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阳离子染料染色腈纶是由丙烯腈与其他单体成分共聚而成的合成纤维。
其组成以丙烯腈为主，加入了第二单体如丙烯酸酯，以改善纤维的物理机械性能，提高它的柔韧性和手感；引入第三单体如衣康酸或丙烯磺酸，以增加纤维上吸附染料的位置，改善染色性能。
引入的酸性基因越多，纤维结合染料的位置就越多，则该纤维的染色饱和值越大，得色也越深。
腈纶采用阳离子染料在较高温度下进行染色，可得深浓鲜艳的色泽，但当染色温度过高并有碱存在时，则易使纤维泛黄，染色色泽改变。
因此，腈纶的染色一般在弱酸性条件下进行，同时应尽量避免过高温度染色。
（一）阳离子染料结构与性能阳离子染料是为了适应腈纶的染色，在碱性染料的基础上经改进而发展起来的新型染料。
这类染料在水溶液中能离解成带正电荷的色素阳离子，故称为阳离子染料。
根据阳离子染料结构中所带阳离子基团的结构特征，可将染料分为共轭型与隔离型两大类。
一般的碱性染料与阳离子染料都属于共轭型。
由于染料中的共轭体系是染料的发色部分，而阳离子基团则是染料结构中反应活性较大的敏感位置，因此这类染料的耐光和热稳定性较差，但其色泽鲜艳，得色量高，匀染性较好。
另一类阳离子染料结构中的阳离子基团是与染料母体之间的发色体系相互隔开的，故称之为隔离型阳离子染料。
由于反应活性较高的阳离子基团不参与染料母体的共轭，使染料的发色体系能在光、热作用下保持稳定，因此这类染料比较耐热，日晒牢度较高，但由于电荷集中，与纤维的结合力较强，故不易获得匀染效果。
阳离子染料对染浴的pH值比较敏感，在弱酸性介质中比较稳定，溶解度较好。
但若溶液的pH值过高，尤其是在碱性条件下，染料容易发生色光变化，甚至分解、沉淀；若pH 值过低，也会引起染料色光的改变或分解。
因此，阳离子染料染色时，pH值一般控制在4～5。
此外阳离子染料在溶液中易与阴离子型助剂和染料结合而生成沉淀或产生焦状物质，故原则上应避免与阴离子型化合物同浴，但也可利用这一性质，选用适当的阴离子助剂进行缓染或制备分散型阳离子染料。
阳离子染料染色特性主要包括配伍性、染色饱和浓度、饱和系数以及染料的移染性1. 配伍性由于腈纶上吸附上染的的染座（酸性基团）有限，染料拼色和单色染色时性能差异较大。
不同结构的染料对纤维的亲和力不同，同时扩散性能也不一样亲和力高的，在染色初始阶段在纤维表面吸附速率快，但在纤维内扩散速率慢，同时容易取代已上染的亲和力低的染料，产生“竞染”现象。
“竞染”导致产品色泽不一，难以达到理想拼色效果阳离子染料的配伍性通常用配伍指数或配伍值表示配伍指数是反映染料亲和力和扩散速率高低的综合指标，是拼色时选择染料的依据配伍指数确定：（1）选择上染性能不同而具代表性的染料作为参比标准，通常采用黄、蓝两色标准染料各一套，每套由5只染料组成，每只标准染料都有相应的配伍指数（K），上染最快的为1，最慢的设为5（2）测试时选择色泽差异大的一套标准色染料与其进行拼色，从拼色结果来判定其配伍性（3）若试验染料与其只参比染料配伍性一致或相近，则参比的标准染料的配伍指数就为试验染料的配伍指数配伍指数越趋近于1，染料对纤维的亲和力就越高，上染速率越快；配伍指数越趋近于5，染料对纤维的亲和力就越低，上染速率越慢；配伍指数不仅可作为拼色时选择染料的依据，同时根据K值大小，可用于指导和控制工艺条件，调节染色速率的快慢，有助于提高产品的匀染性传统型的配伍指数通常划分为5类配伍指数相近的染料，在上染过程中，染料色泽始终保持一致；差异大的，难以保证前后色泽一致配伍指数较小的染料，对纤维亲和力高，不易匀染，但竭染率高，适合染深浓色配伍指数较大的染料，匀染性好，竭染率相对较低，适合染浅淡色一般配伍指数在3左右的阳离子染料适应性较广对移染性好的第三代迁移型染料一般不再进行配伍性分类2.染色饱和浓度及饱和系数上染发生在纤维上有限的酸性基染座上，因而要使染浴中拼混的获得预期的色光和染色浓度，就需要知道所用染料对该种纤维的染色饱和浓度借助于染料的染色饱和浓度，有助于正确控制染浴中各染料使用的最高量，以节约染化料，提高产品质量染料饱和系数表征该染料在对纤维染色时的饱和特性3.移染性带正电荷的阳离子染料一旦与纤维上的酸性基团结合后，移染性较差，尤其是分子结构复杂、阳离子性和疏水性强的国产普通型阳离子染料很难通过延长保温时间来达到匀染效果，需严格控制染色温度、pH值、助剂、染料浓度，实际生产往往使用缓染剂达到匀染新型染料对纤维亲和力降低或自身具有缓染性，匀染性优良配伍指数越大，亲和力越低，移染性好。
