《还原染料染色》PPT课件.ppt

1,第五章 还原染料染色,第一节 引言 第二节 还原染料的还原机理和染色性能 第三节 还原染料的染色方法 第四节 可(暂)溶性还原染料的染色 第五节 还原染料新型还原染色技术,(Dyeing with Vat Dyes),2,还原染料的结构、性能及用途,第一节 引言,还原染料 隐色酸 隐色酸 隐色体 隐色体离子,？,颜色鲜艳，色谱全； 各项牢度高，尤其是皂洗、耐晒牢度； 合成路线长，价格高，污染大； 匀染、透染性差，易产生白芯； 易发生光敏脆损现象。,瓮染料 阴丹士林染料,有多个羰基:靛、酮、醌 无水溶性基团 大多具有良好的平面性,3,还原染料染色时应在碱性介质和还原剂的作用下，将染料中的羰基还原成为可溶性的隐色体钠盐(简称隐色体)，才能上染纤维素纤维。 其还原性能可以从染料的还原电位、还原剂、还原速率和隐色体的稳定性等几方面加以讨论。,第二节 还原染料的还原过程和染色 机理,一、染料的还原和溶解,4,还原染料的还原性能主要包括还原的难易和还原速率。 染料还原的难易可以用标准还原电位来表示，但一般用其隐色体电位来衡量。 隐色体电位意义：还原染料的隐色体电位为负值。它的绝对值越小，表示染料越容易被还原，可采用较弱的还原剂还原，且还原状态比较稳定；反之,绝对值越大,表示该染料越难被还原。,（一）还原染料的还原性能,1、还原难易,5,2、还原电位和结构的关系,共轭体系中，芳环较多的氧化态较稳定，不易被还原，电位较低(绝对值高)。 芳环上连有吸电子基时，使标准电位升高，容易被还原。反之，不容易被还原。 多苯核稠环蒽酮(芘蒽酮等)氨基蒽醌硫靛黄蒽酮四溴靛蓝(靛系)。 还原电位的高低只能表示染料能否被还原，不能表示还原的快慢。,6,还原速率表示染料被还原的快慢，一般用半还原时间来表示。指还原达到平衡浓度一半时所需时间。它表示还原速率的大小。其值越小，表明还原越快，反之越慢。 还原速率的快慢是由反应机制所决定的，与还原电位无关，取决于染料的分子结构、还原剂的浓度及还原温度、染料的物理状态、染料颗粒四周的扩散情况等。,3、还原速率及其影响因素,7,(1) 染料的结构和状态多相反应 还原速率：黄蒽酮氨基蒽醌稠环蒽酮硫靛。 染料颗粒小,反应快,结晶性质比颗粒大小更重要。 (2) 温度 (3) 浓度 染料、烧碱、保险粉(还原剂)的浓度对还原速率影响较大。浓度大，反应速率增大，但浓度高，旁支反应多，不易控制。 (4) pH值,影响染料还原速率的因素：,8,（二）不正常还原现象,1、过度还原现象,2、脱卤现象,3、分子重排现象（异构化）,4、水解现象,9,还原染料隐色体上染纤维素纤维的结合力、扩散模型，吸附等温线？ 一般还原染料隐色体和直接染料比较起来，初染率高，测试亲和力较为困难，对棉纤维的亲和力没有超过直接染料的数值范围。,二、染料隐色体的上染特性,（一）染料隐色体的亲和力及扩散速率,10,还原染料的染色亲和力与结构的关系： 1、染料在上染过程中是以单分子（隐色体阴离子）状态扩散到纤维素纤维内部微隙中去的。 2、分子结构简单的染料（如靛类），隐色体在染液中聚集很小，几乎成离子状态，它们对纤维素纤维的亲和力较低。 3、分子结构复杂，分子量大的染料，只要芳环共平面，便具有亲和力。隐色体在染液中易聚集，它们对纤维素纤维的亲和力较高(色散力)。 4、隐色体分子的同平面性好，分子中有可以形成氢键(型)的基团,对纤维素纤维的亲和力也较高。,11,（二）染料的分类和染色方法,表5-1 还原染料隐色体浸染时的染色条件,甲类染料分子结构较复杂，隐色体的聚集倾向较大，亲和力较高，扩散速率较低； 丙类染料分子结构较简单，亲和力较低，聚集倾向小，扩散性较好； 乙类染料的染色性能介于甲法和丙法之间。,12,氧化过程应注意氧化不足和过氧化现象。