分散染料染色基本原理
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分散染料
分散染料是一种在有机溶剂中形成悬浮液的颜料，通常用
于油墨、涂料、塑料和纺织染料中。
这些染料分子具有较
好的分散性，能够均匀分散在介质中，使得颜色均匀且稳定。
分散染料的分子结构通常包含一个可溶于有机溶剂的色基，以及一个具有亲水性的分散基。
色基负责提供颜色，而分
散基则帮助分散染料分子，防止它们凝聚在一起。
与其他类型的染料相比，分散染料具有以下特点：
1. 在溶剂中的溶解度很低，形成悬浮液。
2. 颜色鲜艳且稳定，不易褪色。
3. 可以均匀分散在不同的介质中，且分散性好。
4. 可以用于各种不同的工艺，如喷墨打印、染料沉浸等。
然而，由于分散染料具有较小的分子尺寸和较低的分子量，因此在染色过程中会易于扩散和迁移，导致颜色不稳定。
此外，由于染料分散性较好，使得染料在环境中的释放和分散可能会对环境造成污染。
总之，分散染料是一类适用于溶剂型颜料的染料，具有颜色鲜艳、分散性好等特点，但也存在染色不稳定和环境污染等问题。
分散染料染色原理
分散染料染色原理分散染料染色是一种常见的染色方法，它适用于纤维素纤维（如棉、麻、人造纤维等）的染色。
分散染料是一种颗粒微小的有机染料，它们能够在水中形成胶体溶液，通过分散染料颗粒的吸附和扩散，实现对纤维的染色。
分散染料染色的原理和过程相对复杂，下面将详细介绍其原理及染色过程。
首先，分散染料分子是由亲水基团和疏水基团组成的，这使得分散染料在水中能够形成胶体颗粒。
在染色过程中，这些颗粒能够通过吸附和扩散的方式，渗透到纤维内部，从而完成染色。
分散染料与纤维之间的吸附是通过分子间的静电作用、范德华力和氢键等相互作用来实现的。
其次，分散染料在染色过程中需要借助助剂来实现对纤维的染色。
其中，分散剂是一种重要的助剂，它能够使分散染料在水中形成胶体颗粒，增加染料的分散性，从而使得染料能够均匀地分散在水中。
此外，还需要加入还原剂和碱性剂来实现染料的还原和固定。
还原剂能够将染料还原成可溶的物质，使其能够渗透到纤维内部；碱性剂则能够调节染色液的pH值，促进染料与纤维的化学反应，从而使染料牢固地固定在纤维上。
最后，分散染料染色的过程包括预处理、染色和后处理三个阶段。
预处理阶段包括浸泡、碱处理、漂白等步骤，主要是为了去除纤维表面的杂质和染料，增加纤维的吸收性。
染色阶段是将经过预处理的纤维放入含有分散染料的染色液中进行染色。
在染色过程中，需要控制好染色时间、温度和搅拌速度，以确保染料能够均匀地渗透到纤维内部。
后处理阶段包括漂洗、酸洗、干燥等步骤，主要是为了去除多余的染料和助剂，使染色后的纤维具有良好的色牢度和手感。
总之，分散染料染色是一种重要的染色方法，它通过分散染料颗粒的吸附和扩散，实现对纤维的染色。
在染色过程中，需要借助助剂来实现染料的分散、还原和固定。
染色过程包括预处理、染色和后处理三个阶段，每个阶段都有其特定的操作步骤和要求。
只有严格按照染色工艺要求进行操作，才能够获得理想的染色效果。
分散染色课件
O
]C
O n
CH2
CH2OH
缺乏OH、 NH2等基团，纤维吸湿差，回潮率只 有0.4%，不能用水溶性染料染色
4
涤纶的物理结构
O
[ H
OCH2 CH2 O C
结晶度和取向度都非常高 结构致密，染料扩散困难 常压下即使沸染，也难染透
5
O
] C
O n
CH2
CH2OH
涤纶的热塑性
当温度超过玻璃化温度（ Tg ）的时候，纤维大分子链段发 生剧烈运动，聚合物分子间隙变大，自由容积增加，染料分 子便可以借助自由体积扩由
无定形区
67
体
结晶区
81
积
模
结晶并取向
125
型
针对涤纶的上述特点，对染色的要求如下：
A、对染料要求 疏水性要强（溶解度要低），结构简单，分散稳定性要 好，有一定的化学稳定性。
1
溶解性
非离子，仅含 少量极性基团
微溶
2
分散稳定性
粒径较小，借 助于分散剂可 以稳定的悬浮
在染液中
3
化学稳定性
二 、影响分散染料染色速率的因素 1．温度
浓浓度度梯梯度度
扩散阻力
扩散动能
