染整工艺原理第4章 活性染料染色[专业严选]
染整工艺原理课件活性染料染色
O
H
H H2
DNCCCX
X
O H D N C C CH2
X
1. Higher activity 2. Good stability 3. Mainly used for 4. protein fiber.
五、多活性基类（Bifunctional reactive dyes）
一氯均三嗪基和β-乙烯砜硫酸酯基——国产 M型、国外Sumifix supra、部分Procion Supra，兼顾两者长处。
Cell
O
O
1. -位碳原子所连的取代基吸电子能力越 强，越容易使-位氢质子离去，反应越 强；
2. -位碳原子所连的基团越容易离去，反 应能力越强；
O
H 2 H 2 DS CCN
O
O
H 2 H 2
H 2 H 2
D S C C N C C S O 3 H
O
C H 3
二、纤维素纤维的结构与反应性
2位上的羟基反应能力最强，但存在空间 位阻；
• 工艺举例（一浴两步法）——工艺处方
染色
F值——表示洗去浮色后染料的固着率，反映染料的固色 率高低。
不同活性染料的控制要点
S值高，E-S值小——表示对纤维的直接性 高，可以通过加盐来控制调节吸附速率； 如KE、M型多数染料。
S值低，E-S值大——这类染料对加碱较为 敏感，可以通过分批加碱提高染料的匀染 性。如KN型染料。
第五节 纤维素纤维纺织品的浸染工艺
② 碱过早加入，引起染料的水解，使染 料失去与纤维的反应能力，降低染料 的固色率；
活性染料的上染及固色率曲线：
上 染 率 或 固 色 率 （ %） 上 染 率 、 固 色 率 （ %）
真丝用活性染料染色的反应机理
真丝用活性染料染色的反应机理
真丝用活性染料染色是一种用活性染料染色的方法，可以使真丝衣物拥有色彩艳丽的效果。
但是对于这种染色过程，如何能够清楚的认识其中的化学反应机理才是影响其最后色彩品质与否的关键。
真丝用活性染料染色的过程总共可以分为三个阶段。
首先，真丝衣物要进行重新浸渍，然后，通过给衣物表面施予活性染料的作用，渗透至衣物的内部；第三，通过对溶液的自发分解，氧化过程被激发，而真丝衣物的化学链就会逐步着色。
简而言之，衣物的真丝染色反应机理主要是由三种不同的物质形成的。
其中，最基本的是活性染料，该染料需要具备强大的紫外光抗性和耐腐蚀性；其次，用于调节pH值的速率形成缓冲溶液；最后，还需要有一定量的氧源，以激发氧化过程。
而这几种物质，就组成了真丝的染色过程的整体化学反应机理。
至此，我们就可以清楚的掌握真丝染色的原理机制，从而使得衣物能够拥有更加华丽而色彩绚丽的效果。
活性染料染色原理
活性染料染色原理活性染料染色是一种常用的染色技术，用于织物、纺织品、纸张等材料的染色。
活性染料通常呈现出强烈的可溶性、高色牢度和良好的亲和力。
其染色原理是在染色过程中，染料分子通过共价键或氢键与被染的物质发生化学反应，将染料牢固地结合在材料纤维或纸张上。
活性染料具有多种活化基团，如亚胺基、酯基、酰胺基、硫酸基、游离酮基等。
这些活化基团可以通过与纤维上的羟基、胺基等官能团发生反应，实现染料与纤维的结合。
活性染料分子结构复杂，一般含有芳香环、杂环和侧链等多个部分。
这些结构部分可以通过氢键和范德华力与纤维发生相互作用，增强染料与纤维的结合力。
染色过程中，活性染料分子首先通过化学反应与纤维表面结合，形成一个暂时的结合物。
然后，在染料经历搅拌、加热等步骤后，结合物中的活化基团与纤维官能团发生热反应，形成更稳定的共价键连接，从而确保染料牢固地附着在纤维上。
活性染料的染色过程还可能涉及到还原和氧化反应。
染色前，染料分子通常是氧化态，无法与纤维结合。
而在染色过程中，还原剂的作用下，染料分子被还原为可与纤维结合的形式。
染色结束后，通过氧化剂的作用，将染料分子重新氧化，使染料变得不溶于水，提高染色后织物的色牢度。
与其它染色技术相比，活性染料染色具有许多优点。
