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第六章还原染料

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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

还原染料印花.

还原染料印花.

二、工艺流程
印花→烘干→浸轧还原液→快速汽蒸
(102~105℃,20~40S→水洗氧化→皂化→水洗 →烘干。 〈一〉色浆处方 还原染料g X 淀粉/海浆/g 300-500 水 Y 总量/g 1000
〈二〉浸轧还原液
印花烘干后即可浸轧还原液，一般轧余率控制
在70%~75%,多采用面轧,即印花布正面向下通 过轧车,以湿布状态进入快速蒸化机。 还原液中主要有烧碱和保险粉,也可以用二氧 化硫脲或用H/S和二氧硫脲的混合液,参考处方 如下 : A B C 85% 保险粉 /g 80-100 20 30%(36 。BE)NaOH/mL 80-140 60 60 淀粉糊 少量 少量 少量 98%二氧化硫脲/g 7-10 2 食盐 /g 20 15 总量 /mL 1000 1000 1000
〈二〉碱剂
常用的碱剂有氢氧化钠、碳酸纳和碳酸钾 ,
其作用是使还原染料隐色体变成钠盐溶解。氢 氧化纳主要用于颗粒大的、还原速率慢的还原 染料。碳酸钠和碳酸钾可以混用 , 但工厂中 常用碳酸钾 ,不常用碳酸钠,这是因为碳酸钾 溶解度大 , 汽蒸时吸收性好,从而有利于染料 渗透,印花后的给色量比碳酸钠要高,色泽鲜艳 丰满。
( 一 )预还原法
凡是颗粒大,还原电位较高,还原速率慢,较难
还原,印花易造成色点的还原染料采用预还原 法调制各浆。所谓预还原法,就是先用氢氧化 锅、保险粉和一定量的雕白粉将染料预还原, 然后在临用时根据处方再补加碱剂和雕白粉。 预还原法可以节省调浆的时间,并可保证还原 染料充分还原, 高染料给色量。常用的染料主 要有还原绿 FFB、艳绿4G、还原艳紫RR等。调制举例 还原桃红R/g 25 k2C03/g 80 R/C/g 100 碱化淀粉浆 /g 250 加配总量 /g 1000 K2C03是还原染料色浆中应用最广泛的碱剂,溶 解度和吸湿性比 Na2C03好,它能使还原染料获 得比较高的给色量,若用 Na2C03代替 K2C03, 得色较浅。

还原染料

还原染料

Br
NH
O
Br
2、还原染料的发展 历史
1901年R.Bahn按合 成靛蓝的工艺路线， 无意中得到一种染 棉坚牢度很好的蓝 色染料，这是第一 个合成的蒽醌还原 染料，定名为阴丹 士林 （Indanthrene）。
还原剂，自从强烈 的还原剂——保险 粉问世以后，还原 染料得到很大的发 展。
我国的还原染料是建 国后开始研究、试制、 生产的，目前有80 多个品种，生产能力 已名列世界前茅。
O
O
还原深蓝BO（蓝20号，59800）
CH3O CH3O
O
O
还原艳绿FFB
CH2OHCH2OHCH2OH H2SO4 CH2＝CH－CHO ＋ 2 H2O
O
HO H
CuSO4－Zn
O
O
HH O
CH2＝CH－CHO －H2O
CH＝CH2 CH
[O]
KOH－CH3COONa
245－250 ℃
O
O
O
3、还原染料的分类、结构和性质
A、蒽醌类还原染料 以蒽醌或其衍生物合成的还原染料和具有蒽醌结构的染料。这 类染料的隐色酸钠盐大部分均较未还原的色泽为深，只有极少 数和未还原的色泽近似（原因？）。
O
ONa
O
ONa
这是由于原来没有共轭双键的蒽醌，在还原成隐色酸钠盐后，产生了连贯 的共轭双键的缘故。
1）共轭双键的增多，会促使吸收光谱移向波长较长的一端， 因此能造成深色效应。 2）共轭双键的增减，还决定着染料的隐色酸钠盐对棉纤维直 接性的大小。凡是还原后隐色酸钠盐结构中共轭双键较多的染 料，它的直接性就比共轭双键较少的染料高。
Br
NH
CO
Br
Br

