3染整概论——染色

纺织品染整概论纺织品的染整加工—练漂、染色、印花和整理KeyLabofAdvancedTextileMaterials&ManufacturingTechnologyNationalMinistryofEducation,ZhejiangSci-TechUniversity纺织品染整概论课程主要内容•纺织品染整的基本概念•纺织纤维及纺织品基本知识•与染整相关的基本化学知识•纺织品的练漂（前处理）•纺织品的染色•纺织品的印花•纺织品的整理•纺织品染整与环境纺织品的染色染色(Dyeing)染色是指用着色剂（Colorants）染着纤维，使织物获得均匀、坚牢色泽的加工过程。着色剂包括染料（Dyes）和颜料（Pigments）两大类。染料的染色常在溶液或分散液中进行，利用染料与纤维之间产生物理的、化学的或物理与化学相结合的作用对纤维着色，或者用化学方法使染料中间体在纤维上生成颜色。颜料对纤维的着色，常用高分子粘合剂将颜料粒子包覆并在纤维表面成膜后黏附在纤维上的方法。纺织品的染色染色(Dyeing)与纺织品染色相关的知识包括以下几方面的内容：1）颜色的基础知识2）染料的基础知识3）染色工艺及染色设备的基本知识以下将分别叙述。颜色的基础知识基本概念物体为无色透明物体为白色物体为黑色补色关系染料的颜色染料颜色色调（hueofcolor）、明度（brightness）饱和度（degreeofsaturation）染料基础知识纺织品的染色染料和颜料着色剂（Colorants)）分为两类染料（Dyes)：大多能溶于水，或可以转变成水溶性物质，能和纤维发生物理或化学的结合而染着在纤维上。颜料(Pigments)：不溶于水，对纤维无亲和力，本身不能与纤维发生物理或化学的结合，它们对纤维的着色需要借助粘着的方法。以下主要介绍染料纺织品的染色染料的含义染料是能将纤维或其它基质染成均匀而坚牢颜色的有色有机化合物。•用于其它基质的染料：生物染料，压敏染料，液晶染料，热敏染料，激光染料，化妆品染料，食品染料，毛发染料，纸张染料，皮革染料等。纺织品的染色染料应具备的特性有色；能上染纤维——对纤维具有直接性；直接性：染料自发地由染液转移到纤维上的特性。直接性来源：氢键、范德华力、离子键。有一定的染色牢度；可溶或可分散在染色介质中。纺织品的染色染料发展简史19世纪以前，天然染料，如：靛蓝、茜素、胭脂红；1856年，英国，Perkin,第一只合成染料苯胺紫（碱性染料），开创了合成染料的新纪元；碱性染料→酸性→媒介→硫化→靛族→不溶性偶氮→直接染料1901年，德国，Bohn,第一只稠环还原染料（还原兰RSN），新的里程碑；1923年，Celanese,分散染料，用于醋酯纤维；1956年，英国ICI公司,活性染料（反应性染料）；目前，合成染料向着多能、混纺、环保、高色牢度方向发展。纺织品的染色染料的分类结构分类——根据染料的共轭发色体系的结构特征分应用分类——根据染料的应用性质、对象、方法分纺织品的染色染料的结构分类•偶氮染料•蒽醌染料•芳甲烷染料•靛族染料•硫化染料•菁类染料•酞菁染料•杂环类染料纺织品的染色结构分类偶氮染料特征结构:—N=N—数量：合成染料中占首位，50%包括：直接、酸性、金属络合、不溶性偶氮、活性、分散、阳离子染料。H25C12NNOHNHCOCH3SO3NaNaSO3e.g.卡普隆桃红BS纺织品的染色结构分类蒽醌染料数量：仅次于偶氮染料,占第二位包括：酸性、金属络合、分散、阳离子、还原染料OOONH2OHe.g.分散红3B纺织品的染色结构分类芳甲烷染料数量：占第三位包括：酸性、碱性（阳离子）染料。以色泽浓艳著称。三芳甲烷,二芳甲烷衍生物ArAr''Ar'CHAr'ArCHHCN(CH3)2N+(CH3)2Cl-'e.g.孔雀绿纺织品的染色结构分类靛族染料ArNHC=OCArC=OCS或还原染料特征结构e.g.