还原染料染色
还原染料染色原理
还原染料染色原理还原染料是指在碱性条件下被还原而使纤维着色，再经氧化，在纤维上恢复成原来不溶性的染料而染色，用于染纤维素纤维; 将不溶性还原染料制成硫酸酯钠盐，变成可溶性还原染料，主要用于棉布印花。
原理还原染料不溶于水，染色时要在碱性的强还原液中还原溶解成为隐色体钠盐才能染上纤维，经氧化后，恢复成不溶性的染料色淀而固着在纤维上，一般耐洗、耐晒坚牢度较高。
例如士林蓝等。
主要用棉、涤棉混纺织物染色；维纶亦可上色；在丝绸行业中，用于人丝、人丝·人棉交织，真丝绸拔染印花。
还原染料染色过程还原染料染色时，可采用浸染，卷染或轧染。
一般纱线及针织物大都用浸染，机织物大都用卷染和轧染，一般都包括下述四个基本过程。
染料还原染料的还原过程，也就是还原染料隐色体的生成过程，一般都是在碱性介质中进行的。
在还原染料的分子结构中都至少含有两个羰基（=C=O），它们在强的还原剂连二亚硫酸纳（俗称保险粉）的作用下，羰基被还原成羟基（－OH）。
保险粉化学性质非常活泼，在碱性条件下即使温度很低，也可产生较强的还原作用，从而使还原染料被还原为隐色酸。
Na2S204 + 2H2O －→ 2NaHSO3 + 2[H]2=C=O + 2[H] —→ 2 ≥C-OH反应中生成的羟基化合物就是染料的隐色酸，它也和染料一样不溶于水，但可溶于碱性介质中，成为隐色体钠盐溶液。
由于隐色体钠盐不常呈现染料原有的颜色，故被称为隐色体：≥C-OH + NaOH－→≥C－ONa + H2O在用保险粉-烧碱法进行染料还原溶解时，应掌握好烧碱、保险粉的用量和还原温度，才能使染料正常还原，否则会使染料产生过度还原或水解以及分子重排等不正常的反应，致使染液破坏，色泽萎暗，染色牢度降低。
还原染料经保险粉、烧碱还原溶解成隐色体钠盐后，即对纤维素纤维产生直接性，先吸附于纤维表面，然后再向纤维内部扩散而完成对纤维的上染。
由于染液中含有大量电解质，对纤维的直接性较大，故上染纤维的速率较快，染料的移染性能较差，往往不易染匀。
VAT
C还原液温度： 若40-60℃，许多还原染 料的还原速率提高3-4倍左右。 D颗粒大小：<2μm。 3.还原方法：采用隐色体染色法。 ①干缸还原法（小浴比还原法）P105； 适用于还原速率较低，隐色体溶解性 能较好的还原染料，如还原桃红R。
②全浴还原法：P105。适用于还原速率 较高，隐色体溶解性能较差或在高浓 度烧碱和保险粉条件下易产生副反的 还原染料，如还原大红R、还原蓝 RSN。 4.还原过程中的不正常反应：P106 ①过度还原：超过正常情况下（2个羰基） 4个羰基被还原，氧化后不能回复到原 来染料。
26tex*28tex平布 60kg/卷 工艺流程及主要工艺条件：染料全浴还 原（55-60℃，8-10min）→卷 染 （62℃+-5℃，9道；第2、5、8道末补 充保险粉） →过缸冷水洗4道 →氧化 （40℃，5道） →冷水洗2道 →皂洗 （95℃，6道）→热水洗 （80℃以上， 4道） →冷水洗2道→上卷。
隐色体结构中的羟基环烷硫酸脂后，使 其共厄效应和生成氢键的能力减弱。 可溶性染料对棉纤维的直接性大小主要 取决于分子结构的同平面性。共轭双 键的多少以及取代基的性质，硫酸脂 基的数目以及在整个分子中所占的比 例。分子量大，同平面性好，共轭系 统长的染料直接性高。硫酸脂基的数 目越多，整个分子中所占的比例越大， 则染料的直接性越低。
