活性染料染色原理
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。
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。
活性染料染棉染色原理
活性染料染棉染色原理
活性染料染色时，能将染料直接染到织物上，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－O－Cell + X—（1）
D－SO
2－CH=CH
2
+ HO－Cell → D－SO
2
－CH
2
－CH
2
－O－Cell （2）
(1)式是一氯均三嗪型（K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。
(2)式是乙烯砜型（KN型）活性染料与纤维素纤维产生键合反应，使染料固着在纤维上。
由于不产生原子间的取代，而产生了饱和化合物，故称为加成反应。
活性染料在溶液中以阴离子形式存在，带负电荷，纤维素纤维在水中也带负电荷，加入元明粉或食盐对活性有促染作用，即，加速活性染料分子脱离染液上染到纤维上。
加入纯碱，使得活性染料在碱性条件下，与纤维素纤维上的羟基反应，形成共价键。
常用染料染色方法
常用染料染色方法
一、活性染料染色
活性染料染色是指在未经电化学处理的基础上，通过化学(酸/碱)反
应与待染物质结合形成染色分子，从而使染料进入物质内部染色的方法。
活性染料染色主要分为两种，一种是水溶性染料染色，另一种是溶剂染料
染色。
1、水溶性染料染色
水溶性染料染色是指在水性溶液中直接溶解染料分子，然后将染料分
子和待染物质中的官能团结合，从而达到染色的目的。
水溶性染料染色常
被用于纤维或有机物的染色，例如可以用苯胺类、偶氮类及芴胺类染料来
染色纤维，也可以用芴胺类染料染色树脂。
2、溶剂染料染色
溶剂染料染色是指在溶剂中溶解染料分子，然后将染料分子和待染物
质中的官能团结合，并将其固定在物质表面，以达到染色的效果。
溶剂染
料染色常用来染色金属、玻璃、塑料等，如芴胺类染料可用于镀锌、镀铝，苯胺类染料用于染色橡胶，芴胺类染料用于染色塑料。
二、电化学染料染色
电化学染料染色是指在物质表面先进行电化学处理，然后将染料分子
和待染物质中的官能团结合，并将其固定在物质表面，以达到染色的效果。
活性染料染色(1)
棉织物的活性染料染色一、实验目的(1)自行选取染料及设计工艺，掌握活性染料对棉的染色过程，巩固所学的活性染料对棉纤维染色的基本理论知识，学会自己设计工艺处方和工艺条件，并进行染色试验。
(2)学会活性染料吸尽率和固色率的测定二、实验原理(1)染色原理:活性染料是一种含有能与纤维起反应形成共价键的活性基团的染料，常见的活性基团有二氯均三嗪型、乙烯砜型和一氯均三嗪型等三种，它们的反应能力各不相同，所以采用的工艺条件也不同，分别采用低温、中温和高温进行染色。
活性染料染色时通过纤维对染料的吸附、染料扩散进入纤维内部达到上染平衡，加入碱后，染料开始与纤维发生反应而固着，并重新达到一个平衡。
染后进行皂煮，除去并未与纤维固着的染料或水解染料，提高色泽的鲜艳度。
活性染料浸染的上染曲线由于活性染料在水溶液中要发生水解，从而影响活性染料的利用率，为了改善上述情况，现在开发出双活性基团甚至三活性基团的活性染料，可以使活性染料的固色率达到80%以上。
双活性基染料常见的有：含两个相同的一氯均三嗪型如国内KE型活性染料；含一个一氯均三嗪、一个为乙烯砜型的染料如国内M型活性染料。
(2) 固色原理: 活性染料与棉纤维的反应在碱性条件下，纤维素能形成纤维素负离子，能和活性染料发生亲核取代、加成反应，进而形成染料--纤维共价键，二氯均三嗪型较活泼，只需在较低温度下即可反应，而一氯均三嗪型则需在温度较高、碱性较强条件下才能反应。
影响此反应的因素有很多。
染料与纤维与水的反应为平行反应，因为水也是亲核试剂，反应条件机理相同。
染料一经水解即失去与纤维的反应能力，固色率大为降低。
从反应动力学研究得到，固着反应比水解反应快40倍左右，染色时PH一般为10~11为宜，X型可用碱性较弱的小苏打，对K型，则采用Na2CO3、Na3po4，甚至NaOH。
染色温度具体根据不同染料性能而定。
促染用元明粉，加入要掌握一多二早，分批加入的原则。
浴比尽可能小些，以提高固色率。
棉织物活性染料染色
活性染料的主要类型有X型、K型、KN型、M 型和KE型等，它们的化学活泼性和染色性能 各不相同，染料的活性基团也会发生水解而 失去同纤维的反应性。活性染料可直接溶解 于水，染色时染料先被纤维吸附，然后在碱 的作用下，染料与纤维官能团羟基（-OH） 发生反应，生成共价键而固着在纤维上，未 固着的染料被洗去。温度对染料的反应有较 大影响，因此，对不同类型的活性染料应选 择适宜的染色温度。
三、主要仪器和染化料
恒温水浴锅、烧杯。 氯化钠、碳酸钠、磷酸钠、活性红X-3B、
活性蓝KGL。
四 、 实验步骤
温度影响实验
1 、处方和工艺条件
染化料
Hale Waihona Puke 1#活性红X-3B（对织重%） 2
活性兰KGL（对织重%） —
2# 3# 4#
