染部培训教材_

染料及其配原理
什麼叫染,概括來說,染是把纖維制品染上顏的加工過程,是借染料與纖維發生物理化學或化學的結合,或者用化學方法在纖維上生成顏,使整個紡織物成為有物體,例如:把棉布浸入有一定溫度的染料水溶液中,染料就經水相向棉布纖維中移動,水中的染料量逐漸減少,經過一段時間以後,就達到平衡狀態,水中減少的染料除水解外就是向棉纖維上移動的染料,在任意時間取出棉布,即使絞擰,染料仍留在棉纖維中,這种染料結合在纖維中的現象,就叫染。同樣把海棉浸入染料水溶液中,染料溶液雖也能夠進入海棉內部,可是時間再長,染料溶液的濃度也不變化,將海棉取出絞擰時,染料和水同時從海棉內擠出來,所以說海棉並未被染。染料對紡織品的染,影響的因素很多,渉及面也廣,各种纖維適用的染料不同,如:天然絲、羊毛等動物纖維和錦綸纖維物的染可採用酸性染料,滌綸紡織物的染用分散染料(擴散染料)粘絞人造絲織物的染用直接染料等等:它們的染原理、工藝件和所用的助劑各不相同。
1制作纪念章節:染料的基本概念
染料是一類有的有機化合物,能使紡織品染成各种顏,染料必須是能溶解或分散於水中,
或者能用化學方法使之溶解,對纖維是有染著力,並具有使用要求的堅牢度,各种類別的染料使紡織品染或印花的原理各不相同,往往某一類染料只能使某些纖維染,而對另一些纖維卻不能染,如還原染料、直接染料、硫化染料等,對棉纖維織物具有親和力,能染,而對晴綸、滌綸等合成纖維則不具有親和力,就染不上顏,又如活性染料的染是由於染料分子中的活性基團與纖維分子上的基團發生了化學反應所以染上的顏非常堅固。
2節:染料的分類和名稱
1、 染料的分類:
染料分類的方法一般有兩种:
(1)、 根據染料分子結構和制造分類:偶氨染料、蔥醌染料、靛族染料、雜環染料、 菁染料、芳早基染料、硝基染料等。
(2)、 根據染料的性質和應用方法來分叫做染料的應用分類、酸性染料、中性染料、鹼性染料(陽離子染料)、活性染料、直接染料、分散染料、還原染料、可溶性還原染料(印地
素染料)、硫化染料、不溶性偶氮染料(納夫妥染料)、螢光染料等…
3節染料的名稱
由於染料的分子結構比較複雜,如果按化學結構的系統命名法來命名,名稱很長,應用起來困難很多,尤其某些品种的化學結構還不清楚,有的商品染料中是幾种結構的混合物(KNG KNB)無法命名。因此,應用一种簡單易掌握的統一合理的染料命名法,才能滿足生產和應用的需要。
我國染料統一命名法,在1965年試行的《染料產品名詞命名草案》中已有規定,染料名稱有冠稱、稱和字尾三段組成。由於染料名稱在世界各國沒有統一,每個染料廠都為自己生產的各种染料取一個名稱,因此,同一染料可能會有好幾個名稱。
(1). 冠稱:
說明染料根據應用方法和性質所屬類別,如直接、酸性、活性、分散等。例如:RemazolSiriusProcaine等。
(2). 稱:
表示染料在纖維上染後所呈現的澤黃、紅、藍、(YellowRedBlue)等…
(3). 字尾:
用英文字母表示染料的光、形態、特殊性能和用途等,常用的字尾所表示的意義如下:
1. 表示光及性能的字母
B藍光(Blue(3BS)F亮、N新型或光特殊、C耐氯(CL)、G螢光或綠光(GR)、L耐晒牢度好、P適用於印花、D稍暗(Dark)(FDBN)I相當於還原染料的牢度、M混合的、R紅光、S適用於染,溶解性佳、T深、W適用於染羊毛、X高濃度染料稱中的光代號,有時重复地寫幾個字母,例如:BBRR 等,也可寫作2B2R。其中數字表示所帶光的強度,2B的藍光較B強,3R的紅光較2R強,染料代號中有時有“200%”“150%”等字樣,表示染料的力份,前者力份為普通的2倍,後為1倍半。