③对于隐色体较稳定的还原染料，可适 当提高染色温度，增进染料移染。 ④采用悬浮法轧染 或隐色酸染色法是改 善白芯效果最有效的方法。 3. 隐色体的染色方法：P108 甲法：采用此法的染料分子结构较复杂， 对纤维的亲和力较大，染料的聚集倾 向大，扩散速率低，染色时温度在60 摄氏度左右，烧碱的浓度较高，不加 促染剂，可适当加入匀染剂。
但缺乏鲜艳的大红色，价格较贵。 5.使用时必须在碱性条件下，用烧碱、 保险粉还原处理。 Na2S2O4 H+ 〓C〓O → 〓C-O- → 〓C-OH ∣ ← - ∣ 隐色体 OH 隐色酸
还原染料染色—还原染料的染色方法及其工艺
一、隐色体染色法
隐色体染色法是将染料预先还原成隐色体钠盐溶液，在 染浴中被纤维吸附、上染，然后经过氧化、皂洗的染色方法 。广泛应用于纱线，针织品的染色。
2、工作液组成
悬浮液：
还原染料 X 分散剂 0.5-1.5g/L 渗透剂 1-2g/L 防泳移剂 适量
还原液：
烧碱 16－20g/L 保险粉 16－20g/L 染液或食盐 适量
还原染料的染色方法及其工艺
3、工艺条件： 1）浸轧染液：一浸一轧或二浸二轧、轧余率60-70%、 T﹤40℃ 2）浸轧还原液：一浸一轧、 T﹤30℃ 3）汽蒸：102-105℃×30S
还原染料的染色方法及其工艺
2）染色方法的选择：染色方法选择的依据是隐色体溶液
性质、对纤维亲和力的大小及染料的扩散性能等。
§隐色体聚集倾向大的染料
•对纤维的亲和力高
•需在较高的烧碱中溶解 •扩散性能差，需用较高温度的染色
甲法染色
•不加盐促染
§隐色体聚集倾向小的染料
•对纤维的亲和力低 •可适当降低烧碱浓度
缺点：此法操 作比较麻烦， 匀染性和透染 性较差，常出 现“白芯”现 象，故宜选用 匀染性较好的 染料。
一、隐色体染色法
（一）工艺流程 染料预还原→浸染或卷染→水洗→氧化→水洗→皂洗→水洗
（二）工艺说明 1、染料还原方法的选择
在进行染料预还原时应根据染料的性能选择适当的还原 方法，对于还原速率低，染料隐色体溶解度高，在高浓度保 险粉和烧碱条件下不易发生副反应的染料，可选用干缸还原 法还原；反之，应选用全浴还原法还原。
染色技术第六章 还原染料染色
三、还原染料的染色过程
2、染料隐色体上染 （2）隐色体上染方法 丙法：在低温(25～30℃)和碱浓度低的条件下染色。 染色时要加促染剂，以提高上染百分率。适用的染 料的分子结构较简单，亲和力较低，扩散性较好， 匀染性较好。
特别法：在较高的温度（70℃左右）、较高的保险
粉和烧碱浓度下染色，一般不加促染剂。适用的染 料一般还原速率特别慢，且不易发生副反应。
硫靛结构类
还原红5B
颜色鲜艳， 染色牢度比 较好。
靛蓝-硫靛混合结构类
还原紫BBF 色泽大部分为紫色。
半靛结构类
还原印花蓝2G
一半为靛蓝 结构或硫靛 结构，另一 半为醌结 构。
第六章 还原染料染色
三、还原染料的染色过程
染料还原溶解 →隐色体上染→氧化固色→后处理
1、染料还原溶解
（1）还原反应
＊易还原的染料其还原速率不一定大！
还原性能与染料结构的关系
一般规律： 靛蓝染料：隐色体电位负值较小，还原速率较低； 蒽醌类染料：隐色体电位负值较大，还原速率较高。 例如： 还原橙RF（靛类）： 隐色体电位：-780mV，半还原时间：50min； 还原橙9号（蒽醌类）： 的隐色体电位：-892mV，半还原时间：36s。
造成“一低”的原因 是还原染料隐色体的 亲和力高，染色温度 低，染料扩散性能差。
三、还原染料的染色过程
