活性染料的性能

1、使用計算機(jī)測配色測試活性染料的性能 S、E、R、F 值一、溶解性品質(zhì)的活性染料商品應(yīng)用良好的水溶性。溶解度和配制的染液濃度與選用 的浴比大小，加入的電解質(zhì)多少，染色溫度以及尿素的用量等因素有關(guān)?；钚?染料的溶解度差別較大，可參見各論，所列的溶解度是指該染料應(yīng)用時允許的 范圍。應(yīng)用于印花或軋染的活性染料，應(yīng)選用溶解度在10 0克/升左右的品 種，要求染料溶解完全，不混濁，不生色點(diǎn)。熱水能加速溶解，尿素有增溶作 用，食鹽、元明粉等電解質(zhì)會降低染料的溶解度。活性染料溶解時不應(yīng)同時加 入堿劑，以防染料發(fā)生水解?；钚匀玖先芙舛鹊臏y定方法，有真空過濾法、分光光度法和濾紙斑點(diǎn)法。 濾紙斑點(diǎn)法操作簡便，適合工

2、廠實際使用。測定時，先配制一系列不同的濃度 的染料溶液，在室溫（2 0 C）下攪拌10分鐘，使染料充分溶解。用1毫升 刻度的吸液管伸入試液中部，邊攪拌邊吸放三次。然后吸取 0.5 毫升試液，垂直 滴于平放在燒杯口上濾紙上，重復(fù)一次。待曬干后目測試液滲圈，濾紙中以無 明顯斑點(diǎn)的前一檔濃度作為該染料的溶解度，以克升表示。有些活性染料的 溶液，冷卻后呈現(xiàn)混濁的膠體溶液，滴在濾紙上能均勻滲開，無斑點(diǎn)析出，并 不妨礙正常使用。二、直接性直接性是指活性染料在染液中被纖維吸收的能力。溶解度大的活性染料往 往直接性較低，連續(xù)軋染和印花應(yīng)選用直接性低的品種。浴比大的染色設(shè)備如 繩狀匹染和絞紗染色，應(yīng)優(yōu)先采用直接

3、性高的染料。軋卷（冷軋堆）染色法， 染液是通過浸軋轉(zhuǎn)移到纖維上去的，也以直接性稍低的染料容易得到勻染，前 后色差少，水解染料容易洗凈?；钚匀玖系闹苯有源笮∮闷胶馍先景俜致剩瓷仙剩┗蛏珜臃治龅腞 f值 表示。測定方法（1）：纖維材料用漂白絲光的40X40棉府綢裝制品2克。染液濃度 0.2克/升, 浴比20:1，染色溫度分30C、80C兩檔。測定時將剪成碎塊的2克織物，投入 到已達(dá)到規(guī)定染色溫度的三頸瓶中（避免水分蒸發(fā)），每隔一定時間，在攪拌 中吸取染液2毫升（同時補(bǔ)入2毫升的水），測定染液光密度。隨著染色時間 的延長，吸附達(dá)到平衡，染液的光密度值不再發(fā)生變化。此時的上染百分率， 表示該染料的

4、直接性大小。測定方法（2）：紙上層析（新華#3濾紙），觀察各染料斑點(diǎn)上升的高度不同即R f值不 同。Rf值越大，表示染料與纖維素材料的直接性越小；R f值越小，則表示直 接性越大。配制 0.2克升的染料溶液，用毛細(xì)管在濾紙上點(diǎn)樣，曬干后掛在盛有蒸餾 水的密閉層析缸中飽和3 0分鐘，然后使濾紙點(diǎn)樣的一端與水接觸開始層析， 待展開劑前沿上升到2 0厘米時，計算染料斑點(diǎn)的R f值。紙上層析法是測定染 料直接性的簡便方法，但R f值不完全與染料實際的性能相一致。三、擴(kuò)散性擴(kuò)散性是指染料向纖維內(nèi)部移動的能力，溫度有地染料分子的擴(kuò)散。擴(kuò)散 系數(shù)大的染料，反應(yīng)速率和固色效率高，勻染和透染程度也好。擴(kuò)散性能的

