第五章 染料性能测试

第五章染料性能测试纺织品的染色和印花加工中均会用到染料，因此，了解和熟悉常用染料的基本性能，学会常用染料基本性能的测试方法，对于稳定和提高印染产品加工品质具有重要且意义。

染料基本性能测试的主要内容通常包括：力份测试、色光检验、初染性测试、上染率及固色率测定、色牢度测定等。

第一节染料的基本知识染料一般是有颜色的有机化合物，作为染料应对所染的纤维具有亲和力，并且染后具有一定的染色牢度。

染料主要用于毛、棉、化纤、麻、丝等各种纺织品的染色，各种纺织品的染色，主要用水作为染色介质，而所用的染料大多能溶于水，或通过一定的化学处理转变成可溶于水（如还原染料），或通过分散剂的分散作用制成稳定的悬浮液，方可进行染色。

目前所用的染料大部分为合成染料，合成染料具有价格便宜、色谱齐全、染色方便等优点。

而且，随着新型纤维品种的不断增多，各种染料的新品种也不断更新。

一、染料的分类染料可按应用分类和化学结构分类两种。

应用分类是根据染料对纤维的应用性能和应用方法的共性逐步总结和形成的分类方法，适用于染料使用者和对其应用性能的研究；化学结构分类是根据染料共同的基本结构类型或共同基团、各种染料分子结构的共性进行分类，适用于对染料分子结构和染料合成的研究。

（一）应用分类目前印染厂所用的染料大部分是以应用来分类的，染料按应用性能及应用方法的不同主要分为以下几类：1.直接染料直接染料品种多、色谱全、用途广、成本低，分子结构中大多具有磺酸基、羧基等水溶性基团，能溶于水，可在弱碱性或中性条件下直接上染纤维素纤维（一般染粘胶），在弱酸性或中性条件下直接上染蛋白质纤维（一般染真丝），但其色泽不后鲜艳，耐洗、耐晒牢度较差。

目前所用最多的是D型直接混纺染料。

2.活性染料活性染料是一种水溶性染料，分子结构简单，分子中含有一个或一个以上的反应性基团（也称活性基团），在适当条件下，能与纤维素纤维中的羟基、蛋白质纤维及聚酰胺纤维中的氨基等发生反应而形成共价键，因此活性染料又称反应性染料。

活性染料颜色鲜艳，色谱齐全，使用方便，染色牢度较好，但染料的利用率较低，遇碱大部分水解，大多数活性染料的耐氯漂牢度较差。

活性染料一般用于纤维素纤维、蛋白质纤维的染色。

3.还原染料还原染料不溶于水，只能分散在水溶液中，分子中都含有羰基，需在碱性条件下经还原剂（一般用保险粉）还原成可溶性的隐色体钠盐，才能上染纤维，再经氧化后恢复成不溶性染料固着在纤维上。

由于这种染料在应用过程中需先经过还原处理，所以称还原染料。

还原染料色泽鲜艳、色谱齐全、染色牢度好，是纤维素纤维染色的重要染料。

4.硫化染料硫化染料在生产时需用多硫化钠或硫磺进行硫化反应，而在染色时又需还原剂（硫化钠）还原溶解，所以叫做硫化染料。

硫化染料一般不溶于水，主要用于纤维素纤维和维纶的染色，并以黑色、蓝色等深浓色应用较多，色泽偏暗，但价格便宜，具有一定的耐洗、耐晒牢度。

5.不溶性偶氮染料不溶性偶氮染料是由偶合组分（色酚）和显色组分（色基）在纤维上反应生成不溶性偶氮染料而固着在纤维。

因为染色时需要用冰或直接常温下，所以又称冰染料。

它适用于棉、麻等纤维的染色和印花，色泽鲜艳，价格低廉，具有较好的染色牢度，目前应用较少。

6.酸性染料酸性染料能溶于水，因为最初这种染料需要在酸性染浴中进行染色，故称为酸性染料。

主要用蛋白质纤维和聚酰胺纤维的染色。

酸性染料色泽鲜艳，色谱齐全，一般牢度较好。

根据酸性染料染色酸碱性能的不同，它又可分为弱酸浴染色、强酸浴染色和中性浴染色的酸性染料。

7.分散染料分散染料在水的溶解度很小，微溶于水，染色时借助分散剂的作用将染料分散在染浴中，它是一类非离子型染料，主要用于聚酯及醋酯等合成纤维的染色，目前应用广泛。

