第五章|活性染料染色

发布时间：2025-07-26 13:32

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第五章

活性染料染色

一、概述

1、定义

结构中含活性基，能和纤维形成共价键结合的染料。

2、特点

(1)结构中含有水溶性基，能直接溶于水;

(2)色泽鲜艳，色谱齐全;

(3)使用方便，用途广泛;

(4)湿牢度良好，耐晒、耐漂牢度较差;

(5)价格适中。

二、活性染料的化学结构及分类

1、活性染料的化学结构

活性染料通式 :W-D-B-R

(1)活性基R:决定染料的反应性及染料与纤维键合稳定性。如：卤代均三嗪、β-乙烯砜等。

(2)染料母体D:决定染料的亲和力、扩散性、颜色、耐晒牢度等。如：偶氮类、蒽醌类、酞菁类等。

(3)架桥基B:影响染料反应性及染料与纤维键合稳定性。如：亚氨基、甲亚氨基、甲酰氨基等。

(4)水溶性基W:决定染料的水溶性。如：磺酸基、硫酸酯基等。

2、活性染料的类型

(1)按活性基种类分

均三嗪类

β—乙烯砜类

双活性基类

卤代嘧啶类

(2)按固色条件分

三、活性染料的染色过程及固色机理

染色过程：上染→固色→后处理

1、上染

(1)上染特点 :亲和力低、扩散性高、匀染性好、

上染率较低、趋向上染平衡时间短。

(2)存在问题:染料利用率低。

(3)解决措施:加入电解质促染;

进行低温染色;

采用小浴比染色。

2、固色

(1)定义

在一定的碱性和温度条件下，染料的活性基团与纤维发生反应形成共价健结合(简称键合)而固着在纤维上的过程。

(2)机理1：亲核取代键合

机理2：亲核加成键合机理

亲核取代键合机理

【均三嗪类、卤代嘧啶类活性染料均属此机理】

亲核加成键合机理

【β-乙烯砜型活性染料属于此机理】

(3)活性染料的水解反应

1、定义：活性染料与水中的氢氧根离子发生亲核取代反应或亲核加成反应，生成水解活性染料，使其不能再和纤维发生键合反应的过程。

2、键合与水解的比较

键合速率>>水解速率理由:

染料在纤维中的浓度远大于染料在溶液中的浓度;

纤维素负离子的浓度远大于水中氢氧根离子浓度;

纤维素负离子的亲核反应比氢氧根亲核性强。

(4)影响活性染料固色率的因素

染料的性质：

①染料的反应性

②染料的亲和力

③染料的扩散性

染色的条件

①染色的pH值

②染色的温度

③染色的浴比

④电解质用量

染料反应性的影响

▲活性染料的反应性越高，染料的固色速率越大，水解速率也随之增大，但固色率不一定能提高。

▲影响染料反应性的因素

①染料结构:如：活性基、染料母体、架桥基等。凡能降低中心碳原子上电子云密度的因素，都能

提高染料的反应性。

②染色条件:如：pH值、固色温度、电解质浓度等凡提高pH值、固色温度、电解质浓度均能提高染料的反应性。

染料结构对反应性的影响

染料亲和力的影响

▲染料的亲和力越大，染料的上染率越高，染料的固色率也越高。

【注意:当染料的亲和力过高时会因为染料的扩散性差而影响染料的固色率，同时水解后沾附在纤维上的染料也不易洗除。】

染料扩散性的影响

染料的扩散性越好，染料在纤维上的分布越均匀，染料与纤维发生健合的几率越高，固色率越高。

染液pH的影响

染液pH越高，染液的碱性越强，越利于纤维素的离子化，纤维素负离子的浓度增加，纤维的溶胀增大，因此健合反应速率提高，固色率一般也将提高。



当pH值高于11时，随着染液中pH值的增高，染液中[OH-]比纤维中[Cell–O-]增加更快，[Cell–O-]/[OH-]的值减小，水解反应的比例将增加，因此在活性染料固色时，过高的pH值也是不利的。