5、好 壞，取決于染料的結(jié)構(gòu)和大小，分子越大越難擴(kuò)散。對纖維親和力大的染料被 纖維吸附的作用力強(qiáng)，擴(kuò)散也就困難，通?？刻岣邷囟葋砑铀偃玖蠑U(kuò)散。染液 中加入電解質(zhì)，染料的擴(kuò)散系數(shù)下降。測定染料的擴(kuò)散性能通常采用薄膜法。取粘膠薄膜（玻璃紙）浸入蒸餾水 中，浸前厚度為 2.4絲，浸漬 24小時后厚度為 4.5絲。測定時將此薄膜根據(jù)需 要疊成一定厚度，壓在玻璃板下去除氣泡。然后夾在中間有橡皮墊圈的兩塊夾 板中，其中有一塊夾板中間有一圓孔，染液只能通過此孔向薄膜層里擴(kuò)散，將 夾板薄膜浸沒在2 0 C的染液中靜置1小時，然后取出用水沖洗，觀察染液透染薄膜的層數(shù)和各層染料色澤麥。擴(kuò)散層數(shù)與半染時間存在一定相關(guān)性

6、，半染 時間短，擴(kuò)散層數(shù)多。四、反應(yīng)活潑性活性染料的反應(yīng)性通常是指染料與纖維素羥基反應(yīng)能力的強(qiáng)弱，反應(yīng)性強(qiáng) 的染料在室溫、弱堿的條件下即能完成固著，但這反應(yīng)中的染料穩(wěn)定性相對較 差，容易被水解失去染色能力。反應(yīng)性弱的染料需要在較溫度條件下與纖維素 鍵合，或使用強(qiáng)堿劑活化纖維紗的羥基，促使染料反應(yīng)固著在纖維上。同一型號的活性染料反應(yīng)性大致相同，反應(yīng)性的強(qiáng)弱取決于染料活性基的 化學(xué)結(jié)構(gòu)，其次是染料體與活性基團(tuán)之間的連接基，對染料的反應(yīng)性也有一定 影響。此外，還受pH值的影響，一般pH值增加，反應(yīng)速度了增加。至于溫 度，也是影響反應(yīng)速度的一個因素，溫度增加，反應(yīng)速度就快。溫度每增加1 0 C,反應(yīng)速

7、度可提高2 3倍。因此，在印花以后，經(jīng)過烘干或汽蒸，便能促 使染料與纖維發(fā)生反應(yīng)。舉例-SDE型活性染料染色性能研究針織品大多以純棉為主，兼有以純棉為主要成分的混紡或交織織物。近年 來，針織服裝以其特有的舒適性和彈性越來越受到消費(fèi)者的青睞。針織內(nèi)衣逐 漸向外衣化方向發(fā)展。因而對其色澤和染色牢度也提出了更高的要求?；钚匀?料以其優(yōu)良的性能在針織物印染中有較廣泛的應(yīng)用，但活性染料自身也存在一 些不盡人意的地方，如對溫度、鹽、堿的敏感性較大，染色重現(xiàn)性較差，有些 染料難染成深色。SDE型活性染料是國內(nèi)近幾年開發(fā)的一類具有一氯均三嗪和 乙烯砜的雙活性基染料，不含違禁的芳香胺，屬環(huán)保型染料，分深、中，淺

8、三 套三原色組合。本文對SDE型深色系列染料在應(yīng)用性能方面進(jìn)行了一系列試 驗，并通過測試SDE型活性染料及其他部分活性染料的特征值 S、E、R、F評價染料間的配伍性1。實驗材料及方法1 1 材料14 8tex 單紗汗布活性 xxSDE-6RD、活性 xxSDE-4BD、活性 xxSDE-GD、活性xxM-3BE、活性 xxM-3RE、活性深藍(lán)M-2GE、活性紅3BS活性黃3RS由上海染料公司提供）。無水硫酸鈉、無水碳酸鈉、中性洗滌劑。1 2 儀器及設(shè)備Gretag Macbeth COLOR EY E310測配色儀、JA 2003 電子天平、SHZH82 水浴 恒溫振蕩器、SP-723可見分光

9、光度計、Y（B）57 II型預(yù)置式色牢度摩擦儀、 GYROWASH 41水洗/干洗色牢度機(jī)、G（B）611-I型日曬氣候試驗儀。1 3 浸染工藝1 31 工藝處方見表 1 。1 32 工藝曲線染色工藝曲線見圖1、圖 2。1 33 后處理工藝?yán)渌?熱水洗（2道）f皂煮（洗滌劑2g/L,浴比1: 30, 95cC以上，15 20min） f熱水洗（2道）-流動水水洗f烘干1 4 性能測試方法4. 1 K/S值和 E的測定在 Gretag Macbeth COLOREYE 310測0 配色儀上測定。142 上染率和固色率的測定通過測定空白染液的吸光度 Ao和殘液的吸光度An,來計算上染率和固色率2