还原染料资料

还原染料资料

1、全浴法（养缸还原法）
• 特点
– 浴比大 – 烧碱、保险粉浓度相对较低 – 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 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R、蓝RSN、蓝BC等
2、干缸法（小浴比还原法）
• 还原时，染料及助剂不直接加入染缸，而先在另 一较小的容器中进行还原然后将还原好的染料隐 色体滤入加有规定液量的染缸中再进行染色 干缸时染料与水 量之比 • 操作过程
第六章 还原染料染色
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 量控制 还原染料的分类及主要性能 还原染料的染色过程 还原染料的染色方法及其工艺 可溶性还原染料染色（不讲） 还原染料染色常见疵病及染色质
本章要求掌握的内容
• • • •
• • • •
1、半还原时间的概念，影响还原速率的因素 2、如何保证保险粉有良好的还原性能？ 3、不正常还原现象有哪几种？ 4、还原染料在还原过程中保险粉和碱量过大会 发生什么现象？ 5、还原染料的染色方法有哪几种？它们之间有 何差异？ 6、还原染料隐色体浸染工艺要注意什么问题？ 7、隐色体干缸法与全浴法如何操作？ 8、还原染料悬浮体轧染工艺要注意哪些问题？
• 需要解决的问题：匀染性
– 加入骨胶、平平加O等匀染剂，否则易产生色差、色 花和环染等疵病
(二) 隐色体染色方法
• 由于各还原染料隐色体具有不同的性能。 因而需采用不同的染色方法：
– 甲法 – 乙法 – 丙法
1、甲法
• 此类染料的分子结构较复杂，隐色体的聚集倾向
较大，亲和力较高，扩散性能差，要在较高的染 色温度(60℃左右)下和较高烧碱浓度下染色，不 加促染剂。 • 这类染料的匀染性较差，染色时可用缓染剂。如 平平加O、牛皮胶等

还原染料

还原染料

2、烘干
• 干还原法 干还原法——用于先丝光后染色 用于先丝光后染色
– 对织物吸收还原液易控制，织物上染料在还原液中脱 对织物吸收还原液易控制， 落量少， 落量少，染料利用率高 – 先用红外线或热风预烘 – 再用烘筒烘干 – 冷却（防止还原液温度上升，导致保险粉分解损耗） 冷却（防止还原液温度上升，导致保险粉分解损耗） – 进入还原液
3、氧化方法选择
• 氧化速率大的 氧化速率大的——水洗、透风氧化 水洗、 水洗 • 氧化速率小的 氧化速率小的——水洗、氧化剂氧化 水洗、 水洗 • 氧化剂氧化的方式和条件
– 为过硼酸钠2~4g/L，30~50℃，10~15min 为过硼酸钠2~4g/L，30~50℃ – 双氧水 双氧水0.6~1g/L，30~50℃，10~15min ， ℃ – 重铬酸钠 重铬酸钠1~2g/L，醋酸 ，醋酸2~4g/L，50~70℃， ， ℃ 10~15min
– 过硼酸钠 – 浴量 10~11） ） 1560g 220~260L（PH控制在 （ 控制在
• 皂煮浴组成
– 丝光皂（60%） 丝光皂（ ） – 碳酸钠 – 浴量 800~1000g 400~500g 150~200L
二、还原染料悬浮体轧染
• 所谓悬浮体轧染法就是，由还原染料的超 所谓悬浮体轧染法就是， 细粉配成的悬浮体溶液， 细粉配成的悬浮体溶液，直接浸轧在织物 上，然后经过还原液，在还原汽蒸条件下 然后经过还原液， 使染料被还原成隐色体，被纤维吸附、 使染料被还原成隐色体，被纤维吸附、上 染的染色方法。 染的染色方法。
商品染料
粉状 • 商品染料 液状 • 均加有分散剂 • 使用时视具体情况补加或不加 粗粉状： 粗粉状：需研磨 细粉状 超细粉状
悬浮体参考处方： 悬浮体参考处方：

第六章 (1)还原染料染色

第六章 (1)还原染料染色

那么为什么实际用量要大于理论用量呢？
（1）烧碱实际用量大于理论用量的原因
如果碱量不足，隐色体钠盐水解析出隐色酸，隐色酸对纤维没有直接性，不 能直接上染纤维。
中和保险粉分解时所产生的酸性物质，要消耗部分烧碱
染料隐色体溶液需要在一定的烧碱浓度下才能比较稳定 纤维素纤维也会吸碱 （2）保险粉实际用量大于理论用量原因： 弥补保险粉在空气中的分解损失量，保证染料充分还原。 实际量=理论量+空气消耗量+染浴消耗量+自身分解量
O NHCO
O
NHCO
分子结构中含有酰胺基，在热碱溶液中容易发生水解，只能采用低温低碱条件 进行还原和染色。
（二）亚胺类蒽醌还原染料 如：还原橙6RTK。这类染料在热碱溶液中也容易发生水解，应采用低温低碱条件。
O
O O NH
O
（三）咔唑类蒽醌还原染料 卡其、草绿和黄棕色，其特点是对纤维具有较高的亲和力，染色牢度好。 （四）兰蒽酮类蒽醌还原染料 蓝蒽酮的应用名称为还原蓝RS或RSN。结构式为： 色泽鲜艳，染色牢度高，耐晒牢度可达8级，
从而延缓隐色体的上染达到缓染目的。牛皮胶的用量为1～4g／L。使用平平加O和牛皮
胶能改善染料的匀染性，但不能解决环染问题。 2、加入适量助溶剂 如乙醇、三乙醇胺等，提高隐色体的分散性能，降低染料聚集度。 3、对于隐色体比较稳定的还原染料，可以适当提高染色温度， 增进染料的移染 4、采用悬浮体轧染或隐色酸染色法是改善“白芯”效果最有效的方法。
色3～5s，则表示染浴中尚有过量的保险粉存在。若色泽不变或变化缓慢，则说
明保险粉用量不足，应予以补充。
2、芘蒽酮类
这类染料的严重缺点是染色物有光敏脆损现象。
第三节
（一）还原剂