固色温度影响

温度每升高10°C，反应速率可提高2~3倍。但由于水解反应速率提高得更快，所以染料水解比例将上升，固色率降低。



温度升高，平衡上染百分率将降低，固色率将降低。



宜根据染料的反应性选择合适的固色温度，使其在规定的时间内反应充分，获得较高的固色率。

染色浴比的影响

染色浴比越小，上染率越高，固色率也越高。 染色浴比过小会影响染色的匀染性。



宜根据染料匀染性的好坏选择合适的浴比。

电解质浓度的影响

染液中电解质浓度提高，纤维内相[OH-]随之提高，从而提高了纤维素的离子化，使[Cell–O-]提高，键合反应速度提高，从而提高固色率。

电解质促使被纤维吸附的染料量升高，键合反应

速度提高，从而提高固色率。

电解质浓度过高，会影响染料的溶解度，从而

降低染料固色率。

宜根据色泽的浓度的要求选择合适的电解质浓度。

(5)固色时染料的上染

①随染色进行，逐渐趋向于平衡。

②加碱破坏平衡，染料继续上染。

③上染染料不能全部固着，即有浮色。

3、后处理

(1)目的

洗除吸附在纤维上未与纤维结合的染料(浮色)，保证染色产品的染色牢度和鲜艳度。

(2)工艺水洗→皂煮 →水洗

四、活性染料的染色方法

及其工艺

活性染料一浴两步法浸(卷)染工艺

1、工艺流程

浸染:化料→浸染→固色→水洗→皂煮→水洗

卷染:化料→卷染→固色→水洗→皂煮→水洗→上卷

2、工艺处方

3、染色条件

4、操作注意事项

(1)织物染前应用温水充分润湿，否则影响上染率、色泽匀透性和鲜艳度;

(2)染色需用软水，硬水中的金属离子会影响染料的溶解度、色泽的色光和牢度;

(3)为保证头尾色泽一致，卷染时染料应分二次加入，食盐应溶解后分次加入;

(4)化料采用调浆稀释法，水温应根据染料的稳定性和溶解性选择;

(5)宜用中性皂煮，洗碱要尽，以防“风印”。

活性染料一浴法轧染工艺

1、工艺流程

浸轧染液→烘干→汽蒸或焙烘→冷水洗2格→75~80°C热水洗2格→95°C以上皂洗4格→80~90°C水洗2格→冷水洗1格→烘干

2、染液处方及工艺条件

3、工艺说明

(1)尿素能助溶，并能使纤维吸湿溶胀，提高固色率;

(2)防染盐S能防染料被还原而造成的色光改变;

(3)防泳移剂可防染料泳移造成不匀，常用海藻酸钠糊;

(4)为防头深，初开车需兑水冲淡，兑水率为5%~15%。

工艺处方

活性染料二浴法轧染工艺

1、工艺流程及主要条件

浸轧染液→烘干→浸轧固色液→汽蒸(100~103°C1~3min)→水洗→皂洗→水洗→烘干

2、工艺说明

(1)为了提高固色率，可在染液中加少量弱碱;

(2)固色液中宜用较强碱性的碱剂，以保证较短时间内完成固色;

(3)为防染料溶落，可在固色液中加入食盐和10%左右的染液;

(4)为防头深，初开车需兑水冲淡，兑水率为5%~20% 。

3、工艺处方

活性染料轧卷堆染染色工艺

1、工艺流程

浸轧染液→打卷后转动堆置→后处理(水洗、皂煮、水洗)→烘干

2、工艺说明

(1)为减少染料水解，染液和固色液分开化料，染色时通过混合器计量混合加入;

(2)轧槽溶积宜，以保证染液新鲜;

(3)轧液率宜小，以防产生规律性深浅横档;

(4)打卷要平整，布间无气泡，堆置时布卷要包塑料薄膜密封，并缓缓转动。

3、染液处方及工艺条件

五、活性染料对新型纤维素纤维的染色

1、Tencel纤维活性染料染色

(1) Tencel纤维的特点

*Tencel纤维具有近似涤纶的强力，黏胶纤维的柔和、吸湿，丝绸的悬垂、光泽;

*Tencel纤维受外力作用会分裂成更细小的微纤维，即原纤化，易在织物表面形成桃皮绒效果;

* Tencel纤维织物遇水易变硬，易擦伤、起皱。

(2) Tencel纤维的染整加工工艺

*工艺流程

烧毛→退浆→初级原纤化→酶处理→染色→

(次级原纤化)→脱水→(抛松处理)

