纺织品染印原理-2015-第六章 分散染料染色.ppt

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1、纺织品染印原理巩继贤Tel：13642073862E-mail：天津工业大学纺织学院轻化工程系天津工业大学纺织学院轻化工程系天津工业大学纺织学院轻化工程系天津工业大学纺织学院轻化工程系第六章 分散染料染色p 染料性能p 染色原理p 染色方法分散染料染色n染料性能n染色原理n染色方法分散染料n概念n结构特点n染色性能n应用特点分散染料（Disperse dyes）n概念l分散染料是分子中不含水溶性基团，仅含少量极分散染料是分子中不含水溶性基团，仅含少量极性基团，分子量较小，结构简单，水溶性很低，性基团，分子量较小，结构简单，水溶性很低，染色时在水中主要以微小颗粒成分散状态存在的染色时在水中主要以

2、微小颗粒成分散状态存在的非离子染料。非离子染料。分散染料n结构特点l分散染料主要分为分散染料主要分为偶氮、蒽醌偶氮、蒽醌及非偶氮杂环类，及非偶氮杂环类，以及少量的喹酞酮类、硝基二苯胺类、次甲基类、以及少量的喹酞酮类、硝基二苯胺类、次甲基类、氨基酮类等品种。氨基酮类等品种。分散染料n结构特点l分散染料主要分为分散染料主要分为偶氮、蒽醌偶氮、蒽醌及非偶氮杂环类，及非偶氮杂环类，以及少量的喹酞酮类、硝基二苯胺类、次甲基类、以及少量的喹酞酮类、硝基二苯胺类、次甲基类、氨基酮类等品种。氨基酮类等品种。分散染料n结构特点l分散染料主要分为分散染料主要分为偶氮、蒽醌偶氮、蒽醌及非偶氮杂环类，及非偶氮杂环类，

3、以及少量的喹酞酮类、硝基二苯胺类、次甲基类、以及少量的喹酞酮类、硝基二苯胺类、次甲基类、氨基酮类等品种。氨基酮类等品种。分散染料n结构特点l分散染料主要分为分散染料主要分为偶氮、蒽醌偶氮、蒽醌及非偶氮杂环类，及非偶氮杂环类，以及少量的喹酞酮类、硝基二苯胺类、次甲基类、以及少量的喹酞酮类、硝基二苯胺类、次甲基类、氨基酮类等品种。氨基酮类等品种。分散染料n结构特点l单偶氮染料单偶氮染料 50%，双偶氮染料，双偶氮染料 10%，颜色：黄、，颜色：黄、橙、红、蓝、绿；蒽醌橙、红、蓝、绿；蒽醌 25%，颜色：红、紫、，颜色：红、紫、蓝等；其他蓝等；其他 15%。分散染料n染色性能l溶解性溶解性水溶性很低

4、，在水中主要以微小颗粒成分散状态存在水溶性很低，在水中主要以微小颗粒成分散状态存在l直接性与扩散性直接性与扩散性分散染料对涤纶具有亲和力分散染料对涤纶具有亲和力，染液中的染料分子可被纤，染液中的染料分子可被纤维吸附，在涤纶上的上染率高。维吸附，在涤纶上的上染率高。l染色牢度染色牢度分散染料在涤纶上的色牢度好，在腈纶上的色牢度也较分散染料在涤纶上的色牢度好，在腈纶上的色牢度也较好，但在锦纶上的湿处理牢度低。好，但在锦纶上的湿处理牢度低。分散染料n应用特点l色谱齐全，品种繁多色谱齐全，品种繁多l性能优良性能优良l用途广泛用途广泛聚酯纤维聚酯纤维分散染料染色n染料性能n染色原理n染色方法染色原理n染

5、色本质上是染料和纤维在特定介质环境中的的相互作用l染料染料l纤维纤维l介质环境介质环境温度温度pH时间时间助剂助剂染色原理n上染l吸附吸附平衡上染百分率得色量，色牢度色牢度l扩散扩散移染，上染速率染色时间，匀染性n固色色牢度吸附上染百分率亲和力平衡上染百分率扩散上染速率扩散系数半染时间染色原理n染料的溶解n染料的上染n染料的固着染色原理n分散染料的溶液特性l染料在溶液中的状态染料在溶液中的状态染色原理n分散染料的溶液特性l分散染料的溶解性分散染料的溶解性溶解度对染色的影响溶解度对染色的影响溶解度过低，上染速率太慢溶解度过低，上染速率太慢溶解度过高，染料与水的作用力增大，而与纤维亲和力降低，溶解