染色技术第六章 还原染料染色

染色技术第六章 还原染料染色
淡色或再生纤维素纤维时，可不加促染剂。
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

还原染料课件.ppt

还原染料课件.ppt
ko
ko
2.还原速率的影响因素
还原速率除取决于染料的分子结构外，还与染料晶态、 颗粒大小及其分布、还原条件等因素有关。①染料颗粒 小，单位质量染料的接触面积大，反应速率相应也大。 染料颗粒颗粒越大，单位质量染料的表面积越小，与溶 液的接触面（反应面积）越小，还原速率越低。染料的 结晶性质也影响还原速率的大小，若染料形成结晶，则 还原速率降低。②还原温度、烧碱、保险粉的浓度等， 对染料的还原速率也有重要的影响。如在Na2S2O4 20g/L、 NaOH 20g/L条件下，还原艳绿ＦＦＢ在４０℃时的半还 原时间为５０ｓ，而在６０℃时则为３０ｓ；还原桃红 Ｒ在４０℃时半还原时间是２８８０ｓ，而在６０℃时 为６６０ｓ。总的所来，对还原速率低的染料，可以采 用较高温度、保险粉及烧碱的浓度相对比较高的条件下 还原，以提高还原速率。
ko
还原染料的基本介绍
还原染料不溶于水，但染料分子上通常含有两个或多 个共轭的羰基,染色时，可以在碱性条件下，被还原剂还 原为可溶性的、对纤维素纤维有亲和力的隐色体钠盐上 染纤维，染色后再经氧化，恢复为原来不溶性的染料色 淀固着在纤维上。 还原染料也称士林染料，主要用于纤维素纤维及其混纺 的纱线、机织物或针织物的染色，也可用于维纶等纤维 的染色。还原染料色泽鲜艳，色谱齐全，皂洗、日晒等 各种牢度比较高，许多浅色品种在纤维素纤维上的日晒 牢度可高达6级以上。
↔ ＋ Na＋ 染料的隐色体能溶于水，对纤维素纤维有亲和力，因此 能被纤维吸附，并在纤维上扩散上染。 （二）染料的还原性能
ko
1. 还原难易
染料还原的难易可以用标准还原电位来表示，但是染料 及其隐色体必须始终处于可溶状态才适用。而还原染料不溶 于水，将它们还原为隐色体钠盐，再用氧化剂进行电位滴定 时，染料被氧化析出，而且隐色体本身又可能发生聚集，测 得的电位缺乏严格的热力学意义。且其隐色体只有在很高的 PH值条件下才处于可溶状态，因此，其还原-氧化体系在水 溶液中处于不可逆状态，不能用标准还原电位来表示染料还 原的难易，一般用其隐色体电位来衡量。隐色体电位的意义： 还原染料的隐色体电位为负值。他的绝对值越小，表示染料 越容易被还原，可用较弱的的还原剂还原，且还原状态比较 稳定：反之，隐色体电位绝对值越大，表示该染料越难被还 原，它的氧化状态比较稳定，需要选择较强的还原剂。常用 还原染料的隐色体电位在-615～-920mv之间。

还原染料染色

还原染料染色
靛类
还原染料染色
一、蒽醌类还原染料
• 以蒽醌或其衍生物合成的以及具有蒽醌结构的染料 • 还原染料中最重要的一类 • 优点
– 各项牢度较好，色谱齐全，色泽较鲜艳 – 对棉亲合力高
• 缺点
– 染料的合成步骤复杂，原料昂贵 – 染料价格较高，一般只用于高档织物 – 红色较少，且不鲜艳 – 染色时要求的技术条件高 – 制造时公害严重，治理困难
• 易溶于水，很强的还原能力，在空气中很不稳定， 受潮会被迅速氧化，甚至会燃烧起来
• 遇酸发生剧烈分解，放也SO2 • PH=10稳定，避光防潮密封保存
还原染料染色
新型保险粉
• 与保险粉相比：
– 稳定性好，还原能力强，贮藏安全，用量少， 无污染
– 对蓝蒽醌酮类染料（还原蓝RSN）容易造成过 度还原以及色泽变化剧烈，其还原速率慢，如 果掌握不好，往往造成得色较淡。
还原染料染色
一、还原染料的还原溶解
• （一）还原反应 • 还原染料不溶于水，在碱性溶液中可在还
原剂的作用下，将染料分子中的羰基还原 成可溶性的隐色体钠盐，才能上染纤维素。 • 常用还原剂
– 保险粉、二氧化硫脲
• 常用碱剂
– 烧碱
还原染料染色
一、染料的还原溶解
• 以蒽醌还原染料为例 • 当受到氢氧化钠和还原剂作用时，所生成的隐色
还原染料染色
2.影响还原速率的因素：
• 染料分子结构
– 一般来说，靛系还原染料，特别是硫靛类还原 染料的还原时间较长，还原速率远比稠环蒽酮、 氨基蒽醌类低，比黄蒽酮更低，还原速率较慢。
• 染料颗粒大小
– 染料颗粒小，单位重量染料的接触面积大，反 应速率应当随之而增高。
– 染料颗粒越大，单位重量染料的表面积越小， 即与溶液的接触面(反应面积)越小，还原速率 越低。

