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活性染料


第四章 活性染料染色
第一节 活性染料的化学结构及分类
第二节 活性染料的染色过程及固色原理 第三节 活性染料对纤维素纤维染色的方法及其工艺 第四节 活性染料对新型纤维素纤维的染色 第五节 活性染料对其他纤维的染色 第六节 活性染料的染色牢度 第七节 活性染料染色常见疵病及染色质量控制

本章要求掌握的内容
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1、活性染料的特点 2、活性染料按活性基不同的分类 3、活性染料的结构通式 4、活性染料染纤维素纤维的浸染工艺 5、活性染料染纤维素纤维的卷染工艺 6、活性染料染纤维素纤维的轧染工艺

概述
一、活性染料的特点 二、应用 三、染色过程

一、活性染料的特点
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活性染料分子含有一个或一个以上的反
应性基团(俗称活性基团)。
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在适当条件下,能和纤维素纤维上的羟基,
蛋白质纤维及聚酰胺纤维上的氨基等发生化 使染料成为纤维大分子上的一部分。

学反应,在染料和纤维之间生成共价键结合, 又称反应性染料。

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一、活性染料的特点
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活性染料分子结构简单,并含磺酸基,
水溶性良好。
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对硬水有较高的稳定性
扩散性和匀染性较好 易发生水解反应:应尽量减少

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一、活性染料的特点
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活性染料染色方便,价格较低
色泽鲜艳,色谱齐全 匀染性好 湿处理牢度优良

二、应用
? ? ? ?

纤维素纤维
蛋白质纤维

聚酰胺纤维的染色
具有特殊活性基团的活性染料还能用于

涤纶等纤维的染色。

三、目前存在问题
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某些染料耐晒牢度和耐氯漂牢度较差
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日晒牢度随染料母体结构不同而不同,随染色浓度提高而改 善。

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大多数活性染料的耐氯漂牢度较低

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有些染料耐气候牢度较低
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贮存和使用过程中,暴露在空气中的一面易褪色,与里层产

生明显色差
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蒽醌结构的蓝色品种有烟气褪色现象。 有的染料利用率不高。

四、染色过程
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吸附
扩散

固着

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固色:在固着阶段活性染料与纤维发生

键合反应,习惯上称为固色。
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染色:固色前的过程,称为染色。

第一节 活性染料的化学结构及分类
一、活性染料的化学结构通式 二、活性染料的分类及其反应性 三、活性染料的母体类型 四、活性染料的架桥基

一、活性染料的化学结构通式
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活性染料和一般水溶性染料不同 具有一个(或两个)能与纤维的某些基团进行

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反应、形成共价键结合的基团,称为反应基
或活性基。Reactive group

一、活性染料的化学结构通式
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其化学结构通式可以表示为

S—D—B—Re
式中:
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S——水溶性基团
D——染料发色体或染料母体 B——桥基或称连接基 Re——活性基或反应基

母体
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是染料的发色部分 染料母体对染料的亲和力、扩散性、颜色、耐晒牢度等有 较大的影响 决定了染料的色泽、鲜艳度、直接性、扩散性、日晒牢度 等
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母体染料不但要求色泽鲜艳和牢度优良,而且要求有较好的扩散性 和较低的直接性,使活性染料有好的匀染和透染性能,未染着的染 料(包括和水反应的水解染料)也易于洗除。因此染料母体不宜太大, 对纤维的亲和力不宜太高,一般选用简单的直接染料和酸性染料作 为母体的结构。

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有些染料具有二个发色母体 同一母体可与不同活性基团相连接,成为不同类型的商品 染料。

活性基
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绝大部分染料的活性基是通过联接基和
染料母体相连的。有些染料没有连接基,

活性基直接连接在染料母体上。
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活性基主要影响染料的反应性及染料—

纤维键的稳定性。
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与固色率高低也有很大关系。

母体与活性基关系
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在化学结构上是一个整体 在性能上相互制约 是活性染料不可分割的二部分 结构中某一部分的变化都将导致染料的 各种性能发生变化。

架桥基
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架桥基是联结母体与活性基团的基团 对染料的反应性能和染料—纤维键的稳 定性也有一定的影响。 有些染料没有架桥基

水溶性基团
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提供水溶性的基团
决定染料的水溶性 一般为磺酸基(-SO3Na)或硫酸酯基(OSO3Na)

二、活性染料的分类及其反应性
均三嗪型活性染料 二氯均三嗪型 一氯均三嗪型 一氟均三嗪型

乙烯砜基活性染料 按活性基团分为 双活性其类活性染料
两个一氯均三嗪型活性基 一氯均三嗪型和β-乙烯砜硫酸酯

卤代嘧啶基类活性染料 其它活性基类活性染料

二、活性染料的分类
按染料母体分为 偶氮染料 金属络合染料 蒽醌染料 铜酞菁染料 亚氨基 甲亚氨基 甲酰胺基

按不同桥基分为

(一)均三嗪型活性染料
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活性基Re为卤代均三嗪型的衍生物 桥基通常为亚氨基 离去基(X1、X2)为卤基

1、二氯均三嗪型
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结构通式:国产X型,进口的普施安MX

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特点:反应性高,低温和弱碱条件下可与纤维素纤 维反应,又称为普通型或冷染型。 稳定性差。

1、二氯均三嗪型
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举例

1、二氯均三嗪型
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稳定性差 PH=6~8较稳定 商品染料中常加入 如磷酸二氢铵和磷 酸氢二氢铵的混合 物以及尿素等缓冲 剂。