6、度过高，染料与水的作用力增大，而与纤维亲和力降低，使得上染速率和上染百分率下降使得上染速率和上染百分率下降溶解度的影响因素溶解度的影响因素染料结构：分子量大小，含极性集团的多少染料结构：分子量大小，含极性集团的多少染料颗粒大小和晶格结构染料颗粒大小和晶格结构温度温度染色原理n分散染料的溶液特性l分散染料的分散稳定性分散染料的分散稳定性染料析出染料析出晶体增长晶体增长晶型转变晶型转变分散剂的使用分散剂的使用染色原理n分散染料的溶液特性l分散染料的化学稳定性分散染料的化学稳定性耐酸碱稳定性耐酸碱稳定性高温碱性条件下，染料中的酯基、酰胺基、腈基等基团会发生高温碱性条件下，染料中的酯基、酰胺基、腈基等

7、基团会发生水解，从而引起染料结构的破坏，产生色光和上染百分率的变水解，从而引起染料结构的破坏，产生色光和上染百分率的变化化在较强的酸性条件下，也会产生酸催化的水解。通常染浴的在较强的酸性条件下，也会产生酸催化的水解。通常染浴的pH控制在控制在56之间之间耐还原剂稳定性耐还原剂稳定性还原剂会使得偶氮型分散染料被还原成胺化合物而不能上染涤还原剂会使得偶氮型分散染料被还原成胺化合物而不能上染涤纶，反应在酸性介质中尤为剧烈纶，反应在酸性介质中尤为剧烈染色原理n分散染料的溶液特性l分散染料的热稳定性分散染料的热稳定性分散染料分子结构简单，含极性集团少，分子间作用力弱，受分散染料分子结构简单，含极性集团少

8、，分子间作用力弱，受热易升华。热易升华。由此会产生变色和沾色现象由此会产生变色和沾色现象染色原理n分散染料的上染l分散染料染色过程中，染料的溶解、吸附和扩散分散染料染色过程中，染料的溶解、吸附和扩散处于动态平衡中。处于动态平衡中。染色原理n分散染料的上染l分散染料对纤维的吸附分散染料对纤维的吸附分散染料在纤维上的吸附状态分散染料在纤维上的吸附状态符合能斯特符合能斯特(Nernst)吸附方程吸附方程与物质溶解在两种互不相溶的溶剂中的分配关系类似与物质溶解在两种互不相溶的溶剂中的分配关系类似一般把分散染料在纤维中的上染作为一般把分散染料在纤维中的上染作为“溶解溶解”在纤维的无在纤维的无定形区；纤维

9、染色饱和值可视为染料在纤维中的定形区；纤维染色饱和值可视为染料在纤维中的“溶解度溶解度”。分散染料与纤维的作用力分散染料与纤维的作用力范德华力范德华力偶极力、诱导力和色散力氢键氢键涤纶、锦纶及醋酯纤维分子中的羰基，涤纶的苯环都可和染料的供质子基团（羟基、氨基）形成氢键染色原理n分散染料的上染l分散染料对纤维的吸附分散染料对纤维的吸附分散染料在纤维上吸附的能力分散染料在纤维上吸附的能力染色亲和力主要取决于染料和纤维的结构与性质染料和纤维的结构与性质相似者相溶，即染料结构和性质与纤维的结构与性质接近相似者相溶，即染料结构和性质与纤维的结构与性质接近时，两者容易相溶，染色亲和力高。时，两者容易相溶，

10、染色亲和力高。温度温度温度升高，染色饱和值升高，但亲和力下降。温度升高，染色饱和值升高，但亲和力下降。因为温度升高后，分散染料在水中溶解度比在纤维中增加的快。助剂：分散剂、匀染剂、载体助剂：分散剂、匀染剂、载体助剂如增加染料在染液中的溶解度，会使得分配系数下降。助剂如增加染料在染液中的溶解度，会使得分配系数下降。染色原理n分散染料的上染l分散染料对纤维的吸附分散染料对纤维的吸附分散染料在纤维上吸附的能力分散染料在纤维上吸附的能力染色饱和值染色饱和值染料在纤维上的最大吸附量染料在纤维上的最大吸附量温度温度影响：影响：温度越高，染色饱和值越大温度越高，染色饱和值越大纤维种类影响：聚酯纤维高，聚丙烯

11、腈纤维和聚酰胺纤维纤维种类影响：聚酯纤维高，聚丙烯腈纤维和聚酰胺纤维较低。较低。染色前纤维的热定型条件影响：染色前纤维的热定型条件影响：染料的加和性染料的加和性几种染料的结构与性质差别较大的时候几种染料的结构与性质差别较大的时候染色原理n分散染料的上染l分散染料在纤维中的扩散分散染料在纤维中的扩散扩散的模型：扩散的模型：自由体积模型自由体积模型涤纶大分子间排列紧密，常温下吸附在纤维表面的染料分子难涤纶大分子间排列紧密，常温下吸附在纤维表面的染料分子难以进入纤维内部以进入纤维内部涤纶是热塑性纤维，当纤维加热到玻璃化温度以上，大分子链涤纶是热塑性纤维，当纤维加热到玻璃化温度以上，大分子链段运动加剧