第六章还原染料

第六章还原染料
S
S C
C
O
硫靛类
O
C C
S
C NH C
O
不对称靛蓝、硫靛类
O
C C
S
O
C C
N H
靛类、硫靛混合类
O C
CC S (NH)O C
半靛类 退出
1．靛蓝
O
C C
N H
O
C C
N H
顺式；
O
C C
N H
H N C C
O
反式
由于反式结构能够形成分子内氢键，所以一般以反
式形式存在。
靛类的合成（介绍最常用的一种方法）：
O
11
1
10
12
2
9 3
8
6
4
7
5
O
蒽缔蒽酮
O Cl
Cl O
还原艳橙GK
O Br
Br O
还原艳橙RK
退出
（三）其它醌系
• 由苯醌与对氯苯胺缩合后氧化而生成的2,5-二 （对氯苯氨基）对苯醌，为黄色还原染料，即 还原黄CG
O
NH
Cl
Cl
NH
O
退出
（四）酞菁系 • 还原亮蓝4G，它的结构为：
N
N
N
N Co N
第六章 还原染料
§1 引言 §2 还原染料的发展 §3 还原染料的分类、结构和性质 §4 还原染料的还原原理 §5 还原染料的光敏性
退出
§1 引言
一、结构特征
• 分子中不含水溶性基团（-SO3H、-COOH），缺 少亲水性基团（-NH2、-OH、-NO2等），不溶于 水，至少含有两个羰基。
H N C C
ONa

还原染料、其还原剂及染色工艺

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

还原染料的染色过程

还原染料的染色过程

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 生相应的变化。
– 蒽醌类：隐色体颜色通常比染料本身深 – 原因：共轭双键贯，吸收波向长波方向移动
一、染料的还原溶解
还原的难易
（二）还原性能 还原速率 1、隐色体电位 • 隐色体电位：指在一定条件下，用氧化剂（如赤 血盐）滴定已还原溶解的还原染料隐色体，使其 开始氧化析出时所测得的电位。
• 染料颗粒大小
– 染料颗粒小，单位重量染料的接触面积大，反 应速率应当随之而增高。 – 染料颗粒越大，单位重量染料的表面积越小， 即与溶液的接触面(反应面积)越小，还原速率 越低。
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 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。
• 还原时的温度
– 温度高，还原速率大。
（三）还原剂
1、保险粉（连二来硫酸钠）Na2S2O4 • 商品形式
– 不含结晶水，淡黄色粉末 – 含两分子结晶水，为白色细粒状，富有流动性
• 易溶于水，很强的还原能力，在空气中很不稳定， 受潮会被迅速氧化，甚至会燃烧起来 • 遇酸发生剧烈分解，放也SO2 • PH=10稳定，避光防潮密封保存
– 若环上含供电子基，则难还原 – 若环上含吸电子基，则易还原
一些还原染料的隐色体电位
还原染料名称 黄G 蓝2B 紫RH 隐色体电位(mV) -640 -690 -720 还原染料名称 深蓝BO 绿3B 蓝RSN 隐色体电位(mV) -830 -830 -850
桃红R
灰M 棕RRD
-730
-760 -770
–60℃时，二个羰基被还原，得到的隐色体亲合 力高，染物色光较好 –70℃以上，四个羰基被还原，染物得色萎淡 –更激烈的条件，失去亲合力，氧化后不能回复 到原染料

