1、1第一节第一节 引言引言第二节第二节 活性染料与纤维素纤维的活性染料与纤维素纤维的反应性反应性第三节第三节 纤维素纤维纺织品的浸染工艺纤维素纤维纺织品的浸染工艺第四节第四节 纤维素纤维纺织品的连续轧染、轧卷纤维素纤维纺织品的连续轧染、轧卷 堆染色工艺堆染色工艺第五节第五节 活性染料对蛋白质纤维及锦纶的染色活性染料对蛋白质纤维及锦纶的染色第六节第六节 活性染料和纤维间共价键的活性染料和纤维间共价键的稳定性稳定性第七节第七节 化学改性纤维素纤维的染色化学改性纤维素纤维的染色第四章第四章 活性染料染色活性染料染色(Dyeing with Reactive Dyes)21、活性染料的定义。、活性染料的
2、定义。2、活性染料的、活性染料的应用特点应用特点?3、可染纤维可染纤维的类型的类型?第一节第一节 引言引言 在水中可溶，匀染性好在水中可溶，匀染性好;染色方便，仿色容易染色方便，仿色容易;颜色鲜艳度高，色谱全颜色鲜艳度高，色谱全;中性电解质用量大；中性电解质用量大；湿牢度好湿牢度好;价格便宜价格便宜;基本不沾色基本不沾色；固色率不高。固色率不高。3化学通式：化学通式：u其中：其中：lW水溶性基团水溶性基团，一般为，一般为磺酸基磺酸基（SO3Na）；）；lD 染料颜色母体染料颜色母体，可为偶氮类、蒽醌类和其它类结构，可为偶氮类、蒽醌类和其它类结构，影响染料的影响染料的亲和力、扩散性、颜色、耐晒牢
3、度亲和力、扩散性、颜色、耐晒牢度等；等；lB 连接活性基与染料母体的连接活性基与染料母体的桥基桥基,为为NH、NHCO SO2等隔离基团等隔离基团，对染料有一定影响；，对染料有一定影响；lRe活性基团活性基团或称或称反应性基团反应性基团，它决定了活性染料的，它决定了活性染料的反应反应 性性及及D-F键的稳定性键的稳定性；lX 离去基离去基，如如OSO3H、F、Cl等。等。NNOH NHSSClCl活性红X-3B(C.I.Re.Red 2)WDBRe-X4活性染料类型活性染料类型1、卤代均三嗪类、卤代均三嗪类X=Cl,F,Brn=1,2HNXnNHRClHNDDClClHNDOCH3ClHNDN
4、HRFHND二氯均三嗪一氯均三嗪一氟均三嗪通式NNNHNClClHDNHNClClClDN二氯嘧啶三氯嘧啶HNFFClDN二氟一氯嘧啶HNDXnX=Cl,Fn=1,2,3通式2、卤代嘧啶类、卤代嘧啶类NNSDOOCH2CH2OSO3Na3、乙烯砜类、乙烯砜类 4、膦酸基类、膦酸基类PDOHOOH(X型型)(K型型)(KN型型)(P型型)55、复合活性基类、复合活性基类NHClHNDSOOCH2CH2OSO3NaArAr基团一般为芳香族隔离基团如国产 M型=K型+KN型等uM、B型：型：K型型+KN型；型；uKE型、型、H型、型、KP型：型：K型型+K型；型；u活性黑活性黑2B：双双KN；uLS
5、型：型：F型型+KN型；型；uRN型：型：F型型+F型。型。l国产品种：国产品种：X型、型、K型、型、KN型、型、M(B)型、型、F型等。型等。l反应活性排序：反应活性排序：X型型F型型 B型型 KN型型K型。型。6第二节第二节 活性染料与纤维素纤维的活性染料与纤维素纤维的 反应性反应性一、纤维素纤维的化学结构和反应性一、纤维素纤维的化学结构和反应性OHOH HOHHOCH2OHHHHOOOHHHCH2OHHOHHHOOHOH HOHHCH2OHHHOOOHHHCH2OHHOHHHOHOH HHOOHCH2OHHHOOOOHHHCH2OHHOHHHOHn-2 2Cellulose0.514nm
6、1.542nm412365 纤维素是多糖化合物，是组成纤维素纤维的基本纤维素是多糖化合物，是组成纤维素纤维的基本物质，其分子链主要由物质，其分子链主要由-D-葡萄糖剩基彼此以葡萄糖剩基彼此以1,4-甙甙键联结而成，键联结而成，亲核反应性比水强。亲核反应性比水强。染料主要与无定形染料主要与无定形区区(可及区可及区)的的第第6位位羟基反应。羟基反应。71、活性染料与纤维素纤维的、活性染料与纤维素纤维的反应特征反应特征z纤维素纤维分子中存在着纤维素纤维分子中存在着OH，在碱性条件下电离，在碱性条件下电离为为O-，纤维素负离子可以和染料发生，纤维素负离子可以和染料发生亲核取代亲核取代或或亲核加成亲核加