阳离子染色原理
阳离子染料是指含有正电荷的染料分子，它们以负电的细胞膜附着物为电荷中心，阳离子染料亲水性强，易在水中溶解。
当阳离子染料与水溶液中的阴离子吸附结合时，水溶液中的染料就会被形成凝胶状体，多用于生物分子的染色和固定。
在实验中，有两种不同的配制：
1、离子染色：使用阳离子染料与细胞膜中的负电荷（如磷脂或碳酸钠）结合，形成一种粒子状的染料凝胶，使得细胞表面出现颜色，这种染料，将会沿着溶液传播，形成一个颜色的渐变。
2、热溶解：阳离子染料溶于热水中，溶液中的染料会附着在细胞表面上，形成一个紧密的层，使细胞表面变深，但随着溶液的冷却，颜色也会逐渐消失。
阳离子染料染色效果可以通过改变溶液的pH值来控制，染色效果最佳的pH值一般为6-7。
它们可以被用来染色细胞、细菌及细胞分子。
此外，它们用于确定细胞表面特定抗原、细胞因子的分泌、细胞形态学的研究等。
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实验八阳离子染料染色一、实验目的1．了解阳离子染料的染色方法2．了解阳离子染料的配伍性能对拼色染色的影响。
二、实验原理阳离子染料分子上含有阳离子基团，能与腈纶纤维中第三单体上阴离子基团发生反应，形成离子键结合而使阳离子染料固着在纤维上。
配伍性能是阳离子染料的重要特性，它直接影响到拼色染色的效果，配伍值越低，上染越快，反之则上染越慢。
介绍阳离子染料的结构特点、染色性能及配伍性能三、实验内容（一）阳离子染料的染色1．实验材料、仪器及药品腈纶绒线（1 g×10份），阳离子红5GN，阳离子黄X-8GL、阳离子艳蓝RL、1227匀染剂，其余见教材2．实验步骤（1）工艺处方和条件阳离子红5GN(owf) 2%醋酸钠(1%) （owf） 1.0%匀染剂1227 0.5%浴比1:100注：醋酸已经加入染料中（2）工艺流程按实验处方用移液管移取醋酸钠、匀染剂1227，配成不含染料的染浴，染浴升温至85℃，将已经用润湿的腈纶绒线挤干后投入染浴中处理10min。
然后按处方移取加入到染浴中，搅拌均匀后在85℃染40min，并不断翻动。
再以1℃／min的速度升温至沸点，处理20min。
然后以1-2℃／min的速度逐渐降温至50℃，取出试样，充分水洗，烘干，至此染色完成。
（二）阳离子染料配伍性能实验1# 2# 阳离子红5GN(owf)（o.w.f %）0.4 0.4阳离子兰GRRL 0.4阳离子兰RL（o.w.f %）0.21227匀染剂（o.w.f %）0.5 0.5浴比50：1 50：1染色温度（℃）92 92试样（晴纶绒线）（g）1g×5份1g×5份（2）工艺流程试样润湿、挤干→第一份试样染色（92℃，3min）→取出第一份试样→第二、三、四份试样染色同第一份（92℃，3min）→取出第四份后，放入第五份试样，待染料吸尽后取出→水洗→晾干（3）实验操作按处方配好染液置于100mL烧杯中，并升温至92℃，先投入1份试样，在此温度下染色3min，取出水洗，干燥。
阳离子染料染色的工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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D-CH 2CH 2-CH 3-+N 3CH 3第八章 阳离子染料染色 8-1 概 述1 阳离子染料的结构特点与染色性能 DX → D +＋ X -阳离子染料是一种色泽十分浓艳的水溶性染料…。