8.阳离子染料阳离子染料是在腈纶出现后，是由碱性染料发展形成。

因为染色时染料以阳离子的形式与纤维结合，所以称它为阳离子染料。

它适用于改性涤纶、腈纶的染色，色泽鲜艳、牢度好。

（二）化学结构分类染料按其共同基团或化学结构分类，主要有偶氮染料、靛类染料、蒽醌染料、三芳甲烷染料、硫化染料等。

偶氮染料分子结构中含有偶氮基团（－Ｎ＝Ｎ－），根据偶氮基的数目可分为单偶氮、双偶氮及多偶氮染料。

偶氮染料包括的染料种类较多，如直接、分散、活性、酸性、阳离子等染料，是整个染料中品种最多的一类，约占全部染料的60%，是很重要的一类染料。

蒽醌染料结构中含有蒽醌基本结构，是结构类型较多、较复杂的一类染料，包括还原、酸性、分散、阳离子等染料，在数量上仅次于偶氮染料。

二、染料的命名染料的品种很多，而且大多数染料都是结构复杂的人工合成的有机化合物，若按照其结构命名，则名称命名十分复杂，也不能反映染料的颜色和应用性能，且商品染料并不是纯物质，同时有些染料的化学结构还未确定，所以也无法用化学系统法进行命名。

目前国产的商品染料采用三段命名法命名，即冠称、色称和字尾。

1.冠称冠称表示染料的应用类别，如活性、直接、分散、还原、硫化、阳离子等。

对于国外的一些染料，如西方发达国家，各染料生产公司为了自己商业上的需要，采用了自己的专用商品名称，如用于聚酯纤维染色的分散染料，英国卜内门公司叫狄司潘素、瑞士山德士公司叫福隆、德国赫司特公司叫舍码隆等。

2.色称色称表示染料染色后所呈现的色泽名称。

可用红、橙、黄、绿、蓝、紫、黑等来表示；也可以借助于自然现象、植物、动物的颜色来表示，如橘红、天蓝、鼠灰、草绿等。

为了充分反映出染料颜色的特征，在颜色前可加以适当的形容词或名词来强调染料色泽的特征，如荧光黄、艳红、艳绿、深蓝等。

3.字尾（尾注）字尾是用数字和字母来表示染料的状态、色光、用途、纯度、牢度和其他染色性能。

由于染料的类别和生产厂商不同，因此有的字尾意义并不相同，有的甚至让人难以明白其确切意义。

常用的字尾符号有以下一些。

（1）表示染料的性质、色光等的字尾B：蓝光；C：棉用，或不溶性偶氮染料的盐酸盐；D：适用于染色，或稍暗；E：匀染性好，适用于浸染；F：染色坚牢度好；G：黄光或绿光；I：相当于还原染料的牢度；K：还原染料冷染法，或热固型活性染料；L：耐晒牢度高；P：适用于印花；R：红光；S：升华牢度好，水溶性好，或适用于染丝；V：紫光；W：适用于染毛；X：普通型活性染料，或浓度较高；Y：黄光。

上述符号可以几个相连，也可以在符号前加数字，以表示色光的强弱或性能的差异。

如2B，表示蓝光较B为重，3B则比2B又稍蓝。

由于各染料生产厂商的标准不同，即使不同厂商使用的是同一类别、同一颜色甚至同一化学结构的染料，其色光符号往往也很难相互比较，例如一家的3B并不一定比另一家的2B更偏蓝光。

因此，不同厂商生产的同一染料，甚至同一厂商生产的同一染料其批号不同，印染厂购进后，都应进行小样测试，以保证生产时颜色的准确性。

（2）表示染料力份的字尾染料的力份是指染料厂选择某一浓度的染料为标准，而将每批产品与标准染料相比较所得出的相对浓度，用百分数来表示。

由于商品染料并不是纯染料，它含有填充剂、盐、分散剂等其他成分，染料的力份是一个比较值，不是染料含量的绝对值，如150%不是指产品的纯染料含量，它只不过是相对标准染料的浓度。