2 ——
—2
2
食盐（g/l） 碱剂（g/l） 温度
30 30 碳酸钠15 室温 90ºC
五 、结果和讨论
1、 贴样，记录实验现象 2、分别写出X型和K型 染料适宜的染色温度，
并阐述染浴温度对染料染色性能的影响。
30 30 磷酸钠15 室温 90ºC
浴比
50：1
2 、工艺步骤
按处方配置染浴，称取2g棉织物4块，用 水浸渍后挤干，分别投入染浴中，1#、3# 室温，2#、4#放入90℃恒温水浴中，染杯 上盖表面皿防止染液蒸发。染15min后，加 入食盐，再染15min后，加入碱剂，固色 30min，染毕取出试样，充分水洗，并皂煮 5min（肥皂5g/l，浴比50：1）后水洗，晾 干。
活性染料染色原理
活性染料染色原理
活性染料是一类在纤维材料上进行染色的染料，其分子中含有与纤维材料分子结构相似的活性基团，能够与纤维材料发生共价键结合，并通过共价键稳定地附着在纤维上。
活性染料染色具有颜色鲜艳、染色均匀、耐洗、耐光、耐热、耐摩擦等特点，因此得到广泛应用。
首先，物理吸附是活性染料附着在纤维表面的一种吸附现象。
纤维材料表面通常带有一定的电荷，而活性染料分子中的活性基团带有正电荷或负电荷，通过静电吸引力与纤维表面的电荷相互作用，形成物理吸附。
这种吸附是可逆的，容易受到洗涤、摩擦等外界因素的影响。
其次，离子键是活性染料与纤维材料结合的一种化学键。
活性染料分子中的活性基团与纤维表面的官能团结合，形成离子键。
这种键结合强度较高，不容易受到洗涤、摩擦等外界因素的影响。
但是，离子键只能在纤维表面形成，无法深入到纤维内部，因此染色效果较浅。
最后，共价键是活性染料与纤维材料结合的一种化学键。
在活性染料中，含有与纤维表面官能团相似的活性基团，能够与纤维表面的官能团发生化学反应，形成共价键。
这种键结合非常稳定，不容易受到洗涤、摩擦等外界因素的影响。
共价键的形成使活性染料能够深入到纤维内部，染色效果较为明显。
总之，活性染料的染色原理可以通过物理吸附、离子键和共价键来解释。
不同类型的活性染料具有不同的染色原理，选择适合的活性染料对于实现理想的染色效果是非常重要的。
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3
3、色泽鲜艳（色泽鲜艳度、光亮度特别好）,色谱齐全（一般不要 其它类染料配套），使用方便，成本低廉。
4、染料在水中会发生水解，染料-纤维键稳定性较差，会发生断裂, 因此利用率低，难以染深色,需固色。
5、适用范围： 纤维素纤维，蛋白质纤维，聚酰胺纤维，还常用于印花 。
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2、卤代嘧啶型活性染料：活性基为卤代嘧啶基
• 第八节 酸性媒介染料染色
• 第九节 酸性含媒染料染色 • 第十节 分散染料染色 • 第十一节 阳离子染料染色 • 第十二节 涂料染色 • 第十三节 新型纤维及羊绒的染色 • 第十四节 混纺和交织物染色 • 第十五节 针织物染色 • 第十六节 染色发展动向染色
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1
第第五节节 缩 呢 授授课课教授教师课师班李级李美美真纺真织授0授课9课班班级级纺纺织织0 03
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一氯甲氧基均三嗪（Cibacron Pront）染料。其反应性介于一氯 均三嗪与二氯均三嗪之间，具有较好的印浆稳定性，特别适用于 短蒸印花工艺。
N
D NH
OCH3
NN
Cl
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③一氟均三嗪活性染料（ Cibacron F ，R型） 采用负电性更强的氟来取代氯
比一氯均三嗪型活性基团更为活泼。适于中低温染色的工艺 (40～ 60℃)。
第三节 活性染料reactive dyes染色
活性染料的历史： 汽巴公司、赫斯特公司、卜内门公司、我国在1958年也开始生产活性染料。
活性染料： 又称反应性染料。分子结构中有一个或以上的活性基 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。
一、活性染料的性质 1、水溶性染料，水中电离为负离子染料。 2、优良的湿牢度和匀染性。
第四章 纺织品染色
第三节 活性染料reactive dyes染色
内容： ❖活性染料的结构 ❖活性染料的染色性质 ❖活性染料的染色机理 ❖活性染料的应用
要点： 1. 活性染料的结构与染色性能的关系 2. 活性染料染色工艺要点
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2
第第五节节 缩 呢 授授课授课教课教师班师级李李美美纺真真织0授9授课课班班级级纺纺织织0 03
6、耐氯牢度差， 耐气候、烟熏牢度差。
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4
二、活性染料的类型
