一部分。
活性染料又叫反应性染料或键合染料。
2、直接染料：是指可以不依赖其它介质帮助而直接上染棉、麻、丝、毛和粘胶等纤维的一类染料。
3、直接性：染料脱离染液而向纤维转移的性能称直接性。
4、上染：就是染料离开染液而向纤维转移，并使纤维染透的过程。
5、上染率：上染到纤维上的染料量与原来染液中所加染料量的比率。
6、上染百分率：上染到纤维上的染料数量占投入的染料总量的百分率。
7、上染过程：染料舍染液向纤维转移的过程。
8、染色速率：指染色趋于平衡的速率。
12、浸染：是将被染物浸渍在染液中，通过循环使染液与被染物相对运动，经过一定时间使染料上染纤维并固着于纤维上的染色方法。
又称竭染。
13、浴比：织物重量（千克）和加工液体积（升）之比。
14、轧染：是将织物在染液中经短暂的浸渍后用轧辊轧压，将染液挤入被染织物的组织空隙中，同时轧去织物上多余的染液，使染液均匀地分物上，然后经过汽蒸或焙烘等后处理来完成染料对纤维的上染过程。
15、轧液率：织物经过浸轧加工后所带加工液的重量占原来干布重量的百分比。
16、染色牢度：染色牢度是指染色产品在使用或染色以后的加工过程中，在各种外界因素的作用下，能保持原来的色泽的能力（或不褪色的能力）。
17、染色:染色是借染料与纤维发生物理化学的结合或借用化学方法在纤维上生成颜色，而使纤维制品成为有色物体的加工过程。
18、半染时间(t 1/2)：就是染料上染达到平衡上染百分率一半时所需要的时间。
19、移染性：如果我们将一块白布和一块有色布放在同一个空白染浴中处理，色泽较浓的布样由于解吸，通过染液流动和自身的扩散会使白布也染上颜色，这就是所谓的移染。
20、泳移：是指浸轧染液后的织物在烘干时，织物内的染料会随水分蒸发而移向织物表面的现象。
染料分类
染料分类按染料性质及应用方法，可将染料进行下列分类。
l.直接染料这类染料因不需依赖其他药剂而可以直接染着于棉、麻、丝、毛等各种纤维上而得名。
它的染色方法简单，色谱齐全，成本低廉。
但其耐洗和耐晒牢度较差，如采用适当后处理的方法，能够提高染色成品的牢度。
2.不溶性偶氮染料这类染料实质上是染料的两个中间体，在织物上经偶合而生成不溶性颜料。
因为在印染过程中要加冰，所以又称冰染料。
由于它的耐洗、耐晒牢度一般都比较好，色谱较齐，色泽浓艳，价格低廉，所以目前广泛用于纤维素纤维织物的染色和印花。
3.活性染料又称反应性染料。
这类染料是50年代才发展起来的新型染料。
它的分子结构中含有一个或一个以上的活性基因，在适当条件下，能够与纤维发生化学反应，形成共价键结合。
它可以用于棉、麻、丝、毛、粘纤、锦纶、维纶等多种纺织品的染色。
4.还原染料这类染料不溶于水，在强碱溶液中借助还原剂还原溶解进行染色，染后氧化重新转变成不溶性的染料而牢固地固着在纤维上。
由于染液的碱性较强，一般不适宜于羊毛、蚕丝等蛋白质纤维的染色。
这类染料色谱齐全，色泽鲜艳，色牢度好，但价格较高，且不易均匀染色。
5.可溶性还原染料它由还原染料的隐色体制成硫酸酯钠盐后，变成能够直接溶解于水的染料，所以叫可溶性还原染料，可用作多种纤维染色。
这类染料色谱齐全，色泽鲜艳，染色方便，色牢度好。
但它的价格比还原染料还要高，同时亲和力低于还原染料，所以一般只适用于染浅色织物。
6.硫化染料这类染料大部分不溶于水和有机溶剂，但能溶解在硫化碱溶液中，溶解后可以直接染着纤维。
但也因染液碱性太强，不适宜于染蛋白质纤维。
这类染料色谱较齐，价格低廉，色牢度较好，但色光不鲜艳。
7.硫化还原染料硫化还原染料的化学结构和制造方法与一般硫化染料相同，而它的染色牢度和染色性能介于硫化和还原染料之间，所以称为硫化还原染料。
染色时可用烧碱-保险粉或硫化碱-保险粉溶解染料。
8.酞菁染料酞菁染料往往作为-个染料中间体，在织物上产生缩合和金属原子络合而成色淀。
各类染料的性能
按染料性质及应用方法，可将染料进行下列分类。
按状态分水性色浆油性色浆水性色精油性色精按用途分陶瓷颜料涂料颜料纺织颜料塑料颜料按来源分天然染料分植物染料动物染料合成染料（又称人造染料）按用法分..图册按染料性质及应用方法分直接染料不溶性偶氮染料活性染料还原染料可溶性还原染料硫化染料硫化还原染料酞菁染料氧化染料缩聚染料分散染料酸性染料酸性媒介及酸性含媒染料碱性及阳离子染料直接染料这类染料因不需依赖其他药剂而可以直接染着于棉、麻、丝、毛等各种纤维上而得名。
它的染色方法简单，色谱齐全，成本低廉。
但其耐洗和耐晒牢度较差，如采用适当后处理的方法，能够提高染色成品的牢度。
铬化含金染料——秦珠颜料铬化含金染料——秦珠颜料活性染料又称反应性染料。
这类染料是50年代才发展起来的新型染料。