7、成反应。反应。z纤维和染料的反应是一个纤维和染料的反应是一个多相反应多相反应（非均相）（非均相），而而水与染料的反应是一个水与染料的反应是一个均相反应均相反应。z染料和水反应染料和水反应后就失去和纤维反应的能力，因而染后就失去和纤维反应的能力，因而染料和纤维反应时有染料和水的料和纤维反应时有染料和水的竞争反应竞争反应。82、活性染料和、活性染料和Cell-OH的反应的反应优先于优先于染料和水染料和水 反应的原因反应的原因z染料对纤维有直接性染料对纤维有直接性，能对纤维发生吸附。，能对纤维发生吸附。z染液中纤维素负离子的浓度远大于氢氧根离子的浓染液中纤维素负离子的浓度远大于氢氧根离子的浓度度，则
8、发生固色的染料多于水解的染料。，则发生固色的染料多于水解的染料。z纤维素负离子的亲核性比纤维素负离子的亲核性比OH-强强，在与活性基团反，在与活性基团反应时，亲核性较大的应时，亲核性较大的Cell-O-将优先参与反应。将优先参与反应。z位阻的影响位阻的影响。因直接性吸附于纤维上的染料与水的。因直接性吸附于纤维上的染料与水的作用比较困难。作用比较困难。9为方便起见，可先选择适当的水溶性为方便起见，可先选择适当的水溶性多元醇多元醇(山山梨糖醇梨糖醇和和甘露糖醇甘露糖醇)作为模型化合物代替纤维素作为模型化合物代替纤维素纤维进行研究。纤维进行研究。(非均向非均向均向均向)醇解反应效率醇解反应效率反应效
9、率反应效率Ea和醇的离解常数和醇的离解常数Ka，反应性比值，反应性比值ka/kh(两种反应速率常数之比两种反应速率常数之比)以及醇的浓度以及醇的浓度AOH成成正比正比，和水的离解常数，和水的离解常数Kw成成反比反比。二、活性染料的二、活性染料的醇解反应动力学醇解反应动力学aaaahhWAOkkKEAOHkkKOH10三、活性染料与纤维素纤维的三、活性染料与纤维素纤维的反应动力学反应动力学理论固色效率：理论固色效率：CellOOHffffCelldhhwssSDDkkKECkDkDK u固色效率与固色效率与Df/Ds成正比，也就是说成正比，也就是说和染料的直和染料的直接性成正比接性成正比，直接性
10、越高，比值越大。，直接性越高，比值越大。u固色效率还与反应性比、固色效率还与反应性比、Cell-O-/OH-、r、P、D、LR等有关。此外，等有关。此外，温度温度、pH、电解质浓度电解质浓度以及以及助助剂性质剂性质等因素都会影响固色效率及固色速率。等因素都会影响固色效率及固色速率。CellO/1/1OHrffdisihhhid DPkEKd Dd D V Pk实际值：实际值：11活性染料与纤维的活性染料与纤维的反应反应分为两类反应：分为两类反应：l即：即：亲核取代反应亲核取代反应（SN2）和和亲核加成反应亲核加成反应（EN2）l无论是染料与无论是染料与纤维素纤维纤维素纤维的反应，或者是与的反应
11、，或者是与蛋白质蛋白质纤维纤维的反应，都存在上述两种反应历程。的反应，都存在上述两种反应历程。l弄清其反应历程，用以解决一系列理论和实际问题，弄清其反应历程，用以解决一系列理论和实际问题，具有重要意义。具有重要意义。12暂暂时时性性活活性性源源ClClHND固色：60%ClHNDClOHCH2Cell-HClClHNDO CH2CellClHNDClOHH-HClClHNDOHCellCH2O-HO-+水解：40%X型染料l迄今研究认为：卤代氮杂环类活性基团与纤维的迄今研究认为：卤代氮杂环类活性基团与纤维的反应属于这一类型。如国产反应属于这一类型。如国产X型型（二氯均三嗪）、（二氯均三嗪）、K