2、染料隐色体上染 （2）隐色体上染方法 甲法：在较高的染色温度(60℃左右)下和较高烧碱 浓度下染色，不加促染剂。适用的染料分于结构 较复杂，隐色体的聚集倾向较大，亲和力较高，扩 散性能差，匀染性较差，染色时可用缓染剂。 乙法：在较低温度(45～50℃)和较低的烧碱浓度下 染色。适用的染料结构介于甲法与丙法间，染中、 浓色，要加适量促染剂，以提高上染百分率。在染
实验七 还原染料染色
实验七 还原染料染色一、实验目的掌握还原染料还原和染色（浸染和轧染）的一般方法。
二、实验原理还原染料是一类非水溶性染料，主要用于纤维素纤维的染色，其分子中不含有水溶性基团，但含有两个或两个以上的羰基，能在碱性条件下被强还原剂还原成水溶性的隐色体钠盐而上染纤维。
上染纤维后，再经氧化处理，使染料恢复为非水溶性的色淀固着在纤维上，染色反应过程如下：C=O [H],[OH -]C O-[O]C=O染料 还原为隐色体后上染纤维 氧化后恢复为染料还原染料还原为隐色体后，与直接染料上染纤维素纤维相似，对纤维有很高的直接性，其直接性的来源，目前还没有充分的理论解释，但一般认为是范德华力和氢键所致。
因还原染料分子结构大，芳环共平面性好，对纤维素纤维的亲和力较大，因此初染率较高，移染性较差，易产生染色不匀的现象。
还原染料还原为隐色体，常用的还原剂是保险粉（连二亚硫酸钠，Na 2S 2O 4）。
在碱性条件下保险粉具有很强的还原能力，还原反应如下：C=O + Na 2S 2O 4 + 4 NaOH 2 Na + 2Na 2S 2O 3 + 2H 2O2 C O 还原染料的还原操作有全浴法和干缸法两种方法。
全浴还原主要用于还原速度较快、隐色体溶解度较小或容易过度还原的染料品种。
干缸还原采用高浓度还原剂对染料进行还原，适用于还原速度较慢的染料。
还原染料不同品种之间的还原性能差异很大，具体染料使用何种方法进行还原应查阅还原染料的应用资料。
还原染料可以采用浸染或轧染方法进行染色。
浸染方法采用隐色体染色工艺，先将染料还原，配制成隐色体溶液，然后上染纤维。
为了获得较高的匀染性和上染率，根据各染料适宜的染色温度，浸染方法可分为甲、乙、丙和特别法四类。
常用的是前三类方法。
其中，甲法染色温度较高，60～65℃，适用于隐色体对纤维亲和力高，容易聚集的染料；丙法染色温度较低，30～35℃，适用于亲和力较低，聚集倾向较小的染料；乙法染色温度为50～55℃，介于上述两者之间。
还原染料染色方案
还原染料染色方案引言还原染料是一种常用的染色剂，其柔软的颜色和良好的亲和力使它成为纺织工业和纺织艺术中的重要材料。
本文将讨论还原染料的染色方案，以帮助读者了解还原染料的应用和操作流程。
一、还原染料的特点1.亲和力强：还原染料能够与纤维的氧化剂相互作用，形成稳定的化学键，从而实现染色效果持久。
2.颜色鲜艳：还原染料具有艳丽的色彩，可以通过混合和配比来调配出不同的色调。
3.环境友好：与传统染料相比，还原染料在染色过程中生成的废水和废料对环境影响较小。
二、还原染料染色方案还原染料的染色方案根据不同纤维材料和染色效果的要求而有所差异。
下面将介绍一种常用的还原染料染色方案。
1. 准备工作在开始染色之前，需要进行以下准备工作：•准备材料：还原染料、纤维材料（如棉布、羊毛）、染色助剂（如盐酸、碱液）、水。
•准备设备：染色缸、加热设备（如加热板、炉灶等）、搅拌器、PH 计。
•准备环境：选择通风良好的地方进行染色，避免染料和染色助剂的刺激。
2. 执行步骤下面是还原染料染色的基本步骤：•步骤1：将纤维材料洗净，以去除表面的尘埃和污垢。
