菲诺酸性灰配伍性能的分析探讨终稿.docx
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菲诺酸性灰配伍性能的分析探讨终稿
广东纺织职业技术学院
毕业综合实践报告
题目:
菲诺酸性灰配伍性能的分析探讨
类型:
毕业论文
专业:
染整技术
班级:
染整技术2009
学生姓名:
蔡楚芳
指导教师:
王迪敏老师
完成时间:
2011.11
摘 要
酸性染料对锦纶针织物的染色时，有的对pH值比较敏感，有的对pH值不怎么敏感。
敏感型的酸性染料在不同pH值的情况下，其得色情况也不同，对该酸性染料进行实验研究，从而得知染浴pH值对酸性染料的上染率的影响情况，pH值不同，纤维吸附H+的量有很大的变化，染料的上染速率和上染量必然也有很大的不同。
关键词：
酸性染料；工艺；pH值；配伍性
目录
1前言1
2染色工艺1
2.1染色工艺曲线2
2.2染色工艺处方说明2
2.3工艺说明2
2.3.1染色前处理的说明2
2.3.2始染温度设定的说明3
2.3.3升温速率设定的说明3
2.3.4染色温度设定的说明3
2.3.5浴比大小设定的说明3
2.3.6染色处方的设计说明3
2.3.7助剂的选择与浓度的确定4
3菲诺酸性灰的不对色4
3.1酸性浅灰的染色4
3.1.1染色浓度4
3.1.2染色pH值4
3.2染色后贴样5
3.3染色结果分析5
4菲诺酸性灰的拆解5
4.1菲诺酸性灰的组成6
4.2各成分的相关研究6
4.2.1染色浓度6
4.2.2染色pH值6
4.2.3染色后贴样6
4.3拆解后结果的分析7
5染料配伍性能的再次确认8
5.1改变组合后的研究8
5.1.1染色浓度8
5.1.2染色pH值8
5.1.3染色后贴样8
5.2再次确认后的结果分析9
6结论10
致 谢11
参考文献12
菲诺酸性灰配伍性能的分析探讨
姓名：
蔡楚芳 学号：
082020301 班级：
染整083
1前言
酸性染料是一类结构上带有酸性基团的水溶性染料。
绝大多数酸性染料是以磺酸钠盐的形式存在，极少数是以羧酸钠盐的形式存在。
最初这类染料都是在酸性条件下染色，因而称为酸性染料。
按染色性能和应用分类，酸性染料可分为强酸浴、弱酸浴和中性浴三种。
在这里主要是针对弱酸浴染料和中性浴染料两种，探讨该类染料在不同的pH值下染锦纶的配伍性能。
pH值是影响酸性染料染色的重要因素。
酸性染料阴离子对纤维的亲和力不同，上染所需染液的pH值也不一样。
染料亲和力越高，达到相同平衡吸附量所需的染液pH值也越高。
酸性染料是染料中品种最多的一类染料，约占整个锦纶纤维所用染料的65%。
弱酸性染料对锦纶上染主要是依靠范德华力和氢键，扩散进入纤维后，还能与-NH3十生成离子键合。
pH值越低，染料上染锦纶速率越快，但起始上染速率过快会导致染色不匀；pH值过高，上染速率慢，上染百分率下降。
因此，理想的pH值控制应是随染色的进行，pH值由高到低变化，这样在保证较高的平衡上染百分率的同时，降低起始上染速率，提高染色的均匀性。
锦纶也叫聚酰胺纤维或尼龙。
锦纶虽然是疏水性纤维，但又含有氨基和羧基（端基）所以可用染蛋白质纤维的染料染色。
锦纶具有强度高，弹性好，耐磨性好，防霉防蛀等优点，目前，锦纶纤维的产量在世界合成纤维中名列第三位，其市场的需求量还在继续增加。
2染色工艺
染色工艺条件设计的基本原则是在保障染色质量的前提下，尽可能减少对纤维及织物的损伤，保持织物的原有风格如手感、光泽等不变。
本文所选择的染色工艺只是针对与本论文中的实验，并非指所有的酸性染料都要用该工艺，而且根据染色布样的不同，染色工艺也会有很大的区别，即使都是染锦纶，也不一定就一样，因为锦纶的品种也很多。
2.1染色工艺曲线
98℃*40min
1℃/min