一般水洗，经透风(空气)即可氧化，否则，可用氧化剂。 隐色体的氧化应在一定的碱性条件下进行，原因： 在酸性条件下,隐色体的氧化很缓慢。隐色酸更慢。 许多还原染料的隐色酸容易生成蒽酚酮异构体，或和已氧化的隐色酸成醌氢醌型加成物。 若氧化介质碱性过强，会产生过氧化现象。应避免强氧化剂处理,宜冷水或NaHCO3淋洗,再透风氧化。,三、染料隐色体的氧化,蓝色染料宜先水洗再氧化，使颜色鲜艳； 含羟基染料,氧化后需经稀醋酸处理,以免皂煮时染料溶落； 还原黑BB,染后需经次氯酸钠氧化,才能转变为所需色泽。,13,四、皂煮后处理,1、皂煮的目的。 去浮色，提高牢度； 形成微晶体，使染料状态稳定，改善色光，提高牢度。 2、染料晶体变化和染料分子立体异构化。,14,还原染料的染色过程一般包括：染料的还原溶解、隐色体上染、隐色体氧化和皂煮后处理等四个主要阶段。 根据还原染料施加于被染物时的形态，还原染料的染色方法主要有三种，即隐色体浸染(含卷染)、悬浮体轧染和隐色酸染色。前两种染色方法最为常用。,第三节 还原染料的染色方法,15,染料先还原成隐色体，然后在含有烧碱、保险粉的染浴中上染。工艺流程为：浸轧隐色体还原汽蒸水洗氧化皂煮后处理。 浸染时，还原方法可分为全浴法和干缸法两种。全浴法适用于易于还原的染料(还原速率高)；干缸法适用于不易被还原的染料(还原速率低)。除适宜全浴法的染料，一般都采用干缸法还原。 根据隐色体直接性、溶解性及稳定性来确定染色方法。有甲法、乙法、丙法；甲特法和特别法。,一、隐色体浸染,16,二、悬浮体轧染【蒸】(色淀染色),将还原染料的悬浮体液直接浸轧在织物上，然后轧还原液，在汽蒸条件下使染料还原成隐色体，从而吸附、上染纤维的染色方法。悬浮体对纤维无亲和力，不会产生白芯现象。 工艺流程：浸轧染料悬浮液烘干透风(降温)浸轧还原液汽蒸(水洗)氧化(水洗)皂煮水洗烘干。,轧槽宜小；室温浸轧；加入渗透剂、分散剂；浸轧均匀，轧液率要 小；染料颗粒宜小；无接触烘干；织物冷却浸还原液；还原汽蒸。 还原液中含有染料以作平衡，开车加浓，只浸不轧，立即汽蒸。,17,三、隐色酸染色,隐色酸对纤维无直接性，也不溶于水。染色时，将染料用烧碱、保险粉还原成隐色体钠盐，倒入加有分散剂的稀醋酸溶液中，便可制得隐色酸悬浮液，可以像悬浮体那样染色。,18,四、靛蓝染色,靛蓝亦称靛青染料，国际上称为印地科(Indigo)染料，是传统牛仔布经纱染色最常用染料。靛蓝隐色体对纤维亲和力低，容易还原、但还原速率低，不易染得深浓色泽，湿摩擦牢度仅能到1级。 靛蓝染料的染色也包括染料还原、隐色体上染、隐色体氧化及后处理四个过程。靛蓝染料的还原方法一般采用发酵法、保险粉法及二氧化硫脲法等，其中保险粉法应用最普遍。多浸多次氧化。,19,还原染料隐色酸制得的可溶性硫酸酯钠盐和钾盐，可以在弱碱性浴中对纤维素纤维直接上染，在酸性浴中对蛋白质纤维进行染色，上染以后，在酸性浴中用氧化剂处理，便可恢复成原来的还原染料而固着在纤维上，染色手续大为简化，该类染料称为可(暂)溶性还原染料。 可溶性还原染料与相对应的还原染料隐色体相比，具有较低的亲和力，但扩散性好，容易染得均匀的色泽，且使用方便。但由于价格较高，对纤维素纤维的亲和力较低，递深性差，因此主要用于纤维素纤维织物浅色产品的染色和印花。,第四节 可(暂)溶性还原染料的染色,20,可溶性还原染料的染色工艺, 卷染时，织物在加有亚硝酸钠的中性或弱碱性染液中上染，染色温度根据染料的直接性、溶解性和扩散性而定，染料的透染及匀染性较好。 显色液一般为硫酸溶液。,21,一、还原过程中超声波的应用 可以提高染料的还原速率、上染速率和上染百分率，还可降低染料、保险粉的用量及染色温度。 二、催化加氢预还原 该方法是在氢气压力为0.20.4MPa、温度6090的条件下，采用阮