• 温度升高，染 料分子获得能量 较大，可以克服 扩散能阻的活化 分子数量增加
染料溶解度增大
，纤维表面吸附 •链段运动加剧， 浓度提高浓度梯 自由体积增大， 度增大 通道变宽
染料与纤维间亲 和力下降，扩散 阻力下降
2．载体（纤维膨化剂/染色促进剂）
升温速率：85℃以上纤维开始软化，上染速率随温度提高迅 速上升，应缓慢升温，以保证染料均匀吸附。
低聚物问题：解决方法主要有以下几种 :采用高温排液、洗缸 剂洗缸、碱性染色等。
染整工艺原理课件分散染料染色
高温型（S或H型）——适用于热熔染色 Thermosol dyeing
按其他性能分
超细纤维专用分散染料 高湿牢度分散染料
高耐晒牢度分散染料等
涤氨弹力织物专用分散染料
碱性分散染料
第二节 分散染料溶液特性
一、动态平衡
影响染料溶解性的因素 1. 分子量大、含极性基团少的染料溶解度很低。具
有—OH等极性取代基的溶解度较高一些。 2. 温度提高，溶解度有不同程度的提高，且超过
100℃时作用更明显。 3. 分散剂在溶液中超过临界胶束浓度后，形成微小
的胶束，将部分染料溶解在 胶束中，发生所谓 增溶现象，从而增加染料在溶液中的表观浓度。 4. 颗粒小、晶格结构不稳定的分散染料溶解度较大， 反之，则溶解度较小。
工艺控制要点：
• 载体的用量——适量，防止产生第三相。开始随载体用量 增加，染料上染量增加，但增加到一定程度后，上染量不 再增加甚至降低。
• 理想载体应无毒、无味、易降解，促染效果好、不降低染 料的亲和力、不影响色泽和牢度、易于洗除和成本低廉的 化合物。
• 载体使用时应进行乳化或分散加工，制成稳定的乳化液和 分散液，防止产生载体斑，造成染疵。
D OH D NH2
OH , H2O
OH , H2O
O DC
O
DC
+
O
+NH3
R OH
OH , H2O
O
O
DC
+
R NH2
O
OH
DO
H
D NH3
耐碱性分散染料开发的现实意义 ① 染色后织物手感柔软； ② 防止低聚物发生； ③ 防止前处理造成的一些染疵，如退浆不尽、精练不足； ④ 防止碱减量杂质的再沾污； ⑤ 省略还原清洗； ⑥ 可能实现精练、染色一浴法工艺； ⑦ 可能实现分散/活性一浴法染色。
分散染料染色基本原理
分散染料染色基本原理1.聚酯纤维的染色性能涤纶属于疏水性纤维，纤维缺乏能与染料发生结合的基团，不能使用水溶性染料染色，只能使用分子量小、不含强离子性水溶性基团、溶解度较低的非离子分散染料染色涤纶结构紧密，常压沸染，染料难以扩散进入纤维内部，把纤维染透在玻璃化温度以上时，纤维大分子链段发生剧烈运动，聚合物分子间空隙增大，自由容积增加，提高染色速率染料按自由体积模型扩散可采用升高染色温度(高温高压染色法、热熔染色法)或使用纤维膨化剂及染色促进剂(载体染色法)两种途径实现。
2.染料与纤维间的作用力氢键——涤纶中酯基含量约46%，分散染料含有-OH、-NH2，此外涤纶苯环也可形成氢键范德华力疏水键力——纤维与染料间通过疏水部分相互作用根据相似相溶原理，染料可看作“溶解”在固体纤维上的无定形区中。
中心以化工行业技术需求和科技进步为导向，以资源整合、技术共享为基础，分析测试、技术咨询为载体，致力于搭建产研结合的桥梁。
以“专心、专业、专注“为宗旨，致力于实现研究和应用的对接，从而推动化工行业的发展。
3.上染速率(1)温度：升高，A.纤维大分子运动加剧，大分子链发生剧烈转动，纤维自由容积增大，扩散空间阻力减少，扩散速率增大；B.染料扩散动能增加，有利于更多染料向纤维内部扩散；C.染料溶解度提高，提高染色速率染色温度从85℃提高到100℃，扩散速率增加近48倍。
(2)纤维膨化剂或染色促进剂：膨化剂有利于纤维膨化，降低纤维的玻璃化温度，使纤维自由容积增大，从而提高染料向纤维内部扩散促进剂促进染料纤维表面吸附，增加纤维表面染料浓度，提高内外浓度差，提高染色速率部分载体同时具有纤维膨化剂和染色促进剂的双重作用适量渗透剂可缩短染色时间，得到良好的染色效果(3)染料溶解度的影响提高溶解度，有利于单分子染料的吸附和扩散，提高染色速率但染料溶解度不能太高，否则染料亲水能力大于亲纤维的能力，平衡上染百分率降低。