•步骤2：准备染色缸，并向其中加入适量的水。
•步骤3：加入适量的盐酸或碱液，以调整染液的pH值。
•步骤4：添加适量的还原染料，并充分搅拌，使染料充分溶解。
•步骤5：加热染液至适宜的温度，并保持恒温。
•步骤6：将纤维材料放入染液中，并充分搅拌，使染料均匀渗透。
•步骤7：控制染色时间，根据染色深浅的要求进行调整。
•步骤8：取出纤维材料，用清水洗净并脱水。
•步骤9：进行后处理，如定型、漂洗和烘干等。
3. 注意事项在进行还原染料染色时，需要注意以下事项：•安全操作：遵守相关操作规范，避免直接接触染料和染色助剂，以免对皮肤和呼吸系统造成伤害。
•控制染色条件：根据染料的要求，控制染色液的温度、浓度和pH值，以保证染色效果的稳定性和一致性。
•环境保护：在染色过程中注意废水和废料的处理，采取环境友好的措施，减少对环境的污染。
还原染料、其还原剂及染色工艺
1、全浴法（养缸还原法） 全浴法（养缸还原法）
• 特点
– 浴比大 – 烧碱、保险粉浓度相对较低 烧碱、 – 还原条件温和
• 应用
– 适用于还原速率快，隐色体溶解度低或在高浓 适用于还原速率快， 度保险粉和烧碱作用下易水解、过还原、 度保险粉和烧碱作用下易水解、过还原、脱卤 等副反应的染料 – 如：还原大红 、蓝RSN、蓝BC等 还原大红R、 、 等
二、还原染料隐色体的上染
• (一) 隐色体上染的特点 一 • 还原染料隐色体上染纤维素纤维类似于直接染料 阴离子染料）染棉。 （阴离子染料）染棉。通过范德华力和氢键被吸 附在纤维表面，然后向内部扩散。 附在纤维表面，然后向内部扩散。 • “两高一低” 两高一低”
影响还原速率的因素（续上页） 影响还原速率的因素（续上页）
• 染料的结晶性质
– 若染料形成结晶，则还原速率降低，故染色时 若染料形成结晶，则还原速率降低， 以采用超细粉还原染料为佳。 以采用超细粉还原染料为佳。
• 反应物的浓度
– 反应物浓度高，反应比较迅速。 反应物浓度高，反应比较迅速。
• 还原时的温度
• 染料变成隐色体，结构发生变化，因而颜色也发 染料变成隐色体，结构发生变化， 生相应的变化。 生相应的变化。
– 靛类：隐色体颜色通常比染料本身浅 靛类： – 原因：共轭双键减少，失去了失电子基，吸收波向短 原因：共轭双键减少，失去了失电子基， 波方向移动
一、染料的还原溶解
• 染料变成隐色体，结构发生变化，因而颜色也发 染料变成隐色体，结构发生变化， 生相应的变化。 生相应的变化。
第二节
还原染料的染色过程
一、还原染料的还原溶解 二、还原染料隐色体的上染 三、还原染料隐色体的氧化 四、染色后处理
还原染料的染色办法及工艺
• 2、工艺流程
染色（6~10道）→室温水洗（4道）→氧化 （4道）→皂洗（4~6道）→热水洗（2道） →冷水洗（1道）→上卷
（三）还原染料隐色体卷染法的工艺实例
3、染色处方
• 染液组成
– 还原蓝RSN（53%） 1560g
• 根据“染料扩散性能测试样卡”（渗圈标 样）评定等级。5级最好，1级最差。
二、还原染料悬浮体轧染
• 优点
– 可以克服隐色体染色的初染率高和移染性能低 的缺点，不会有“白芯”现象。由于悬浮体对 纤维无亲和力，均匀分布在纤维与纱线的表面， 还原后隐色体可向内扩散，具有较好的匀染性 和透染性，改善“白芯”现象。
– 对染料的适应性较强，不受染料上染率不同的 限制，因此上染率不同的染料可拼染。产量高、 质量好。
10~15min
• 还原黑BB
