毛用活性染料拼色与直接染料仿色课程设计

目录

1. 前言……………………………………………………………3

2. 实验指导书……………………………………………………4

3.色打样实验目的………………………………………………7

4.实验内容………………………………………………………7

实验材料化学药品和仪器…………………………7

染色配方……………………………………………7

染色工艺取钱和实验步骤…………………………8

原始数据记录………………………………………9

单色递增贴样………………………………………13

色三角贴样…………………………………………14

打样配方表…………………………………………15

6.实验总结………………………………………………………16

7.设计评语………………………………………………………17

8.化学化工学院化学综合评分表………………………………18

前言

仿色打样是织物染色投产前的先锋实验。其目的是通过小样实验，找出能够达到客户质量要求，而且质量稳固、经济性又好的最正确染色用料与染色工艺，将其作为大样投产时的工艺依据。实践证明，仿色小样的成功是大样染色成功的前提与保证。

打样进程必需依照加工对象选择染料和助剂,制定适合的染色工艺,确信准确的染色配方。仿色打样是印染厂的基础性工作,直接关系到大生产的综合成效。作为仿色打样人员应具有必然的配色理论知识,把握打样的大体流程和工艺。

了解染料的提升性和把握不同染料在不同浓度的拼混颜色的转变趋势是仿色打样的大体要求。染料的提升性是指随着染料用量增加,纤维上染料浓度递增的性能。提升性不仅决定于染料的结构,也与纤维的结构有关,不同纤维的染色提升性不同。一样来讲,在必然浓度范围内,纤维线密度越低,染色提升性越好。活性、直接或分散染料对纯棉、纯涤或是涤棉混纺染色中同种染料的不同颜色以必然比例进行混合最终能依照布样颜色的转变趋势拼超卓三角。通过简单的实验了解仿色打样的大体知识，通过对色三角的熟悉，和对来样的分析就能够打出符合标准的样品。

