第04章 活性染料染色
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 （ %）
活性染料染色实验报告
活性染料染色实验报告实验报告：活性染料染色实验一、实验目的1.了解活性染料的性质和染色特点。
2.学习活性染料染色的实验方法。
3.观察和分析活性染料在不同条件下的染色效果。
二、实验仪器和试剂1.实验仪器：显微镜、恒温槽等。
2.试剂：活性染料、棉布、水、乙醇等。
三、实验步骤1.准备工作：将棉布切成相同大小的样品，并用水洗净晾干。
2.制备活性染料溶液：按照一定比例将活性染料加入适量的水中，并充分溶解。
3.染色过程：（1）实验组：将棉布样品浸泡在准备好的活性染料溶液中，温度为50摄氏度，时间为30分钟。
（2）对照组：将一块棉布样品浸泡在清水中，温度和时间与实验组相同。
4.洗涤：（1）实验组：将染色后的棉布样品用温水冲洗，直至水不再有染料溢出。
（2）对照组：将清水浸泡的棉布样品用温水冲洗，直至水不再有染料溢出。
5.观察和比较：将染色后的棉布样品和对照棉布样品取出，观察比较染色效果。
四、实验结果通过实验观察和比较，得出以下结论：1.活性染料染色后，棉布的颜色明显变化，比对照组更加饱和。
2.活性染料染色后，棉布的染色效果均匀，没有出现斑块现象。
3.与对照组相比，活性染料染色后的棉布在洗涤过程中染料流失较少，颜色保持较稳定。
五、结果分析活性染料具有较好的亲染性和亲水性，可以更好地与棉纤维结合，因此染色效果更加饱和均匀。
同时，活性染料在洗涤过程中的染料流失较少，说明其有较好的牢固性，不易褪色。
活性染料的这些优点使其成为一种常用的染料类型。
六、实验总结通过本次实验，我对活性染料染色的特点和方法有了更深入的了解。
活性染料染色效果饱和、均匀，并具有较好的牢固性。
实验中的操作过程需要细心和耐心，尤其是在染色后的洗涤过程中要注意染料流失情况。
实验结果的差异可能与染色浓度、温度和时间等因素有关。
七、改进建议为了进一步提高染色效果和染料的牢固性，可以尝试调整染色溶液的浓度、温度和时间等因素，以寻找最佳的染色条件。
此外，可以尝试使用不同类型的活性染料，比较它们的染色效果差异，寻找适用性更广的染料。
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
活性染料染色实验报告
活性染料染色实验报告活性染料染色实验报告引言：活性染料是一类具有良好亲和力和活性的染料，广泛应用于纺织、印染等行业。
本实验旨在探究活性染料在不同条件下的染色效果，并分析其染色机理。
实验材料和方法：材料：活性染料溶液、棉织物样品、染色槽、盐酸、氢氧化钠、酒精、蒸馏水等。
方法：1. 准备染色槽：将染色槽清洗干净，并加入足够的蒸馏水。
2. 准备染料溶液：将活性染料溶解在适量的蒸馏水中，并搅拌均匀。
3. 染色操作：将棉织物样品浸泡在染料溶液中，保持一定时间。
4. 染色后处理：将染色后的样品用盐酸溶液进行酸洗，然后用氢氧化钠溶液进行碱洗，最后用酒精进行漂洗。
5. 染色效果评价：观察染色后的样品颜色的亮度、饱和度和均匀度。
实验结果与讨论：在本实验中，我们选取了不同浓度的活性染料溶液对棉织物进行染色。
实验结果显示，随着染料溶液浓度的增加，染色效果逐渐增强，颜色更加鲜艳。
这是因为活性染料具有较高的亲和力，浓度越高，染料与织物的接触面积越大，染色效果也越好。
在染色后处理过程中，酸洗和碱洗起到了重要的作用。
酸洗可以去除染色过程中产生的杂质和未结合的染料，使染色结果更加纯净。
碱洗则可以中和酸洗过程中残留的酸性物质，恢复织物的中性环境，避免对织物产生损害。
此外，漂洗过程也是染色实验中不可忽视的一步。
漂洗可以去除酸洗和碱洗过程中的残留物，保证染色后的织物干净无杂质。
酒精漂洗是常用的漂洗方法之一，因为酒精具有良好的溶剂性能，可以有效去除水溶性的杂质。
通过染色效果评价，我们可以看出，活性染料染色后的棉织物颜色亮度高、饱和度好、均匀度较高。
这是由于活性染料分子具有较好的渗透性和亲和力，能够均匀地分布在织物纤维上，使染色效果更加均匀。
结论：本实验通过对活性染料的染色实验，探究了不同条件下的染色效果，并分析了染色机理。
实验结果表明，活性染料在适当的浓度下，能够实现对棉织物的均匀染色，染色效果鲜艳、亮度高、饱和度好。
同时，染色后处理过程中的酸洗、碱洗和漂洗对染色结果的纯净度和均匀度起到了重要的作用。
染整精品教案：活性染料染色
活性染料染色（一）活性染料的化学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。
（二）活性染料分类1、均三嗪型活性染料二氯均三嗪型一氯均三嗪型一氟均三嗪型2、卤代嘧啶活性基类该类染料品种主要是二氟一氯嘧啶型3、乙烯砜活性基类结构通式为D-SO2-CH2CH2-OSO3Na染色时碱性条件下可生成反应性的乙烯砜基D-SO2-CH=CH2。
国产KN型4、双活性基型活性染料一氯均三嗪基和β—乙烯砜硫酸酯基，国产的M型一氟均三嗪基和β—乙烯砜硫酸酯基双活性基活性染料，国外的Cibacron FN两个活性基都是一氯均三嗪基。
国产的KE型、KP型，国外的Procion supra染料属于这一类。
