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1、紡織品染印原理,鞏繼賢 Tel：13642073862 E-mail： 天津工業(yè)大學(xué)紡織學(xué)院輕化工程系,第六章 分散染料染色,染料性能 染色原理 染色方法,分散染料染色,染料性能 染色原理 染色方法,分散染料,概念 結(jié)構(gòu)特點 染色性能 應(yīng)用特點,分散染料（Disperse dyes）,概念 分散染料是分子中不含水溶性基團(tuán)，僅含少量極性基團(tuán)，分子量較小，結(jié)構(gòu)簡單，水溶性很低，染色時在水中主要以微小顆粒成分散狀態(tài)存在的非離子染料。,分散染料,結(jié)構(gòu)特點 分散染料主要分為偶氮、蒽醌及非偶氮雜環(huán)類，以及少量的喹酞酮類、硝基二苯胺類、次甲基類、氨基酮類等品種。,分散染料,結(jié)構(gòu)特點 分散染料主要分為偶氮、蒽
2、醌及非偶氮雜環(huán)類，以及少量的喹酞酮類、硝基二苯胺類、次甲基類、氨基酮類等品種。,分散染料,結(jié)構(gòu)特點 分散染料主要分為偶氮、蒽醌及非偶氮雜環(huán)類，以及少量的喹酞酮類、硝基二苯胺類、次甲基類、氨基酮類等品種。,分散染料,結(jié)構(gòu)特點 分散染料主要分為偶氮、蒽醌及非偶氮雜環(huán)類，以及少量的喹酞酮類、硝基二苯胺類、次甲基類、氨基酮類等品種。,分散染料,結(jié)構(gòu)特點 單偶氮染料 50%，雙偶氮染料 10%，顏色：黃、橙、紅、藍(lán)、綠；蒽醌 25%，顏色：紅、紫、藍(lán)等；其他 15%。,分散染料,染色性能 溶解性 水溶性很低，在水中主要以微小顆粒成分散狀態(tài)存在 直接性與擴(kuò)散性 分散染料對滌綸具有親和力，染液中的染料分子可
3、被纖維吸附，在滌綸上的上染率高。 染色牢度 分散染料在滌綸上的色牢度好，在腈綸上的色牢度也較好，但在錦綸上的濕處理牢度低。,分散染料,應(yīng)用特點 色譜齊全，品種繁多 性能優(yōu)良 用途廣泛 聚酯纖維,分散染料染色,染料性能 染色原理 染色方法,染色原理,染色本質(zhì)上是染料和纖維在特定介質(zhì)環(huán)境中的的相互作用 染料 纖維 介質(zhì)環(huán)境 溫度 pH 時間 助劑,染色原理,上染 吸附平衡上染百分率得色量，色牢度 擴(kuò)散移染，上染速率染色時間，勻染性 固色色牢度,染色原理,染料的溶解 染料的上染 染料的固著,染色原理,分散染料的溶液特性 染料在溶液中的狀態(tài),染色原理,分散染料的溶液特性 分散染料的溶解性 溶解度對染色
4、的影響 溶解度過低，上染速率太慢 溶解度過高，染料與水的作用力增大，而與纖維親和力降低，使得上染速率和上染百分率下降 溶解度的影響因素 染料結(jié)構(gòu)：分子量大小，含極性集團(tuán)的多少 染料顆粒大小和晶格結(jié)構(gòu) 溫度,染色原理,分散染料的溶液特性 分散染料的分散穩(wěn)定性 染料析出 晶體增長 晶型轉(zhuǎn)變 分散劑的使用,染色原理,分散染料的溶液特性 分散染料的化學(xué)穩(wěn)定性 耐酸堿穩(wěn)定性 高溫堿性條件下，染料中的酯基、酰胺基、腈基等基團(tuán)會發(fā)生水解，從而引起染料結(jié)構(gòu)的破壞，產(chǎn)生色光和上染百分率的變化 在較強(qiáng)的酸性條件下，也會產(chǎn)生酸催化的水解。通常染浴的pH控制在56之間 耐還原劑穩(wěn)定性 還原劑會使得偶氮型分散染料被還原
5、成胺化合物而不能上染滌綸，反應(yīng)在酸性介質(zhì)中尤為劇烈,染色原理,分散染料的溶液特性 分散染料的熱穩(wěn)定性 分散染料分子結(jié)構(gòu)簡單，含極性集團(tuán)少，分子間作用力弱，受熱易升華。 由此會產(chǎn)生變色和沾色現(xiàn)象,染色原理,分散染料的上染 分散染料染色過程中，染料的溶解、吸附和擴(kuò)散處于動態(tài)平衡中。,染色原理,分散染料的上染 分散染料對纖維的吸附 分散染料在纖維上的吸附狀態(tài) 符合能斯特(Nernst)吸附方程 與物質(zhì)溶解在兩種互不相溶的溶劑中的分配關(guān)系類似 一般把分散染料在纖維中的上染作為“溶解”在纖維的無定形區(qū)；纖維染色飽和值可視為染料在纖維中的“溶解度”。 分散染料與纖維的作用力 范德華力 偶極力、誘導(dǎo)力和色散