12、型型（一氯均三嗪）等：（一氯均三嗪）等：NNNNNNNNNN1.1000.9511.0100.9790.9870.9571.0490.9260.8991.0260.9601.0800.8831.1161.112吡啶哒嗪嘧啶吡嗪均三嗪（一）亲核取代（一）亲核取代（SN2）反应历程）反应历程NNNXR -+杂环结构杂环结构；杂环上杂环上取代基取代基；连接基连接基的影响。的影响。永久性活性源永久性活性源酯键酯键13（二）（二）亲核加成亲核加成（EN2）反应历程）反应历程q研究认为：研究认为：乙烯砜类乙烯砜类活性基团与纤维的反应属活性基团与纤维的反应属于这一类型。如国产于这一类型。如国产KN型型（-羟
13、乙基砜硫酸酯羟乙基砜硫酸酯结构）等：结构）等：q活性基的反应性主要决定于活性基的反应性主要决定于连接基的吸电子能连接基的吸电子能力力和和离去基的离去性能离去基的离去性能。SDOOCH2CH2OSO3NaSDOOHCCH2OH-+Cell CH2O-HO-SDOOCH2CH2固色：70%O CH2CellSDOOCH2CH2OH水解：30%KN型染料SDOOCH-CH2OSO3NaOH-醚键醚键14在在pH值较低时值较低时主要以主要以硫酸酯硫酸酯形式存在，形式存在，在在pH值值=67时时，主要以，主要以乙烯砜乙烯砜结构存在，结构存在，pH值较高时值较高时大大部分被水解，以部分被水解，以-羟基乙砜
14、羟基乙砜结构存在。以在结构存在。以在弱碱弱碱性介质性介质中和纤维素的反应几率最高。中和纤维素的反应几率最高。二氯均三嗪类二氟一氯嘧啶类一氟均三嗪类二氯均三嗪类二氟一氯嘧啶类一氟均三嗪类二氯喹唖啉类甲砜嘧啶类乙烯砜类一氯二氯喹唖啉类甲砜嘧啶类乙烯砜类一氯甲氧均三嗪类一氯均三嗪类三氯嘧啶类丙甲氧均三嗪类一氯均三嗪类三氯嘧啶类丙烯酰胺类烯酰胺类。151、上染过程中、上染过程中,固色与水解形成竞争反应固色与水解形成竞争反应,可用水解速率表征其反应速率；可用水解速率表征其反应速率；2、卤代氮杂环类属、卤代氮杂环类属SN2反应，碱剂主要作用于反应，碱剂主要作用于亲核试剂（纤维）亲核试剂（纤维）；3、乙烯砜
15、类属、乙烯砜类属EN2反应，碱剂主要作用于反应，碱剂主要作用于加成试剂（染料）加成试剂（染料）；4、由、由SN2反应历程，可用以比较卤代氮杂环类的反应性大小；反应历程，可用以比较卤代氮杂环类的反应性大小；5、多活性基一般比单活性基有更佳的反应性能；、多活性基一般比单活性基有更佳的反应性能；6、用以解释活性染料与纤维间、用以解释活性染料与纤维间成键的稳定性成键的稳定性染色坚牢度。染色坚牢度。o 推理推理1、X、K型染料型染料需要强碱性促染；需要强碱性促染；2、KN型染料型染料强碱性使酯基离去，水溶液并不稳定；强碱性使酯基离去，水溶液并不稳定；3、M型染料型染料兼具优、缺点。兼具优、缺点。历程归纳
16、与运用历程归纳与运用161、染料的反应性及反应性比、染料的反应性及反应性比 染料的染料的反应性越强反应性越强，其与纤维的反应速率常数往往，其与纤维的反应速率常数往往越大，但其越大，但其水解速率常数水解速率常数也会增大。也会增大。kf 及及 kf/kh。2、染料的亲和力或直接性、染料的亲和力或直接性 活性染料的活性染料的亲和力或直接性越高亲和力或直接性越高，在一定条件下吸，在一定条件下吸附到纤维上的染料浓度就越高，染液中的染料量就附到纤维上的染料浓度就越高，染液中的染料量就相对地减少，越有利于染料和纤维的反应，相对地减少，越有利于染料和纤维的反应，固色效固色效率和固色速率都可提高率和固色速率都可
17、提高。固色率固色率及及竭染常数竭染常数SR。四、影响四、影响固色反应速率固色反应速率及及效率效率的因素的因素SR=(D固固+D吸吸)/Ds173、染料的扩散性、染料的扩散性活性染料的芳环共平面性不如直接染料强，故活性染料的芳环共平面性不如直接染料强，故直直接性较低接性较低，扩散性较好扩散性较好。染料的扩散性能不但和染料的扩散性能不但和上染速率上染速率及及匀染性匀染性、透染透染性性有关，而且由于染料扩散快，在一定的时间内有关，而且由于染料扩散快，在一定的时间内和纤维的羟基阴离子接触的几率也高，和纤维的羟基阴离子接触的几率也高，反应速率反应速率和固色效率就高和固色效率就高。染料扩染料扩散性能差散性