还原染料的染色过程

还原染料的染色过程
• 分类
– 甲特法：烧碱用量为甲法的150%，保险粉用量及染色 温度与甲法相同，适用于隐色体聚集倾向大、初染速 度高的染料。 – 特别I法：主要用于硫靛结构的、还原速率特慢的染料， 除还原桃红外，还有红青莲RH、RRN等。还原温度较 高（70~80℃），用干缸还原，染色温度接近乙法。 – 特别II法：又称黑色法，适用于黑色还原染料品种，还 原温度60℃，还原时间20~30min。染灰色时可按甲法 染色，染黑色时按特别法II。染色过程是60℃染15min， 在15min内升温至80℃，续染45min。
• 需要解决的问题：匀染性
– 加入骨胶、平平加O等匀染剂，否则易产生色差、色 花和环染等疵病
(二) 隐色体染色方法
• 由于各还原染料隐色体具有不同的性能。
因而需采用不同的染色方法：
– 甲法 – 乙法 – 丙法 – 甲特法 – 特别法I、II
1、甲法
• 此类染料的分子结构较复杂，隐色体的聚集倾向
较大，亲和力较高，扩散性能差，要在较高的染 色温度(60℃左右)下和较高烧碱浓度下染色，不 加促染剂。 • 这类染料的匀染性较差，染色时可用缓染剂。如 平平加O、牛皮胶等
还原条件
• 在碱性中，保险粉按下式反应放出电子，染料接 受电子被还原成隐色体：
• 烧碱和保险粉用量随染色方法、染料种类、染色 浓度而异。
保险粉稳定的条件
（影响还原剂好坏的因素） • 1、保证保险粉不受外界影响，防潮、防光、防 爆、防酸 • 2、还原温度不易过高
– 保险粉消耗多。∵染色时，染液温度越高，循环速度 越快，接触空气机会越多，保险粉分解损耗越多。实 际上大部分保险粉是被空气氧化和自身分解而消耗的。 – 发生过度还原现象
1:3~1:6
0.3以下 7~8 3~5 0~6 6~20 3~5 —

还原染料印花.

还原染料印花.

常用的碱剂有氢氧化钠、碳酸纳和碳酸钾 ,
其作用是使还原染料隐色体变成钠盐溶解。氢 氧化纳主要用于颗粒大的、还原速率慢的还原 染料。碳酸钠和碳酸钾可以混用 , 但工厂中 常用碳酸钾 ,不常用碳酸钠,这是因为碳酸钾 溶解度大 , 汽蒸时吸收性好,从而有利于染料 渗透,印花后的给色量比碳酸钠要高,色泽鲜艳 丰满。

1. 基本色浆的调制 染料 /g 60 甘油 /g 60 酒精 /g 25 印染胶 /淀粉糊 /g 100 30%(36。Be)NaOH/mL 100 H/S/g 20 R/C/g 160 合成总量/g 1000 将染料、甘油、酒精在球磨机内研磨48h,使染 料颗粒直径小于5μ m,加少量水调匀后加到原 糊中,在搅拌中加入规定量的氢氧化钠1:1溶液, 升温至 50~60℃ , 再在搅拌下慢慢撒入保险 粉,搅拌均匀,使染料保温还原30min,冷却后加 入事先溶解的规定量雕白粉。
3. 二氧化硫脲其简称为 TD, 商品名为还
原剂FM,也可用作还原染料直接印花的还 原剂 , 在常温下比较稳定 , 它本身并没有 还原作用能力,其水溶液呈酸性 (pH=3~5)。在碱性溶液中发生反应。 当温度超过 60 ℃时反应加速,生成的甲 眯亚磺酸钠不稳定,将进一步分解为具有 强还原性的亚磺酸 , 其还原能力比 H/S 强 75%~
( 一 )预还原法
凡是颗粒大,还原电位较高,还原速率慢,较难
还原,印花易造成色点的还原染料采用预还原 法调制各浆。所谓预还原法,就是先用氢氧化 锅、保险粉和一定量的雕白粉将染料预还原, 然后在临用时根据处方再补加碱剂和雕白粉。 预还原法可以节省调浆的时间,并可保证还原 染料充分还原, 高染料给色量。常用的染料主 要有还原绿 FFB、艳绿4G、还原艳紫RR等。

第六章 还原染料

第六章 还原染料

X
Y H
NHCO
颜色 黄 红
O
X
－NHCOCH3
NHCO
－NH2 －NHCH3
－NH2 －NH2 －NH2
NH
紫红 紫 蓝 绿
O
Y
NH
NH
O
NH
O
X1
O
X1
X2
X2 H H
NHCO
X3
O
X3 H
NHCO
X4
X4
NHCO
还原金橙 3G 还原棕R 还原橄榄 绿R
NHCO
NHCO
H H
H
NHCO
6. 染料结构与溶解性
O
O-
NH NH O NH O [H]
正常还原
O
O-
NH
O O O-
对纤维亲和力较高
蓝色
NH [H]
过度还原
O-
O-
NH
O-
棕色，对纤维亲和力低
（2）脱卤反应 某些含氯的还原染料在剧烈还原条件下会发 生脱氯现象，脱氯后染料的色光改变，耐 氯牢度变差。
O Cl NH O O NH Cl O [H]
O
O
O
O NH
O NH O
O
NH
O
O
O
还原橙6RTK
还原橙7RK
O
NHCO
O O NH
O
还原酱红RK
3. 咔唑类蒽醌还原染料
O O
O
NH
O
还原黄FFRK 特点：对纤维素纤维具有较高的亲和力，主 要是黄、棕、草绿等颜色，耐晒、耐漂牢度 好，染色匀染性好。
4. 蓝蒽酮类还原染料 染料分子结构中含有2个亚氨基，并形成吖嗪结构。

