第一章染料的基础知识第一节染料的概念一、何谓染料？能使纤维或织物染成一定坚牢度和鲜艳度颜色的有色物质。

作为染料应该具备以下条件：（1）能溶于水或分散于水或用化学法使它溶解于水。

（2）对纤维有一定的亲和力。

（3）染着后在纤维上具有一定的坚牢度。

（4）染料必须具有颜色二、何谓颜料？是指一种不溶于水及一般有机溶剂的有色物质，对纤维没有亲和力，靠粘合剂的机械粘附作用，使物体表面着色的物质，称为颜料。

三、染料和颜料的区别与联系1．联系：两者都可以使纺织品着色。

2．区别：（1）染料可溶于水和溶剂，而颜料不溶于水和一般的溶剂。

（2）染料对纤维具有亲和力，以溶液或分散液的形式上染纤维；颜料对纤维没有亲和力，靠粘合剂的粘附作用而着色。

（3）染料主要用于纺织品及皮革的染色，颜料重要应用在油漆、油墨和橡胶等工业。

活性染料的性能一、溶解性品质的活性染料商品应用良好的水溶性。

溶解度和配制的染液浓度与选用的浴比大小，加入的电解质多少，染色温度以及尿素的用量等因素有关。

活性染料的溶解度差别较大，可参见各论，所列的溶解度是指该染料应用时允许的范围。

应用于印花或轧染的活性染料，应选用溶解度在１００克／升左右的品种，要求染料溶解完全，不混浊，不生色点。

热水能加速溶解，尿素有增溶作用，食盐、元明粉等电解质会降低染料的溶解度。

活性染料溶解时不应同时加入碱剂，以防染料发生水解。

活性染料溶解度的测定方法，有真空过滤法、分光光度法和滤纸斑点法。

滤纸斑点法操作简便，适合工厂实际使用。

测定时，先配制一系列不同的浓度的染料溶液，在室温（２０℃）下搅拌１０分钟，使染料充分溶解。

用１毫升刻度的吸液管伸入试液中部，边搅拌边吸放三次。

然后吸取0.5毫升试液，垂直滴于平放在烧杯口上滤纸上，重复一次。

待晒干后目测试液渗圈，滤纸中以无明显斑点的前一档浓度作为该染料的溶解度，以克／升表示。

有些活性染料的溶液，冷却后呈现混浊的胶体溶液，滴在滤纸上能均匀渗开，无斑点析出，并不妨碍正常使用。

活性染料的性能二、直接性直接性是指活性染料在染液中被纤维吸收的能力。

溶解度大的活性染料往往直接性较低，连续轧染和印花应选用直接性低的品种。

浴比大的染色设备如绳状匹染和绞纱染色，应优先采用直接性市的染料。

轧卷（冷轧堆）染色法，染液是通过浸轧转移到纤维上去的，也以直接性稍低的染料容易得到匀染，前后色差少，水解染料容易洗净。

活性染料的直接性大小用平衡上染百分率（即上色率）或色层分析的Ｒf值表示。

测定方法(1)：纤维材料用漂白丝光的40X40棉府绸装制品２克。

染液浓度0.2克／升，浴比20:1，染色温度分30℃、80℃两档。

测定时将剪成碎块的２克织物，投入到已达到规定染色温度的三颈瓶中（避免水分蒸发），每隔一定时间，在搅拌中吸取染液２毫升（同时补入２毫升的水），测定染液光密度。

随着染色时间的延长，吸附达到平衡，染液的光密度值不再发生变化。

此时的上染百分率，表示该染料的直接性大小。

测定方法(2)：纸上层析（新华＃３滤纸），观察各染料斑点上升的高度不同即Ｒf值不同。

Ｒf值越大，表示染料与纤维素材料的直接性越小；Ｒf值越小，则表示直接性越大。

配制0.2克／升的染料溶液，用毛细管在滤纸上点样，晒干后挂在盛有蒸馏水的密闭层析缸中饱和３０分钟，然后使滤纸点样的一端与水接触开始层析，待展开剂前沿上升到２０厘米时，计算染料斑点的Ｒf值。