18、能差，匀染和透染性变差匀染和透染性变差，且，且固色率固色率也变低也变低。母体染料母体染料不含金属离子不含金属离子的扩散性能最好，的扩散性能最好，金属络金属络合染料合染料次之，次之，酞菁结构酞菁结构最差。最差。184、pH值值 随随pH值增高某些染料的连接基会值增高某些染料的连接基会阴离子化阴离子化,从而降从而降低染料的反应性。低染料的反应性。pH,对染料对染料水解水解影响更大。影响更大。pH值对染料和纤维的反应影响很大。活性染料的值对染料和纤维的反应影响很大。活性染料的固色应在固色应在碱性溶液碱性溶液中进行，但中进行，但碱性不要太强碱性不要太强，否，否则则水解染料水解染料增多，降低染料的利用率
19、，而且反应增多，降低染料的利用率，而且反应太快还容易引起染色不匀和不透。太快还容易引起染色不匀和不透。5、温度、温度 提高温度提高温度可使染料可使染料水解水解及与纤维的及与纤维的反应速率都增反应速率都增高高,但对但对水解水解影响更为显著。影响更为显著。Tkf,kf/khDNHClCl+HOCellDNHOClCell+HCl196、时间时间 合适的固色时间合适的固色时间应根据染料、染色方法（浸染、应根据染料、染色方法（浸染、轧染）等分别选择。轧染）等分别选择。7、电解质、电解质 可提高染料的可提高染料的直接性直接性、吸附速率吸附速率、平衡吸附量平衡吸附量及及纤维上的吸附密度纤维上的吸附密度。但
20、。但浓度不宜过高浓度不宜过高。8、助剂、助剂(尿素尿素、硫脲、双氰胺、硫脲、双氰胺)或添加剂的影响或添加剂的影响 吸湿吸湿、助溶助溶、溶胀溶胀；提高固色率和色泽鲜艳度提高固色率和色泽鲜艳度；减轻纤维素纤维在高温碱性条件焙烘泛黄和损减轻纤维素纤维在高温碱性条件焙烘泛黄和损伤伤。但尿素有。但尿素有“双重性双重性”,用量不宜过高用量不宜过高。20l尿素的尿素的危害危害：v尿素用量过高，焙烘时产生大量烟气，污染设备和空气；尿素用量过高，焙烘时产生大量烟气，污染设备和空气；v高温下会与乙烯砜类染料发生反应，显著降低得色量；高温下会与乙烯砜类染料发生反应，显著降低得色量；v高温下，尿素也会与不活泼的活性染
21、料发生反应；高温下，尿素也会与不活泼的活性染料发生反应；v尿素在高温焙烘时会发生分解，放出酸性物质，消耗碱剂；尿素在高温焙烘时会发生分解，放出酸性物质，消耗碱剂；v高温下也会与小苏打反应生成有毒的氰酸或异氰酸盐；高温下也会与小苏打反应生成有毒的氰酸或异氰酸盐；v使水体富氧化，危害生态环境。使水体富氧化，危害生态环境。l硫脲、硫脲、双氰胺双氰胺的作用与尿素相似，但双氰胺价格的作用与尿素相似，但双氰胺价格高，主要用于高，主要用于膦酸类染料膦酸类染料的印花；的印花；l当它们用量高到一定程度，固色率增加不明显。当它们用量高到一定程度，固色率增加不明显。21c纤维充分纤维充分溶胀溶胀，染料扩散速率快，提
22、高固色效率。，染料扩散速率快，提高固色效率。c纤维的纤维的半径半径越小，纤维比表面积越大，反应速率越越小，纤维比表面积越大，反应速率越快，快，固色速率及固色效率越高固色速率及固色效率越高。（）9、染料、染料浓度浓度和和浴比浴比10、纤维的结构和性质、纤维的结构和性质d染料染料浓度浓度越高，固色速率越快，但固色效率降低。越高，固色速率越快，但固色效率降低。d降低降低浴比浴比可提高固色速率及固色效率，但浴比过低，可提高固色速率及固色效率，但浴比过低，会造成会造成染色不匀染色不匀。2/Dt r22第三节第三节 纤维素纤维纺织品的纤维素纤维纺织品的浸染浸染工艺工艺一、活性染料的一、活性染料的上染上染过
