还原染料染色原理.doc

还原染料染色
还原染料染色
还原染料不溶于水,是颜料
没有水溶性基团,很少有亲水性基团,尤其是蒽酮结构的还原染料
还原染料色泽鲜艳,色谱齐全,各种牢度一般比较高,尤其是耐日晒、耐洗色牢度为其他染料所不及
颜色以蓝、紫、绿、橄榄、灰为主
黄橙色较少,且多有光敏脆损现象
浓艳红色少,但色光不如冰染料鲜艳
其染色过程特殊之处:
(1)其共轭体系中的羰基,在碱性条件下还原,染料便成为可溶于水的、对纤维有亲和力的隐色体钠盐,简称隐色体;
(2)染着在纤维素纤维上的隐色体钠盐,再经过氧化,便恢复成为不溶状态的染料色淀而固着在纤维上
其上染过程是氧化—还原过程
染色方法较复杂,流程长,价格比较昂贵,所用的还原剂,如保险粉价格比较高
采用隐色体上染,颜色无法及时控制
部分染料在日晒过程中,染料起到催化作用,纤维发生光氧化脆损
日益受到棉用活性染料的挑战
应用范围
适合纤维素纤维的染色,主要是棉,包括针织品、机织物、纱线
涤/棉、锦/棉、维尼龙/棉等混纺织物的一浴同色染色
还原染料具有优良的耐还原性的这一特性,可用来制造活性染料地染和还原染料防拔印花的高级纺织品、涤棉混纺色织物的先染工艺(筒子纱染色)和涤/棉混纺织
物的高牢度印染
如今直接染料、活性染料和还原染料激烈竞争
可替代分散染料染聚酯
不能用于蛋白质,还原体系为碱性环境
一、还原染料的还原机理与染色
还原染料不溶于水,不可能在水中上染纤维,只有在碱性条件下,用还原剂将染料中的羰基还原为可溶性的隐色体钠盐,隐色体对纤维有直接性,可以上染纤维。
染料的还原最常用的还原剂是保险粉,最常用的碱剂是烧碱
1. 染料的还原
(1) 还原机理
在碱性条件下,保险粉释放出电子,染料接受电子被还原成隐色体:
还原染料最常用的还原剂是保险粉,即连二亚硫酸钠NaSO2 — NaSO2 ,一般商品为白色粉末,含有两个结晶水
保险粉化学性质很活泼:易溶于水,有很强的还原能力,受潮会被迅速氧化分解,甚至会燃烧起来发出火焰,遇酸剧烈分解,放出二氧化硫,所以储存要避光、防潮和密封
(2) 还原速率
还原的速率首先取决于染料分子结构
还原染料的还原是一个多相反应,染料的颗粒大小直接影响反应时固-水界面的接触面积的大小,影响反应的几率,所以会影响还原速率
温度温度升高,还原速率加快
要考虑保险粉的分解
染料的水解(如有酰按结构的染料)
浓度还原染料的还原速率与反应物的浓度有关,反应物浓度高,反应迅速
在实际生产中我们要重点考虑的是还原速率
它反映的是还原是否充分的问题
重要性:不同的工艺所需还原时间不同
印花 10秒
悬浮体轧染几~几十秒
浸染几十分钟
工艺上还原时间大不样,分析还原速率非常必要
实际生产中,采用保险粉为还原剂,它的还原能力很强,但对不同结构的染料还原充分所需时间不同
半还原时间:还原达到平衡浓度一半所需的时间
半还原时间越短,还原速率越快
(3)还原方法
“干缸”还原——对还原速率低的染料,染色前将染料放在比较小的容器中,在染料、保险粉及烧碱的浓度相对比较高的条件下还原,然后再将隐色体钠盐的溶液加入染浴中
全浴还原——还原速率高的染料,直接在染液中还原,染料、保险粉及烧碱的浓度相对比较低
(4)还原反