活 性 染 料 浸 染 的 配 伍 技 术( 上) 摘要： 染料之间是否有良好的配伍性是拼染染色重现性好坏的关键因素。由于不同结构的染料的染色性能不尽相同, 所以染色前必须通过实验了解和掌握所用染料的实用性能, 特别是“个性”, 以确保正确选用染料、正确配伍组合, 从而获得良好的染色重现性。 关键词： 配伍性; 匀染性; 同步性; 稳定性 活性染料浸染染色, 染料的配伍组合正确与否是提高匀染效果, 改善染色重现性的根本关键。因此, 打小样选用染料时仅仅考虑能否仿得出“客户来样”的色光与深度是远远不够的。最最重要的是要考虑在大样生产中的实用效果。比如, 匀染性的好坏、重现性的优劣、色牢度的高低等。 1 活性染料的SERF值选用染料时, 要考虑的首要问题是染料的基本染色性能。即染料的SERF值。该值几乎涵盖了活性染料全部的染色性能。 1.1.1 S值 S值代表染料对纤维亲和力的大小。以在电介质的存在下中性吸附30 min时的一次吸色率来表征。S值大, 表明染料对纤维的亲和力大, 在中性盐浴中吸色快, 一次吸色率高, 这对提高染料的固着率有利。但也暗示着染料在吸色阶段的移染性较差, 染后未结合的染料易洗性差。这不仅会影响匀染效果( 尤其是绳状染浅色) , 还会影响染色牢度。 1.1.2 R值 R值表示染料反应性的高低。通常以加碱10 min后的固色率来表征。R值大, 说明在碱性条件下染料与纤维发生共价键反应的能力强, 反应速率快。从正面讲, 染料的反应性高, 固色速率快, 有利于减少染料的水解量, 提高固色率; 从反面讲, 染料的固色速率快, 会造成染料的二次吸色速率过高,卷染染色时, 尤其是染中浅色时, 很容易造成头尾色差; 喷射液流染色时, 容易造成严重色花。二次吸色太快, 还会影响染料的扩散速率, 造成染料在纤维表面重叠性堆积, 既影响固色率, 又影响色牢度。 1.1.3 E值 E值代表染料的竭染率。E值大, 表示染料的吸净率高( 在通常情况下, 其固色率相应也高) 。所以,染料的E值大, 一般说明染料的利用率高, 染深性好, 染色污水的污染程度小。 1.1.4 F值 F值代表染料的固色率。F值大, 说明与纤维发生共价键反应而固着的染料多, 而发生水解的染料以及未反应的染料少。所以从染料F值的大小可直接看出染料利用率的高低和染深性的好坏。 1.5 SERF值的应用 显然, 活性染料的SERF值越接近, 它们之间的配伍性越好, 染色的重现性越佳。据实验, 只有SERF特征值的差异在15 %以内的染料才有良好的配伍性, 如果相差大于20 %, 在染色中的相容性就表现很差, 不能作拼色组合。生产实践证明, 倘若将SERF值相差较大的染料。 拼色组合染色, 对染色工艺条件(时间、温度、浴比、pH值)以及助剂浓度(电介质、碱剂)通常表现敏感, 染色条件或助剂浓度稍有差异便会产生色花、色差。可见染料的SERF值是否接近是活性染料能否配伍染色最重要的选择依据。 1.6 SERF值的测定 在实际生产中, 所用染料的SERF值可从二个方面获得。一是从相关文献资料中查找, 借他人的研究成果为己用, 这是最经济快捷的方法。二是自己对相关染料进行实验测试测试方法可参照“染整工艺实验”( 金咸穰主编2003.8月版) 第78页“活性染料上染速率曲线的测定”和第217页“活性染料固色率的测定”方法进行。概括地讲, 该法是利用分光光度计测定不同染色时间段染液的吸光度, 或者是测定染色、皂洗、水洗混合残液的吸光度, 并与空白染液的吸光度比较计算而得出。该法测定的结果, 对某一个具体染料而言,是一个近似值。测定操作比较繁琐。经实践, 也可以采用常规染色法来求得染料相对近似的吸色曲线和固色曲线, 方法便捷, 容易控制, 直观性强。 1.6.1 实验条件 处方(g/L) : 活性染料(%, owf) 1.5 螯合剂 1.5 精盐 40 浴比 1∶30 温度(℃) 65 时间(min) 吸色40 固色40 1.6.2 实验操作 (1) 按以上处方配制10只完全相同的染液于染杯中( 编号1~10) , 置于同一个染机内, 各投入相同的待染物, 于65 ℃先中性吸色5 min、10 min、20min、30 min、40 min( 编号1~5) , 达到规定吸色时间,便逐一取出试样, 不经水洗, 甩干后, 拉平, 轻轻浸入固色浴中( 固色剂10 g/L、醋酸1 mL/L) , 室温, 5min( 防染料脱落) , 而后以冷水轻轻过净、晾干( 为不同吸色时段的待测物) 。 (2) 吸色40 min 后, (6~10号染杯) 分别加入纯碱20 g/L, 保温65 ℃, 分别固色5 min、10 min、20min、30 min、40 min。达到规定固色时间, 便逐一取出样布, 水洗、皂洗( 皂洗剂5 g/L、螯合分散剂1.5 g/L、平平加0.3 g/L, 95 ℃以上皂洗5 min, 2次) 、水洗、烘干( 为不同固色时间段的待测物) 。 (3) 以Datacolor SF 600x测色仪, 检测待测物的色力度( 表观深度) , 并以此画出相对近似的吸色曲线和固色曲线。 