例如活性嫩黄X—6G，其中“活性”是冠称，表示活性染料；“嫩黄”是色称，表示染料上染纤维后所呈现的颜色是嫩黄色；“X—6G”是字尾，“X”表示普通型活性染料，“G”表示色光带绿光，“6G”表示所带绿光程度，因此这是一只带绿光较重的黄色活性染料。

再如200%分散红3B，其中“分散”是冠称，表示分散染料；“红”是色称，表示染料上染纤维后所呈现的颜色是红色；“3B”是字尾，“B”表示染料的色光是带有蓝光，“3B”表示蓝光的程度，200%为染料的力份。

三、染色牢度染色牢度是指染色产品在使用过程中或以后的染整加工过程中，在各种外界因素的作用下，能保持其原来色泽的能力。

如保持原来色泽的能力低，即容易褪色，则染色牢度低；反之，则染色牢度高。

染色牢度是衡量染色产品质量的重要指标之一，主要取决于染料分子的化学结构、染色方法、被染纤维的性质等。

为了对染色产品进行质量检验，国际标准化组织（I.S.O）参照纺织物的服用情况，指定了一套染色牢度的测试方法和标准。

各个国家也根据国情制定了相应的染色牢度标准，我国现行的国家标准由国家技术监督局1997年发布，其代号为GB/T6151-1997，于1997年12月开始实施。

染色牢度可以分为两类，即染料在使用时要求的牢度和印染加工时要求的牢度。

1．使用时要求的牢度可分为：耐日晒牢度：在日光作用下，染料颜色改变的程度。

皂洗牢度：染料的颜色经皂洗后改变的程度。

汗渍牢度：染料的颜色经汗渍作用后改变的程度。

摩擦牢度：染料的颜色经摩擦作用后改变的程度。

包括湿摩擦牢度和干摩擦牢度。

此外，还有耐熨烫牢度、耐海水牢度、耐气候牢度以及其他一些特殊要求的牢度。

2．印染加工时要求的牢度可分为：耐氯漂牢度：染料经氯气（氯漂）后，颜色改变的程度。

耐酸、碱牢度：染料的颜色经酸、碱作用后改变的程度。

耐缩绒牢度：毛织物用染料的颜色，在缩绒处理（肥皂溶液处理）后改变的程度。

耐升华牢度：染料在高温下升华造成的颜色改变的程度。

以上两类牢度中，较重要的是耐日晒牢度和皂洗牢度，它们是染料质量的主要指标。

有些牢度仅在某一类染料或某些特定的场合下，才对染料提出要求。

如涤纶用分散染料在进行热溶染色时，要考虑升华牢度；海军服装用的染料，要考虑耐海水牢度等。

染色牢度的评定通常是模拟服用和加工过程的实际情况，在规定条件下进行实验，并与标准样品比较得到的，因此为相对值。

染色牢度一般采用五级制，一级最差，五级最好。

只有耐日晒、耐气候牢度采用八级制，一级最差，八级最好。

各种染色牢度的测试方法均可参见国家标准（GB）。

第二节织物上染料的鉴别由于染料的多样性和性能的复杂性，使得染料的鉴别工作非常复杂。

通常要确定染色或印花织物上某一染料的化学结构是十分困难的，染料的鉴别主要是染料应用类别的鉴定。

鉴别的基本原理是根据不同类别染料的应用性能，利用某些化学试剂，如酸、碱、还原剂、氧化剂或有机溶剂等，将染料从纤维上溶解后，按其对不同纤维的上染性质以及特征反应来加以鉴别。

要鉴别织物上的染料，首先必须鉴别织物上的纤维种类，检验织物上有无颜料的存在，根据纤维类别可初步判断染料类型。

如果是棉纤维，则可能是活性、直接、还原、硫化或不溶性偶氮染料；如果是涤纶纤维，可能是分散染料；如果是羊毛纤维，可能是酸性染料、酸性媒染染料、酸性含媒染料或活性染料；如果是腈纶纤维，可能是阳离子染料。

然后根据各种纤维染色常用的染料特性进一步进行分析和鉴别。

鉴别时主要根据不同染料的溶解性能、耐酸碱性能、耐氧化还原性能及其着色性能，再综合运用化学法和染色法，可较准确地判断织物上染料的类型。

织物上染料的鉴别步骤是：（1）将织物进行预处理，以排除浆料或其它整理剂对测试的干扰。