2.表示染料類型的字母:
置於字尾的前部,與其它字尾間加“-”,常用的字母有(適用於國產染料)。
X二氯均三嗪活性染料、K一氯均三嗪活性染料、KN乙烯碸型活性染料、KD活性直接染料、M多活性基團活性染料、S具有較高耐升華牢度的分散染料(SBLF)、SE耐升華牢度和勻染性中等的分散染料、E具有較好勻染性的分散染料。
由於染料名稱在世界各國沒有得到統一,每個染料廠都為自己生產的每种染料取一個名稱,因此,同一种染料可能會有好幾個名稱。婴幼儿服装裁剪
4節:常用染料品种及性能
根據染料的化學性質及其對纖維的關係,通常紡織品所應用的染料主要有以下幾种:
(1)、 直接染料:可溶於水,在中性鹼(NaCL)或弱鹼性鹼存在的水溶液中,可直接染纖維素纖維,應用方便,這類染料主要用於纖維素纖維的染,但一般染牢度不夠良好,它們也可用於蠶絲綢的染。
(2)、 活性染料:這類染料結構中含有一個或一個以上的活潑官能團,稱為活性基團,在適當件下,能與纖維素纖維、蛋白質纖維等發生化學反應,而生成堅牢的結合,它們具有良好的濕處理牢度和磨擦牢度,澤亦很鮮艷,故有較多的應用。
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(3)、 分散染料:這類染料在水中溶解度很低,是非離子性染料,它們是滌綸和醋酸纖維染的最常用染料,染牢度較好
(4)、 還原染料:這類染料不溶於水,分子中含有羰基( C=0)需在鹼性件H下經還原劑還原呈羥基鈉監(-C-ONa)才能溶解於水,染在維上後經過氧化,再回复成不溶性染料,這類染料的日晒、鹼洗牢度一般都很好,譜亦較齊全,主要應用於纖維素纖維染。
(5)、 暫溶性還原染料(印地素染料):是還原染料的衍生物,可溶於水,染在纖維上後,需在酸液中經過氧化劑處理,使染料水解、氧化回复成不溶性的還原染料而染著在纖維上,主要用於纖維素纖維染。
(6)、 硫化染料:與還原染料相似,染前需要把它還原(Na2S)溶解才能染上纖維,然後氧化,回复成不溶性染料,用於纖維素纖維染。
(7)、 不溶性偶氮染料(納夫妥染料):這類染料有兩個有機化合物組分,它們在纖維上化合生成偶氮顏料而染著纖維,又稱冰染料,鹼洗牢度良好。
(8)、 酸性染料:這類染料可溶於水,分子結構中有磺酸基(-SO3)或羧基(-COOH)隨染料品种不同,可在酸性或中性介質中直接染蛋白質纖維,濕處理牢度隨品种而異(中性染料為弱酸性染料)
(9)、 氧化染料:指某些芳香胺(例苯胺)經氧化能在纖維上縮合形成顏料而固著在纖維上,主要用於染黑棉纖物,現很少使用。
(10)、 鹼性染料(陽離子染料):這類染料在分子結構中有氨基(-NH2)成銨監。它們的素離子帶陽電荷,可在弱酸性介質中直接染蛋白質纖維,但各項牢度差,合成纖維發展後,發現晴綸可以用這類染料染,而且染牢度也比較好,成為晴綸的常用染料稱為陽離子染料。各种不同類別纖維制品,根據所需染澤,染牢度和染成本,可選用染染料應用類別是多种的,纖維素纖維染可用直接染料、活性染料,還原染料暫溶性還原染料,硫化染料和不溶性偶氮染料,蛋白質纖維中,羊毛染可用酸性染料,蠶絲染可用酸性染料、直接染料和活性染料,合成纖維中滌綸染用分散染料,錦綸染可用酸性染料和分散染料、晴綸染用陽離子染料,維綸染可用硫化染料和還原染料,也可用直接染料和分散染料。
5節:上染過程中一些基本問題的分析
