第五章活性染料教程知识讲解

第五节活性染料染色[教学目标]1、使学生掌握活性染料的染料性质2、使学生掌握活性染料的染色原理3、使学生掌握活性染料的染色工艺4、学会对染色工艺进行分析[重点难点]1、活性染料的染色原理2、活性染料染色工艺条件分析[课时安排]2课时[课程讲授]活性染料是20世纪50年代发展的一类新型染料。

这类染料溶于水，并含有活性基团，染色时分子中的活性基团与纤维素纤维上的—OH、蛋白质纤维及聚酰胺纤维上的氨基发生反应形成共价键结合，使染料成为纤维大分子上的一部分。

一、染料性质1、按性能可分为四大类，即X型、K型、KN型、M型。

2、染色性能良好，色泽鲜艳，色牢度好二、染色原理活性染料分子中的活性基团可以和蚕丝纤维中的氨基、巯基及羟基等在一定条件下发生化学反应形成共价键结合。

1、酸性浴中的染色H2N—SCOOH + H+H3N+—S—COOHH3N+—S—COOH + D—SO3-D—SO3-.H3N+—S—COOH反应形成共价键结合2、碱性浴中的染色染料分子中的活性基团与蚕丝纤维分子中的氨基和羟基发生亲核取代反应，碱的作用在于使部分氨基中的羟基离子化。

3、中性浴中的染色对丝素的等电点而言是碱性，因此，染料与纤维主要发生共价键结合，但也有可能发生离子键结合。

三、染色工艺1、酸性浴染色法例：工艺配方：活性艳红X—3B 2.5%冰醋酸5ml/l平平加O 0.5g/l液量300L2、中性浴染色法例：工艺配方：活性红X—3B 3.1%平平加O 0.5g/l元明粉80g/l液量150L3、碱性浴染色法例：工艺配方：活性艳红X—3B 2.1%纯碱2g/l元明粉60g/l液量100L四、染色工艺因素1、染色PH在碱性浴中染料的固色率比中性浴、酸性浴为高。

PH值宜控制在9.6以下，PH升高，可能使丝素受损，染料的固色率下降；PH<3.5时，染料与纤维主要是以离子键结合，染色时上染百分率高，但湿处理牢度差。

2、染色温度升高温度上染速率提高，但平衡上染率降低；反应性提高，但同时也加速了染料的水解，特别是在碱性条件下。

活性染料的染色过程和机理活性染料是一种广泛应用于纺织工业的染料类别。

相对于传统的染料，活性染料具有更加丰富和鲜艳的色彩，具有良好的可溶性和高染色性能，同时对纤维材料有较高的亲和力，所以其适用范围更广泛。

本文将详细介绍活性染料的染色过程和机理。

活性染料的染色过程主要分为两个步骤：染色前处理和染色工艺。

染色前处理主要包括预处理和固色剂处理。

在预处理过程中，纤维材料经过脱脂、漂白和酸洗等步骤，去除纤维上的杂质和颜色，使其表面更容易吸附染料。

固色剂处理是将固色剂与纤维材料反应，形成染色复合物。

这些预处理过程旨在提高染料与纤维之间相互作用的能力。

在染色工艺中，活性染料以水溶液的形式添加到染色槽中，接触到纤维材料表面。

通过搅拌或其他方式，使染料能够更均匀地沉积到纤维中。

对于棉、麻等天然纤维，染色通常在高温和碱性条件下进行。

而对于合成纤维材料如涤纶、锦纶等，一般在中温和弱酸性条件下染色。

经过一定时间的浸泡，活性染料分子与纤维材料之间发生了化学反应，染色剂与纤维形成了永久性的染色复合物。

活性染料与纤维材料之间的染色机理较为复杂，下面将详细介绍几种常见的活性染料染色机理。

1.离子吸附机理：活性染料是离子化合物，其中带有阳离子或阴离子基团。

在染色过程中，染料分子与纤维表面存在静电相互作用。

由于纤维表面带有疏水基团，染料中的疏水基团能够吸附到纤维表面，形成离子间相互作用，从而实现染色。

2.共价结合机理：活性染料含有与纤维反应的基团，能够与纤维共价结合形成永久性染色。

例如，活性染料中含有反应性基团（如芳香胺基团），在染色过程中，这些基团能够与纤维中的官能基团（如氨基和羟基）发生化学反应，形成共价键。

3.亲水基团机理：活性染料中通常含有吸水基团，例如羟基和醚基。

这些吸水基团能够与纤维材料中的水分子形成氢键，增加染料与纤维之间的亲和力，从而实现染色。

此外，活性染料染色还受到许多其他因素的影响，如温度、pH值、盐度等。

温度的升高能够加快染料与纤维之间的化学反应速率，提高染色效果。

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。

活性染料的染色过程及机理活性染料是一种在纤维上具有较好的亲和力和着色力的染料。

活性染料具有许多独特的特性，如良好的亲水性、亲纤维性、光嫁接性和耐久性，能够将染料牢固地结合在纤维上。

本文将介绍活性染料的染色过程和机理。

首先是活性染料的渗透过程。

纺织品经过前处理后，浸泡在染液中，活性染料通过纤维的孔隙和结构缺陷渗透到纤维内部。

渗透速度与温度、浓度、pH值等因素有关。

渗透过程可能会受到纤维的表面张力和纤维素多孔结构的限制。

接下来是活性染料的扩散过程。

染料分子在纤维内部通过热伦势力或浓度梯度进行扩散，从而达到脱离染液自由移动的状态。

扩散速度取决于染料分子的大小、纤维的孔隙结构和温度等因素。

然后是活性染料的吸附过程。

染料分子在纤维表面吸附，并与纤维表面形成瞬时的物理结合。

吸附过程是一个动态平衡过程，同时会遵循兰金斯等温吸附等式。

吸附速度与染料的亲和力、纤维的化学组成和表面能等因素有关。

最后是活性染料的固定过程。

吸附在纤维表面的染料分子通过化学反应与纤维发生共价键的形成，从而牢固固定在纤维上。

固定过程可以通过热固定、碱固定、还原固定等方法进行。

固定过程是决定染色牢度的重要步骤。

活性染料的染色机理是多种因素共同作用的结果。

有机染料分子与纤维之间的相互作用主要包括物理吸附和化学键合两种形式。

物理吸附是由于染料分子与纤维表面之间的静电作用力、范德华力等相互作用而引起的，这种结合是可逆的。

而化学键合是指染料分子中存在明确的官能团与纤维官能团之间的共价键结合，使染料牢固地结合在纤维上。

活性染料的染色机理还涉及到环境因素、纤维结构和染料结构等多种因素。

环境因素如温度、湿度、pH值等会影响到活性染料的染色性能和染色效果。

纤维结构的差异会影响染料的渗透和扩散，从而影响染色的均匀性和牢度。

而染料结构的不同则会影响到与纤维的亲和力和染色效果。

综上所述，活性染料的染色过程是一个复杂的过程，主要包括渗透、扩散、吸附和固定四个阶段。