01 堿性陽離子染料

1、 陽離子染料一、定義。陽離子染料，是紡織染料的一種，又稱堿性染料或鹽基染料。陽離子染料可溶于水，在弱酸性水溶液（染?。┲须婋x，生成帶正電荷的有色離子（有機堿類），該離子與織物中第三單體的酸性基團（陰性基團，如磺酸基、羧酸基等）結合而生成鹽，牢固地附著于纖維上，從而使纖維染色。陽離子染料對聚丙烯腈纖維有很高的親和力，是腈綸纖維的專用染料，具有強度高、色光鮮艷、耐光牢度好等優(yōu)點。二、發(fā)展歷程。堿性染料只是陽離子染料的一種，酸性染料是陰離子染料的一種。一般的陽離子染料，是含有胺基的鹽類，其陰離子為酸根離子，電離后帶正電荷，加入中性鹽會起緩染的作用，防止染色不均勻產生色斑色條。老的堿性染料，主要用于染

2、紙張和蛋白質纖維。20世紀50年代隨著腈綸的問世（德國拜耳公司），出現了一批專門用于腈綸染色的堿性染料，并稱之為陽離子染料。由于堿性染料上染纖維后耐光色牢度和耐洗色牢度較差，現在已很少用于織物的染色，主要用于文教用品、紙張的著色及制造色淀（可溶性染料在無機堿中沉淀而生的顏料，不溶于水）。世界上生產染料的發(fā)達國家，其生產的陽離子染料和堿性染料產量的總和，只占染料總產量的10%以下，我國只占1%左右。陽離子染料中，以X型三原色和陽離子桃紅FG及艷紅5GN為產量較大的品種。 三、類型和特點。按應用性能，陽離子染料分普通型、X型和M型按化學結構，可分為隔離型和共軛型兩個系統(tǒng)。隔離型：染料分子中的正電荷

3、通過隔離基和染料的發(fā)色團的共軛體系相連接，正電荷是固定在季銨鹽的氮原子上。共軛型：染料分子中的正電荷是染料發(fā)色團共軛體系的組成部分，正電荷不是固定在某個原子上，而是可以移域的。按發(fā)色基團，可分為偶氮染料、三芳甲烷染料、蒽醌染料以及雜環(huán)化合物等多種類型。四、染色方法和機理。陽離子染料是丙烯腈纖維（腈綸/人造羊毛）的專用染料，此外也可用于改性滌綸和錦綸的染色和印花。染色方法是在弱酸性（pH值在4.5左右）的浴缸中，以醋酸和醋酸鈉為緩沖劑，在電介質和適量助劑存在下，接近沸騰染色。染色機理可分三步：（1）染浴中的染料陽離子被吸附于纖維表面。（2）染料陽離子由纖維表面向內部擴散。（3）染料陽離子與纖維所

4、含陰離子基團成鹽鍵結合。在正常染色條件下，最后一步的成鹽為不可逆反應，可導致牢度高而染色不勻。首尾兩步反應快，第二步擴散慢，它決定整個染色速度。由于染料與纖維間親合力大，為求得勻染效果，須嚴格控制染浴溫度pH值、電解質、緩染劑等。腈綸纖維的化學結構：CHCHjCHCH2CH-CNCHjSOjHCOOCHj對于某些混紡（如聚酯纖維與羊毛纖維），可采用陽離子染料與酸性染料、直接染料和活性染料等組合進行染色。但這種情況下，易產生沉淀及焦油化現象，需要加入防沉淀劑（即懸浮劑）。最近開發(fā)的分散型陽離子染料，可對混紡直接進行一浴染色，適用范圍廣泛，可在印染、色織、針織、毛紡各行業(yè)應用，無需加防沉淀劑。染色