中心以化工行业技术需求和科技进步为导向，以资源整合、技术共享为基础，分析测试、技术咨询为载体，致力于搭建产研结合的桥梁。
分散染料染色原理及配方分析
分散染料染色原理及工艺分散染料染色原理及工艺分散染料是一类水溶性较低的非离子型染料。
最早用于醋酯纤维的染色，称为醋纤染料。
随着合成纤维的发展，锦纶、涤纶相继出现，尤其是涤纶，由于具有整列度高，纤维空隙少，疏水性强等特性，要在有载体或高温、热溶下使纤维膨化，染料才能进入纤维并上染。
因此，对染料提出了新的要求，即要求具有更好疏水性和一定分散性及耐升华等的染料，目前印染加工中用于涤纶织物染色的分散染料基本上具备这些性能，但由于品种较多，使用时还必须根据加工要求选行选择。
(一)分散染料一般性质分散染料结构简单，在水中呈溶解度极低的非离子状态，为了使染料在溶液中能较好地分散，除必须将染料颗粒研磨至2μm以下外，还需加入大量的分散剂，使染料成悬浮体稳定地分散在溶液中。
分散染料按应用时的耐热性能不同，可分为低温型、中温型和高温型。
其中低温型染料的耐升华牢度低，匀染性能好，常称为E型染料；高温型染料的耐升华牢度较高，但匀染性差，称为S型染料；中温型染料的耐升华牢度介于上述两者之间，又称为SE型染料。
用分散染料对涤纶进行染色肘，需按不同染色方法对染料进行选择。
(二)分散染料染色方法由于聚酯纤维具有疏水性强、结晶和整列度高、纤维微隙小和不易润湿膨化等特性，要使染料以单分子形式顺利进入纤维内部完成对涤纶的染色，按常规方法是难以进行的，因此，需采用比较特殊的染色方法。
目前采用的方法有载体法、高温高压法和高温热溶法等三种染色方法。
这些方法利用了不同的条件使纤维膨化，纤维分子间的空隙增大，同时加入助剂以提高染料分子的扩散速率，使染料分子不断扩散进入被膨化和增大的纤维空隙，而与纤维由分子间引力和氢键固着，完成对涤纶的染色。
由于分散染料在水中的溶解度极低，故要依靠加入染料和溶液中的分散剂组成染液。
为防止分散染料及涤纶在高温及碱作用下产生水解，分散染料的染色常需在弱酸性条件下进行。
下面分别介绍三种染色方法。
1.载体染色法载体染色法是在常压下加热进行。
第九章分散染料染色
载体染色法
方法:将涤纶纤维置于含有载体得染液中,在常压 高温下进行染色得一种染色方法。
原理:利用载体效应提高涤纶纤维和分散染料得染
色得染色性能。 常用载体:水杨酸甲酯,邻苯基苯酚,苯甲酸,
一氯苯,二氯苯等苯得衍生物等。 特点:设备简单,染色条件低,但染色手续麻烦, 成本高,载体对人体有害,并易造成环境污染。
＊具有高得染色牢度; ＊具有较好得移染性; ＊具有良好得提升性。
目以及极性大小有关。
4、耐晒牢度
＊分散染料在涤纶上得耐晒牢度一般较高; ＊分散染料分子中引入极性基团,耐晒牢度会下降。
第九章 分散染料染色 三、分散染料得主要性能及分类
5、烟褪牢度 ＊烟褪牢度就是指染品受烟熏后保持色泽状态得能力; ＊主要发生在氨基蒽醌结构得蓝、紫色分散染料中 ; ＊染料分子结构中引入供电子基时烟褪牢度下降。
分散染料高温高压染色法(卷染)工艺
(4)生产实例
产品:浅红色涤纶织物
处方:分散红 F3BS(对织物重) 2%
阴离子分散剂
0、5~1g/L
pH (醋酸)
5~6
工作曲线
分散染料热溶染色法工艺
(1)工艺流程及主要条件
浸轧染液(二浸二轧,轧液率65%,20~40℃)→预烘
(80~120℃)→热溶(180~210℃, 1~2分钟)→后处理
第九章分散染料染色
第九章 分散染料染色
二、涤纶纤维得结构特点与染色性能
2、涤纶纤维得染色性能与着色方法 (1)涤纶纤维得染色性能
染色困难,上染率低。 (2)涤纶纤维得着色方法 ＊原液着色; ＊改性纤维; ＊选用染料; ＊提高染色条件。
第九章 分散染料染色
三、分散染料得主要性能及分类
1、溶解性 ＊含亲水性基团,微溶于水,溶解度为0、1~10mg/L; ＊提高温度或加分散剂可提高其溶解度。 2、稳定性 在高温碱性得条件下,分散染料分子中得某些基团会 发生反应造成色变。
第九章分散染料的染色
染色处方：
分散染料
x％(o.w.f)
HAC
PH = 5~6
