分散染料染色3汇编.docx

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分散染料染色3汇编

分散染料染色

（一）

教学目标：

知识目标：

1、涤纶的结构特点和染色性能

2、分散染料的主要性能及分类

能力目标：

培养学生自主学习的能力。

情感目标：

培养学生持之以恒的学习态度。

教学重点：

涤纶的染色性能

教学难点：

分散染料的主要性能

教学方法：

讲授法

教学过程：

一、组织教学

二、复习导入

上节课已经讲完酸性染料染色的相关知识。

到目前为止，我们学的染料主要是溶于水的（除还原染料），这次课，我们开始讲一种非离子型染料染料——分散染料。

三、新授

（一）概述

•分散染料特点

–相对分子质量小，结构简单，不含水溶性基团，是疏水性较强非离子染料，染色时依靠分散剂的作用以微小颗粒状分均匀地分散在染液中。

–染色困难，采用高温高压法、热熔法、载体法

–加入阴荷分散剂，如分散剂NNO，不能在同一浴中使用阳荷性助剂和阳离子染料

–色泽鲜艳，耐洗牢度优良，用途广泛

•按化学结构分散染料绝大部分属偶氮和蒽醌两类（占染料品种总数的85％以上）

•分散染料的应用

•涤纶及其混纺织物、锦纶、腈纶、醋酯纤维、丙纶、氯纶、氨纶

•疏水性较强的纤维适宜选用疏水性较强的分散染料

（二）涤纶的结构特点和染色性能

1、涤纶的结构特点

涤纶是由聚对苯二甲酸乙二醇酯经熔融纺丝而成。

•分子中没有羟基、氨基等亲水性基团和强的极性基团，只有极性很小的酯基（除端基外），吸湿中心很少，所以吸湿性很差，是一种疏水性很强的纤维。

•回潮率0.4~0.5%，不到棉纤维回潮率的1/5。

涤纶纤维分子链上无大的侧链和侧基，线形状态良好，分子排列整齐，结晶度高，无定形区结构比较紧密，纤维分子间的微隙小，没有适当容纳染料分子的空隙，在纤维表面还有结构紧密的表皮层。