（三）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。
（四）活性染料染色工艺卷染卷染工艺适宜小批量、多品种的生产。
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。
活性染料染色基本知识
活性染料染色基本知识§1、染色概述一、染色的历史染色是一门古老的工艺，从出土文物看，世界上古老的民族，早在史前就知道用天然染料进行染色。
我国是利用天然染料最早的国家之一，据考查已有四、五千年的历史，周朝已设有"染官"，在我国早期的科学著作《天工开物》中也有相当详细的记载。
十九世纪中叶，随着有机合成工业的发展，合成染料相继发明。
1956年发明了能与纤维起化学发应的活性染料，至今已成为纤维素纤维最主要的染料。
随着高分子合成工业的发展，各种合成纤维相继问世，各种应用于合纤的染料和染色方法应运而生。
现在商品染料已达8000多种，各种先进的染色方法和染色助剂层出不穷，古老的染色业正焕发出青春的活力。
二、染色方法纺织品在染色过程中，一般要求染匀、染透、颜色纯正、符合标准、牢度好。
加工对象有梭织物、针织物、散纤维、筒子纱（含经轴纱、绞丝、绞纱）、成衣，根据加工对象的不同，一般染色方法可分为：1、浸染（竭染、吸尽染色）加工对象浸渍在染浴中，使染料逐步从染液向纤维转移，直至染透。
我们目前的生产方法即属浸染。
2、轧染织物经短时间浸轧染浴后，使染液渗透到织物内部，然后经适当处理，如汽蒸或焙烘，使染料进入纤维内部。
浸染时，染色物重量和所用染浴重量之比称为浴比，染料浓度一般用染料重量对纤维重量的百分数（owf）来表示。
§2、染色基本理论染色是指染料舍染液（或介质）向纤维转移，并与纤维发生物理化学或化学的结合，或用化学方法在纤维上生成颜料，使整个纺织品成为有色物体的加工过程。
一、染色的一般过程第一阶段：染液中的染料接近纤维表面，即染液本体中的染料分子向纤维表面扩散。
染料随流动的染液一起向纤维表面扩散，当染液流速降低到只有1%时的界面到纤维表面的厚度称为动力边界层。
显然，染液循环越剧烈，边界层越薄，对染料的扩散越有利，扩散越均匀，有利于匀染。
第二阶段：染料被纤维表面吸附。
染料分子到达纤维表面后，即被纤维表面吸附，一般此过程不发生化学反应。
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2、卤代嘧啶类
N N Xn X=Cl, F, Br n=1, 2
通式
N
H
Cl
D HN N Cl D HN N Cl
Cl
二氯嘧啶
Cl
三氯嘧啶
Cl
D HN N F
F
二氟一氯嘧啶
D HN
Xn X=Cl, F
n=1, 2, 3
通式
3、乙烯砜类(KN型) 4、膦酸基类(P型)
O
D S CH2CH2 OSO3Na
区(可及区)的第6位羟基反应。
6
1、活性染料与纤维素纤维的反应特征
纤维素纤维分子中存在着—OH，在碱性条件下电离 为—O-，纤维素负离子可以和染料发生亲核取代或 亲核加成反应。
纤维和染料的反应是一个多相反应（非均相），而 水与染料的反应是一个均相反应。
染料和水反应后就失去和纤维反应的能力，因而染 料和纤维反应时有染料和水的竞争反应。
10
活性染料与纤维的反应
分为两类反应：
即：亲核取代反应（SN2）和亲核加成反应（EN2） 无论是染料与纤维素纤维的反应，或者是与蛋白质
纤维的反应，都存在上述两种反应历程。
——弄清其反应历程，用以解决一系列理论和实际问题， 具有重要意义。
11
（一）亲核取代（SN2）反应历程
迄今研究认为：卤代氮杂环类活性基团与纤维的 反应属于这一类型。如国产X型（二氯均三嗪）、
W——水溶性基团，一般为磺酸基（—SO3Na）； D ——染料颜色母体，可为偶氮类、蒽醌类和其它类结构，
影响染料的亲和力、扩散性、颜色、耐晒牢度等；
B ——连接活性基与染料母体的桥基,为—NH—、 —NHCO—
—SO2—等隔离基团，对染料有一定影响； Re——活性基团或称反应性基团，它决定了活性染料的反应
性及D-F键的稳定性；
X ——离去基，如—OSO3H、—F、—Cl等。
OH NH
Cl
NN S
Cl 活性红X-3B (C.I. Re. Red 2)
S
3
活性染料类型
1、卤代均三嗪类
D HN
Cl D HN
NHR D HN
OCH3 D HN
NHR D HN
Cl
Cl
Cl
F
二氯均三嗪 (X型) 一氯均三嗪 (K型) 一氟均三嗪
作用比较困难。
8
二、活性染料的醇解反应动力学
为方便起见，可先选择适当的水溶性多元醇(山 梨糖醇和甘露糖醇)作为模型化合物代替纤维素 纤维进行研究。(非均向→均向)
醇解反应效率
Ea
ka kh
AO OH
ka kh
Ka KW
AOH
反 应 效 率 Ea 和 醇 的 离 解 常 数 Ka ， 反 应 性 比 值
D HN δ+ O H -HCl D HN
Cl 永久性活性源
0.926
1.026 N
N
N
OH
暂
水解：40% 时
Cl
N
N
δ
+
X
δ
-
性 活
N 0.899 N 0.960
N 0.883 N N
1
第一节 引言
1、活性染料的定义。 2、活性染料的应用特点?