表面活性剂
0~1g/l
浴比
适当
还原清洗处方：
保险粉
2g/l
36Bē烧碱 4ml/l=1.6g/l
T
70℃
时间
20分钟
还原清洗作用机理：去除纤维表面浮色
分散染料染色后，碱性还原清洗很重要， 但常常被忽视。还原清洗后，发色鲜艳 纯正，且适度使日晒牢度可提高一
第九章分散染料的染色 Disperse Dyes
一、染料特点：
1.分子量小（分子量200－500） ，不含 水溶性基团的非离子型染料。
2.染料商品化需要借助大量的扩散剂等 助剂。
3.与纤维结合主要靠氢键、范德华力。
4.须具备一定的升华牢度。
5.主要用于合成纤维，涤纶、涤棉混纺 织物的染色和印花。
分散染料的发展趋向主要表现为（1）多 能化，即同时上染涤纶及混纺纤维如 棉涤纶的染料。（2）分子化。能适用 于高温高压或热熔法染色的分子量较 大，牢度较高的染料。（3）杂环化， 即引入杂环结构以使染料发色鲜艳。 染色性能良好并适应现代染色和印花 工艺的需要。
初开车时在还原液中加点上染速率低的 染料。
Ⅳ工艺流程：浸轧→预烘→烘干→热熔/ 焙烘→还原汽蒸→水洗→氧化→皂洗 →水洗→烘干。
Ⅴ工艺处方：
染液处方：分散染料
X
还原染料
Y
防泳移剂
10g/l
非离子表面活性剂 1-2g/l
还原液处方：
浅色
中色 深色
烧碱 22-26g/l 26-35g/l 35-45g/l
一、载体染色法：1.染色原理：利用载体 对涤纶纤维有较大的直接性。染液内加 载体后，载体很快被纤维吸附在表面， 形成一吸附层，并不断扩散进入纤维内 部。载体分子和纤维之间的作用力减弱 了纤维分子之间的引力。于是发生了增 塑和膨化。纤维分子链断运动增加，结 构变得疏松微隙增大，纤维对染料的可 及区增加，载体进入纤维时，将水分子 导入纤维，引起纤维膨化，扩散容易。
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分散染料染色基本原理
1.聚酯纤维的染色性能
涤纶属于疏水性纤维，纤维缺乏能与染料发生结合的基团，不能使用水溶性染料染色，只能使用分子量小、不含强离子性水溶性基团、溶解度较低的非离子分散染料染色涤纶结构紧密，常压沸染，染料难以扩散进入纤维内部，把纤维染透
在玻璃化温度以上时，纤维大分子链段发生剧烈运动，聚合物分子间空隙增大，自由容积增加，提高染色速率
染料按自由体积模型扩散
可采用升高染色温度(高温高压染色法、热熔染色法)或使用纤维膨化剂及染色促进剂(载体染色法)两种途径实现。
2.染料与纤维间的作用力
氢键——涤纶中酯基含量约46%，分散染料含有-OH、-NH2，此外涤纶苯环也可形成氢键范德华力
疏水键力——纤维与染料间通过疏水部分相互作用
根据相似相溶原理，染料可看作“溶解”在固体纤维上的无定形区中。
中心以化工行业技术需求和科技进步为导向，以资源整合、技术共享为基础，分析测试、技术咨询为载体，致力于搭建产研结合的桥梁。
以“专心、专业、专注“为宗旨，致力于实现研究和应用的对接，从而推动化工行业的发展。
3.上染速率
(1)温度：
升高，A.纤维大分子运动加剧，大分子链发生剧烈转动，纤维自由容积增大，扩散空间阻力减少，扩散速率增大；B.染料扩散动能增加，有利于更多染料向纤维内部扩散；C.染料溶解度提高，提高染色速率
染色温度从85℃提高到100℃，扩散速率增加近48倍。
(2)纤维膨化剂或染色促进剂：
膨化剂有利于纤维膨化，降低纤维的玻璃化温度，使纤维自由容积增大，从而提高染料向纤维内部扩散
促进剂促进染料纤维表面吸附，增加纤维表面染料浓度，提高内外浓度差，提高染色速率部分载体同时具有纤维膨化剂和染色促进剂的双重作用
适量渗透剂可缩短染色时间，得到良好的染色效果
(3)染料溶解度的影响
提高溶解度，有利于单分子染料的吸附和扩散，提高染色速率
但染料溶解度不能太高，否则染料亲水能力大于亲纤维的能力，平衡上染百分率降低。
中心以化工行业技术需求和科技进步为导向，以资源整合、技术共享为基础，分析测试、技术咨询为载体，致力于搭建产研结合的桥梁。
以“专心、专业、专注“为宗旨，致力于实现研究和应用的对接，从而推动化工行业的发展。