2 阳离子染料适用对象－腈纶、酸改性涤纶或丙纶、锦纶和丝、棉、麻等 3 特殊的阳离子染料－迁移性阳离子染料：分子量小、库伦引力小 分散型阳离子染料：正电中心被暂时封闭 活性阳离子染料：引入亲电活性基团功能阳离子染料：引入抗紫外、阻燃、防水抗菌等功能 非金属阳离子染料：复盐无锌化 8-2 阳离子染料的结构、性质阳离子染料按结构分有偶氮、蒽醌、杂环、三苯甲烷、菁类等。
按其共轭体系电荷分布可分为共轭和非共轭两类: 一 隔离型阳离子染料中阳离子基团不参与共轭体系，染料分子中的正电荷固定在一个原子上，通过隔离子基与染料母体分隔。
主要应用性能－ …。
二 共轭型阳离子染料染料分子中的阳电荷，处在染料发色体、共轭体系中，阳电荷并不是固定的，而是分散在整个共轭体系中。
主要应用性能－ …。
8-3 阳离子染料的染色特性 一 阳离子染料的吸附饱和值 1 饱和值的定义与意义腈纶纤维染色饱和值S f — 腈纶纤维用标准染料在标准条件下（C.I.Basic Blue 9、pH ：4.5、T ：100℃×4hrs 、浴比：1:100，并使平衡上染百分率达95%的上染百分浓度）染色所能上染的数量限度。
阳离子染料饱和值S D — 某种染料在规定的条件下在指定腈纶纤维上的染色饱和值，单位o.m.f.。
2 饱和系数f纤维染色饱和值（S f ）与染料染色饱和浓度（S D ）之比，即为染料的饱和系数。
f = [][]Df S S意义：染料的饱和系数是阳离子染料的特征常数，与染料的纯度和摩尔质量有关，而与纤维特性或纤维种类无关。
染料饱和系数可表征染料在对纤维染色时的饱和特性!① 确定染料用量上限、改善色牢度…[][][]f S f D f D f D ≤+++ 332211对单一染料染色，染料的用量应不大于SD ；染料与匀染剂与各自饱和系数的乘积之和不应超过Sf 。
D-CH 2CH 2-CH 3-+N 3CH 3第八章 阳离子染料染色 8-1 概 述1 阳离子染料的结构特点与染色性能 DX → D +＋ X -阳离子染料是一种色泽十分浓艳的水溶性染料…。
2 阳离子染料适用对象－腈纶、酸改性涤纶或丙纶、锦纶和丝、棉、麻等 3 特殊的阳离子染料－迁移性阳离子染料：分子量小、库伦引力小 分散型阳离子染料：正电中心被暂时封闭 活性阳离子染料：引入亲电活性基团功能阳离子染料：引入抗紫外、阻燃、防水抗菌等功能 非金属阳离子染料：复盐无锌化 8-2 阳离子染料的结构、性质阳离子染料按结构分有偶氮、蒽醌、杂环、三苯甲烷、菁类等。
按其共轭体系电荷分布可分为共轭和非共轭两类: 一 隔离型阳离子染料中阳离子基团不参与共轭体系，染料分子中的正电荷固定在一个原子上，通过隔离子基与染料母体分隔。
主要应用性能－ …。
二 共轭型阳离子染料染料分子中的阳电荷，处在染料发色体、共轭体系中，阳电荷并不是固定的，而是分散在整个共轭体系中。
主要应用性能－ …。
8-3 阳离子染料的染色特性 一 阳离子染料的吸附饱和值 1 饱和值的定义与意义腈纶纤维染色饱和值S f — 腈纶纤维用标准染料在标准条件下（C.I.Basic Blue 9、pH ：4.5、T ：100℃×4hrs 、浴比：1:100，并使平衡上染百分率达95%的上染百分浓度）染色所能上染的数量限度。
阳离子染料饱和值S D — 某种染料在规定的条件下在指定腈纶纤维上的染色饱和值，单位o.m.f.。
2 饱和系数f纤维染色饱和值（S f ）与染料染色饱和浓度（S D ）之比，即为染料的饱和系数。
f = [][]Df S S意义：染料的饱和系数是阳离子染料的特征常数，与染料的纯度和摩尔质量有关，而与纤维特性或纤维种类无关。
染料饱和系数可表征染料在对纤维染色时的饱和特性!① 确定染料用量上限、改善色牢度…[][][]f S f D f D f D ≤+++ 332211对单一染料染色，染料的用量应不大于SD ；染料与匀染剂与各自饱和系数的乘积之和不应超过Sf 。