*工艺说明

1退浆、染色宜在平幅机上进行;

2初级原纤化后酶处理可提高织物光洁度;

3次级原纤化可使织物产生桃皮绒效果;

4染色一般采用活性染料。

2、Modal纤维活性染料染色

纤维特点:Modal纤维是一种环保型纤维素纤维。该纤维柔软、顺滑，具有丝般的光泽和质感，吸湿率高，染色性好。

加工工序:坯布→配缸→前处理→染色→脱水→烘干

加工说明:宜采用松式设备加工，以防折印。

六、活性染料染其他纤维

1、对羊毛的染色

(1)染色机理

活性基与蛋白质–SH、–NH2、–OH形成共价键结合;染料纤维的结合方式，随溶液pH值不同而不同，酸性条件下离子键结合。近中性时，染料与纤维间通过共价键结合。

(2)羊毛的染色性能

羊毛鳞片层结构，使染料在纤维中扩散较慢。容易造成染色不匀。宜选用反应性较低，扩散性能好的染料，或用羊毛纤维专用染料沸染。

(3)染色工艺

40~50°C开始染色(溶解度低时可在70~80°C开始染色)，然后逐步升温(1~1.5°C/min)至沸，沸染30~90min，染后水洗和用合成洗涤剂中性洗涤。

(4)工艺说明

1一般用HAc调染液pH为4~5(浅色6~6.5)，促进染料上染;

2染色后期用氨水调pH值6.5 ~7，加速与纤维的的反应，提高色牢度;

3染浅中色时加缓染剂、匀染剂及控制升温等手段提高匀染性。

2、对蚕丝的染色

(1)蚕丝特点

蚕丝的反应性基团比羊毛少，没有鳞片层，耐碱

性好于羊毛，不可能染成浓色。可在碱(pH=8~9)条件下染色。染色选用反应性稍强的X型活性染料。

(2)染色方法与特点

弱酸性染色:色泽浓艳，湿牢度低;

碱性染色:上染率、固色率低，湿牢度好;

中性染色:得色率低，湿牢度差。

(3)弱酸性染色工艺

在30°C的中性染液中开始染色，染20~30min，逐渐升温至98~100°C，分两次加入所需醋酸(总量为冰醋酸4~5mL/L)，再染30~40min，然后水

洗、合成洗涤剂洗、水洗。

3、对锦纶的染色

(1)特点

上染率低，色泽鲜艳，牢度高，匀染性差。

(2)染色方法及工艺

中性染色:染液由染料、匀染剂组成。60°C始染，20min至沸，沸染60min。

酸性染色:染液由染料、匀染剂、 HAc(调PH为4)组成。染色工艺同中性染色。

先酸后碱染色:在酸性染色液中沸染10 min后，加Na2CO3调pH值10~10.5，续染60min。

七、活性染料的染色牢度

1、日晒牢度

*活性染料的耐晒牢度总体不高;

*影响活性染料耐晒牢度的主要因素:

(1)染料母体结构:蒽醌、酞菁、金属络合类较高;

(2)染色浓度:染色浓度大较高;

(3)染料染色的匀染性:染色匀染性好较高;

(4)染料的固色率:染料固色率高较高。

2、耐洗牢度

*活性染料耐洗牢度总体较高;

*活性染料在中性浴中较在酸、碱浴中耐洗性高。

(1)染料-纤维结合键水解机理

D–OCell + HO–H→D–OH + H–OCellD–SO2CH2CH2 –OCell + OH- →D–SO2CH2=CH2D–SO2CH2=CH2 + HO –H → D–SO2CH2CH2– OH

(2)不同类型染料的耐洗牢度

X、K型活性染料:耐碱性高于耐酸性;

KN型活性染料:耐酸性高于耐碱性;

双活性染料:耐酸、碱性均较高。

染料对pH值稳定性

3、耐氯漂牢度

*活性染料总体耐氯漂牢度较低 ;

*活性染料耐氯漂牢度主要受染料母体结构的影响。如:吡啶啉酮、溴氨酸类较低;偶氮类较高。

4、烟褪牢度

*烟褪牢度表示染色织物耐氧化氮气体的性能;

*染料分子中具有游离氨基或亚氨基时，易发生重氮化和亚硝化反应，烟褪牢度较低。

本章总结

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