纸上层析法是测定染料直接性的简便方法，但Ｒf值不完全与染料实际的性能相一致。

活性染料的性能三、扩散性扩散性是指染料向纤维内部移动的能力，温度有地染料分子的扩散。

扩散系数大的染料，反应速率和固色效率高，匀染和透染程度也好。

扩散性能的好坏，取决于染料的结构和大小，分子越大越难扩散。

对纤维亲和力大的染料被纤维吸附的作用力强，扩散也就困难，通常靠提高温度来加速染料扩散。

染液中加入电解质，染料的扩散系数下降。

测定染料的扩散性能通常采用薄膜法。

取粘胶薄膜（玻璃纸）浸入蒸馏水中，浸前厚度为2.4丝，浸渍24小时后厚度为4.5丝。

测定时将此薄膜根据需要叠成一定厚度，压在玻璃板下去除气泡。

然后夹在中间有橡皮垫圈的两块夹板中，其中有一块夹板中间有一圆孔，染液只能通过此孔向薄膜层里扩散，将夹板薄膜浸没在２０℃的染液中静置１小时，然后取出用水冲洗，观察染液透染薄膜的层数和各层染料色泽麦。

扩散层数与半染时间存在一定相关性，半染时间短，扩散层数多。

活性染料的性能四、反应活泼性活性染料的反应性通常是指染料与纤维素羟基反应能力的强弱，反应性强的染料在室温、弱碱的条件下即能完成固着，但这反应中的染料稳定性相对较差，容易被水解失去染色能力。

反应性弱的染料需要在较温度条件下与纤维素键合，或使用强碱剂活化纤维纱的羟基，促使染料反应固着在纤维上。

同一型号的活性染料反应性大致相同，反应性的强弱取决于染料活性基的化学结构，其次是染料体与活性基团之间的连接基，对染料的反应性也有一定影响。

此外，还受pH值的影响，一般pH值增加，反应速度了增加。

至于温度，也是影响反应速度的一个因素，温度增加，反应速度就快。

温度每增加１０℃，反应速度可提高２~３倍。

因此，在印花以后，经过烘干或汽蒸，便能促使染料与纤维发生反应。

活性染料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。

分散染料分类二、分散染料分类1、应用分类：不同类别的染料商品往往有特定的使用范围，以适应涤纶和各类混纺产品印染加工的需要。

国产分散染料通常是按涤纶的染色温度分类，有高温型、中温型、低温型三类。

国外分散染料分类各厂商都有所不同，可查阅资料。

2、化学分类：分散染料的色光和性能与化学结构有很大的关系。

按化学结构分，分散染料主要分偶氮和蒽醌两大类。

例如偶氮类染料分散红S-5BL、深兰HGL、大红S-BWFL等，例如：蒽醌类染料分散红3B、分散紫HFRL、分散兰2BLN。

A、偶氮结构的染料生产成本低、产量大、色谱全、得色深，很多色泽牢度优良，在分散染料中占重要地位。

B、蒽醌结构的染料色泽鲜艳，匀染性良好，耐日晒、耐洗、耐酸碱、耐汗渍，只是升华牢度稍差。

C、其它杂环染料各有独特的性能和用途。

还原染料的特点还原染料与其它染料相比具有一系列显著的特点：①还原染料的色泽以中间色占多数还原染料的颜色具有从黄色到黑色且从鲜艳色到一般颜色的完整系列的特征，其最大特点是中间色占多数，这些中间色基本上是单一组份，染色重现性良好，特别是绿色、橄榄绿色、肉色、棕色和灰色系列，例如绿色活性染料一般是用黄色和翠蓝色活性染料相并而成，为了把染色性能不同的活性染料组合好，染色时的控制很重要，而在还原染料中就有好几个单一结构的绿色品种，不仅能满足不同的需要，而且与活性染料相比具有优良的染色重现性。