•涤纶属于热塑性纤维

•Tg：

结晶度↑，Tg↑

–水中：

少量水分子进入纤维内部，发生增塑作用，使Tg↓

–热处理：

微结构变化，Tg变化

•T>Tg，无定形区的分子链段发生运动，微隙增多并增大

•当染色达到一定温度时，孔隙增大，染料分子才能进入纤维内部，此时上染速率明显提高。

2、涤纶的染色性能和方法

•染料的选择

–疏水性——选择疏水性染料

–结构紧密——选择分子结构简单，相对分子质量小的染料

∴选择分散染料

•染料方法的选择

–结构紧密，Tg较高——选择高温染色，增大染料分子的动能，改进纤维的扩散性。

∴选择高温高压染色法及热熔染色法

•涤纶软化点：

230~240℃。

熔点：

260℃

•染色温度：

100~220℃

•选择升华牢度好的染料

–降低Tg——加入载体，使涤纶增塑、溶胀，降低Tg，低温染色

∴选择载体染色法

小结：

主要讲了分散染料的染色特点、涤纶的结构特点及染色性能。

作业：

预习并思考分散染料染涤纶的机理。

板书设计：

分散染料染色

（一）

一、概述

1、特点

2、分类

3、应用

二、涤纶的结构特点和染色性能

三、小结

四、作业

课后记：

这节课主要讲了分散染料的特点、分类、应用及涤纶的结构特点、染色性能，内容难度不大，接受情况较好，无迟到、旷课现象。

参考资料：

染整概论张洵栓中国纺织出版社

分散染料染色

（二）

教学目标：

知识目标：

1、分散染料的染色性能

2、分散染料的染色方法及机理

能力目标：

培养学生自主学习的能力。

情感目标：

培养学生持之以恒的学习态度。

教学重点：

涤纶的染色性能

教学难点：

分散染料的主要性能

教学方法：

讲授法

教学过程：

一、组织教学

二、复习导入

上节课已经讲过分散染料的染色特点、分类、应用以及涤纶的结构性能、染色特点等相关的知识。

这次课接着学习分散染料的染色性能、染色方法和机理。

三、新授

（一）分散染料的染色性能

1、溶解性

◆分子型染料

◆不含水溶性基团，难溶于水，在水中不电离，是非离子型染料。

含-OH、-NH2、-N=N-等极性基团，染料能以微量的单分子状态分散在水中。

◆溶解度随温度提高而提高，在超过100℃时作用更明显。

实际化料温度不易超过45℃。

◆有些分散染料能形成几种晶型，染料亦会发生晶型转变，由较不稳定的晶型转变成稳定的晶型而使溶解度降低，造成染料上染速率及平衡上染百分率的下降。

◆分散染料的颗粒大小也会影响染料的溶解度。

染料颗粒越小，溶解度越大。

2、稳定性

分散染料在某些条件下结构会发生变化，使水溶性、色光、上染性能、染色牢度等发生变化

3、升华牢度

•升华

–物质由固态不经液态而直接变成气态的过程。

•升华牢度

–表示织物经一定条件的高温热处理后的褪色情况

•涤纶及其混纺织物要受到高温热处理，如热定形、热熔染色、熨烫整理等，对分散染料的升华牢度有一定要求

•影响升华牢度的因素

–染料分子的大小：

结构大，升华牢度好

–染料分子中极性基团数目：

数目多，升华牢度好

–染料分子中极性基团的极性大小：

大，升华牢度好

4、耐晒牢度

•分散染料在涤纶上的耐晒牢度一般较高

•偶氮染料受日晒褪色属光氧化反应

–引入供电子基，耐晒牢度降低

–引入吸电子基，耐晒牢度提高

•蒽醌类日晒褪色较复杂

–氨基上电子云密度高，耐晒牢度差

–氨基上电子云密度低，耐晒牢度好

•引入极性基团，升华牢度提高，但耐晒牢度降低，∴综合考虑，合理选择染料

5、分散染料应用分类

类型

高温型

中温型

低温型

H或S

M或SE

E

分子大小

大

中

小

升华牢度

好

中

低

移染性

较差

中

好

扩散性能

慢

中

快

热熔染色（℃）

200～220

190～205

180～195

高温染色（℃）

130

120～130

120～135

色泽选用范围

浓色

中浓色

淡中色

（二）分散染料的染色方法及其原理

1、高温高压法染色法

•高温高压染色法是涤纶织物的一种主要的染色方法。

它是在120~130℃，197~295kPa压力下于密封的高温高压设备中进行。

•散纤维、毛条、纱——高温高压染纱机

•针织物——溢流或喷射染色机

•机织物——高温高压卷染机

•为什么选用高温高压染色法？

∵高温、高湿效应提高了涤纶的染色性能

–高温利于染料上染

•纤维分子链段运动加剧，分子间微隙增大

•染料溶解度提高，染料分子运动动能增加

–高湿利于染料上染

•水的增塑作用，使纤维分子间微隙增大

分散染料的上染过程

•分散染料的悬浮液中，有少量分散染料溶解成为单分子，因此在染料的悬浮液中存在着大小不同的染料颗粒和染料单分子，染料溶液呈饱和状态。

•染色时，已溶解的染料分子到达纤维表面，被纤维表面所吸附，并在高温下向纤维内部扩散，随着染液中染料单分子被吸附，染液中的染料颗粒不断溶解，分散剂胶束中的染料也不断释放出来，不断提供单分子染料，再吸附、扩散，直至完成染色过程。