12、，分子间空隙加大，染料分子可以进入纤维内部，段运动加剧，分子间空隙加大，染料分子可以进入纤维内部，上染速率提高。上染速率提高。因此，因此，涤纶的染色温度应该高于其玻璃化温度涤纶的染色温度应该高于其玻璃化温度。当染色温度高。当染色温度高于玻璃化温度后，上染速度才迅速加快，存在所谓染色转变温于玻璃化温度后，上染速度才迅速加快，存在所谓染色转变温度。通常染色转变温度比玻璃化温度高十几度。度。通常染色转变温度比玻璃化温度高十几度。涤纶的玻璃化温度受其纺丝条件和染色前加工的影响，尤其是涤纶的玻璃化温度受其纺丝条件和染色前加工的影响，尤其是热定型热定型。染色原理n分散染料的上染l分散染料在纤维中的扩散分散

13、染料在纤维中的扩散扩散的影响因素扩散的影响因素染料分子结构的大小染料分子结构的大小纤维的玻璃化温度纤维的玻璃化温度 纤维结晶度纤维结晶度拉伸比拉伸比热定型温度热定型温度低分子物质的作用低分子物质的作用染料与纤维分子间的作用力染料与纤维分子间的作用力染色温度染色温度染色原理n分散染料的上染l染料染色过程染料染色过程l分散染料染色的各阶段分析分散染料染色的各阶段分析溶解溶解染料：染料：使染料颗粒尽量变小助剂：助剂：加入足够助剂增加和加速染料的溶解染料通过扩散边界层染料通过扩散边界层染料流速：染料流速：采用浴比小、染液和织物相对运动大的设备染色温度：染色温度：高温下染色染色原理n分散染料的上染l染料

14、染色过程染料染色过程l分散染料染色的各阶段分析分散染料染色的各阶段分析染料在纤维中的扩散染料在纤维中的扩散纤维内外层的浓度梯度纤维内外层的浓度梯度染料在纤维中的扩散系数染料在纤维中的扩散系数染料在纤维上的吸附染料在纤维上的吸附染料的分配系数染料的分配系数染液浓度染液浓度在充分搅拌的情况下，足以使纤在充分搅拌的情况下，足以使纤维表面吸附呈饱和状态，则染料对维表面吸附呈饱和状态，则染料对纤维的上染速率取决与染料分子的纤维的上染速率取决与染料分子的扩散。扩散。分散染料染色n染料性能n染色原理n染色方法染色方法n高温高压染色n热熔染色n载体染色染色方法n高温高压染色l概念：130左右在密闭的染色设备中

15、进行的湿热染色方法。l影响因素温度：温度：120-130温度升高扩散系数增加温度高对设备耐压要求高，纤维损失也较大。pH：5-6大部分分散染料在pH大于8时明显分解，小于4时色光萎暗高温条件下在pH大于7时涤纶碱剥皮现象显著通过加入酸或缓冲对来控制酸性条件，如加入醋酸-醋酸钠，磷酸二氢铵，硫酸铵等染色方法n高温高压染色l影响因素助剂助剂分散剂分散剂木质素磺酸钠木质素磺酸钠匀染剂匀染剂载体载体表面活性剂表面活性剂染色方法n高温高压染色染色方法n高温高压染色染色方法n热熔染色l涤纶织物分散染料染色时，采用干态高温固色的染涤纶织物分散染料染色时，采用干态高温固色的染色方法。色方法。l工艺流程：工艺流

16、程：浸轧染液浸轧染液烘干烘干热熔固色热熔固色还原清洗还原清洗l工艺过程：浸轧染液浸轧染液染液组成染液组成染料：高温型染料：高温型分散剂分散剂渗透剂渗透剂带液率：纯涤纶带液率：纯涤纶40%；涤棉；涤棉50-60%染色方法n热熔染色l工艺流程：工艺流程：浸轧染液浸轧染液烘干烘干热熔固色热熔固色还原清洗还原清洗l工艺过程：烘干烘干l工艺过程：热熔固色热熔固色温度温度:180-220染料上染与染料升华逃逸的关系染料上染与染料升华逃逸的关系时间：时间：1-1.5min时间包括：织物升温、染料吸附、染料扩散时间包括：织物升温、染料吸附、染料扩散l工艺过程：还原清洗还原清洗目的：去除表面浮色，清除低聚物目的：去除表面浮色，清除低聚物试剂：烧碱和保险粉试剂：烧碱和保险粉温度：温度：70-80染色方法n载体染色染色方法n载体染色染色方法n载体染色染色方法n载体染色课程的学习方法n公共邮箱账户：fzhpryyln密码：fzhpryyl666666n掌握基本概念n理解基础理论n了解常用方法n理论联系生活和生产实际