23、程过程X活性染料的活性染料的反应性越强反应性越强，反应速率越快，反应速率越快，直接性越直接性越高高，扩散性越低，匀染和透染性就越差；反之就较，扩散性越低，匀染和透染性就越差；反之就较好。反应速率越快，扩散深度就越低。好。反应速率越快，扩散深度就越低。X纤维素纤维染色时，应在纤维素纤维染色时，应在近中性上染近中性上染，染料的吸附，染料的吸附和解吸同时进行，通过移染可以提高吸附的均匀性，和解吸同时进行，通过移染可以提高吸附的均匀性，待达到或接近吸附平衡后再加碱剂固色待达到或接近吸附平衡后再加碱剂固色。这样不但。这样不但可以减少染料在染浴中水解的几率，提高固色率，可以减少染料在染浴中水解的几率，提高
24、固色率，而且还会获得良好的匀染及透染效果而且还会获得良好的匀染及透染效果。23在染色开始，纤维上染料的吸附量，主要决定于在染色开始，纤维上染料的吸附量，主要决定于染料的染料的亲和力亲和力，亲和力高的染料上染快，上染百，亲和力高的染料上染快，上染百分率高。分率高。v亲和力高的染料亲和力高的染料，开始绝大部分染料已上染纤维，开始绝大部分染料已上染纤维，加碱固色时，上染百分率提高不多，这类染料不加碱固色时，上染百分率提高不多，这类染料不加或少加食盐，以提高染料的匀染性。加或少加食盐，以提高染料的匀染性。v亲和力中等的染料亲和力中等的染料，固色率、匀染性和染色重现，固色率、匀染性和染色重现性均较好，是
25、理想的一类染料。性均较好，是理想的一类染料。v亲和力小的染料亲和力小的染料，在加碱固色时，其上染百分率，在加碱固色时，其上染百分率急剧增加，其急剧增加，其染色的匀染性和重现性差染色的匀染性和重现性差。24三、三、浸染浸染主要主要工艺因素工艺因素主要有主要有温度温度、固色碱剂固色碱剂、浴比浴比、中性电解质中性电解质的性质和用量的性质和用量以及以及助剂的选用助剂的选用等。等。活性基团活性基团染色温度染色温度/固色温度固色温度/固色率固色率/二氯均三嗪二氯均三嗪2035405070一氯均三嗪一氯均三嗪607070905575乙烯砜乙烯砜4050605575二氟一氯嘧啶二氟一氯嘧啶4050405070
26、85一氟均三嗪一氟均三嗪405040505070二氯喹噁啉二氯喹噁啉405040505070表表4-1 部分活性染料主要性能比较部分活性染料主要性能比较（一）染色及固色温度（一）染色及固色温度25（二）固色碱剂（二）固色碱剂活性染料固色活性染料固色pH值一般以值一般以1011较合适。低反应较合适。低反应性的染料需用碱性较强的碱剂；反之，用碱性较性的染料需用碱性较强的碱剂；反之，用碱性较弱的碱剂。弱的碱剂。碱性：烧碱磷酸钠碱性：烧碱磷酸钠水玻璃水玻璃纯碱纯碱小苏打小苏打 pH值：值：12 11.4 10.4 10.3 8.4磷酸钠、磷酸钠、水玻璃水玻璃和纯碱和纯碱缓冲能力强缓冲能力强，染液，染液
27、pH值较值较稳定。稳定。浸染常用的碱剂是浸染常用的碱剂是纯碱纯碱，可维持染液，可维持染液pH值在值在10.5左右。左右。(10g/L,25)26（三）中性电解质（三）中性电解质通常在吸附浴和固色浴中都需加入一定量的中性电通常在吸附浴和固色浴中都需加入一定量的中性电解质，以解质，以提高染料的上染百分率提高染料的上染百分率。其其用量用量和和加入方式加入方式视染料的直接性和浴比大小而定。视染料的直接性和浴比大小而定。一般为一般为2060g/L。浴比主要与染色浴比主要与染色设备设备有关。有关。一般来说，选用一般来说，选用较小浴比较小浴比，染料利用率高染料利用率高，但会，但会影响匀染效果影响匀染效果。（
28、四）浴比（四）浴比活性染料的活性染料的直接性一般较低直接性一般较低，所以电解质的，所以电解质的用量应较直接染料高。用量应较直接染料高。27（五）助剂（五）助剂对一些难溶的染料还可加入对一些难溶的染料还可加入尿素尿素等助溶剂，以等助溶剂，以提高染料的溶解度和纤维的溶胀性；提高染料的溶解度和纤维的溶胀性；EDTA等软水剂来软化硬水，防止染色时色泽等软水剂来软化硬水，防止染色时色泽萎暗及降低染料溶解度，但萎暗及降低染料溶解度，但络合性络合性不宜过强，不宜过强，否则会使含否则会使含金属络合结构金属络合结构的染料发生的染料发生色变色变或或牢牢度下降度下降；叔胺化合物叔胺化合物等催化剂；等催化剂；阳离子固