首先，活性染料具有极好的颜色鲜艳度，在染色过程中可以发生多种化学反应，使得染料颜色鲜艳且牢固。
其次，活性染料对许多纤维具有良好的亲和力，特别是对于天然纤维，如棉纤维。
最后，活性染料具有良好的耐洗度和耐光度，可在多次清洗和日晒后仍保持良好的颜色质量。
总之，活性染料染色是一种重要的染色技术，通过染料分子与纤维官能团发生化学反应，实现染料与纤维的牢固结合。
活性染料染色具有良好的亲和力、色牢度和耐洗度，广泛应用于织物、纺织品和纸张等材料的染色。
随着科技的进步，活性染料染色技术不断发展，为纺织品印染行业带来更多的颜色选择和实现更高的染色质量。
(完整版)活性染料染色方法
活性染料染色方法活性染料根据其活性基因不同，一般可以分为两类。
1.普通型（或称冷染性）活性染料国产X型活性染料属此类。
这类染料的活性基因为含有两个活泼氯原子的三聚氯氰。
它的化学性质非常活泼，反应能力较强，但染液的稳定性较差，能在低温（20～30℃）下与纤维发生化学反应而染色，同时也只需在低温和较弱碱剂（pH =10.5左右）的条件下完成固色。
2.热固型活性染料国产K型活性染料属此类。
它的活性基因也是由三聚氯氰组成，只是活性基团上仅有一个活泼氯原子。
它的化学活性较低，反应能力也差，染液相对稳定。
因此在与纤维进行反应时要求条件较为剧烈，固色温度要达90℃左右，同时还需较强的碱剂，固色时间也要比X型活性染料长。
属于热固型活性染料的种类较多，它们具有不同的活性基因。
由于所含活性基团的反应活性不同，反应条件也各不相同。
比如国产KN型活性染料，它的活性基团为β－羟基乙烯砜硫酸酯基，故又称乙烯砜型活性染料，它的反应活性介于X 型与K型活性染料之间，固色温度为60～65℃。
除此之外，还有含双活性基团的M型活性染料和含其他活性基团的活性染料。
(一)活性染料染色性能活性染料染色时，能将染料直接染到布上，同时由于它有较好的扩散能力，容易使染料扩散进入纤维内部，但由于此时尚未与纤维起化学反应，很容易用水把大部分染料洗掉，因此必须用碱剂促使染料与纤维产生化学反应，把染料固着在纤维上。
前者称为染色，后者称为固色。
活性染料与纤维素纤维的键合反应可用下述通式表示：D-T-X + HO-Cell －→ D－T－0-Cell +X- （1）D-SO2－CH=CH2+ HO-Cell-→D-SO2－CH2－CH2－O－Cell （2）(1)式是三聚氯氰型活性染料与纤维素纤维在碱剂存在下所发生的键合反应。
在碱剂作用下，纤维上羟基离解而使纤维素纤维带负电，成为亲核试剂进攻活性基团中带正电的反应活性中心，发生亲核取代反应，使染料和纤维合为一体。
染整工艺原理课件活性染料染色
可以提高染色效果。
3
温度控制
活性染料染色需要在适当的温度下进行，
时间控制
4
控制温度可以提高染色效果。
染色时间的长短会影响染色深浅和染色 均匀度。
常见问题解决
染色效果不良
• 染料质量不合格 • 染色条件不当 • 纺织品质量问题
卫生问题
• 染缸清洗不彻底 • 处理废水不当 • 化学品存储问题
成本控制问题
• 选用合适的染料和助剂 • 优化染色工艺 • 减少浪费和损耗
染色效果评估
牢度指标 色差 手感
评判染色是否符合要求 评价染色效果的好坏 决定纺织品舒适度及质感
结论和总结
活性染料染色是染整工艺中的重要环节，掌握其特性和染色过程可以提高纺织品的染色效果。
1 工艺控制
2 常见问题解决
3 染色效果评估
浴比、pH、温度和时间的 控制对染色效果有显著影 响。
染色效果不良、卫生问题、 成本控制是染整工艺中需 要解决的问题。
牢度指标、色差和手感可 以评价染色效果。
染色过程
准备工作
测量配方、准备染液、预处 理纺织品。
染色操作
将纺织品放入染缸，逐渐加 热，控制pH和时间，洗涤意浴比、 pH、温度、时间等因素的控 制，以提高染色效果。
染色工艺控制
1
浴比控制
控制浴比可以提高色彩均匀度和色差的
pH控制
2
稳定性。
不同的染料有不同的最佳pH值，控制pH
3
染整的重点