①②③④
60℃*5min
40℃始染2℃/min
图2-1分段升温染色法工艺曲线
注：
①染料②酸性匀染剂③HAC④2g锦纶针织布
染色浴比：
1:
30
2.2染色工艺处方说明
染料的浓度要视个人的需求而定，酸性匀染剂也是是染料的类型而定，本论文涉及到的菲诺酸性染料加0.5g/l比较合适，而HAC是用来调节染浴的pH值，也是该论文重点研究的对象。
工艺处方组成如下：
酸性染料（o.w.f,%）x
酸性匀染剂（g/l）0.5
HAC（g/l）y
2.3工艺说明
染色工艺流程设计的基本原则是在保证染色质量的前提下，尽可能缩短及简化工艺流程，以求简化生产操作，缩短加工时间，减少影响生产质量的工艺因素，力求生产效益的最大化。
亦即：
“必须够用”的原则。
相同染料对不同纤维的染色工艺流程可能不同，不同染料对同种纤维染色的工艺流程也不同。
2.3.1染色前处理的说明
为了保障染色质量，用于染色的半制品要求白度洁白、表面洁净，织物上不能含有其他有碍于染色的助剂，织物上pH值为中性等。
前处理的目的：
一是调节织物的pH值，使织物pH值至中性。
二是清洗织物上的污物。
另外，染前处理还有润湿织物使纤维膨化的作用。
我做该实验时所选择的锦纶针织布洁白度比较高，织物上也几乎不含有其他有碍于染色的助剂，所以该前处理不加任何助剂，只用清水沸煮润湿织物。
润湿织物的作用之一也是为了提高染色的匀染性。
2.3.2始染温度设定的说明
始染温度是影响染色匀染性的关键因素。
始染温度过低，染料上染缓慢，对提高生产效率不利。
始染温度过高，染料吸附过快，易导致染色不匀。
锦纶织物弱酸性染料染色时，高于50℃以后上染率随温度的升高而迅速增加，始染温度宜低于50℃。
本论文的实验设定在40℃。
2.3.3升温速率设定的说明
一般升温速率太快，容易导致染色不匀，升温速率慢点对染色匀染有利，但又会降低生产效率。
根据不同染料的染色性能不同，升温控制方式分为匀速升温法和分段升温法。
对锦纶来说，染料快速上染在65℃～85℃。
所以在60℃之前采用2℃/min,而在60℃之后就改为1℃/min，总的来说，分段升温法对于匀染性差染料或纤维，有利于匀染。
2.3.4染色温度设定的说明
染色温度即通常所说的染料染色的最高温度。
染色温度设计的原则是能够使染料在短时间内完成扩散，保障染色的渗透性，缩短染色时间，提高生产效率，同时保持织物风格不变。
染色温度的设计主要取决于染料本身的性能及对所染纤维的扩散性等因素。
锦纶的染色温度一般设定在95-100℃之间。
2.3.5浴比大小设定的说明
对于浸染法小样染色来说，被染物全部浸渍于染液中是保证匀染性的前提，即小样染色有最低浴比限制。
小样染色最终是为生产加工提供合适的染色工艺。
一个合适的染色工艺可以提高染色的一次对样率，减少二次回修，可以大大降低生产成本。
从这个意义上讲，小样与大样之间工艺条件的一致性越强，染色工艺的重现性和实用性会越强。
在实际小样染色时，可根据小样质量对浴比做部分调整。
根据多方查证，最终确定弱酸性染料最适合的浴比为1:
30。
2.3.6染色处方的设计说明
染色处方是染色的核心。
在经过纤维分析及确定了染料具体类型之后，下一步工作就是设计出可执行的染色处方。
不同组织、不同纤维的织物对染料的吸色性能是有较大差异的，所以设计染料处方是一项技术性很强的工作，需要综合考虑多种因素。
包括来样纤维与织物组织、被加工面料的纤维与织物组织及所参考样卡的纤维及织物组织等。
染色浓度又称染料浓度，在浸染染色时通常以o.w.f，％浓度表示，即印染加工时，每百克织物或纤维所需染料或助剂的克数。
2.3.7助剂的选择与浓度的确定
在确定了染料的具体品种及染色浓度后，下一步工作就是选择助剂，并确定其使用浓度。