第六章 还原染料染色

第六章 还原染料染色

黄蒽酮类
黄蒽酮及其衍生物 大部分为黄色， 大部分为黄色，染 色性能良好， 色性能良好，耐漂 牢度较好， 牢度较好，耐晒牢 度中等。 度中等。 还原黄G 还原黄G
芘蒽酮类
芘蒽酮及其衍生 物大部分为橙色， 物大部分为橙色， 颜色鲜艳， 颜色鲜艳，各项 染色牢度差不多 都达到最高的等 级。
还原金橙G 还原金橙G
靛蓝结构类
靛蓝
色牢度好，色泽萎暗， 色牢度好，色泽萎暗，卤化后的靛 蓝色泽比较明亮， 蓝色泽比较明亮，对纤维素纤维的 亲和力较大。 亲和力较大。
硫靛结构类
颜色鲜艳， 颜色鲜艳， 染色牢度比 较好。 较好。 还原红5B 还原红5B
靛蓝-硫靛混合结构类 靛蓝 硫靛混合结构类
还原紫BBF 还原紫BBF
还原性能与染料结构的关系
一般规律： 一般规律： 靛蓝染料：隐色体电位负值较小，还原速率较低； 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。 蒽醌类染料：隐色体电位负值较大，还原速率较高。 例如： 例如： 还原橙RF（靛类）： 还原橙 （靛类）： 隐色体电位： 隐色体电位：-780mV，半还原时间：50min； ，半还原时间： ； 还原橙9号 蒽醌类）： 还原橙 号（蒽醌类）： 的隐色体电位： 的隐色体电位：-892mV，半还原时间：36s。 ，半还原时间： 。
二苯嵌蒽酮类
具有鲜艳的绿色和 紫色染料， 紫色染料，具有良 好的染色牢度,对纤 好的染色牢度 对纤 维素的亲和力高,大 维素的亲和力高 大 都适宜在较高温度 和碱浓较高的条件 下染色。 下染色。
还原艳绿FFB 还原艳绿FFB
含噻唑结构类
还原黄GCN 还原黄GCN
大多数是黄色， 大多数是黄色，少数是红色和 蓝色， 蓝色，对纤维素纤维有较好的 直接性。 直接性。大多数黄色染料对纤 维素纤维有光敏脆损作用。 维素纤维有光敏脆损作用。

7%2B第六章%2B还原染料

7%2B第六章%2B还原染料

第三节 还原染料的还原原理
一、染料隐色体 还原作用主要用还原剂，使染料的羰基接受电子 还原成醇式，再在碱的作用下成为可溶性的醇式 的钠盐，使其具有水溶性，对纤维具有一定的直 接性，从而能达到染色的目的。
隐色酸钠盐在碱性溶液中的溶解度取决于电离的基团
*靛蓝还原后色泽变浅甚至几乎无色的现象— —共轭键的数目减少了，而且还失去了吸电 子的基团（即发色团） ； *蒽醌类还原染料经还原后色泽却变深——共 轭键的数目增加了； *染料对纤维的亲和力与共扼双键的数量成正 比关系，所以靛类还原染料对纤维的亲和力 比蒽醌类为差。
还原染料的染色工艺
隐色体法——先还原成隐色体，用卷染机或轧染 机染色，经氧化、皂煮而染色；最难控制的质量 问题是不易染色均匀和透芯，常加匀染剂。 悬浮体染色——将超细粉状还原染料均匀地浸轧 染到纤维的表面，再轧染碱性还原剂，使附着在 纤维表面的染料超细粉还原溶解而扩散到纤维内 部，再经氧化使纤维着色；不受染料上染率的限 制，匀染性好，但染料加工的颗粒细度要求高。 可溶性还原染料染色——直接溶于水，上染，酸 性介质氧化得色。
第六章 还原染料
张晓莉
主要内容

概述
还原染料的发展 还原染料的分类、结构和性质 还原染料的还原原理 还原染料的光脆性
第一节 概述
一、结构特点 不含有磺酸基、羧酸基等水溶性基团 ； 在分子的共扼双键系统中，含有两个或两个以上 的羰基 ；
二、染色过程
在保险粉的作用下，使羰基还原成羟基，并在碱 性水溶液中成为可溶性的隐色体钠盐。 还原染料的隐色体对纤维具有亲和力，能被纤维 所吸收。 染色后吸附在纤维上的还原染料隐色体，经空气 或其他氧化剂氧化，又转变为原来不溶性的还原 染料，由此固着在纤维上。