化学结构式: S ----- D --- B --- Re
|| | | 染连活
水溶性基团 料 接 性
多为磺酸基
发基基
(母体上常有1-3个)
色
体
母体染料接上活性基 即可制得活性染料。 活性基应用最多的是卤代 均三嗪，卤代嘧啶，乙烯 砜等几类。
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三、活性染料的结构与染色性能的关系 1、均三嗪型活性染料
X1、X2可为卤素原子， 根据数目和种类的不同又可分为一氯，二氯，一氟等。
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制备氯代均三嗪活性染料的重要原料是三聚氰氯：
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HO NH2 +
NaO3S
SO3Na
Cl
N N Na2CO3 Cl N Cl 0℃～5℃
第四章 纺织品染色
第四章 纺织品的染色
• 第一节 概述
– 染料概述
– 光、色、拼色和电子计算
机配色
– 染色基本理论
– 染色方法和染色设备
• 第二节 直接染料染色
• 第三节 活性染料染色
• 第四节 还原染料和可溶性
•
还原染料染色
• 第五节 不溶性偶氮染料染色
• 第六节 硫化染料染色
• 第七节 酸性染料染色
Cl
SO3Na NN NaO3S
NN OH NH
N NH
Cl SO3Na
活精选性pp艳t 红K-2BP (C.I反应性红 24)
第八章 活性染料
➢ 双偶氮结构：紫、黑、棕、灰等深色品种。
NaO3SOH4C2O2S
NN
OH NH2 NN
NaO3S
SO3Na
活性黑KN-B (C.I.反应性黑5)
SO2CH2CH2OSO3Na
HO NaO3S
Cl NN NH
N Cl
SO3Na
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13
①一氯均三嗪活性染料（国产K型活性染料）
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14
一氯均三嗪染料反应性较弱，稳定性好，80℃以上水溶解， 染料-纤维键较稳定，固色率在80%以上。
反应性低的活性基，可在较高的温度及较高的pH值下进行染色； 还适用于印花工艺（印浆稳定），易于后处理。
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②ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ氯均三嗪活性染料 (X型) ，是最普遍使用的三嗪染料
反应性活泼。30-50℃水中溶解；染料-纤维键稳定性差，需固色， 固色率低；常用于低温染色。
反应性太强，活泼性太高，染料容易水解，无法保存。 反应性高的活性基，应在较低的温度下进行，在碱性较弱的条件下 进行固色。
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➢ 金属络合结构：紫、深蓝、黑色
O Cu O NHCOCH3 NN
NaO3SOH2CH2CO2S
NaO3S
SO3Na
活性艳紫 KN-4R (C.I.反应性紫 5)
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第八章 活性染料
2、蒽醌类活性染料 ➢ 蒽醌类活性染料主要为溴氨酸的衍生物，4位氨基上引
入活性基； 其色泽艳丽，具有较好的应用性能和各项 牢度。主要为艳蓝。
O NH2 SO3Na
O NH
SO2CH2CH2OSO3Na
活性艳蓝KN-R (C.I.反应性蓝19)
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第八章 活性染料
3、酞菁类活性染料
➢ 含酞菁类母体结构的活性染料大多为翠蓝色，以及经分
子内拼色等得到的绿色，色泽十分鲜艳，具有较高的耐
光牢度。
Cl
(SO2NH2)a
NN
CuPc（SO2NHCH2CH2NH N NH
(SO3Na) b
SO3Na
）c
SO3Na
a + b + c =3.5~4.0
活性翠蓝K-GL (C.I.反应性蓝 14)
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染料母体主要是偶氮、蒽醌、酞菁等，以单偶氮类为多。
通常黄、橙、红浅色色调的染料系用单偶氮及双偶氮染料， 紫、灰、黑、褐色等暗色系用金属络合染料， 艳蓝及绿色常用蒽醌衍生物或酞菁染料。
离去基团
H2O
Dye—SO3Na
Dye—SO精选3ˉp+pt Na+ 呈染料负离子型
5
活性染料的母体结构： 1、偶氮类活性染料 ➢ 偶氮活性染料多以单偶氮结构为主，尤其是红、黄、橙等浅色系
列。近年来为改善这类染料的直接性，提高固色率，满足低盐或 无盐染色要求，常通过增大母体结构及分子量，提高母体结构的 共平面性，以及增加与纤维形成氢键的基团数等来达到目的。 ➢ 单偶氮结构为主：黄、橙、红色