➢ 在水中可溶，匀染性好; ➢ 湿牢度好; ➢ 染色方便，仿色容易; ➢ 价格便宜; ➢ 颜色鲜艳度高，色谱全; ➢ 基本不沾色； ➢ 中性电解质用量大； ➢ 固色率不高。
3、可染纤维的类型?
2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
化学通式：
其中：
W—D—B—Re---X
O
O
D P OH
OH
N N
4
5、复合活性基类
D HN
Cl
NH
Ar
O S
CH2CH2
OSO3Na
Ar基团一般为芳香族隔离基团 如国产 M型=K型+KN型等
O
M、B型：K型 + KN型； KE型、 H型、KP型：K型+ K型； 活性黑2B：双KN； LS型：F型+ KN型； RN型：F型+ F型。
K型（一氯均三嗪）等：——酯键
D HN
Cl
Cl
X型染料
0.979 1.010
N 0.951
1.100 吡啶
Ce l l CH2 O- D HN
Cl H
δ+ O CH2 Ce l l -HCl D HN
O CH2 Ce l l
固色：60%
Cl
Cl
HO-
0.987
0.957 NN
1.049 哒嗪
Cl H
ka/kh( 两 种 反 应 速 率 常 数 之 比 ) 以 及 醇 的 浓 度
[AOH]成正比，和水的离解常数Kw成反比。
9
三、活性染料与纤维素纤维的反应动力学
理论固色效率：Ed
kf kh
D f
Ds
Cell O k f
OH S
kh
D f
Ds
KCell Kw
C
实际值：Ed
d[D]rf / P d[D]ih d[D]hsV
O
H OH H
H5 O H
O
H OH H
H HO
O
OH H H
H HO
O
4
OH H 1 3 2 OH n-2
H H
O OH
CH2OH
H OH
CH2OH
H HO
2 CH2OH
1.542nm
0.514nm
纤维素是多糖化合物，是组成纤维素纤维的基本
物质，其分子链主要由β-D-葡萄糖剩基彼此以1,4-甙 键联结而成，亲核反应性比水强。染料主要与无定形
国产品种：X型、K型、KN型、M(B)型、F型等。 反应活性排序：X型﹥F型﹥ B型﹥ KN型﹥K型。
5
第二节 活性染料与纤维素纤维的 反应性
一、纤维素纤维的化学结构和反应性
CH2OH
HO H
OH H
HO
H
H OH
Cellulose
H OH
CH2OH
H OH
6CH2OH
H OH
O
H OH H
HH O
/P
kf khi
K
Cell O 1
OH i
1
固色效率与[D]f /[D]s成正比，也就是说和染料的直
接性成正比，直接性越高，比值越大。
固色效率还与反应性比、[Cell-O-]/[OH-]、r、P、D、
LR等有关。此外，温度、pH、电解质浓度以及助
剂性质等因素都会影响固色效率及固色速率。
7
2、活性染料和Cell-OH的反应优先于染料和水 反应的原因
染料对纤维有直接性，能对纤维发生吸附。 染液中纤维素负离子的浓度远大于氢氧根离子的浓
度，则发生固色的染料多于水解的染料。 纤维素负离子的亲核性比OH-强，在与活性基团反
应时，亲核性较大的Cell-O-将优先参与反应。 位阻的影响。因直接性吸附于纤维上的染料与水的
第四章 活性染料染色
第一节 第二节 第三节 第四节
第五节 第六节 第七节
引言 (Dyeing with Reactive Dyes) 活性染料与纤维素纤维的反应性 纤维素纤维纺织品的浸染工艺 纤维素纤维纺织品的连续轧染、轧卷 堆染色工艺 活性染料对蛋白质纤维及锦纶的染色 活性染料和纤维间共价键的稳定性 化学改性纤维素纤维的染色