实践表明, 该法测出的吸色曲线和固色曲线,虽说是个相对近似值, 但从中依然可以清楚地看出: ①染料在中性盐浴吸色阶段, 吸色速率的快慢与吸色量的高低, 即直接性的大小; ②拼色时, 各染料组份一次吸色速度和吸色量同步性的好坏; ③染料在加碱固色阶段二次吸色速率的快慢, 有无骤然上色现象; ④在碱固色尤其是固色前10 min内, 染料固色速率的快慢( 反应性的高低) 以及同步性的好坏; ⑤染料净洗性的难易、匀染性的优劣等, 也可以从中看出来。 2 染料的配伍性 活性染料的配伍组合, 除考虑染料的SERF值外, 还需要考虑以下几点: 2.1 染色牢度要基本相近这是因为, 染色物的色泽坚牢度总是等于或低于拼色组份中, 色牢度最低的染料所具有的牢度水平。因此, 将色牢度低不同的染料配伍组合, 其染色物在色牢度测试前后会发生显著的色泽变化, 即原样褪变色严重。比如, 将日晒牢度、氯浸牢度或汗渍牢度高低不同的染料配伍染色时, 其染色物在服用过程中或在相应的牢度测试过程中, 色变、色花现象就特别突出。 而采用色牢度基本相近的染料拼色, 其染色物在服用或测试过程中, 各染料组份仅会发生近似程度的褪色变浅, 而不会产生明显的色变、色花。 2.2 染料类型最好相同这是因为, 不同类型的活性基, 与纤维素生成的染料- 纤维键, 具有不同的键合稳定性。 从表1可看出, 不同类型活性基的活性染料与纤维素纤维形成的染料—— 纤维键对酸、碱、氧化剂处理以及干热定形处理, 其键合稳定性是不同的。因此, 倘若采用不同活性基的活性染料拼染, 在染后高温皂洗过程中或者在后整理过程中, 就有可能由于不同类型染料的断键程度不同而产生色光波动, 使染色物的色光难以掌握。 2.3 染棉锦织物时染料的沾色性常用中温型活性染料在染棉的条件下对锦纶具有轻重不同的沾色性。因此必须根据所染色泽的深浅与风格( 如锦留白或棉锦异色) 来选择组合染料。倘若染料选择不当, 便会产生以下问题。 (1) 棉锦二相得色颠倒, 棉浅锦深, 二相无法拉平。如活性艳蓝便是代表。 (2) 棉锦二相, 色泽异变。如, 科华素ED- NN等,染棉为黑色, 沾锦则为橙色。 (3) 仿不出来样效果。如锦留白而不白; 棉锦闪异色而色泽浑浊不清; 染棉锦均一色而二相拉不匀, 尤其是浅色。 (4) 在先染锦后套棉工艺中, 由于活性套棉时会沾锦, 使锦纶的色光难以控制。 (5) 由于不同染色方式( 卷染染色、喷射液流染色、小样染色机染色) , 活性染料的沾锦程度明显不同, 往往会导致大样仿小样困难。 3 实用案例 3.1 三元色染料的配伍组合 在国产中温型活性染料中, 常用品种是: 活性黄M- 3RE（145#）、活性红M- 3BE（195#）活性蓝M- 2GE（194#）和活性金黄A(B)- 4RFN、活性红A(B)- 2BFN、活性蓝A(B)-2GLN二组染料。 3.1.1 二组染料的染色亲和力 这二组染料的染色亲和力如表2。 表2显示, 国产M型和A(B) 型二组染料, 在轧染条件下( 室温、中性、不加盐) , 其亲和力偏高, 但彼此接近。而在浸染条件下(60 ℃、中性、盐40 g/L) 亲和力提高显著, 三者的差异也不算大。因此, 就亲和力而言, 这二组染料比较适合浸染。然而也不难看出, 在浸染条件下, 红色染料的亲和力, 比黄色、蓝色染料弱。这表明, 红、黄、蓝三组份作拼染时, 在中性吸色阶段, 红色染料会产生上色滞后现象。 研究表明, 染料之间的SERF特征值, 彼此的差异<15 %便有良好的配伍性。从表3可看出, 这二组染料的SERF值都处在一个较小的范围内, 即吸色、固色曲线基本接近, 因此具备相互配伍组合的基本表1 不同类型的活性基与纤维素结合的稳定性条件。 3.1.3 二级染料配伍染色存在的问题 (1) 这二组染料共同存在着红色染料直接性较弱、反应性较低, 配伍使用时红色染料上色滞后的现象。因此, 染色时、必须适当延长吸色与固色时间以确保其重现性。 (2) 这二组染料在加碱固色初始阶段 ( 前10min) 吸色速率和固色速率相对较快。所以, 固色加碱宜先少后多、分次加入, 以求温和上色, 提高匀染效果。 3.1.4 染色牢度的配伍性 表4显示, 这二组染料的常规染色牢度基本相同, 适合配伍组合。 3.1.5 沾锦程度的配伍性 这二组染料, 在染棉条件下对锦纶具有轻度沾染性。可喜的是三者的沾锦程度基本相近。因此, 可以配伍组合染棉锦均一色泽。倘若染棉锦异色( 双色) , 则必须施加1~2 g/L锦纶阻染剂或锦纶匀染剂, 或者采用预加碱染色法染色( 染浴中初始就预加纯碱0.15~0.2 g/L, 先在弱碱性浴中吸色, 而后再加碱固色。这样可以明显降低沾锦程度。 3.1.6 结语 国产这二组染料, 其染料特征值以及染色牢度与沾锦程度都比较接近。因此, 基本具备三元色配伍染色的条件。实践表明, 这二组三元色, 用于全棉织物与棉锦织物的染色, 表现尚好。但务必注意二点: (1) 由于红色组份的亲和力相对较弱, 反应速率相对较低, 故上色相对滞后。所以, 实际应用时无论是小样还是大样, 都必须要有足够的吸色、固色时间, 使吸色、固色达到染色平衡。这是用好这二组三元色的关键。 (2) 由于红色染料和蓝色染料的日晒牢度差,所以不适合染日晒牢度要求高的色单。