29、色剂阳离子固色剂等。等。28四、浸染工艺过程四、浸染工艺过程&浸染采用的方法大致可以分为三种：浸染采用的方法大致可以分为三种：两浴两阶两浴两阶段段(两浴两步两浴两步)、一浴两阶段一浴两阶段(一浴两步一浴两步)及及全料全料一阶段工艺一阶段工艺(一浴法一浴法)。大多数纺织品主要采用。大多数纺织品主要采用一浴两阶段一浴两阶段工艺。工艺。&卷染也属于浸染卷染也属于浸染,适合小批量、多品种的生产适合小批量、多品种的生产,灵活性强灵活性强,浴比小浴比小。宜选用。宜选用直接性中等直接性中等的染料。的染料。&前处理前处理应充分、均匀，清洗宜干净。应充分、均匀，清洗宜干净。可续缸可续缸不可续缸不可续缸适宜浅中色
30、的适宜浅中色的织物或纱线织物或纱线29五、五、水洗后处理水洗后处理(耗水耗能量大耗水耗能量大)Z目的目的是去除未固着的染料、水解染料、盐及是去除未固着的染料、水解染料、盐及碱，提高碱，提高染色牢度染色牢度，使染物，使染物pH接近中性。接近中性。Z活性染料的水洗过程一般包括活性染料的水洗过程一般包括冷水洗冷水洗、热水热水洗洗、皂洗皂洗、热水洗热水洗、冷水洗等冷水洗等。六、活性染料染色后的六、活性染料染色后的修色方法修色方法1、直接加料法直接加料法（此法用于色浅或太暗之时）（此法用于色浅或太暗之时）2、剥色再加色法剥色再加色法30第四节第四节 纤维素纤维纺织品的连续轧纤维素纤维纺织品的连续轧染、轧
31、卷堆染色工艺染、轧卷堆染色工艺一、连续轧染工艺一、连续轧染工艺连续轧染工艺连续轧染工艺主要有以下几种主要有以下几种工艺方式工艺方式：浸轧浸轧(染料、碱剂染料、碱剂)烘干烘干汽蒸或焙烘；汽蒸或焙烘；（一浴（一浴(相相)法）法）浸轧浸轧(染料染料)烘干烘干浸轧碱液浸轧碱液汽蒸或焙烘；汽蒸或焙烘；（两浴（两浴(相相)法）法）浸轧浸轧汽蒸。汽蒸。（短湿蒸（短湿蒸适宜毛巾布、天鹅绒等织物适宜毛巾布、天鹅绒等织物）31浸轧液的组成及作用：浸轧液的组成及作用：p染料、盐、碱剂染料、盐、碱剂；p渗透剂渗透剂帮助染液渗透；帮助染液渗透；p海藻酸钠糊海藻酸钠糊防泳移剂，以减轻染料在浸轧防泳移剂，以减轻染料在浸轧后
32、烘干时的泳移；后烘干时的泳移；p防染盐防染盐S（弱氧化剂）（弱氧化剂）可以防止活性染料可以防止活性染料在汽蒸时因受还原性物质或还原性气体的影响使在汽蒸时因受还原性物质或还原性气体的影响使结构破坏而使颜色变萎暗。结构破坏而使颜色变萎暗。p尿素尿素助溶剂、吸湿剂、纤维膨化剂。助溶剂、吸湿剂、纤维膨化剂。32活性染料轧染时需活性染料轧染时需注意的问题注意的问题：轧染易发生轧染易发生头尾色差头尾色差。产生产生原因原因及及解决措施解决措施：染料对纤维的亲和力较高，染料对纤维的亲和力较高，染液不稳定、染料水解。选用直接性低的染料、开车冲染液不稳定、染料水解。选用直接性低的染料、开车冲稀、缩小轧槽容积、缩短
33、染液交换时间。稀、缩小轧槽容积、缩短染液交换时间。活性染料轧染主要用于活性染料轧染主要用于棉纤维棉纤维的染色，很少用的染色，很少用于粘胶纤维。于粘胶纤维。粘胶纤维湿强力差，不耐机械张粘胶纤维湿强力差，不耐机械张力，同时又容易产生皱条，给色量也较低。力，同时又容易产生皱条，给色量也较低。烘干方式常烘干方式常先采用先采用红外线或热风预烘红外线或热风预烘然后用然后用烘烘筒烘干筒烘干。固色后要进行固色后要进行充分的水洗和皂洗充分的水洗和皂洗。33v将织物浸轧染液将织物浸轧染液(染料、碱剂、助剂染料、碱剂、助剂)后于一定温后于一定温度打卷堆置，并不断地度打卷堆置，并不断地缓慢转动缓慢转动，使染料完成染，