②具有优异的光牢度和以光牢度为基础的各种复合牢度当前棉织物上对以光牢度为基础的各种复合牢度如汗-日光牢度、汗-日光-洗涤牢度、汗-日光-磨擦牢度等的要求越来越高，特别是淡色，还原染料与其他类别棉用染料相比就具有这方面的特殊性质(表3)，因此它非常适用于工作服、夏天衣服、运动服、大衣、窗帘、家具外罩物等的染色和印花。

③具有优异的耐氯性和湿润牢度还原染料与活性染料相比具有优异的耐氯牢度(表4)，不论是氯水(20ppm)，还是氯沶(500ppm)的牢度；另外，表3也显示了还原染料具有优异的洗涤牢度等，因此还原染料适用于用氯消毒和耐洗涤性要求高的场合，如旅馆和医院用的织物、被褥、外罩物、床单、衣服等的印花和染色，特别是对多次洗涤处理要求的制品，使用还原染料的优势更明显。

另外，还原染料也很适合用于需要最高级湿润牢度的纺织品的染色和印花，如用活性染料进行地染和用还原染料防拔印花的纺织品等。

还有在美国和欧洲等国家和地区为了减少洗涤用水，使用强力洗涤剂即把四乙酰基乙二胺(TAED)加入到过氧化物中制成的新型洗涤剂或者在洗涤用水中使用多量洗涤剂和进行温水洗涤，还原染料也都具有足够的牢度。

④具有对印染织物后整理加工的优良稳定性还原染料对一般的树脂整理变争极小，近年发展的使纤维物性发生变化的功能性加工，如形状记忆加工、形态稳定加工、防臭加工、抗菌加工等，还原染料都具有很好的稳定性，而且还原染料染色物要比活性染料染色物具有更安定的经时变化性。

分散染料染色原理1、高温高压染色涤纶对分散染料有很好的亲和力。

当染液升温至沸，涤纶高聚物的无定型区软化，染料开始吸着在纤维表层，随着温度的上升（120-130℃），纤维分子链段之间逐渐松动。

在热的作用下，链段振动频率增大，纤维结构内出现许多可容纳染料分子的“空隙”；同时染液的热量增加了溶解染料分子的动能，加快了向纤维内部扩散。

温度越高，染料分子进入纤维的扩散率越快。

染色完成时，染液降温至涤纶的玻璃化温度以下，染料分子被凝结在纤维固定体中，不再溶出，获得很好的染色牢度。

2、热熔染色分散染料在干热状态下，即热固着于涤纶中，这样的生产工艺通常称为热熔染色。

T/C、T/R织物的连续性轧染，由于纤维素纤维比涤纶有强的吸水性，分散染料最先吸着在棉或粘胶纤维上，当烘干后经高温焙烘，大部分染料气相转移到涤纶表面，并扩散进入纤维内层。

部分未固着的染料，干热升华散失在热熔箱中，或残留在纤维素纤维上。

分散染料热熔染色在工艺上要求做到：A、拼色分散染料三原色最佳热熔温度应在同一温度范围内；B、热熔箱左、中、右温度偏差不超出一定限定，以免产生色差；C、择优使用热熔曲线平坦的染料，确保染色成品质量；D、优先考虑采用固色率较高的高温型分散染料，而低温型染料用在染浅色更为有利，避免热熔箱内染料升华散失过多。

3、截体染色分散染料可以利用载体在98-100℃沸染，达到很好染色效果。

截体易被涤纶吸收，对纤维有膨化、增塑作用，截体渗入纤维打开高分子链段相邻的链，无定型区变得润滑可塑，染色所需要的热能降低。

染色的扩散速率增大在没有蒸汽压力的染槽内，也能完成各种色泽的染色加工。

国内常用截体如冬青油、膨化剂MN和膨化剂OP。