1、二氯均三嗪型
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温和条件下(低温、弱碱):一个氯原子参加反应 强碱、高温:二个氯原子参加反应,但水解产物比例上升 染料-纤维键耐酸性水解的能力较差

2、一氯均三嗪型
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结构通式:国产K型,部分KD型;进口的普 施安H、汽巴克隆等

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特点:热固型染料 反应性低、稳定性好,中性不易水解 固色在强碱和高温下进行

2、一氯均三嗪型
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二氯均三嗪型中一个氯原子被氨基、芳 胺基取代
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反应性低、稳定性较好,中性溶解时可加热 近沸而无显著水解 固色在强碱和高温下进行

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二氯均三嗪型中一个氯原子被烷氧基取 代
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反应性高 染料-纤维键耐碱性水解的稳定性低

3、一氟均三嗪型
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结构通式:Cibacron F型(1978年)

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特点:比一氯均三嗪型在相同条件下比较, 反应速率高出50倍左右 染料-纤维结合键稳定性与一氯均三嗪型相 似。

(二)乙烯砜基活性染料
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国产的KN型,进口的雷玛素(Remazol)
结构通式为D-SO2-CH2CH2-OSO3Na

(二)乙烯砜基活性染料
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染色时碱性条件下可生成活泼的乙烯砜 基(-SO2-CH=CH2)。乙烯砜基与纤 维素通过加成反应形成共价键结合。 特点:
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反应性介于一氯均三嗪与二氯均三嗪之间 在酸性和中性溶液中稳定 溶解度较好 染料或染料-纤维键耐碱性差。

(三)双活性基型活性染料
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一氯均三嗪基和β—乙烯砜硫酸酯基,国 产的M型
两个活性基都是一氯均三嗪基。国产的 KE型、KP型,国外的Procion supra染 料属于这一类。 一氟均三嗪基和β—乙烯砜硫酸酯基双 活性基活性染料,国外的Cibacron FN

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(三)双活性基型活性染料
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1、一氯均三嗪基和β—乙烯砜硫酸酯基
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通式

(三)双活性基型活性染料
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1、一氯均三嗪基和β—乙烯砜硫酸酯基
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举例

(三)双活性基型活性染料
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1、一氯均三嗪基和β—乙烯砜硫酸酯基
特点:
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二个活性基:提高了与纤维反应的概率,固 色率提高 兼有二个活性基的长处
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反应性比K型高汽蒸时间短 染料-纤维键耐酸碱稳定性较K、KN好

(三)双活性基型活性染料
2、两个活性基都是一氯均三嗪基。国产
的KE型、KP型,国外的Procion supra

染料属于这一类。国产KD型活性染料中
的部分品种也含有两个一氯均三嗪基。
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KP型:直接性很低,主要适用于印花

(三)双活性基型活性染料
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KD型:结构复杂,亲合力大,反应性、 稳定性与一氯均三嗪相似,但固色率高, 染料-纤维键稳定性好,适于粘胶、蚕丝 的染色。如:

(四)卤代嘧啶活性基类
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二嗪型 该类染料品种主要是二氟一氯嘧啶型,国产F 型,国外的Drimarene R、Levafix E-A 、Levafix P-A 反应活性高 键稳定 价格高

(五)其它活性基类
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膦酸基型 国产P型,国外的Procion T

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适用于分散/活性一浴法对涤/棉混纺织物染 色

(五)其它活性基类
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α—卤代丙烯酰胺型:国产PW型,国外的 Lanasol(X为Br)、Lanasyrein (X为Cl)
通式

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主要用于羊毛、蚕丝等蛋白质纤维
水解速率低,染色牢度好 反应性强

三、活性染料的母体类型
(一)偶氮染料
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以单偶氮为主

黄、橙、红等浅色染料大多数是偶氮结构
举例
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活性嫩黄X-6G
活性金黄KN-G 活性艳红M-8B

三、活性染料的母体类型
(二)金属络合染料
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母体大多为偶氮结构,在偶氮基两侧邻位具 有配位基,能与铬铜钴等过渡金属离子发生 络合。 色谱为紫、蓝、棕、灰、黑,耐酸性差,易 色变 亲合力一般较高

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三、活性染料的母体类型
(三)蒽醌染料
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氨基蒽醌的衍生物 主要为蓝色 如:活性艳蓝X-BR、KN-R等 颜色鲜艳,亲合力低,扩散性好,日晒牢度 较好 烟褪牢度较差

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三、活性染料的母体类型
(四)铜酞菁染料
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母体为铜酞菁 颜色鲜艳 日晒牢度高 亲和力低 扩散性差 反应性也较相同活性其的同类染料低

四、活性染料的架桥基
(一)亚氨基
—NH—
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用得最多 氮受二边吸电子基的影响比较活泼 碱性较强时发生电离,影响反应性

四、活性染料的架桥基
(二)甲亚氨基
CH3 | —N—
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亚甲氨基中的氢被甲基所取代 当活性基团相同时,用N-甲亚氨基做桥基比 亚氨基的高

四、活性染料的架桥基
(三)甲酰胺基
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二氯喹喔啉型活性染料一般以甲酰胺基为桥 基 羰基的吸电子性,使染料的反应性较高 联结的方式为

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O ‖ 染料母体-NH-C-活性基

作业
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P98 1

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