10、：上染率 =(1AnNn/A0N0) X 100%固色率=100% X式中：Nn殘液的稀釋倍數(shù)；No空白染液的稀釋倍數(shù)；X染色殘液(包括洗滌液、皂煮液)中染料量占總量的百分率。1 43S、E、F、R值的測試S值一直接性值，加堿前的上染率；E 值吸盡值,加堿劑后的最終上染率；F值一一固色值，皂煮后的最遂固色率；R0值一一固色速率，加堿劑 10min 后的固色值對最終固色值的比率。4. 4移染指數(shù)Ml和勻染因子LDF值的測定將按一定染色工藝染色但未固色的織物與同樣尺寸、規(guī)格的未染色織物放 在一起，按染色工藝做移染實驗，分別測出兩塊樣品的K/ S值，從而計算出移染指數(shù)和勻染因子 3：移染指數(shù) =(M

11、2M1) X 100勻染因子=(S/E)移染指數(shù)式中：M1 染色織物移染后的K/S值；M2染色織物移染后的K/ S值。145 各項色牢度的測試耐洗牢度按 GB/T3921. 3-1997試驗3方法3,在GYROWASH41水洗/干洗色牢度機(jī)上測試 后評級。耐摩擦牢度按GB 3920-83在Y(B)57H型預(yù)置式色牢度摩擦儀上測試后 評級。耐日曬牢度按GB 8427-87方法3，在C(B)611飛H型日曬氣候試驗儀上測試 后評級。耐汗?jié)n牢度按 GB 3922-83,在 GYROWASH 415水洗/干洗色牢度機(jī)上測試 后評級。結(jié)果與討論1 不同染色工藝對染色效果的影響活性染料浸染工藝有多種,在實

12、際生產(chǎn)中,應(yīng)用較多的是染料和堿劑分別 加入,即先在近中性條件下使染料均勻吸附上纖維,然后加堿劑提高染浴 pH 值,加速染料和纖維反應(yīng)。為獲得良好的勻染和透染性,鹽、堿通常分批加人 染浴。但對于直接性、擴(kuò)散性較好的染料,一次加鹽、堿對染樣的影響不大,從 而可簡化工藝。將SDE型活性染料用一次加鹽、堿工藝和分次加鹽、堿工藝染色，以試樣 上一點(diǎn)為標(biāo)準(zhǔn)，取其它5處與之相比，測出各點(diǎn)之間的 AE值，并測出不同工藝 的移染指數(shù)和勻染因子。表2是不同工藝對SDE型染料移染性和勻染性的影 響。從表 2 可看出，與分次加鹽、堿相比，鹽、堿一次加入對移染指數(shù) MI 和勻 染因子LDF的影響很小，染樣各點(diǎn)間的fie

13、也很小，說明一次加鹽、堿工藝不會 對勻染性造成不利影響。以下實驗都采用一次加鹽、堿工藝。22 不同堿劑對染色性能的影響堿劑的作用是使染料與纖維形成共價鍵結(jié)合，在堿性條件下，活性染料可 以與纖維素纖維上的-OH發(fā)生鍵合反應(yīng)而達(dá)到固色的目的。對于反應(yīng)性低的活 性染料需要用堿性較強(qiáng)的堿劑固色，而對于反應(yīng)性較高的染料只需用堿性較弱 的堿劑固色，固色劑通常為碳酸鈉和磷酸三鈉。表 3 為不同堿劑及用量對活性 黃SDE-4RDRS值及厶C值的影響。從表3可以看出，活性黃SDE-4RD固色時 對染浴 pH 值的敏感性較小， Na2C0在 1540 g L、 Na3P04在1040g/L的范圍內(nèi)都能達(dá)到較好的固

14、色效果。由于碳酸鈉價廉，以 下實驗采用碳酸鈉固色。3碳酸鈉用量對K/S值的影響在堿性條件下，活性染料既可以與纖維素纖維上的 -OH發(fā)生鍵合反應(yīng)；也 可以與水電離出的0H發(fā)生反應(yīng)，使染料發(fā)生水解而喪失活性，不能再與纖維 素纖維發(fā)生鍵合反應(yīng)。因此，活性染料染色時，鍵合反應(yīng)和水解反應(yīng)同時存 在， pH 值較低時，活性染料的吸附和固著隨 pH 值升高而增加，但超過某一 pH 值后，溶液中OH-比纖維中Cel-O-增長更快，水解反應(yīng)所占比例增加，吸 附和固著量隨之下降；pH值太低，則反應(yīng)速度很慢。因此，在實際固色時要選 擇合適的 pH 值，使之在一定時間內(nèi)獲得較高的固色率。表 4 是純堿用量對 SDE