染色和整理是染整工艺的重点和难点，需要对染料特性、染色条件、机械原理等 方面进行深入研究。
活性染料的特性
分子结构
活性染料分子中含有反应基团， 可以与纤维分子共价键合，使染 色牢度更高。
活性染料染色—活性染料对纤维素纤维染色的方法及工艺
特点：设备简单、能耗低、染料利用率较高，匀染性好 ，适用于小批量，多品种生产
染料要求：反应性强，直接性低，扩散速率快的染料
活性染料对纤维素纤维的染色
活性染料对纤维素纤维的染色
§二浴二步法 1）工艺流程 练漂半制品→（水洗润湿）→染色（上染）→固色→冷 水洗→热水洗→皂煮→热水洗→冷水洗→脱水→烘干 2）工艺处方及条件
活性染料对纤维素纤维的染色
活性染料对纤维素纤维的染色
§一浴一步法 1）工艺流程 练漂半制品→染色（上染、固色）→冷水洗→热水洗 →皂煮→热水洗→冷水洗→脱水→烘干 2）工艺处方及工艺条件
活性染料对纤维素纤维的染色
2）一浴二步法 这种染色方法是先在中性浴中进行染色，让染料上染
纤维，并加电解质进行促染，再加入碱剂固色。 特点：染浴吸尽率较高，染浴稳定性好，色光易控制， 织物的染色牢度较好，一般不续缸染色。
这种方法主要适用于小批量、多品种的染色，目前棉 针织物、纱线等一般都采用这种方法进行染色。
电解质一般选用元明粉，其用量取决于染料亲和力的高低、 色泽的深浅、和染料溶解度的大小。
亲和力高、溶解度小、色泽浅，可不加或少加，以保证匀染 效果，反之则应多加，提高染料上染百分率。
活性染料对纤维素纤维的染色
碱剂通常为纯碱和磷酸三钠，少数也可用烧碱。染料反应 性强的宜用纯碱，反应性较弱的宜用磷酸三钠，个别情况 可用烧碱。由于纯碱价廉，目前工厂采用纯碱的比较多。 ④后处理 一般不采用碱性皂洗，防止引起染料—纤维键色光改变和 染色牢度下降。 织物上的碱要充分洗净，防止织物在贮存过程中发生色变 ，即“风印”。防止办法： 1）充分洗除织物上的碱剂 2）水洗后烘干前浸轧醋酸1g/L
染整工艺 原理 大纲
第四章活性染料染色4-1 概述活性染料并不象一般染料那样以物理吸附或离子键等与纤维结合，而是以共价键的方式与纤维结合的一种新型染料。
共价键证明—见染色理论化学 P325－330活性染料的结构类型1、结构通式： W-D-B-Re2、染料母体结构染料母体结构决定了染料颜色和上染性能,活性染料母体结构多为分子结构简单的酸性染料,带有一定数目的水溶性基团。
主要有偶氮类、蒽醌类、酞菁类、金属铬合型等。
3、活性基团结构活性基团结构决定了染料反应性大小,是制定染色工艺的重要依据。
●含活泼卤素原子的氮杂环活性基团均三嗪结构二氯均三嗪 X procion MX一氯均三嗪 K procion H嘧啶结构三氯嘧啶、二氟一氯嘧啶 F•●含活泼卤原子及硫酸酯的脂肪链活性基☻乙烯砜型 D-SO2-CH2-CH2-OSO3HKN Remazol、Sumifix☻α-溴代丙烯酰胺型 Lanasol●膦酸基活性基 P Procion T●复合(多)活性基☻ K+KN M ME B Sumifix Supra☻ K+K KD KE Procion HE Cibacrom E☻F+KN F (染-纤键耐碱) Cibacrom CKN(染-纤键耐酸)目前多活性基染料开发主要着眼于※提高吸尽率;※应用于低盐染色;※减少染色水解、褪色；活性染料特征：（1）具有水溶性基团（2）具有活性基团（3）分子结构简单，母体为结构简单的酸性染料母体（4）由此，湿牢度优良，匀染性好，色谱齐全，色泽鲜艳缺点：（1）耐氯及日晒牢度较差（2）在水中易水解，利用率较低用于纤维素纤维染色、印花，也有专供蛋白质纤维使用的。
•4—2 活性染料与纤维素的的反应性一、活性染料与纤维素的反应机理1、活性基团的反应性活性染料与纤维反应均为亲核反应,其反应中心为活性基团电子云密度较低的碳原子,因而活性基团反应性大小,与纤维反应的难易,所生成的共价键稳定性大小,均与其正电荷反应中心密切相关。
染整工艺原理第4章 活性染料染色
活性染料染色
第四章