各類纖維的染需用各自適用的染料,各類染料又有不同的染方法,但它們的染都有一個上染過程。
1.上染過程:
將纖維投入染浴中,染料選擇性地轉移到纖維上,被纖維吸附,並逐漸擴散入纖維內部,這种染料從染浴向纖維轉移的過程,稱為染過程,或上染過程。
在染料上染織物過程中,染料隨染液流動靠近纖維界面,染料分子便迅速被纖維表面分子吸附。由於纖維表面和纖維內部形成的染料濃度差,吸附在纖維表面的染料分子,不斷向已溶脹的纖維內部擴散。因此,染料上染到纖維上,是通過吸附和擴散實現的。纖維具有緊密的微結構組織,染料在纖維內都擴散是一個比較緩慢的過程,隨著染時間的延長,染料上染纖維會逐漸增加。由於吸附和擴散可逆的,最後兩者之間是平衡狀態。
纖維潤濕性能是染料上染的一個重要因素,纖物是一個多孔體系,紗線、纖維畦有大小不等的空隙,里面充滿空氣。當染液進入纖維,把里面的空氣取代出來,使纖維充分溶脹,
染料才能上染到纖維上去。所以,在上染過程中,染液中染料應與纖維充分接觸,將染液攪拌或使織物在染液中不斷運動,染料就能均勻地上染到纖維上。
在染料上染纖維的過程中,影響染料上染的因素較多,如染料拌在溶液中的狀態,染溫度、助劑、染液pH值等染工藝件,都會影響染料在纖維上的吸附,擴散和染平衡。
2.染料在溶液中的狀態:
除分散染料以外,一般染料在上染過程中都成離子狀態,在水溶液中會發生不同程度的聚集,一些染料在溶液里,即使染液濃度不高,也會有顯著聚集現象,水溶性染料在水溶液中以單離子或單分子,以及不同數目的離子和分子相互聚集成聚集體存在。它們之間互相轉換成動態平衡,下式以直接酸性等陰離子染料為例,說明染料離子、分子及其聚集之間互相轉換的關係。
(Nd)n-+nHa锯齿线面部提升术n+
nD-Na+﹝(DNA沙画工具)、(D)n-+nNan+
擴散入纖維內部
Dna→染料單分子
D-→染料陰離子
(nD)n-→平均聚集數為n的染料陰離子膠束。
(mDNa).(ND)n-→在中性膠核上吸附一部分染料陰離子形成的聚集體。
其中mn是平均聚集數
在上染過程中,染料以單分子或單離子狀態,進入纖維無定形區,而染料聚集體是不能擴散到纖維內部去的,隨著染料的不斷上染,染料聚集體解聚直到上染達到平衡為止。
3.染料的吸附:
染料的吸附是染時染料分子從染液中到達纖維表面,借染料分子和纖維分子間的引力,在纖維表面發生吸附。染料的吸附過程,在染過程中所需時間不多,纖維上染料的吸附
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過程是一個可逆過程,吸附和解析過程同時存在,在染料上染過程中,吸附占優勢,最後染料上染百分率不再增加,此時染料的吸附和解吸速率相等,達到上染平衡。
4.染料的擴散
染料的擴散,是在染過程中染料均勻吸附到纖維後,不斷逐漸擴散到纖維內部的過程。染料經吸附並擴散到纖維內部染透纖維,才可獲得好的染牢度。染料在纖維中的擴散速度比染料在纖維上的吸附速度要緩慢得多,所以纖維染透需要的時間主要視染料在纖維中的擴散速度而定。
染溫度升高,染料的擴散速度上升,從而縮短上染時間擴散性能比較好的染料,容易染得均勻,染過程中染料吸附到纖維以後,通過吸附和擴散,會從纖維上重新轉移到染液里,然後重新上染到染品的另一些部位上去,這就是染料的移染現象;移染性能高的染料,具有良好的勻染性,容易染得均勻的澤。

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