第六节分散染料染色-

第六节 分散染料染色

?

分散染料的分子结构中不含离子化水溶性基团，仅含少量极性基团，相对分子质量较小，结构简单、在水中溶解度很低的非离子染料 ? 染色时，分散染料以细小颗粒状态均匀分散在染液中，是涤纶染色和印花用的主要染料。 ? 分散染料的染色工艺主要有高温高压染色法、热熔染色法和载体染色法

? 除染涤纶外，还可以染锦纶、腈纶、氨纶、丙纶、芳纶等合成纤维，但色泽较淡

? 分散染料一般可按化学结构和按应用性能分类，主要依据耐升华牢度（即耐热稳定性）

分类

? 分散染料含极性基团少，相对分子质量小，结构简单，分子间作用力弱，耐升华牢度较

差。

? 染料生产厂家一般都按染料耐升华性能来命名，不同厂家命名规则不同 一、分散染料的结构特点

? 分散染料是非离子染料，分散染料不含强离子化基团，如-SO3Na和 -COONa，而

含有-OH，-NH2，-NO2，-CN等极性基团 在水中溶解度较小。

? 商品分散染料中已加入大量分散剂，染浴中还需加入适量分散剂。 ? 分散剂使分散染料以细小晶体均匀地分散在染液中，形成稳定的悬浮液，部分染料溶解

在分散剂所形成的胶束里。

1. 染料的溶解性

? 染料应具有一定的溶解度，保证染色均匀和提高染色速率 ? 溶解度过低——染料上染速率会很慢 ? 溶解度过大——染料与水作用力增大，与纤维亲和力降低，上染速率和上染百分率下降 ? 溶解度影响因素：

? （1）分子量小、极性基团多的，溶解度大 ? （2）晶体小、不稳定晶型的，溶解度大； 反之，则小

? （3）分散剂具有增溶作用

? （4）染液温度提高，溶解度提高

? （5）若染浴中的化学试剂能引起染料结构变化，将影响溶解度

? （6）染浴温度太高或研磨颜料温度太高，染料晶型将从不稳定晶型向稳定晶型转变 ? （7）染料晶体颗粒小，溶解度大

?

（8）染液温度不匀或突然降温，发生晶体增长现象，染料难于扩散，上染速率降低，易产生染色不匀（色斑）等疵点 2. 染料的分散稳定性 ? （1）分散剂影响

稳定染浴，抑制染料发生晶型转变和晶体增长 起增溶作用，染色时能及时释放单分子染料 ? （2）颗粒大小

染料颗粒直径在0.5～2μm之间 3.化学稳定性

? （1）酸碱稳定性

? 在高温碱性条件，含酯基、酰胺基、氰基等基团的分散染料，会发生水解——染料色光

变化，上染百分率变化

? 碱浴中，含羟基的染料会发生羟基离子化 D-OH+OH- → D-O-+H2O 影响染色性能及染色产品色光 ? pH值过低，氨基发生质子化， D-NH2+H+ D-NH3+

影响染色性能及染色产品色光

? 分散染料染色时，染浴pH值控制在5～6，染色织物的上染百分率高，色泽鲜艳度好 ? （2）耐还原剂稳定性

分散染料基团中约有50％为偶氮类结构的染料

偶氮基团不耐还原剂，会导致染料结构变化，发生消色作用，分解产物对纤维亲和力降低

? 利用

? A..不耐还原剂的分散染料可用作拔染印花的地色染料 ? B. 还原清洗

利用分散染料在稀碱性还原液中易被还原分解而去除的性质，来去除浮色（并去除染色时涤纶织物析出的低聚物等杂质）以提高染色牢度 二、染色基本原理

? n1.聚酯纤维的染色性能

? 涤纶属于疏水性纤维，纤维缺乏能与染料发生结合的基团，不能使用水溶性染料染色，

只能使用分子量小、不含强离子性水溶性基团、溶解度较低的非离子分散染料染色 ? 涤纶结构紧密，常压沸染，染料难以扩散进入纤维内部，把纤维染透

? 在玻璃化温度以上时，纤维大分子链段发生剧烈运动，聚合物分子间空隙增大，自由容

积增加，提高染色速率 ? 染料按自由体积模型扩散

? 可采用升高染色温度（高温高压染色法、热熔染色法）或使用纤维膨化剂及染色促进剂

（载体染色法）两种途径实现。

? ?