– 有效氯15g/L的NaClO，室温，10~15min
4、皂煮工艺
• 皂煮条件
– 3~5g/L肥皂和3g/L纯碱，95℃，5~10min
卷染
• 应用较少普遍 • 适于小批量、多品种生产，劳动生产效率低 • 近年来改进
– 减小染浴容量 – 自动调向 – 自动调速以降低织物张力 – 加盖密封 – 外套钢筒 – 高温高压染色
卷染
• 卷染大多数可用全浴法 • 特别法I的染料宜用干缸法 • 匀染性好 • 染色过程中应追加保险粉 • 染色在45~60min内完成。 • 浴比为1:3~1:5 • 氢氧化钠和保险粉浓度较高。
卷染
• 氧化剂氧化工艺流程 染色（6~10道）→室温水洗（4道）→氧化 （4道）→皂洗（4~6道）→热水洗（2道）→ 冷水洗（2道）→上卷
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(三）不正常的还原现象 • 过度还原（引起染料亲和力下降，染色后难氧化）
•
• •
脱卤：温度高
酰氨基水解：温度和碱浓度高 隐色体结晶析出
•
• • • •
还原温度低
隐色体溶解度低 不适当加盐 放置时间过长 烧碱、保险粉浓度过高
二、染料隐色体的上染 （一）隐色体上染机理——与直接染料上染相似。依靠分子 间力与氢键与纤维相吸附。
（三）染色方法分类
• 甲法：适合结构复杂，亲和力高，扩散性差，易 聚 集的染料，采用60 ℃染色，不加盐催化，要 加缓 染剂，降低初染速率。碱和保险粉用量较高。 • 乙法：适合结构较简单，亲和力较低，初染速率 较 低的染料，采用45～ 50 ℃染色，碱和保险粉 用量较低。 • 丙法：使用于结构简单的染料。采用25～ 30℃染 色， 碱和保险粉用量再降低，可加盐促染。
结构特点 有多个羰基； 大多具有很好的平面性。 结构类型
② 没有水溶性基团；
靛系（Indigoid）—— indigo, bibromoindigo,
tetrabromoindigo, thioindigo
蒽醌（Anthraquinone）——contain one or more
稠环（ Fused ring polycyclic）
第五章 还原染料染色 Vat Dyes
第一节 引言 第二节 还原染料的染色原理 第三节 还原染料的上染过程 第四节 还原染料的染色工艺 第五节 可溶性还原染料染色
第一节 引言（Introduction) 定义——还原染料不溶于水，分子上含有 两个或几个共轭的羰基(＞C=O) ，染色时 先在碱性条件下还原为隐色体钠盐对纤维 素纤 维上染，再氧化为原来不溶性染料固 着在织物上。
四、皂洗 1. 皂洗的作用 去浮色。 改变染料在纤维上的物理状态，改善染料 牢 度和颜色（鲜艳、纯正、稳定）。 2. 皂洗时间——时间越长颗粒增长越大，形 成表面聚 集，摩擦牢度降低。
染色步骤 1. 染料的还原和溶解（ Reduction) 2. 隐色体上染 (Adsorption of dye on fibers) 3. 隐色体的氧化 (Oxidation) 4. 皂洗 (Soaping)
第三节 还原染料的染色过程（Dyeing Procedure) 一、还原和溶解
（一）还原性能 隐色体电位（leuco potential)——碱性条件下， 将一定浓度的染料用保险粉、烧碱溶液还原成 隐 色体，在一定条件下，用氧化剂（赤血盐）滴定， 染料被氧化开始析出沉淀时所测得铂电极和甘汞 参比电极间的电动势。 隐色体电位的意义——绝对值越小，表示染料越 容易被还原，且还原状态比较稳定；反之，则越 难还原，需要在较强烈的条件下进行。 必要条件——还原剂的还原电位绝对值大于该染 料隐色体电位，才能发生还原溶解。