② [S]f 小（1.2～1.7）的纤维只能染浅色[S]f 大（2.1～2.7）的纤维可以染浓色③ [S]f 较小时，可通过控制染色条件获得深染效果t 染↑、pH ↑、不加或少加匀染剂、加入导染剂β-萘酚等。
二 阳离子染料配伍值 1 阳离子染料的竞染现象－定位染色系统中，染料的竞染现象明显！不同结构的阳离子染料对纤维的亲和力不同，其在纤维内相中的扩散也有差异。
2 染料的配伍性－染料是否配伍与染料的亲和力和扩散性相关。
为了数字化染料的配伍性，引入了相容性指数K ，只有Icp 值相近或相等才具有相容性，能拼色并获得匀染效果。
K=1上染快 K=5上染慢匀染型阳离子染料不进行配伍值分类！3 配伍值与染色－ 结论① 染料配伍值与上染速率、亲和力、牢度和匀染性； ② 拼染及不同染色深度对染料配伍值有不同的要求；③ 配伍值对迁移性阳离子染料、分散型阳离子染料和活性阳离子染料无意义。
三 阳离子染料的移染性1 染料的移染性较差，且扩散系数随染料浓度的增加而提高，须严格控制染色条件并采取匀染措施；2 迁移性阳离子染料…。
3 影响染料迁移性的因素：染料的结构、染色温度、酸碱度、染色助剂、染料浓度…。
四 阳离子染料的拼混染色配伍性能是染料对纤维亲和力和扩散性能的综合效果。
扩散系数－ 染料在纤维内的扩散速度亲和力－ 染料争夺染色位臵的能力和牢度水平 竞染分析…。
8-4 聚丙烯腈纤维及阳离子染料染色机理 一 腈纶纤维的结构特点及染色性能 1 腈纶纤维的化学结构第一单体－ 丙烯腈的均聚物吸湿、染色性能极差。
目前的腈纶都是以丙烯腈为主要单体，而引入第二、第三单体的二元三元共聚物： 第二单体（3-12%）－ 提高纤维弹性、热塑性、柔顺性、染色性。
第三单体（1-3%）－RTRT D D K21expexp21μμ∆-∆-=CH=CH-C-OCH 3=OCH=CH-C-OCH 3=O3CH 3C 2O丙烯酸甲酯甲基丙烯酸甲酯醋酸乙烯酯2C ONa=OCOCH 2=CH-CH 2-SO 3H衣康酸钠烯丙基磺酸CN H+∇⋅H 2OCOOH2 腈纶纤维的超分子结构螺旋棒状结构－ 存在与纤维轴平行的晶面，不存在垂直纤维轴的晶面（纵向无序、侧向有序）。
蕴晶（横向有序结构）－ 纤维中没有真正的晶体存在。
3 腈纶纤维染色性能、热性能① 热性能：腈纶纤维Tg 85～100℃，在Tg 上下染色速率相差很大；湿热条件下，弹性和初始弹性模量下降大、易发生形变。
② 酸的作用：随T ↑，V 水解↑；③ 碱的作用：强碱、高温条件下，聚丙烯腈分子链段发生环化，导致纤维泛黄。
二 阳离子染料的吸附等温线阳离子染料对腈纶的上染可看作为一个离子交换过程：腈纶纤维用阳离子染料染色属于 (Langmuir)型吸附； 聚丙烯腈纤维染色也存在超当量吸附问题。
三 阳离子染料的上染速率阳离子染料在腈纶上容易出现匀染性差的问题！ 影响阳离子染料上染速率的因素： 1 腈纶纤维上的酸性基团影响 S f 大（含强酸性基团），纤维大分子间库仑斥力增大、微隙增加、D ↑，P197图8-3、8-4、8-5 ① 染料在具有较强、较多酸性基团的纤维上具有较大的表观扩散系数； ② 染料在具有较强酸性基团的纤维上表现出明显较快的上染速率和上染量； ③ 含有不同性质的酸性基团的纤维不易混纺。
2 热处理条件影响① 热处理T ↑，纤维内应力获得松弛、D ↑ P198图8-6 ② 拉伸比↑，D ↓ P198图8-7 3 染料浓度① 染浴中染料浓度越高，染料上染越快，直至平衡；P199图8-8 ② 纤维上染料浓度越高，染料扩散越快；③ 高浓染浴中的染料具有稳定的上染速率，且易于扩散，因此有利于匀染！ 4 染色温度影响腈纶纤维的Zeta 电位较低，因此阳离子染料吸附较快；在Tg 以下难以扩散，一旦升至Tg 以上，上染速度随温度提高很快，约每提高1℃，上染速率可提高30%。
所以染色温度控制十分重要。