2. 染料与纤维间的作用力

氢键——涤纶中酯基含量约46％，分散染料含有-OH、-NH2，此外涤纶苯环也可形成氢键

? 范德华力

? 疏水键力——纤维与染料间通过疏水部分相互作用

根据相似相溶原理，染料可看作“溶解”在固体纤维上的无定形区中。 ? 3.上染速率 ? （1）温度：

升高，A. 纤维大分子运动加剧，大分子链发生剧烈转动，纤维自由容积增大，扩散空间阻力减少，扩散速率增大；B. 染料扩散动能增加，有利于更多染料向纤维内部扩散；C. 染料溶解度提高，提高染色速率

染色温度从85 ℃提高到100℃，扩散速率增加近48倍。 ? （2）纤维膨化剂或染色促进剂：

? 膨化剂有利于纤维膨化，降低纤维的玻璃化温度，使纤维自由容积增大，从而提高染料

向纤维内部扩散

? 促进剂促进染料纤维表面吸附，增加纤维表面染料浓度，提高内外浓度差，提高染色速

率

? 部分载体同时具有纤维膨化剂和染色促进剂的双重作用 ? 适量渗透剂可缩短染色时间，得到良好的染色效果 ? （3）染料溶解度的影响

? 提高溶解度，有利于单分子染料的吸附和扩散，提高染色速率

? 但染料溶解度不能太高，否则染料亲水能力大于亲纤维的能力，平衡上染百分率降低 三、涤纶染色工艺

? 纤维中不同区域的玻璃化温度不同 无定形区约为67℃ 结晶区约为81 ℃

结晶又取向区域约为125 ℃

? 经不同温度预热定形处理的涤纶织物，玻璃化温度不同

定形温度 Tg 定形温度 Tg 未定形 75 90 105 120 123 150 125 180 122 210 115 230 105 245 90 ? 实际染色时，染色温度应高于染色转变温度，此时纤维无定形区的大分子链段发生剧烈

运动，产生瞬间孔穴。

? 一般染色转变温度比玻璃化温度高十几度，染料分子量越大，二者相差越大 ? 涤纶微结构影响染色性能

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 1.高温高压染色

染色织物色泽鲜艳、手感好

织物品种适应性好，适用的染料范围广，染料利用率高 对设备要求高，需密闭

间歇式，染色时间长，生产效率较低

染液中含有分散染料、分散剂、高温匀染剂、pH调节剂等 高温高压染色，染料易出现晶型转变 温度控制不匀，出现晶体增长现象 高温染色，表面易析出低聚物 部分染料发生水解或还原

染料要求：良好的分散稳定性、化学稳定性和较高的耐升华牢度，以保证均匀、鲜艳的染色效果 染色过程

（1）40 ℃温水化料，过滤

（2）慢慢升温至120～130 ℃，在升至染色转变温度以上时，上染速率迅速提高，应严格控制升温速率，保证染料均匀上染 （3）继续保温染色45～60min

（4）然后降温，进行还原清洗，水洗等后处理，彻底去除浮色，以提高染色产品的染色牢度和鲜艳度

染色温度选择在120～130℃为宜，温度不能超过145℃，否则纤维会造成损伤，特别是毛涤混纺织物

染色温度控制分三个阶段：

（1）染色升温阶段：在70～110℃温度区间，染料上染速率很快，要严格控制1～2℃/min，保证染料均匀吸附 （2）染色保温阶段

染料向纤维内部扩散，并增进染料移染，染匀染透 （3）降温阶段

在玻璃化温度以上，降温速率应适当慢些，其后快速降温，避免引起织物产生折皱和手感粗糙 pH值

控制在5～6之间，色光纯正、色泽鲜艳，上染百分率高； 高温碱性，染料水解，

碱性太强，织物损伤大，手感差

但酸性染色，齐聚物容易沉积在织物表面 浴比：

小，节能节水，但易使织物产生折皱、擦伤、染色不匀 大，耗能耗水

匹染：10：1～30：1 分散剂影响

匀染剂（载体、非离子型活性剂）

（1）缓染剂 通过助剂对染料或纤维亲和力，延缓染料上染，使染料能均匀地吸附在纤维的各个部分，从而染色均匀，但会导致上染百分率下降 （2）移染

匀染剂一般为载体、非离子型聚氧乙烯类表面活性剂 载体有毒

非离子表面活性剂在染色温度高于浊点，会产生沉淀，一般需与阴离子表面活性剂复配 2.热熔染色

在185～215℃干热条件下使染料在纤维上发生固着的连续轧染的染色方法

连续化生产，生产效率高，用水量少，污水少，使用的染料要求耐升华牢度较高 染色时织物所受张力较大，织物手感及色泽鲜艳度不及高温高压染色法 一般多用于涤棉混纺织物中涤纶染色