Reactive Dyes 活性染料染色
.
染整工艺与原理
活性染料染色
什么是活性染料（What is a Reactive Dye）? 与纤维形成共价键的染料-（A dye forming a covalent link to a fibre）
活 性 染
[ Chromophore 染料母体
.
染整工艺与原理
Compatibility 配伍性（ Remazol RR）
Exhaustion Fixation
rel. colour strength (%)
Fixation curve for Remazol RR trichromatic dyeing
120
100
Yellow RR
Red RR
high 高
Levafix EN 丽华实 EN [一氟均三嗪基]
high 高
high 高 medium 中 medium 中 very low 很 低 medium 中
high 高
Remazol 雷马素(VS) [乙烯砜基]
low 低 medium 中 very low 很 very high 很
低
活性染料染色
.
染整工艺与原理
Exhaust Dyeing Processes浸染工艺
活性染料染色
Alkali Controlled Processes 控碱工艺
Temperature
Controlled Processes 控
温工艺
Moving Goods 动 货 物 Stationary Fabricve group
反应基团
n
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80g/L
一类荟萃
17
染整工艺与原理
浴比影响
活性染料染色
Shorter Liquor Ratio 更小浴比
Less Hydrolysis更少水解
Linker 连接基
] Reactive group
反应基团
n
活性染料的组成
Shade 颜色 Fastness 牢度 Levelness 匀染性 Substantivity 直接性
Fastness 染色牢度 Fixation 固色率 Application temperature 固色温度
Solubility 溶解度
活性染料染色
Alkali Controlled Processes 控碱工艺
Temperature
Controlled Processes 控
温工艺
Moving Goods动货物 Winch, Jet, Overflow 绞盘，喷射，溢流
Stationary Fabric织物静止 Yarn, Hank, Beam 纱线，绞纱，经轴
Application temperature 染色温度
一类荟萃
2
染整工艺与原理
活性染料染色
DDeevveeol ol ppmmeennttni ni EExxhhaauussttoi oi nnDDyyeeni ni gg浸染工艺的发展
Efficiency, Economy, Ecology
➢ Shorter production cycle 生产速度快 ➢ Shorter L.R. 低浴比 ➢ Bigger batch size 大染缸 ➢ High fixation value高固色率 ➢ Favourable wash-off properties 良好的清洗性 ➢ Ecological 环保
一类荟萃
3
染整工艺与原理
Compatibility 配伍性（ Remazol RR）
Exhaustion Fixation
r e l . colour strength (%)
Fixation curve for Remazol RRtrichromatic dyeing
120
100 80 60 40 20 0 0
Increasing reactivity 反应性提高
Increased substantivity直接性提高 Increased fixation固色率提高 Lower migration移染性降低 More hydrolysis更多水解