P199图8-9 5 助剂的影响中性电解质、阳离子匀染剂、阴离子匀染剂 四 阳离子染料的染色机理 1 离子交换过程 2 自由体积模型8-5 阳离子染料对腈纶的染色工艺阳离子染料对腈纶的染色关键问题是匀染问题！ 工艺制定应围绕匀染、T 、pH 、匀染剂应用。
1 染料亲和力大初染率高、上染率高。
只要用量﹤S f ，上染率可达97%以上。
亲和力大，染料在腈纶纤维上迁移性差，一旦染不匀便难以纠正。
2 纤维结构紧密T ﹤Tg 上染慢，T ﹥Tg 上染很快，短时间的迅速上染，导致染色不匀。
扩散活化能高（72千卡/克分子），卡萨布速率对温度特别敏感。
3 纤维结构对温度变化极为敏感 4 存在着临界浓度染浴中染料浓度低于临界浓度时，上染速率随染料浓度的增加而急剧升高；超过这个浓度以后，上染速率与浓度无关，不再有变化。
一 匀染控制措施设备方面－ 使染料浓度均匀分布 染料的选用－ 适宜的K 值 化学方法－ 使用缓染剂 物理方法－ 温度控制 染色工艺－fS fS H D D H K ][][][][++++=][1][][1][11S S D K D S f +=++++-++-+⇔+HD FSO D H FSO 331 阳离子匀染剂通过与阳离子染料竞争染座和缓染，达到缓染目的。
①若用量过大，会导致染料上染百分率降低，深浓色织物可不用或少用缓染剂；②注意选择阳离子缓染剂对纤维的亲和性；③阳离子缓染剂会扩大混合染料的配伍值差异，不利于混合染料的拼色；④聚合型阳离子缓染剂通过消除或减小纤维的Zate电位起到缓染效果，几乎不影响染料的上染量，用量少、效果显著、适用性广。
2 阴离子匀染剂扩散剂NNO，平平加O、OP-10，通过与阳离子染料形成松驰络合物，同时具有降低相对亲和力作用改善配伍性。
①需配合非离子表面活性剂使用，以防止色淀形成；②有可能降低染料的上染量并恶化织物手感；③阴离子缓染剂会缩小不同染料的配伍值差异，因此有利于混合染料的拼色。
3 中性盐、稀土缓染剂①中性盐加入Na＋↑↑，降低Zeta↓；②缓染能力有限；③与阳离子竞争染座而缓染。
4 pH值① pH↓，-SO3H离解受抑制，起缓染效果；②酸性过强会导致染料上染量的下降；③纤维中强酸性基团含量越高，其上染受染浴酸碱度的影响就越小。
P200 图8-10阳离子染料染色，pH3.5-5；浅：3-4.5、深：4-5。
5 温度①染料的集中上染温度区为Tg+10-15o C；P200 图8-11②温度对染料的上染量影响不大；③控制升温措施：…；④综合考虑纤维的物理、化学结构和染色效果，腈纶的最高上染温度为～100o C。
二腈纶纤维染色中的几个问题1 腈纶纤维泛黄问题2 变形问题3 手感问题：聚冷手感很硬三浸染1 染液组成阳离子嫩黄7GL 0.12% (o.m.f.)艳红5GL 2.46HAc 2.5%NaAc 1.0%Na2SO4 0.8%1227 0.5%浴比 1:402 控制升温染色法3 恒温染色法（Tg﹤T﹤100）①恒温染色法工艺过程：选择在纤维玻璃化温度以上、染液沸点以下某一固定的温度始染，并保温染色45～90min，使染浴中大部分的染料上染，再升温至沸作短时间沸染，让染料在纤维内相充分扩散或移染。
②恒温快速染色法的目的：减少或消除由于染浴中温度不均匀而引起的染色不匀现象，操作简便、不易染花。
③恒温染色的关键：选择合适的恒温上染温度，使染料不发生集中上染，而是在整个恒温阶段均匀缓慢地上染。
四轧染应松式加工！主要用于腈纶丝束、毛条及腈纶混纺织物。
轧染工艺有汽蒸法和热熔法两种：①汽蒸法染色处方组成－染料、助剂、促染剂（纤维膨化剂）、酸或强酸性染料、糊料、酸剂…工艺流程－浸轧→100-103o C汽蒸10-45min→水洗。
②热熔法热熔法主要用于涤/腈混纺织物的染色，纯腈织物或腈纶和其他纤维的混纺织物一般不用热熔法。
染色处方－分散型阳离子染料、醋酸、促染剂、释酸剂、非离子表面活性剂、少量糊料工艺流程－浸轧→烘干→190-200o C热熔→后处理。