还原染料染色—还原染料的染色过程

还原染料染色—还原染料的染色过程

还原染料的染色过程
四、隐色体氧化 还原染料隐色体上染纤维后，经氧化在纤维上转变为原来 不溶性的还原染料固着。
[O]
氧化方法 §水洗、透风氧化法 §氧化来自氧化法还原染料的染色过程
五、后处理 染料隐色体经氧化后，接着进行水洗、皂煮等处理。 1）皂煮的目的 去除织物表面的浮色，提高染色织物的湿处理牢度和摩 擦牢度，获得稳定的色光。 浮色：附着在纤维表面的不溶性染料颗粒。 2）皂煮工艺 一般为肥皂3～5g／L、纯碱2～3g／L、95℃以 上5 ～10min。
还原染料的染色过程
2干缸法：在较小液量中将染料还原的方法，又称小浴比 还原法。
§特点:先在另一较小的容器中进行还原，然后将还原好 的染料隐色体滤入加有规定液量的染缸中再进行染色。
§具有还原浴比小，烧碱、保险粉浓度相对较高，还原条 件相对剧烈的特点。
§适用于还原速率较慢，隐色体溶解度高的染料。
还原染料的染色过程
二、还原过程中的不正常反应
①过度还原 ②脱卤 ③分子重排 ④水解 ⑤结晶
影响上染率 色泽的纯正度 鲜艳度 色牢度
还原染料的染色过程
1、过度还原 原因：还原染料分子结构中羰基在正常情况下并不全部还原， 如果还原温度过高、烧碱和保险粉过量或时间过长，会发生过 度还原。
影响： 染物得色暗淡，严 重时染料丧失对纤 维的亲和力，氧化 后不能回复到原染 料。
三、隐色体上染
1、隐色体上染特点
§隐色体通过范德华力和氢键被吸附在纤维表面，然后向 内部扩散。
§具有两高一低的特点
隐色体对纤维亲和力高 染液中电解质浓度高， 促染明显
初染率高 平衡上染百分率高
染色温度低 染料的聚集倾向大、扩散性差
匀染性低（易产生色 差、色花、环染）
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4. 缺点：成本高，染料及还原剂价格均较贵，工艺流程 长，某些黄、橙、红品种有光敏脆损作用。
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§2 还原染料的发展
• 人类使用的第一个天然还原染料—靛蓝染料， 传说始于中国殷周时代。 Vat dyes
• 1897年按K. Heumann方法在德国首先进行了合 成靛蓝的生产 。
• 1901年R. Bahn合成了第一个蒽醌还原染料，定 名为阴丹士林（Indanthrene）。国内还原染料 也叫士林染料。
• 这类染料在还原染料中占有重要地位，它的优点很多，主 要为：①各项牢度高超；②色谱齐全；③颜色鲜艳；④还原 后的隐色体钠盐对纤维均有很高的亲和力。
• 绝大部分蒽醌还原染料隐色体钠盐的色泽均较未还原染料
的颜色为深，仅有少数例外，这与靛族还原染料隐色体的情
况恰好相反。
O
ONa
O 蒽醌（浅黄色）
ONa 蒽醌隐色酸钠盐（红色）
芘（C16H10）
• 这两个染料颜色也相似，黄蒽酮及其衍生物大都是 黄色，而芘蒽酮及其衍生物则大都是橙色，但它们 的性质截然不同，主要表现在芘蒽酮类染料有严重 的光脆性，而黄蒽酮类染料则没有。（-N=的负电 性比-CH=大）
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（五）二苯嵌蒽酮系
• 这类染料是从或可以从苯嵌蒽酮合成的还原染料。
甘油脱水 蒽醌还原
O
H2N
NH2
O
O
染料特点：
NaOH, KOH, NaNO3 220 ℃ 碱熔脱氢
O HN NH O
O
（1）稳定性好，空气中加热至470℃以上才分解 （2）染料不耐氯漂（由蓝色变成暗绿色）。 （3）可以被氯化
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（四）黄蒽酮和芘蒽酮系
两者有类似的结构式：
O
O
N N
CH CH
O
黄蒽酮（还原黄G）
O
芘蒽酮（还原金橙G）
二氢吩嗪
N H
O
• 蓝蒽酮之所以具有很高的染色牢度，是和它分子内 部形成带氢键六元环分不开的。染料分子中分子内 氢键的形成，有助于加速激化态分子内部电子转移， 有利于能量传递，减少了可能发生的光化学反应， 使染料的耐晒牢度得以提高。
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合成：两分子2-氨基蒽醌在氮气下碱熔脱氢缩 合、闭环合成。
O
O
O
[H]
O
丙烯醛 蒽酮
缩合 苯嵌蒽酮 （最活化位置：3、9位）
CH2=CH-CHO
O
CH2CH2CHO O
11 10 9
8
2
1
3
4
7
5
6 O
退出