15、型活性染料K/S值和 E值的影響。從表4中可以看出，SDE型活性染料對堿劑的敏感性較小，純堿的用量選擇范圍較寬，染料用量為2、 6時，對應(yīng)的純堿的用量為10-30g/1和2035g/L。4鹽用量對K/S值和 E值的影響元明粉是中性電解質(zhì)，間接影響染料的反應(yīng)性。在染液中，纖維素離子和 活性染料都帶有負(fù)電荷，兩者存在庫侖斥力。加人中性電解質(zhì)后，削弱了纖維 表面與染料陰離子之間的電荷斥力，提高了染料的吸附速率，平衡吸附量。同 時，染液中加人中性電解質(zhì)后，纖維內(nèi)、外相溶液中OH分布發(fā)生變化，隨著鹽濃度的提高，纖維內(nèi)相0H隨之提高，從而提高了纖維素的離子化，使 Cell0提高，所以鹽的促染作用是顯著的。

16、鹽濃度太低，促染效果差；反 之，濃度過高，將增加染料聚集程度，此時，染色的固色速率和固色效率反而 下降。染色勻染性也會變差。因此，必須合理地選擇鹽的用量。表 5為鹽用量 對SDE型活性染料的K/S值的影響。表5中數(shù)據(jù)表明，在一定染料濃度下，電 解質(zhì)用量在一定范圍內(nèi)變化，對 K/S值的影響很小。染料用量為2%、6%時， 對應(yīng)元明粉的用量分別為50g/L和70g/L左右。2. 5 固色溫度和時間對染色效果的影響溫度和時間是影響染料和纖維素纖維反應(yīng)的兩個重要因素。不同反應(yīng)性的 活性染料有不同的固色溫度，反應(yīng)性強(qiáng)的染料，固色溫度低；反之則高。溫度 升高，染料吸附上染的勻染和透染效果好，固色速率和固色效

17、率會隨之增加， 但溫度過高，染料的直接性會降低，活性染料的水解反應(yīng)也會隨之增加。因 此，必須合理選擇固色溫度。表 6即為固色溫度對染色效果的影響。從表 6中 可以看出，SDE型活性染料對溫度的變化比較敏感。60C時，染色效果較好， 織物的K/S值較大，溫度變化5,即對織物K/S值產(chǎn)生較大影響。在實際 生產(chǎn)中，特別是用該系列染料拼色時，應(yīng)嚴(yán)格控制溫度，否則會導(dǎo)致染樣前后 色光發(fā)生變。另外,時間也是影響染色效果的因素之一。固色時間過短,染液中和纖維 上存在大量未與纖維發(fā)生反應(yīng)的染料；固色時間過長,則導(dǎo)致染料的水解反應(yīng) 所占的比例增加。因此,也必須確定合理的染色時間。從表 7中可看出,染料 用量2%

18、時固色30min、染料用量6%時固色45min，色樣的K/S值已較高。從 表7中還可看出，SDE型活性染料對固色時間的敏感性較小，在比較寬的時間 范圍內(nèi)，色樣的K/S值變化不大。26 浴比對染色效果的影響活性染料浸染時，一般盡量選用小浴比。浴比增大，染料的直接性常數(shù)則 變小，染料吸附百分率和固色率隨之降低。減小浴比可增加染料的直接性，從 而增加纖維上染料的吸附量，提高固色速率和固色效率。但浴比過小，則對勻 染不利。表8為浴比對染色效果的影響。從表 8中看出，SDE型活性染料的染 色浴比不宜過大，在1: 101: 20的范圍內(nèi)，K/S值較大。從染色試樣的實際 情況來看，在該浴比范圍內(nèi)，其勻染性也較好。27 不同活性染料提升性的試驗表9為SDE型活性染料與部分其他活性染料在不同濃度的 K/S值。從表9 中可看出，SDE型活性染料的提升性較好，.具有適宜拼染深濃色澤的優(yōu)良特 性。2. 8 SDE型活性染料與部分其他活性染料配伍性試驗活性染料的 S、E、F、R值綜合地反映染料的直接性、擴(kuò)散性和反應(yīng)性，所以可以利用其分 析染料的各種染色性能，評價活性染料的配伍性。拼色時，選擇染料除應(yīng)考慮 染料對溫度、pH值等因素的敏感性相近外，還應(yīng)考慮染料的 S、E、F、值4 , 5。表10是SDE型活性染料和其他部分活性染料用等溫一次 加鹽、堿工藝浸染后測得的 S、E、