选择染色助剂品种的基础是了解染料性能与其适合的加工条件，主要是染料色光的稳定条件；了解纤维的性能与其耐受条件，主要是耐酸性、耐碱性等；了解助剂的性质及其在所用染料染色时的作用。
根据助剂对染色的作用不同，通常将助剂分为促染剂、缓染剂、稳定剂、防沉淀剂、媒染剂等。
助剂浓度使用不当，会给染色带来很大的麻烦。
如缓染剂浓度过高，会使染料上染率明显降低，得色变浅；缓染剂浓度过低，缓染作用小，对染色匀染不利。
中性盐用量过高，会引起染料或助剂沉淀，导致染色不匀等等。
锦纶自身纺丝所造成的取向度不同，染色时易产生条柳等疵病，对染料的匀染性和遮盖性要求比较高。
3菲诺酸性灰的不对色
该染料是由菲诺染料的几只原料所复配而成的，之所以会选择这只染料作为我此次探讨的对象，是因为它在不同PH值的条件下的变化很大，给我司平时的对色检测造成了一定的不便，为了给自己一个交代，也为了方便以后的工作，故对其进行了一些探讨。
在一开始的时候，我们都不清楚是什么原因造成的，因为它在我司原色明明是对色的，可是一到客户那边，颜色的偏差就很大，颜色老是飘来飘去的，很不稳定。
于是在时间的允许下，我对该问题进行了探讨。
根据经验，我们首先想到的是pH值的问题，于是针对不同的pH，我做了以下实验。
3.1酸性浅灰的染色
只有染色浓度和染浴pH值略做调整，其他严格按上述工艺染色
3.1.1染色浓度
（o.w.f）
0.05%、0.5%、2.5%
之所以选择3个浓度，是因为3点成面，而如果只有2个浓度，要是出现实验误差的话，就很难搞清楚是哪个浓度出现了问题了。
3.1.2染色pH值
pH=4、pH=5、pH=7
之所以选择这三个不同的pH值，就是想看看在该酸性染料在相同的染色浓度下，不同的酸性条件或者中性条件对其得色的影响情况
3.2染色后贴样
表3-1
pH
染色
浓度
4
5
7
0.05%
0.5%
2.5%
3.3染色结果分析
从实验结果可以看出，同一个染料，即使是同一个浓度，如果pH值不同，所得出的布样色光也会有很大的偏差；
在同一个浓度的条件下，随着pH值的变大，色光越偏红光，而PH值越小，色光越偏蓝光；
随着pH值的变大，同一个浓度下所染出的布样力份也是不同的，在0.05%浓度下的力份大小的变化还不是很明显，但在2.5%浓度时，可以明显看出，pH值越大，力份越低；
在pH值不变的情况下，不同的染色浓度所染出的布样只是力份不同，并没有色光的差异。
综上所述，我大胆假设，该染料由黄色，红色，蓝色三种不同的染料所组成，里面的蓝色成分对pH值比较敏感，在中性条件下可能无法上色，而黄色成分和红色成分的染料不像蓝色成分的那只染料那么敏感，即使是在pH值不同的情况下，其上色情况也基本没有明显变化。
4菲诺酸性灰的拆解
在经过查阅相关的资料后，得知该菲诺酸性灰确实是由3只不同的酸性染料所组成（组成成分下面有细述），为了证明之前的假设（里面的蓝色成分对pH值比较敏感，在中性条件下可能无法上色，而黄色和红色不像蓝色那么敏感，在pH值不同的情况下上色情况没有明显变化。
），我将该菲诺酸性灰进行拆解，拆解成的这3只颜料与菲诺酸性灰一样做了相关的研究
4.1菲诺酸性灰的组成
菲诺酸性蓝B-3R
菲诺酸性红B-IR
菲诺酸性黄B-LR
4.2各成分的相关研究
按上述工艺条件做相关的研究
4.2.1染色浓度
为了保持实验的一致性，所以选择与菲诺酸性灰一致的浓度，即：
0.05%、0.5%、2.5%（o.w.f）
4.2.2染色pH值
为了保持实验的一致性，所以选择与菲诺酸性灰一致的pH值，即pH=4、pH=5、pH=7
4.2.3染色后贴样
（1）菲诺酸性蓝B-3R
表4-1
pH
染色
浓度
4
5
7
0.05%
0.5%
2.5%
（2）菲诺酸性红B-IR
表4-2
pH
染色
浓度