6、力 氫鍵 滌綸、錦綸及醋酯纖維分子中的羰基，滌綸的苯環(huán)都可和染料的供質(zhì)子基團(tuán)（羥基、氨基）形成氫鍵,染色原理,分散染料的上染 分散染料對纖維的吸附 分散染料在纖維上吸附的能力 染色親和力主要取決于染料和纖維的結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 相似者相溶，即染料結(jié)構(gòu)和性質(zhì)與纖維的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)接近時，兩者容易相溶，染色親和力高。 溫度 溫度升高，染色飽和值升高，但親和力下降。因為溫度升高后，分散染料在水中溶解度比在纖維中增加的快。 助劑：分散劑、勻染劑、載體 助劑如增加染料在染液中的溶解度，會使得分配系數(shù)下降。,染色原理,分散染料的上染 分散染料對纖維的吸附 分散染料在纖維上吸附的能力 染色飽和值染料在纖維上的最大吸附量
7、 溫度影響： 溫度越高，染色飽和值越大 纖維種類影響：聚酯纖維高，聚丙烯腈纖維和聚酰胺纖維較低。 染色前纖維的熱定型條件影響： 染料的加和性 幾種染料的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)差別較大的時候,染色原理,分散染料的上染 分散染料在纖維中的擴(kuò)散 擴(kuò)散的模型： 自由體積模型 滌綸大分子間排列緊密，常溫下吸附在纖維表面的染料分子難以進(jìn)入纖維內(nèi)部 滌綸是熱塑性纖維，當(dāng)纖維加熱到玻璃化溫度以上，大分子鏈段運(yùn)動加劇，分子間空隙加大，染料分子可以進(jìn)入纖維內(nèi)部，上染速率提高。 因此，滌綸的染色溫度應(yīng)該高于其玻璃化溫度。當(dāng)染色溫度高于玻璃化溫度后，上染速度才迅速加快，存在所謂染色轉(zhuǎn)變溫度。通常染色轉(zhuǎn)變溫度比玻璃化溫度高十幾度。
8、 滌綸的玻璃化溫度受其紡絲條件和染色前加工的影響，尤其是熱定型。,染色原理,分散染料的上染 分散染料在纖維中的擴(kuò)散 擴(kuò)散的影響因素 染料分子結(jié)構(gòu)的大小 纖維的玻璃化溫度 纖維結(jié)晶度 拉伸比 熱定型溫度 低分子物質(zhì)的作用 染料與纖維分子間的作用力 染色溫度,染色原理,分散染料的上染 染料染色過程 分散染料染色的各階段分析 溶解 染料：使染料顆粒盡量變小 助劑：加入足夠助劑增加和加速染料的溶解 染料通過擴(kuò)散邊界層 染料流速：采用浴比小、染液和織物相對運(yùn)動大的設(shè)備 染色溫度：高溫下染色,染色原理,分散染料的上染 染料染色過程 分散染料染色的各階段分析 染料在纖維中的擴(kuò)散 纖維內(nèi)外層的濃度梯度 染料在
9、纖維中的擴(kuò)散系數(shù) 染料在纖維上的吸附 染料的分配系數(shù) 染液濃度,在充分?jǐn)嚢璧那闆r下，足以使纖維表面吸附呈飽和狀態(tài)，則染料對纖維的上染速率取決與染料分子的擴(kuò)散。,分散染料染色,染料性能 染色原理 染色方法,染色方法,高溫高壓染色 熱熔染色 載體染色,染色方法,高溫高壓染色 概念： 130左右在密閉的染色設(shè)備中進(jìn)行的濕熱染色方法。 影響因素 溫度： 120-130 溫度升高擴(kuò)散系數(shù)增加 溫度高對設(shè)備耐壓要求高，纖維損失也較大。 pH：5-6 大部分分散染料在pH大于8時明顯分解，小于4時色光萎暗 高溫條件下在pH大于7時滌綸堿剝皮現(xiàn)象顯著 通過加入酸或緩沖對來控制酸性條件，如加入醋酸-醋酸鈉，磷酸
10、二氫銨，硫酸銨等,染色方法,高溫高壓染色 影響因素 助劑 分散劑 木質(zhì)素磺酸鈉 勻染劑 載體 表面活性劑,染色方法,高溫高壓染色,染色方法,高溫高壓染色,染色方法,熱熔染色 滌綸織物分散染料染色時，采用干態(tài)高溫固色的染色方法。 工藝流程： 浸軋染液烘干熱熔固色還原清洗 工藝過程：浸軋染液 染液組成 染料：高溫型 分散劑 滲透劑 帶液率：純滌綸40%；滌棉50-60%,染色方法,熱熔染色 工藝流程： 浸軋染液烘干熱熔固色還原清洗 工藝過程：烘干 工藝過程：熱熔固色 溫度: 180-220 染料上染與染料升華逃逸的關(guān)系 時間：1-1.5min 時間包括：織物升溫、染料吸附、染料擴(kuò)散 工藝過程：還原清洗 目的：去除表面浮色，清除低聚物 試劑：燒堿和保險粉 溫度： 70-80,染色方法,載體染色,染色方法,載體染色,染色方法,載體染色,染色方法,載體染色,課程的學(xué)習(xí)方法,公共郵箱賬戶：fzhpryyl 密碼：fzhpryyl666666 掌握基本概念 理解基礎(chǔ)理論 了解常用方法 理論聯(lián)系生活和生產(chǎn)實際,
紡織品染印原理2015第六章分散染料染色