影响因素

•温度

–T↑，纤维分子段运动剧烈，瞬时孔隙大且多，染料扩散快，t短

–T↑，压力增大，对设备要求高

特点

•优点：

高温高压法染物得色鲜艳、匀透，可染制浓色。

织物手感柔软，适用的染料品种比较广，染料利用率较高（80%~90%）

•缺点：

间歇生产，生产效率较低，需要压力染色设备。

2、热熔染色法

•特点

–热溶染色是连续生产，生产效率高，适宜于大批量生产

–能染浅、中色，染料利用率比高温高压法染色低

–对染料的升华牢度要求较高

–织物所受张力较大

•应用

–主要用于涤纶机织物的染色

–目前是分散染料染涤/棉混纺织物的主要方法

•原理

–热溶染色时，是用浸轧的方法使染料附着在纤维表面，烘干后热溶时，由于温度高，纤维无定形区的分子链段运动剧烈，形成较大的瞬时空隙；染料颗粒解聚或发生升华形成染料单分子而被纤维吸附，并能迅速向纤维内扩散。

–在热溶时，没有水的增速溶胀作用，且热溶时间较短，所以热溶温度比高温高压染色温度高，约在170~220℃之间。

•热溶温度除和被染物的纤维性质有关外，还应与染料的性能相适应，即不同的染料，要求不同的热溶温度。

–有些染料耐热性能较好，升华牢度较高，热溶温度较高，一般得色越好。

–升华牢度中等的染料，开始时随热溶温度的提高，固色率增加，到一定温度以后，温度增加，固色率不再增加，甚至可能下降。

–升华牢度很差的染料，热溶温度提高，固色率反而下降。

•热溶染色的温度范围一般是170~215℃，某染料适宜的热溶温度一般是该染料固色率曲线中相对平坦部分所对应的温度。

•在热溶温度和时间这两个因素中，温度对固色率和扩散得影响是主要因素，一般宜采用较高的温度和较长的时间为有利，目前常用的热溶时间是1~2min。

•热溶后织物应冷却，落布温度在50℃以下为宜，最好在出热溶室后安装冷却装置（如吹冷风，冷却辊筒）。

热溶后还要经过一定的后处理，以去除纤维的浮色。

3、载体染色法

1）在染掖中加入某些酚、芳胺、联苯等称为载体或携染剂的助剂，使分散染料在100℃左右就可以大大加速对涤纶纤维的上染，提高上染百分率。

用常压设备进行染色。

2）载体：

对纤维起增塑作用，降低纤维的玻璃化温度，加快上染速率的一类有机化合物。

3）载体的作用机理：

增塑及溶胀作用；溶解作用。

4）载体的用量应适当，用量增加，涤纶的Tg不断降低，上染量也不断增加，但增加到一定程度后，上染量不再随Tg降低而增加，还会产生上染量的下降

优点：

100℃染色；可用常压设备

缺点：

a）操作比较繁杂

b）染色时间长

c）匀染性差

d）载体不易除去耐晒牢度降低

e）有些载体有臭味和毒性