4
5
7
0.05%
0.5%
2.5%
（3）菲诺酸性黄B-LR
表4-3
pH
染色
浓度
4
5
7
0.05%
0.5%
2.5%
4.3拆解后结果的分析
菲诺酸性蓝B-3R随着pH值的提高，上色率越来越低，说明该染料在酸性条件比较能上色，在中性条件下上色率较低。
菲诺酸性蓝B-3R在不同的pH值下，只是会对力份有所影响，对色光却不影响。
菲诺酸性红B-IR和菲诺酸性黄B-LR情况一致，即使是在不同的pH值下，色光和力份都没有变化。
由上述可知，因为菲诺酸性蓝B-3R对pH值的变化比较敏感，影响了其上色百分率，而菲诺酸性红B-IR和菲诺酸性黄B-LR对pH值的变化不敏感，所以导致了菲诺酸性灰在pH值不同的情况下，色光偏差严重。
5染料配伍性能的再次确认
即使上述实验研究已经可以说明该菲诺酸性灰不对色是因为其中一只染料菲诺酸性蓝B-3R对pH比较敏感，然而，为了使该论文更具说服力，我又将该菲诺酸性灰的三个颜料以原比例两两相拼，视其结果是不是菲诺酸性红B-IR和菲诺酸性黄B-LR相拼时颜色稳定，而只要涉及到菲诺酸性蓝B-3R与菲诺酸性红B-IR或菲诺酸性黄B-LR其中一只相拼，在不同pH值下颜色就会变，而且pH值越大，蓝光越少。
5.1改变组合后的研究
按上述工艺条件做相关的研究
5.1.1染色浓度
为了保持实验的一致性，选择与菲诺酸性灰一致的浓度
5.1.2染色pH值
为了保持实验的一致性，选择与菲诺酸性灰一致的pH值
5.1.3染色后贴样
（1）菲诺酸性蓝B-3R与菲诺酸性红B-IR拼色
表5-1
pH
染色
浓度
4
5
7
0.05%
0.5%
2.5%
（2）菲诺酸性蓝B-3R与菲诺酸性黄B-LR拼色
表5-2
pH
染色
浓度
4
5
7
0.05%
0.5%
2.5%
（3）菲诺酸性红B-IR与菲诺酸性黄B-LR拼色
表5-3
pH
染色
浓度
4
5
7
0.05%
0.5%
2.5%
5.2再次确认后的结果分析
菲诺酸性蓝B-3R与菲诺酸性红B-IR的拼色，在不同的pH下，色光偏差很严重，pH越大（pH=7），色光越偏红，力份也降低了，pH越小（pH=4），色光越偏蓝
菲诺酸性蓝B-3R与菲诺酸性黄B-LR的拼色，在不同的pH下，色光偏差很严重，pH越大（pH=7），色光越偏黄，力份也降低了，pH越小（pH=4），色光越偏蓝
菲诺酸性黄B-LR与菲诺酸性红B-IR的拼色，色光及浓度不随PH值的变化而变化。
上述研究再次确认了之前的假设，即：
染料染色后色光的偏差主要是受到pH值的影响。
6结论
对于以上问题的解决，最终是改了一只染料，即用菲诺酸性蓝C-R替换之前用过的菲诺酸性蓝B-3R，该染料对PH值一样是不敏感，虽然色光与菲诺酸性蓝B-3R有一定的区别，但这个完全可以通过调色（改变配方）来解决。
在使用几种染料拼染时，要选用性能相同的染料。
由于所有染料配伍性的好坏，会导致各染料组分对染色工艺参数依附性的明显差异，当染色工艺参数（例如pH值的变化）稍有变化，便会导致得色深浅和色光波动，产生色差。
拼色时选择染料，一定要认真进行配伍性实验，尽量选用配伍性好的染料使用。
一些搭配有问题的染料不要使用。
致 谢
首先感谢菲诺染料化工（无锡）有限公司对本论文的设计给予支持！
在该公司主管王震和各位组长邓莹等人的帮助和协调下顺利完成本论文的设计与研究。
也非常感谢指导老师王迪敏的耐心指导以及对本论文的修改提出的宝贵意见。
参考文献
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[5]郑光洪、冯西宁.染料化学[M].中国纺织出版社，2001:
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