三、染料隐色体的氧化
目的——上染的隐色体，氧化为原来的染料，固着在纤 维上并显色。
注意事项 1. 易氧化的染料，水洗后透风（空气）氧化。 2. 难氧化的，亲和力较低，加氧化剂带碱氧化，后水洗。 3. 碱性条件下比酸性条件易氧化，容易过度氧化的染料， 需进行水洗后氧化。 4. 某些染料的氧化，具有特殊要求，应根据染料而异。 氧化剂种类——过硼酸钠、双氧水、重铬酸盐的酸性溶 液。
① 平平加类——能和染料隐色体形成不稳定的结合体，再 缓慢分解出隐色体，从而降低上染速率；
② 阳离子类——慎用，容易引起沉淀，或降低上染率；
③ 牛皮胶——高分子动物蛋白质，对隐色体形成保护胶体， 延缓上染速率。
2. 增进移染——加入助溶剂如乙醇、三乙醇胺等，降低隐 色体的聚集，提高扩散和移染性。 3. 适当提高温度，延长染色时间，增进移染。
② 温度高，还原速率高
③ 还原剂的浓度越高，速率越高
④ 染料的颗粒大小与结晶性质——颗粒小即比表 面大，速率快；
（二）还原剂 1. 保险粉：连二亚硫酸钠，Na2S2O4
保险粉在空气中容易发生分解：
2Na2S2O4 +3O2 +2H2O 4NaHSO4
2. 二氧化硫脲 ① 稳定性好 ② 还原能力强 ③ 溶解性差些 ④ 易过度还原（用量要少）
分子结构与还原难易关系 1. 靛系及黄蒽酮还原染料易被还原；蒽醌类 还原染料难还原。
2. 同一母体结构的染料，苯环上含吸电子基， 易还原；含供电子基，难还原Βιβλιοθήκη 3. 苯环结构较多的染料难还原。
还原速率及影响因素 1. 半还原时间——还原达到平衡浓度一般所需的 时间。越小，表明还原速率越快。 2. 影响因素 ① 染料结构本身（含吸电子基易还原）
1.
应用特性（Application Characteristics) 颜色鲜艳
2.
3.
各种牢度一般都比较高，尤其是耐晒、耐洗牢度 （ except the indigo）
成本比较高
4.
5. 6.
匀染性差，容易产生白芯
主要用于棉织物染色 在干燥情况下，易发生光敏脆损现象。
7.
靛蓝摩擦牢度差。
① ③
2. 对纤维有亲和力
3. 氧化恢复为原来不溶状态的染料，固着在 纤维上。
O
OH
ONa
2H
-2H
OH H
OH ONa
O
Vat dye (insoluble, have no affinity)
Leuco acid (insoluble, have little affinity)
Leuco (soluble, have affinity)
O H N
O
N H O
R R
O HN NH O
O
vat blue 4
O O
R = -OCH3 substituted dibenzanthrone (C. I. Vat Green 1)
第二节 还原染料的染色原理（Dyeing principle) 染色原理 1. 可溶性的隐色体钠盐:
（二）隐色体的染色性能——匀染性、透染性差，有“白芯” 现象。
原因
1. 初染率高——隐色体分子较大、平面性好、对纤维亲和 力高；染浴中含有保险粉、烧碱等大量的电解质，对隐 色体上染起促染作用。
2. 染色温度低——过高，会引起染料过渡还原；同时会使 保险粉消耗太多。
改进措施 1. 降低初染率——控制上染温度、选用适当的缓染剂。