34、使染料完成染色过程。最常用的为色过程。最常用的为冷轧堆工艺（室温）冷轧堆工艺（室温）。l设备简单，浴比小，能源消耗少，匀染性和重现性好，固设备简单，浴比小，能源消耗少，匀染性和重现性好，固色率较高，适用染料品种多，排放污水少，加工成本低，色率较高，适用染料品种多，排放污水少，加工成本低，适宜小批量、多品种适宜小批量、多品种(疏松织物疏松织物)的产品。但的产品。但染色时间长染色时间长。l要求染料要求染料溶解性溶解性及及扩散性好扩散性好、直接性低或中等直接性低或中等。l碱剂视反应性而定，需加中性盐及尿素。碱剂视反应性而定，需加中性盐及尿素。l带液率宜低带液率宜低。为缩短反应性低的染料堆置时间，可。
35、为缩短反应性低的染料堆置时间，可保温保温。l时间时间取决于取决于染料反应性染料反应性及碱剂的及碱剂的碱性碱性和和强弱强弱。一般一般X-8、M-12、K-24小时。小时。二、二、轧卷堆轧卷堆染色工艺染色工艺34第五节第五节 活性染料对蛋白质纤维及活性染料对蛋白质纤维及 锦纶的染色锦纶的染色一、羊毛的染色一、羊毛的染色!羊毛纤维中含有氨基、巯基羊毛纤维中含有氨基、巯基(SH)和羟基，和羟基，巯基巯基反应性最强，反应性最强，羟基羟基最弱，但最弱，但氨基氨基最多。最多。!棉用活性染料棉用活性染料和和毛用活性染料毛用活性染料。$卤代均三嗪类卤代均三嗪类$乙烯砜类乙烯砜类$二氟一氯嘧啶类二氟一氯嘧啶类$-
36、溴代丙烯酰胺类溴代丙烯酰胺类$N甲基氨基乙磺酸衍生物甲基氨基乙磺酸衍生物35二、蚕丝的染色二、蚕丝的染色W蚕丝与活性染料反应的主要基团为蚕丝与活性染料反应的主要基团为酚羟基酚羟基、氨基氨基和和醇羟基醇羟基。得色较。得色较浅浅。W活性染料可以在活性染料可以在弱碱性弱碱性、中性中性或或弱酸性弱酸性条件下以条件下以浸染浸染的方式上染和固着蚕丝。的方式上染和固着蚕丝。W宜采用宜采用多活性基多活性基的活性染料。的活性染料。三、锦纶的染色三、锦纶的染色R锦纶是热塑性锦纶是热塑性合成纤维合成纤维，亲水性较弱亲水性较弱，在水中，在水中不不易溶胀易溶胀，且，且氨基含量低氨基含量低，不易获得深色不易获得深色。R在
37、在pH值值低于等电点时低于等电点时，库仑引力库仑引力结合，牢度差；结合，牢度差；在等电点以上时在等电点以上时，共价键共价键结合，染色牢度较好。结合，染色牢度较好。36第六节第六节 活性染料和纤维间活性染料和纤维间共价键共价键 的稳定性的稳定性一、染料一、染料纤维间纤维间D-F 键键的的水解反应水解反应NNNNHRNHDOCellOH-NNNNHRNHDOCellOHNNNNHRNHDOHNHNNNHRNHDO+CellO-+H+H+NHNNNHRNHDOCellOH(一一)碱性碱性水解水解1、酯键酯键水解水解l ll ll ll ll l372、醚键醚键水解水解NNNClNHDOCellNNN
38、ONHDOCellCellNNNOHNHDOCellNHNNONHDOCellIIIIII互变异构在温和条件下，生在温和条件下，生成成I式式。在稍强碱性，。在稍强碱性，生成生成II式式。在更剧烈。在更剧烈条件下，生成条件下，生成III式式,存在互变异构，在存在互变异构，在碱性介质碱性介质为为烯醇式烯醇式，在在中性和酸性中性和酸性以以酮酮式式为主。为主。(碱性介质碱性介质)(中性和酸性介质中性和酸性介质)C38NNNNHRNHDOCellH+NH+NNNHRNHDOCellNHNNNHROOCellH2O迅速D NH2+H+H2O迅速H2O迅速NHNNONHDO+RNH2+CellOH+H+NH
39、DNHNNONHR+CellOH+H+H+CellOH+H+DSO2CH2CH2OCellDSO2CH2CH2OCellDSO2CH2CH2OHH+H+(二二)酸性酸性水解水解1、酯键酯键水解水解l ll ll ll ll ll ll l水解主要发生在染料水解主要发生在染料和纤维的结合部分。和纤维的结合部分。2、醚键醚键水解水解39（一）（一）碱水解碱水解二、影响二、影响DF 键酸、碱水解的因素键酸、碱水解的因素.对于对于亲核取代亲核取代反应，均三嗪环与纤维素相连的反应，均三嗪环与纤维素相连的碳碳原子上的电子云密度原子上的电子云密度越低，越易受到越低，越易受到OH-的进攻而的进攻而发生水解断键