pH值为 11～12
一类荟萃
16
染整工艺与原理
电解质影响
活性染料染色
梭织匹染－缓流染色机 Woven Piece Dyeing - Softflow Dyeing Machine
一类荟萃
10
染整工艺与原理
纱线染色－筒子染色机 Yarn Dyeing - Package Dyeing Machine
活性染料染色
一类荟萃
11
染整工艺与原理
Exhaust Dyeing Processes浸染工艺
染整工艺与原理
活性染料染色
匹染－气流喷射染色机 Piece Dyeing - Pneumatic Jet Dyeing Machine
一类荟萃
6
染整工艺与原理
活性染料染色
匹染－气流喷射染色机
Piece Dyeing - Pneumatic Jet Dyeing Machine
一类荟萃
7
染整工艺与原理
Moving fabric动织物 Winch, Jet, Overflow 绞盘，喷射，溢流
Stationary Fabric织物静止 Yarn, Hank, Beam 纱线，绞纱，经轴
一类荟萃
12
染整工艺与原理
E S
F
T50
DYE ON FIBRE
M.I.
纤维上染料
Migration Alkali Phase Addition加碱
染整工艺与原理
活性染料染色
第四章 Reactive Dyes 活性染料染色
一类荟萃
1
染整工艺与原理
活性染料染色
什么是活性染料（What is a Reactive Dye）? 与纤维形成共价键的染料-（A dye forming a covalent link to a fibre）
[ Chromophore 染料母体
移染阶段 TIME时间
Fixation 固色
染色特征值
活性染料染色
一类荟萃
13
染整工艺与原理
低S值，E-S差值大：
E
E
F
DYE
ON S
FIBRE 纤维上染料
S
初始加盐 计量加碱 （逐步）
TIME时间
低亲和力活性染料上染和固色曲线
活性染料染色
一类Hale Waihona Puke 萃14染整工艺与原理
活性染料染色
温度对上染的影响
Increasing temperature Increased reactivity反应性提高 Lower dye yield更低得色量
Yellow RR Red RR Blue RR
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 time (min)
一类荟萃
活性染料染色 4
染整工艺与原理
活性染料染色
匹染－液压喷射染色机 Piece Dyeing - Hydraulic Jet Dyeing Machine
一类荟萃
5
升温
Decreased substantivity直接性降低 Better levelness更好匀染性
Improved migration移染性改善
More hydrolysis更多水解
30°C
60°C
90°C
一类荟萃
15
染整工艺与原理
pH值影响
活性染料染色
pH-increase pH值增加
pH值为 7
Electrolyte addition 加电解质
Increased substantivity High fixation yield高固色量
直接性提高
Lower migration移染性降低
Reduced dyestuff solubility 染料溶解度降低
15g/L
Common salt or Glauber‘s salt 元明粉或精盐
活性染料染色
匹染－气流喷射染色机
Piece Dyeing - Pneumatic Jet Dyeing Machine
一类荟萃
8
染整工艺与原理
活性染料染色
梭织匹染－缓流染色机 Woven Piece Dyeing - Softflow Dyeing Machine
一类荟萃
9
染整工艺与原理
活性染料染色