课题 活性染料染色(颜色三角)

课时数 6 授课日期 第 6 周 星期 2\5 第 节

目的要求 每小组按要求，保质保量完成66块样布，并贴好三角样。

重点

难点 重点：严格按工艺规范操作

难点：操作习惯的培养和思想认识的正真提高。

授课

方式 讲授——练习——个别指导――集中讲评

作业 1、按要求完成实验报告

课后

小结

一、三原色拼色宝塔图的制作

说明：

1、宝塔图浓度梯度为10%；

2、宝塔图中数字分别表示所吸取黄、红、蓝染液的（mL）数，即用量比；

3、宝塔图“△”形三条边上的色泽为二拼色，其余均为三拼色。

例：拼色样染料总浓度为1%（o.w.f.），浴比为1：40，以2克织物打样。若配制染料母液浓度为2g/L，则拼色染料总用量为10mL。按宝塔图中所标数字分别吸取黄、红、蓝染液（mL）进行染色，即可制得三原色拼色宝塔图。

二、染色实验

1、 实验要求

2、 染色曲线（恒温600C）

染料

布 促染剂 固色剂 结束

水洗

10分 25分 50分

3、 实验报告书写格式

（1） 实验名称

（2） 实验目的

（3） 工艺处方

（4） 操作流程

（5） 实验分析

（6） 贴样

4、 注意事项

（1） 水浴锅温度调节（约＋50C）

（2） 布先润湿，挤干

（3） 放盐和碳酸钠时将布起，并且边搅拌边缓慢加入

（4） 勤搅拌并注意不要让布浮出液面

（5） 侍升温至600C开始计时，控制好染色和固色温度

（6） 严格按工艺要求操作

（7） 做好染色布的编码，按标准贴样，不要贴错。

（8） 在一号电子天平称量元明粉,在二号电子天平称量碳酸钠

（9） 做好卫生工作。

附

1、吸染料量计算方法

V（ml）＝（布重×染色浓度／母液浓度）×1000

课题 活性染料染色

课时数 授课日期 第 周 星期 第 节

目的要求 通过教学,活性染料的类型和染色性能，了解活性染料的染色原理，熟悉影响活性染料染色的因素。

重点

难点 重点：影响活性染料染色的因素。

难点：同上

授课

方式 讲授

作业 1、常用活性染料的种类和染色性能。

2、影响活性染料染色的因素有哪些？

课后

小结 通过活性染料结构通式的讲解，学生对活性染料的掌握可能会更好些。

工艺结合操作介绍。

活性染料染色

（一）活性染料的化学结构

其化学结构通式可以表示为： W一D—B—Re

活性染料分子和一般水溶性染料不同的地方是具有一个(或两个)可和纤维反应形成共价结合的活性基。活性基主要影响染料的反应性及染料—纤维键的稳定性。

染料母体对染料的亲和力、扩散性、颜色、耐晒牢度等有较大的影响，母体染料不但要求色泽鲜艳和牢度优良，而且要求有较好的扩散性和较低的直接性，使活性染料有好的匀染和透染性能，未染着的染料(包括和水反应的水解染料)也易于洗除。因此染料母体不宜太大，对纤维的亲和力不宜太高，一般选用简单的直接染料和酸性染料作为母体的结构。

绝大部分染料的活性基是通过联接基和染料母体芳环相连的。有些染料没有连接基，活性基直接连接在染料母体上。

在母体染料中一般具有1—3个磺酸基作为水溶性基团，有些活性基本身也具有磺酸基或硫酸酯基作为水溶性基团。

桥基对染料的反应性和染料—纤维键的稳定性也有一定的影响。

（二）活性染料分类

1、均三嗪型活性染料

二氯均三嗪型

一氯均三嗪型

一氟均三嗪型

2、卤代嘧啶活性基类

该类染料品种主要是二氟一氯嘧啶型

3、乙烯砜活性基类

结构通式为

D-SO2-CH2CH2-OSO3Na

染色时碱性条件下可生成反应性的乙烯砜基

D-SO2-CH=CH2。国产KN型

4、双活性基型活性染料

一氯均三嗪基和β—乙烯砜硫酸酯基，国产的M型

一氟均三嗪基和β—乙烯砜硫酸酯基双活性基活性染料，国外的Cibacron FN