还原兰4B(四溴靛兰)BrBrONHCCCCONHBrBr纺织品的染色结构分类硫化染料具有复杂的含S结构开硫链—S——Sx——SH—OS硫键多硫链硫酚基亚砜基含S杂环NSSSSNO噻唑噻蒽吩噻嗪酮纺织品的染色结构分类菁类染料•结构特征：含一个或多个次甲基（—CH=）n•包括：阳离子染料（为主），分散染料（少量）e.g.阳离子桃红FFCH3CH3CH3H3CCH3H3CCCNCl-CHCHCHNCC..•又称：多甲川染料、次甲基染料纺织品的染色结构分类酞菁染料结构特征：四个异吲哚结合而成的十六环共轭体,金属原子在环的中间；块形结构；包括：直接、还原、活性、缩聚、硫化染料；色：鲜艳；翠蓝、翠绿为主。e.g直接翠蓝GL纺织品的染色结构分类杂环类染料结构特征：含N、S、O杂环碱性染料居多，其它各类染料中也有，分布广。e.g.阳离子翠兰GB(C2H5)2N+ClNON(C2H5)2纺织品的染色染料的应用分类•直接染料•酸性染料•金属络合染料•还原染料•硫化染料•分散染料•活性染料•阳离子染料•不溶性偶氮染料•缩聚染料•其它染料纺织品的染色应用分类直接染料（Directdyes）结构特征：1）可溶于水的阴离子染料D-SO3-Na+,D-COO-Na+应用：2）线性或共平面性好1）纤维素纤维：棉，粘胶（最主要）2）蚕丝（部分）3）维纶（聚乙烯醇缩甲醛）纺织品的染色直接翠蓝GL应用分类直接染料（Directdyes）应用分类酸性染料（Aciddyes）结构特征：1）可溶于水的阴离子染料D-SO3-Na+,D-COO-Na+应用2）较直接染料分子结构小、简单强酸性染料—毛弱酸性和中性染色的酸性染料—毛和丝酸性媒染染料—毛纺织品的染色酸性大红G应用分类酸性染料（Aciddyes）应用分类金属络合染料(Metal-complexdyes)1:1型：一个金属离子，一个染料分子络合应用：强酸浴，Wool1:2型：一个金属离子，二个染料分子络合应用：①弱酸浴或中性浴染色毛和丝②维纶又称中性染料(Neutraldyes)又称:酸性金属络合染料纺织品的染色应用分类还原染料(Vatdyes)结构特征：①含两个或两个以上羰基②不含水溶性基团染色特点：(可溶)D隐色体D(不溶)（不溶）上染纤维保险粉、NaOH氧化剂、H+[H][O]应用：纤维素纤维（主要：棉）、维纶纺织品的染色应用分类还原染料(Vatdyes)还原蓝BC应用分类还原染料(续）可溶性还原染料：还原染料的硫酸酯钠盐（D—OSO3Na）应用：①纤维素纤维②蛋白质纤维（Wool，Silk）③维纶纺织品的染色应用分类硫化染料（Sulphurdyes）结构特点：①具复杂含S结构②不含水溶性基团（不溶于水）染色特点：D隐色体D(不溶)（不溶）NaxS[H][O](可溶)(可溶)应用对象：纤维素纤维，维纶纺织品的染色上染纤维应用分类分散染料（Dispersedyes）结构特点：①不含水溶性基团（水溶性很小）的非离子型染料②结构小，简单染色特点：靠分散剂分散在染浴中呈分散状态上染纤维应用：醋酯纤维，合成纤维（涤、锦、腈等）纺织品的染色应用分类分散染料（Dispersedyes）应用分类活性染料（Reactivedyes）结构特点：含活性基（反应性基团）D—B—RD—染料母体R—活性基团B—桥基（连接基）应用：碱性条件下染纤维素酸性或中性下染蚕丝、羊毛和尼龙纺织品的染色应用分类活性染料（Reactivedyes）应用分类阳离子染料（Cationicdyes）结构特点：大多为季胺盐D≡N+X-在水中呈色素阳离子状态D≡N+X-→D≡N++X-应用：腈纶Silk(少量)Cell-OH(少量)又称:碱性染料，盐基染料纺织品的染色应用分类阳离子染料（Cationicdyes）CH3CH3CH3H3CCH3H3CCCNCl-CHCHCHNCC..e.g.