5、時，先用陰離子基團暫時將染料陽離子封閉（即由陽離子染料與磷鉬酸、特定的絡合物，或萘磺酸與甲醛溶液的縮合物及木素磺酸等的鹽共同制成），加入分散劑研磨至一定細度。這種染料在染色過程中，隋溫度不斷的升高，陽離子緩慢離解并釋放，從而與混紡纖維染色。五、染色時影響因素。溫度。溫度是控制勻染的重要因素。腈綸用陽離子染料染色時，在75C以下上染很少，當染色溫度達到纖維的玻璃化溫度（75-85C）時，染料的上染速率迅速增加。因此，當染色溫度達到纖維的玻璃化溫度時，應緩慢升溫，一般每24min升溫IC。也可在8590C時保溫染色一段時間后，再繼續(xù)升溫至沸。染浴pH值。染浴中加酸，可抑制腈綸中酸性基團的離解，降低

6、纖維上的陰離子基團的數量，使染料與纖維間的庫侖引力減小，染色速率降低。pH值對上染速率的影響以含羧酸基的腈綸更為顯著，含磺酸基的腈綸的上染速率受染浴pH值的影響較小。染色時應合理控制染浴的pH值。陽離子染料一般不耐堿，染色的最佳pH值一般為4-4.5,染深色時染浴的pH值可高些，染淺色時應在較低的pH值下進行。染浴的pH值一般用醋酸調節(jié)，醋酸既可降低染浴pH值，又能提高染料的溶解度。在染浴中同時加入醋酸鈉，可穩(wěn)定染浴的pH值在要求的范圍內。電解質。在染浴中加入電解質，如元明粉、食鹽等，可降低陽離子染料的上染速率，具有緩染作用。電解質對K值11.5的染料無明顯的緩染作用，對K值35的染料有緩染作

7、用。電解質的緩染作用隨染色溫度的提高而降低。染淺色時，電解質的用量可高些，約5%10%（o.w.f.，染深色時可不加。緩染劑。在陽離子染料染色中常加緩染劑以降低上染速率，得到均勻的染色效果。陽離子染料的緩染劑有陽離子緩染劑和陰離子緩染劑兩類。陽離子緩染劑是陽離子染料染色最常用的緩染劑，大部分是陽離子表面活性劑，如1227表面活性劑（勻染劑TAN）、1631表面活性劑（勻染劑W州）。陽離子緩染劑對腈綸具有親和力。對于分子較小、與纖維親和力較小的陽離子緩染劑，由于擴散速率快，染色時首先占據纖維上的染座，等染料陽離子進入纖維后，由于緩染劑與纖維的親和力小于染料與纖維的親和力，會逐步被染料所取代，從而

8、使上染速率降低。陰離子緩染劑大多是帶負電荷的芳烴磺酸鹽，可與陽離子染料結合成溶解度較低的復合物，并借助非離子助劑的分散作用懸浮于染浴中，所形成的復合物對纖維的親和力較小。染浴中加入陰離子緩染荊后，由于降低了游離的染料陽離子濃度，使染料的上染速率減緩。隨著染色溫度的提高，復合物逐漸分解，釋放出游離的染料陽離子，使上染速率逐漸提高，從而達到勻染的目的。由于復合物的溶解度較低，為避免產生沉淀，在加入陰離子緩染劑的同時，需要加入非離子型表面活性劑。使用陰離子緩染劑，染料上染百分率的降低較用陽離子緩染荊明顯。使用陰離子緩染劑后，陽離子染料和陰離子染料可以同浴染色，為腈綸混紡織物用陽離子染料/酸性染料、陽