➢ 两个苯嵌蒽酮分子在不同位置上连接起来，形成 两种异构体，即紫蒽酮和异紫蒽酮。
12 3
2' 1' 3'
4
4'
O
O
紫蒽酮，即还原深蓝BO 脱氢缩合发生在3,3',4,4'位置
• 如：还原黄GC
O SC N
N CS O
N
噻唑
S
退出
二、靛族类还原染料
O
O
• 染料分子结构，含有 C C C发C色体系，色泽鲜艳，
但牢度特别是日晒牢度不如蒽醌类还原染料。根据分
子结构，大致可分为六类：
对称性靛系染料：
O
H
CNCCN NhomakorabeaC
H
O
靛蓝类
不对称靛系染料：
O
C
C C NH
[H] O C D C O [O]
染料 （不溶于水）
HO C D C OH
隐色酸 （不溶于水）
NaOH H
O C D CO
隐色体钠盐
（溶于水）
常用还原剂是保险粉 Na2S2O4·2H2O（连二亚硫酸钠）
退出
二、应用特点
1. 主要用于纤维素纤维的染色，也可用于维纶的染色， 少数分子量较小的还原染料还可用于聚酯纤维的染色。
第六章 还原染料
❖§1 引言 ❖§2 还原染料的发展 ❖§3 还原染料的分类、结构和性质 ❖§4 还原染料的还原原理 ❖§5 还原染料的光敏性
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§1 引言
一、结构特征
• 分子中不含水溶性基团（-SO3H、-COOH），缺 少亲水性基团（-NH2、-OH、-NO2等），不溶于 水，至少含有两个羰基。
2. 优异、全面的坚牢度是其他染料不可比的。耐晒牢度 至少在五级以上，一般为六至七级，有许多是八级。 许多品种在纤维上的浅色耐晒牢度可高达六级以上。 其他如耐洗、耐碱、耐氧化、耐熨烫等牢度，平均在 四至五级之间。
3. 色谱齐全，色泽鲜艳，以蓝、紫、绿、棕、橄榄、灰 等色见长，黄、橙次之，浓艳的红色则不及偶氮染料。
12
O
3
4'
4
3'
O
2' 1'
异紫蒽酮，即还原紫R 脱氢缩合发生在3,4',4,3'位置
退出
（六）吖酮系
• 这系染料大部分都是红色和紫色，少数为绿色、 蓝色和棕色。
如：还原红紫RRK
Cl O HN
Cl CO
O Cl
退出
（七）噻唑结构系
• 这类染料一般说来对纤维素纤维具有良好的亲和 力，色泽鲜艳，价格便宜，但日晒牢度差，且具 有严重光脆性。
（3）酰氨基在碱性、高温下易水解，所以适用于冷染
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2．亚胺系
• 蒽醌与蒽醌之间用亚氨基连接起来的化合物，常含 2~3个蒽醌核。例如：阴丹士林红G
O
O O NH
NH O
O
O
• 这类染料与酰胺类一样，易于在热的烧碱溶液中水 解，所以也只用冷染。
退出
（二）咔唑系
• 染料结构中含有咔唑环与蒽醌稠合，一般可含一个、 二个、四个咔唑环。最重要的品种：还原棕BR（含 二 个 咔 唑 ） ， 还 原 卡 其 GG （ 含 四 个 咔 唑 ， 橄 榄 绿 色），牢度好，无显著光脆性。
• 1921年开始出现了可溶性还原染料 。
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§3 还原染料的分类、结构和性质
• 按照化学结构和性质，还原染料分成： （1）蒽醌类 （2）靛族类 （3）杂环类 （4）可溶性还原染料
• 近年来还出现一些新的衍生物，如带有 活性基团的所谓活性还原染料。
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一、蒽醌类还原染料
• 凡是染料分子中含蒽醌结构或多环酮结构的统称为蒽醌类 还原染料。这类染料绝大部分是由蒽醌及其衍生物合成的。
退出
（一）酰胺系和亚胺系
1．酰胺系
染料结构式中含有一个或几个酰氨基，位置均在α位。
例如：
O NHCO
O NHCO
O NH2
O NHCO
还原红5GK
OCHN O
还原黄GK
O NH2
紫红色（未苯甲酰化）
特点：
（1）分子结构简单，色谱以黄、橙为主，匀染性好，有一定的水 洗和耐氯牢度。
（2）大部分品种具有光脆性
O
O
O HN
NH O
还原棕BR
N
咔唑
H
O
O
• 染料特点：
1、分子具有咔唑环，等能与纤维形成氢键，亲和力较大
2、匀染性良好，色谱以黄、橙、棕、绿为主
3、黄色染料对纤维有光敏脆损作用
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（三）蓝蒽酮系
• 结构特点：分子中具有二氢吩嗪结构
• 典型结构：还原蓝RS（N）（蓝蒽酮）
O
NH O O HN
H N