阳离子桃红FF应用分类不溶性偶氮染料（Azoicdyes）又称:纳夫妥染料，冰染染料结构特征：由两部分组成♥色酚（酚类）：偶合组分♥色基（芳伯胺）：重氮组分均含—N=N—不含水溶性基团应用特点：染色过程是在纤维上合成染料的过程适用：纤维素纤维（棉）纺织品的染色应用分类缩聚染料（Polycondensationdyes）结构特点：含水溶性基团，常为硫代硫酸基D—SSO3Na应用：纤维素纤维和维纶染色特性D—SSO3NaNa2S或硫脲D—S—S—D纺织品的染色应用分类其它染料•氧化染料（e.g苯胺黑）•溶剂染料•食品染料•皮革染料•丙纶染料等纺织品的染色染料的命名系统命名法:4－磺酸钠基－２’－羟基偶氮苯萘问题：繁复；看不出颜色、性能；三段命名法：酸性橙G;直接湖蓝5B;分散兰2BLNNaO3SNNOH酸性橙G纺织品的染色染料的命名三段命名法第一段：冠称(属称)—说明染料的应用类别如：酸性、直接、分散第二段：色称——表示染料的基本颜色如：橙、湖蓝、黑第三段：尾注色光和色的品质性质和用途染料形态，强度，力份纺织品的染色染料的命名尾注(1)表示色光和色的品质色光（副光）常用以下三个字母表示B—带蓝光(德文Blau，英文Blue)R—带红光(德文Rot，英文Red)G—带黄光(德文Gelb）或带绿光(德文Grün，英文Green)色的品质F—色光纯(Fine)D—深色或色光稍暗(Dark)T—深(Tallish)纺织品的染色染料的命名尾注(2)表示性质和用途L－耐光牢度好（Light），匀染性好（Leveling）P－适用于印花（Printing）I(Indanthren)－相当于士林还原染料坚牢度M-(Mixture)－混合物，含双活性基的活性染料S－易溶解（Soluble）标准浓度（Standard)适用于染丝（Silk）升华牢度好（Sublimation）N－新型（New）标准(Normal)纺织品的染色染料的命名尾注(3)形态：Pdr—粉状(Powder)F—细粉(Fine)Gr—粒状(Grains)S.F—超细粉(Suprafine)Pst—浆状(Paste)Liq—液状(Liquid)浓度：Conc—浓(Concentrated)Ex.conc—特浓(ExtraConcentrated)强度（力份）：染料浓度的相对标量e.g.100%,150%,200%表示染料形态、强度、力份纺织品的染色染料的命名实例活性红M-3B分散红3B还原蓝RSN应用分类分散染料应用分类活性染料应用分类还原染料主色调红色主色调蓝色主色调红色色光蓝光色光红光色光蓝光双活性基团标准浓度标准染法染色牢度染色制品在服用过程中或在染色后的加工处理过程中，染料经受各种外界因素而保持原来色泽的能力。即：不褪色的能力。纺织品的染色染色牢度染色牢度分类（一）与使用过程相关的牢度耐晒、耐洗（原样变色、白布沾色）、耐摩擦（干摩、湿摩）、耐气候、耐汗渍、耐烟薰（指受烟气中的N2O3、SO3等酸性气体的侵蚀而褪色变化的程度）、耐氯浸、耐熨烫、耐海水、耐干洗、耐刷洗等。（二）与加工处理过程相关的牢度耐酸、耐碱，耐氯漂、耐缩绒、耐升华（耐热）纺织品的染色染色牢度染色牢度测定测定：模拟服用和加工过程的实际情况，在规定的条件下进行试验，然后将试样与原样进行比较，借助于样卡而定出牢度级别。级别：日晒牢度：八级制，1级最差，8级最好其它牢度：五级制，1级最差，5级最好纺织品的染色染色工艺及染色设备的基本知识纺织品的染色纺织品的染色染色方法浸染：也叫竭染，属间隙式生产，有多种形式和相应设备，可用于散纤维、纱线、针织物、毛织物以及各种成衣得染色；适用于小批量、多品种加工：浸染时，被染物长时间或反复浸渍在染液中，被染物与染液充分接触，使染料逐渐扩散进入被染物而染着。需要较大的浴比，染色过程中可以让被染物和染液都运转循环，也可以只循环其中一种。纺织品的染色染色方法轧染：连续化生产，适用于大批量机织物的染色；设备多为联合机组，占地多，投资大，产量高。轧染时，被染物先浸渍染液，经轧辊均匀压轧后进入蒸箱气蒸，使染料扩散进入