40、。发生水解断键。亲核加成亲核加成，碳原子上的氢原子碳原子上的氢原子越越易离解，则越易发生消除反应而水解断键。易离解，则越易发生消除反应而水解断键。.一氯均三嗪型一氯均三嗪型，第二取代基供电子性越强第二取代基供电子性越强，与纤，与纤维相连的碳原子电子云密度越高，不易发生亲核维相连的碳原子电子云密度越高，不易发生亲核取代反应，取代反应，较耐碱性水解较耐碱性水解。反之亦然。反之亦然。离去基的离去基的性能性能，对，对D-F 键耐碱稳定性没有影响。键耐碱稳定性没有影响。.二氟一氯嘧啶型二氟一氯嘧啶型，碱性水解断键小于，碱性水解断键小于X、K型。型。.乙烯砜型乙烯砜型,砜基强吸电子砜基强吸电子,碳上氢活泼
41、碳上氢活泼,易水解。易水解。40DNHOCellClDNHOCellDNHOCellOCellDNHOCellOHDNHOCellNHRIIIIIIIVl供电子性：供电子性：NHR O-Cell OH Cl;l耐碱稳定性耐碱稳定性：IVIIIIII;K型型 X型型;l耐酸稳定性耐酸稳定性：IVIIIIII。u杂环氮原子杂环氮原子结合质子，结合质子，第二取代基第二取代基性质起作用；性质起作用；u乙烯砜型染料乙烯砜型染料与纤维形成的醚键与纤维形成的醚键不易酸水解不易酸水解。（二）（二）酸水解酸水解41从从实际应用实际应用看，染物在看，染物在碱性条件洗涤碱性条件洗涤，易发生，易发生碱碱水解水解,而染
42、物而染物(或染料或染料)在在服用服用(或贮存或贮存)时接触时接触酸性酸性气体气体和水分和水分,易发生易发生酸水解酸水解。中性最稳定。中性最稳定。总之，总之，活性染料与纤维素纤维形成的共价键含有活性染料与纤维素纤维形成的共价键含有乙烯砜乙烯砜活性基的易发生活性基的易发生碱性水解碱性水解，含有，含有二氯均三二氯均三嗪嗪活性基的易发生活性基的易发生酸性水解酸性水解，而含有，而含有二氟一氯嘧二氟一氯嘧啶啶和和二氯喹噁啉二氯喹噁啉类的在类的在过氧化物过氧化物存在下易发生共存在下易发生共价键断裂。价键断裂。氧漂氧漂时双氧水要洗净。时双氧水要洗净。活性染料和蛋白质纤维反应的基团种类较多，其活性染料和蛋白质纤
43、维反应的基团种类较多，其共价键的断键问题比纤维素的复杂。共价键的断键问题比纤维素的复杂。和氨基反应和氨基反应形成的键稳定性较高，与羟基和巯基反应形成的形成的键稳定性较高，与羟基和巯基反应形成的键稳定性较低，但总体上共价键的稳定性较好。键稳定性较低，但总体上共价键的稳定性较好。42第七节第七节 化学改性化学改性纤维素纤维的染色纤维素纤维的染色一、一、胺化改性胺化改性纤维素纤维的染色纤维素纤维的染色(一一)季铵基改性纤维素纤维的染色季铵基改性纤维素纤维的染色(二二)氨基或胺烷基改性纤维素纤维的染色氨基或胺烷基改性纤维素纤维的染色(三三)羟甲基丙烯酰胺及胺化改性纤维素纤羟甲基丙烯酰胺及胺化改性纤维素
44、纤 维的染色维的染色二、二、氨基聚合物改性氨基聚合物改性纤维素纤维的染色纤维素纤维的染色43活性染料的结构、性质及用途；活性染料的结构、性质及用途；活性染料染色发生活性染料染色发生亲核反应的机理亲核反应的机理；影响活性染料影响活性染料固色速率及效率固色速率及效率的因素；的因素；活性染料染色的浸染、轧染及卷染工艺；活性染料染色的浸染、轧染及卷染工艺；活性染料和纤维间活性染料和纤维间共价键的稳定性共价键的稳定性。本章小结本章小结44作业作业1、何谓固色率？影响固色率的因素有哪些？、何谓固色率？影响固色率的因素有哪些？2、简述活性染料的染色原理，写出相应的化、简述活性染料的染色原理，写出相应的化学反应式，说明活性染料利用率偏低的学反应式，说明活性染料利用率偏低的主要原因。主要原因。3、简述活性染料连续轧染的主要染色方法，、简述活性染料连续轧染的主要染色方法，并分析其染色的工艺条件。并分析其染色的工艺条件。