它的分子结构中含有一个或一个以上的活性基团，在适当条件下，能够与纤维发生化学反应，形成共价键结合。
它可以用于棉、麻、丝、毛、粘纤、锦纶、维纶等多种纺织品的染色。
硫化染料这类染料大部分不溶于水和有机溶剂，但能溶解在硫化碱溶液中，溶解后可以直接染着纤维。
但也因染液碱性太强，不适宜于染蛋白质纤维。
这类染料色谱较齐，价格低廉，色牢度较好，但色光不鲜艳。
分散染料这类染料在水中溶解度很低，颗粒很细，在染液中呈分散体，属于非离子型染料，主要用于涤纶的染色，其染色牢度较高。
酸性染料这类染料具有水溶性，大都含有磺酸基、羧基等水溶性基因。
可在酸性、弱酸性或中性介质中直接上染蛋白质纤维，但湿处理牢度较差。
涂料适合于所有纤维，通过树脂机械的附着纤维，深色织物会变硬，但套色很准确，大部分耐光牢度好，水洗牢度良好，尤其是中、浅色。
个合成染料--马尾紫，使有机化学分出了一门新学科--染料化学。
20世纪50年代。
Pattee和Stephen发现含二氯均三嗪基团的染料在碱性条件下与纤维上的羟基发生键合，标志着染料使纤维着色从物理过程发展到化学过上面所介绍的各类染料，不但数量多，而且每类染料的性质和使用方法又各不相同。
纺织品常见色牢度问题及预防措施
纺织品常见色牢度问题及预防措施从事纺织印染行业的人士，基本知道牢度问题是所有染色疑问中被问及对多的问题。
染色牢度对染色、印花织物的质量要求很高，染色状态变异的性质或程度可用染色牢度来表示。
它与纱线结构、织物组织、印染方法、染料种类及外界作用力大小有关。
不同的染色牢度要求，会引起很大的成本差异和质量差异。
一、主要纺织品牢度1、日晒牢度日晒牢度是指有颜色织物受日光作用变色的程度。
其测试方法可采用日光照晒也可采用日光机照晒，将照晒后的试样褪色程度与标准色样进行对比，分为8级，8级最好，1级最差。
日晒牢度差的织物切忌阳光下长时间曝晒，宜于放在通风处阴干。
2、摩擦牢度摩擦牢度是指染色织物经过摩擦后掉色程度，可分为干态摩擦和湿态摩擦。
摩擦牢度以白布沾色程度作为评价原则，共分5级（1~5），数值越大，表示摩擦牢度越好。
摩擦牢度差的织物使用寿命受到限制。
3、洗涤牢度水洗或皂洗牢度是指染色织物经过洗涤液洗涤后色泽变化程度。
通常采用灰色分级样卡作为评定标准，即依靠原样和试样褪色后的色差来进行评判。
洗涤牢度分为5个等级，5级最好，1级最差。
洗涤牢度差的织物宜干洗，如若进行湿洗，则需加倍注意洗涤条件，如洗涤温度不能过高、时间不能过长等。
4、熨烫牢度熨烫牢度是指染色织物在熨烫时出现的变色或褪色程度。
这种变色、褪色程度是以熨斗同时对其它织物的沾色来评定的。
熨烫牢度分为1~5级，5级最好，1级最差。
测试不同织物的熨烫牢度时，应选择好试验用熨斗温度。
5、汗渍牢度汗渍牢度是指染色织物沾浸汗液后的掉色程度。
汗渍牢度由于人工配制的汗液成份不尽相同，因而一般除单独测定外，还与其它色牢度结合起来考核。
汗渍牢度分为1~5级，数值越大越好。
6、升华牢度升华牢度是指染色织物在存放中发生的升华现象的程度。
升华牢度用灰色分级样卡评定织物经干热压烫处理后的变色、褪色和白布沾色程度，共分5级，1级最差，5级最好。
正常织物的染色牢度，一般要求达到3~4级才能符合穿着需要。
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【1】直接染料直接染料能溶于水，在中性或弱碱性溶液中，可直接上染棉纤维。
染色时加入食盐等中性电解质，能增加染料上的杂量。
直接染料色谱齐全，染色方法简便，价格也较便宜，曾为棉织物的主要梁料。
但这种染料染色牢度不够好，需在后处理中进行固色处理。
【2】活性染料活性染料是指含有活性基团的可溶性染料。
在适当条件下，能与纤维素纤维、蛋白质纤维发生化学结合，大大地提高被染物的水洗、皂洗色牢度等。
同时，它还具有染色、印花简便、色泽鲜艳，色谱较齐，价格较便宜等优点。
但一般活性染料固色率不高，在碱性溶液中易水解，造成浮色。
所以织物染色时采用先染色，后固色的方法，以提高染料的固色率。
用于印花，要根据染料品种的不同，选用一相法或两相法印花。
还有一些活性染料的耐氯漂色牢度和耐气候色牢度较差。
【3】还原染料还原染料不溶于水，不能直接染色。
需在烧碱、保险粉的碱性强还原溶液中使其还原为隐色体，由隐色体上染棉纤维，经过氧化，回复成不溶性染料而固着于纤维。
还原染料的色谱齐全，色泽鲜艳，而日晒、皂洗色牢度均较优良。
但因价格较贵，某些黄、橙品种有光敏脆损作用，因此在应用上受到一定限制。
染色或印花时要加强皂煮后处理，去除浮色，提高鲜艳度。