9、離子染料/活性染料一浴法染色創(chuàng)造了條件。六、染色時主要助劑的作用。醋酸。調節(jié)染浴的pH；提高染料的溶解度醋酸鈉。穩(wěn)定染浴的pH；降低染料的上染速率，具有緩染作用元明粉（食鹽）。作為電解質加入染浴，降低染料的上染速率，具有緩染作用。緩染劑（勻染劑）。降低染料的上染速率，得到均勻的染色效果。分陽離子型和陰離子型。陽離子型：主要先與纖維上酸性基團結合，再被染料陽離子取代。陰離子型：主要先與染料陽離子結合，再隨著染浴溫度的升高而釋放。無機型：弱酸、中性鹽（如元明粉），抑制纖維酸性基團電離，金屬離子優(yōu)先于纖維上的酸性基團結合，延緩染料上染。七、專業(yè)術語。配伍值。通常將各種物質按一定比例混合叫做配伍。配伍

10、值就是各種物質的質量(或其它量)比值。配伍值用K(15)表示，反映染料親和力大小和擴散速率高低的綜合指標，是拼色時選擇染料的依據。K值小表示上染速率快，勻染性較差；K值大表示上染速率慢，勻染性較好。配伍指數較小的染料，對纖維親和力高，不易勻染，但竭染率高，適合染深濃色。配伍指數較大的染料，對纖維親和力低，勻染性好，竭染率較低，適合染淺淡色。拼色時，只有各只染料的K值相同或相近，才能保證各只染料均勻上染。如果拼色時各只染料的K值相差較大，那么有的染料上染較快，有的染料上染較慢，在相同的工藝條件下，上染速率快的染料就容易染花，并且染色色光不穩(wěn)定。一般配伍值在3左右的染料適應性較廣。移染性好的第三代

11、遷移性(M型)陽離子染料，一般不進行上述的配伍性分類。染料力份。也稱著色強度，是生產廠家比照標準品染料所測定的染料的相對濃度。相對值，非絕對值。染色牢度。染料上染織物后，在日光照射下保持原來色澤的能力。勻染性。勻染性是指染料在染色過程中在織物上自我勻染的能力。它除受染料分子和纖維基質的物理性質影響外，也受染色條件如溫度、上染速率、所用染色助劑等多種因素的制約。日曬牢度。日曬牢度是指有顏色的織物受日光作用變色的程度。其測試方法既可采用日光照曬也可采用日光機照曬，將照曬后的試樣褪色程度與標準色樣進行對比，分為8級，8級最好，1級最差。日曬牢度差的織物切忌陽光下長時間曝曬，宜于放在通風處陰干。熱升華

12、。升華(sublimation)指物質從固態(tài)不經過液態(tài)直接變成氣態(tài)的相變過程。逆過程叫凝華，熱升華主要是通過加熱使其顏料分子進入到介質中。熱升華，色彩鮮活、層次分明，能涉及細部表現出相鄰的微妙色彩之差；其專用色帶含有獨特保護膜，可以達到連續(xù)色階的表現，與噴墨的半色階相比而言，熱升華技術是真正達到了相片品質的一種打印技術；在照片保存方面，由于具有保護層，熱升華比其他打印技術在防水、防紫外線及防指紋的表現上占有更大的優(yōu)勢。隱色體。還原染料在堿性溶液中受強還原劑作用而還原成可溶性染料，一般為鈉鹽。 八、常用染色配方。（對織物重）例1：X型陽離子染料例2：遷移（M型）陽離子染料例3分散型陽離子染料例4：陽離子染料陽離子染料陽離子染料陽離子染料陽離子染料醋酸98%2.5%醋酸98%2.5%醋酸98%2.5%醋酸98%3.0%醋酸鈉1.0%醋酸鈉2.0%醋酸鈉1.0%醋酸鈉1.0%元明粉8.0%元明粉10%元明粉10%勻染劑TAN0.5%勻染劑TAN0.5%勻染劑MR0.3%平平加O1.0%染色浴比1:2(染色浴比1:40染色浴比1:40染色浴比1:2040始染溫度始染溫度75C始染溫度80C始染溫度40CpH44.5pH44.5pH35 九、公司陽離子染料。C.I.堿性紅46(C.1.110825)，陽離子紅X-GRLC.I.堿性藍41(C.I.11105/11154)