∴载体染色所占比重日趋减少

小结：

主要讲了分散染料的染色性能、染色方法及原理。

作业：

简述分散染料的染色方法、特点及染色机理。

板书设计：

分散染料染色

（二）

一、分散染料的染色性能

1、溶解性

2、稳定性

3、升华牢度

4、耐晒牢度

5、分散染料应用分类

二、分散染料的染色方法及其原理

1、高温高压法染色法

2、热熔染色法

3、载体染色法

三、小结

四、作业

课后记：

这节课主要讲了分散染料的染色性能、方法及原理。

接受情况较好，无迟到、旷课现象。

参考资料：

染整概论张洵栓中国纺织出版社

分散染料染色

（二）

教学目标：

知识目标：

分散染料的染色工艺

能力目标：

培养学生自主学习的能力。

情感目标：

培养学生持之以恒的学习态度。

教学重点：

涤纶的染色性能

教学难点：

分散染料的主要性能

教学方法：

讲授法

教学过程：

一、组织教学

二、复习导入

上节课已经讲过分散染料的染色特点、分类、应用以及涤纶的结构性能、染色特点等相关的知识。

这次课接着学习分散染料的染色性能、染色方法和机理。

三、新授

（一）高温高压染色法（卷染）工艺

1、工艺流程及主要条件

冷水进缸→温水2道（60~65℃，2道）→60℃起染色2道→1道升温至100℃→1道升温至110℃→1道升温至120℃→1道升温至130℃→130℃保温染色6道→冷水洗2道→还原清洗（38%NaOH3ml/L、85%保险粉2.5g/L、表面活性剂3g/L，70~80℃，2道）→水洗（40~50℃，1道）→冷水洗→出缸

2、工艺处方

分散染料x％（对织物重）

分散剂NNO（或胰加漂T）0~0.5g/L

冰HAC0.5ml/L（调节PH=5~6）

（或磷酸二氢铵1~2g/L）

3、工艺说明

（1）染料的选择

•必须有良好的分散稳定性和较好的移染性、遮盖性。

染色工艺条件如PH值、升温速度等变化时，对上染百分率和色光影响较小

•以相对分子质量较小的低温型染料为宜。

•拼色时所选用的各分散染料的染色性能要相似

（2）助剂：

分散剂

•作用：

扩散、匀染，提高得色量

•分散剂用量适当

–过多，降低上染量，产生焦油状物

–过少，分散液稳定性差

–常用：

磺酸盐类阴离子表面活性剂，如分散剂NNO、胰加漂T，扩散效果较好，高温时较稳定，对得色量影响小

–平平加O有明显分散作用，并有匀染作用，但对得色量有一定影响

•非离子性表面活性剂溶解度随温度的升高而降低，选择非离子型表面活性剂的浊点一定要高于染色温度，否则会破坏染液的稳定。

（3）浴比

•1:

10~1:

30（最低的现已达1:

3）

（4）染浴的pH值

•大部分分散染料在高温强碱作用下会被水解破坏，色光发暗，涤纶pH>7的时候剥皮效应显著

•PH<5影响色光和上染率

∴因此高温高压染色一般控制在弱酸性范围，pH＝5～6。

•用酸或强酸弱碱盐调节

•常用：

冰醋酸0.5ml/L或磷酸二氢铵1~2g/L

（5）温度和时间

•始染温度不宜过高，60~70℃入染

•升温速度不宜过快，1℃/min

•温度分段控制，控温区升温要慢

•最后染色温度130℃（此时上染百分率高，得色鲜艳、匀染性好，浮色少），一般保温染色时间为40~60min

高温高压染色应注意的问题

•调浆：

温度必须<45℃

•拼色：

选择染料性能相似的（类型、色光），以主色为主

•温度控制：

控温区严格控制升温速度，90~130℃缓慢升温

•避免焦油化问题

（二）热溶染色法工艺

1、工艺流程及主要条件

浸轧染液（二浸二轧，轧余率65%，20~40℃）→预烘（80~120℃）→热溶（180~210℃，1~2min）→后处理（或套染棉）

2、工艺处方

分散染料x（对织物重）

渗透剂JFC1g/L

磷酸二氢铵2g/L

扩散剂NNO1g/L

抗泳移剂（3%海藻酸钠）5g/L

3、工艺说明

•拼色所用染料的升华牢度要接近

•染液内一般可加入抗泳移剂，但必须不影响染液的稳定性。

含固量要低，不妨碍染料向纤维的扩散，受热不分解，易洗除，对色光没有影响并不沾粘辊筒。

•染液内一般可不加或加很少量的润湿剂，否则影响色泽鲜艳度和得色。

•轧染液节pH值一般控制在5~6时，色光鲜艳

•pH值高色淡而萎暗

•pH值过低得色也较淡

•用醋酸或磷酸二氢氨调节pH值

•分散染料热溶染色时，最好使用均匀轧车，轧余率宜保持在65%左右，轧液温度以室温为宜。

•烘干

•主要应防止染料的泳移

•一般采用红外线预烘，在热风或烘筒烘干

•也可红外线、热风和烘筒联合使用

•为防止泳移，开始以无接触烘燥较适宜，在织物干至一定程度后（含水率在25%或30%以下），再用接触烘燥或升高热风温度，以提高烘燥速率。

•织物烘干后应立即进行热溶，以保持织物的热量，缩短升温时间，热溶时，分散染料扩散进入纤维内部而固着

•热溶温度和时间，对于染料的扩散和固着起关键性的作用

•涤纶在260℃熔融，同时有短链聚合物生成

•在238~240℃时纤维软化，丧失全部机械性能

•在235℃纤维发生消定向作用

•棉纤维在高于230℃温度下处理2min，纤维的物理机械性能会受到影响，并发生分解。

∴理论上热溶温度必须在225℃以下

•热溶温度除和被染物的纤维性质有关外，还应与染料的性能相适应，即不同的染料，要求不同的热溶温度。

–有些染料耐热性能较好，升华牢度较高，热溶温度较高，一般得色越好。

–升华牢度中等的染料，开始时随热溶温度的提高，固色率增加，到一定温度以后，温度增加，固色率不再增加，甚至可能下降。

–升华牢度很差的染料，热溶温度提高，固色率反而下降。

•热溶染色的温度范围一般是170~215℃，某染料适宜的热溶温度一般是该染料固色率曲线中相对平坦部分所对应的温度。

•在热溶温度和时间这两个因素中，温度对固色率和扩散得影响是主要因素，一般宜采用较高的温度和较长的时间为有利，目前常用的热溶时间是1~2min。

•热溶后织物应冷却，落布温度在50℃以下为宜，最好在处热溶室后安装冷却装置（如吹冷风，冷却辊筒）。

热溶后还要经过一定的后处理，以去除纤维的浮色。

（三）载体法染色法（卷染）工艺

1、工艺流程及主要条件

•浸渍载体（60℃，2道）→浸渍载体（80℃，2道）→染色（加入染料和磷酸二氢胺，95~98℃，8~12道）→冷水洗（2~4道）→皂煮（4~6道）→热水洗（80~90℃，2~4道）→冷水洗（2道）

2、工艺处方

分散染料x（对织物重）

磷酸二氢胺1g/L

载体3~4g/L

3、工艺说明

•载体用量适当

–多，Tg↓，上染量增加至一定程度，反而下降

–可获得剥色效果

•磷酸二氢胺使染液呈酸性

–PH=4.5~5.5

–利于载体发挥作用

4、生产实例

•织物：

14.76tex/14.76tex，涤/棉65/35细纺布，600m

•设备：

有罩卷染机

•色泽：

灰色

•染液组成

–水杨酸甲酯乳液5%70L

–分散红F3BS198g

–分散黄E-3G220g

–分散蓝BBLS185g

–磷酸二氢胺150g

–加水至150L

•操作

–水杨酸甲酯乳液倒入卷染机，配液量120L

–60℃织物下卷，往复2道

–升温至80℃，2道

–加入染料及磷酸二氢胺，调液量150L

–升温至95~98℃，染12道

–冷流水洗4道

–皂煮6道

–80~90℃热水洗，4道

–冷水洗，2道

–出机

小结：

主要讲了分散染料的染色工艺。

作业：

巩固理解分散染料几种染色方法的染色工艺。

板书设计：

分散染料染色（三）

一、高温高压染色工艺

二、热熔法染色工艺

三、载体染色法染色工艺

四、小结

五、作业

课后记：

这节课主要讲了分散染料的染色工艺，难度较大，希望同学们在课后能够加以适当巩固复习。

无迟到、旷课现象。

参考资料：

染整概论张洵栓中国纺织出版社