發(fā)布時間：2022-02-14 點擊：

定型機(jī)、涂層機(jī)專業(yè)生成廠家無錫前洲興華機(jī)械2022年2月14日訊 介紹了活性染料的結(jié)構(gòu)分類、染色機(jī)理；針對不同活性染料所需要的特定染色工藝及染色工藝存在的問題，探究了對其存在的問題的解決方法，針對工廠生產(chǎn)用水及廢水排放問題，通過對固色劑的固色原理和特性的介紹，選擇合理的工藝和用量，以減少工業(yè)廢水的排放。

作者：邊海騰 韓耀春

棉纖維屬于天然纖維素纖維，棉織物具有柔軟的手感、良好的吸濕透氣性和優(yōu)良的服用性能，隨著人們?nèi)找孀⒅卮┲】岛统缟凶匀唬蘅椢锸艿饺藗兊南矏邸；钚匀玖鲜敲蘅椢锶旧闹饕玖现弧Ｊ袌錾匣疽曰钚匀玖蠟橹鳎〔糠诌€原染料，硫化染料因環(huán)保原因已淘汰。但活性染料容易水解，在傳統(tǒng)工藝中，存在上染率和固色率較低的問題，染料的利用率低，產(chǎn)生大量的有色污水，而且活性染料染色時，為了滿足固色需要，固色階段需加入堿劑，染料在堿性條件下極易水解，導(dǎo)致染料利用率降低。為了去除水解和未固色的染料，常需耗時耗能和成本昂貴的水洗工藝，水洗工藝不僅帶來大量的廢水，也加大了后續(xù)廢水處理的難度，而且污水處理成本大大提高。基于此，近年來活性染料染色和棉織物的固色已成為研究熱門主題。

01

活性染料優(yōu)缺點

1.1 活性染料的結(jié)構(gòu)

活性染料是一種在分子結(jié)構(gòu)上帶有活性基團(tuán)的水溶性染料，能與纖維素纖維上的羥基、蛋白質(zhì)纖維上的氨基發(fā)生共價鍵結(jié)合。

活性染料的結(jié)構(gòu)可用下面的通式表示W(wǎng)-D-B-R，式中W為水溶性基團(tuán)，D為發(fā)色體，B為活性基與發(fā)色體連接基，R為活性基。染色通過染料與纖維反應(yīng)形成共價鍵。染料結(jié)構(gòu)決定了活性染料的反應(yīng)活性、固色率、色牢度和應(yīng)用條件。

單活性基活性染料根據(jù)其反應(yīng)活性可分為X型、K型和KN型：X型活性染料反應(yīng)性較強(qiáng)，穩(wěn)定性較低，易于水解，但上染速率較快，適用于低溫染色；K型染料反應(yīng)性較弱，穩(wěn)定性較高，適用于較高溫下染色；KN型活性染料的性能和染色條件介于兩者之間。市場上溢流機(jī)和氣流機(jī)染色以KN型為主。

1.2 活性染料的優(yōu)缺點

1.2.1 活性染料的優(yōu)點

①活性染料與纖維之間共價鍵結(jié)合，一般情況下，這種結(jié)合鍵不會解離，所以活性染料在纖維上一旦染著，就有很好的染色牢度，尤其是濕處理牢度。

②色澤鮮艷度、光亮度特別好；

③成本比還原染料低；

④色譜齊全。

1.2.2 活性染料缺點

①耐氯及日曬牢度較差；

②在水中易水解，利用率低，產(chǎn)生大量的有色污水，為了滿足活性染料固色需要，染色階段需加入堿劑，而染料在堿性條件下又極易水解，導(dǎo)致染料利用率降低。

02

活性染料染色機(jī)理

染色時活性染料首先溶于水，染料和水分子進(jìn)入纖維內(nèi)部，并被纖維吸附。染液中染料的上染程度取決于染料的親和力和染液中的電解質(zhì)的濃度，染色過程中染料向纖維內(nèi)部擴(kuò)散的同時還能和纖維發(fā)生化學(xué)反應(yīng)：

此外，部分染料將發(fā)生水解，水解的染料也能吸附在纖維上。纖維素纖維在中性介質(zhì)中是不活潑的，它與活性染料及其他染料一樣，只是一種吸附關(guān)系，不可能產(chǎn)生牢固的化學(xué)結(jié)合，只有當(dāng)纖維素纖維在堿性介質(zhì)中時，才能起共價結(jié)合。這是因為纖維素纖維在此時形成了負(fù)離子，而其離子化濃度隨著pH的增加而增加。其反應(yīng)性如下：

活性染料的染色過程包括3個步驟：

①染料上染，吸附到纖維表面，向內(nèi)部擴(kuò)散；

②固色，染料和纖維發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成共價鍵結(jié)合；

③水洗后處理，將未固著的浮色染料和水解染料從纖維上洗去。

03

提高活性染料染色牢度的方法

3.1 選用正確的染料

染色牢度與染料的結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，選用染料考慮：

①染料和纖維間反應(yīng)性強(qiáng)；

②固色率高；

③對酸堿穩(wěn)定性要好；

④染料-纖維共價鍵的鍵能要高，化學(xué)穩(wěn)定性要好，不易發(fā)生斷鍵；

⑤抗氧化劑和還原劑能力要好；

⑥拼色染料的相容性和配伍性要好。

3.2 選擇正確的染色工藝

染色工藝對染色色牢度影響很大，選擇染色工藝可以從一下幾方面考慮：

a．①盡量采用較高溫度染色，如采用中溫型染料（KN型）染色，染色溫度可以從60~65℃提高到75~80℃，后降至60~65℃，加堿固色；

②采用低溫弱堿固色；

③固色溫度一般為60~65℃；

④固色劑采用單一純堿；

⑤pH穩(wěn)定在11左右；

⑥純堿分次加入；

⑦采用正確的水洗，皂洗工藝，皂洗的目的是去除浮色，水洗的目的是去除纖維上殘留的堿劑。水洗、皂洗要防止已健合的染料發(fā)生斷裂，水解，從纖維上脫落下來。

為此，要注意以下幾點：皂洗前須用清水洗，選用洗滌能力、分散能力、乳化能力和攜污能力好的皂洗劑，必須在較高溫度(90℃)，中性條件下皂洗。

b.針對特殊的活性翠蘭染料，在鹽的條件下加速水解，R艷蘭直接性大，對堿非常敏感，針對這兩個特殊染料給出了特殊的染色工藝，區(qū)別于常規(guī)KN型染料，針對特殊的翠蘭和艷蘭推出了不同的染色升溫曲線和加入鹽堿的過程，避免產(chǎn)生色花和提高重現(xiàn)性非常有必要。

翠蘭工藝

艷蘭染色

常規(guī)染色

04

固色及固色處理方法

活性染料染色固色后，雖然與纖維形成共價鍵結(jié)合，但在纖維上，特別是纖維內(nèi)孔道中存在或多或少的未固著的染料。另外在應(yīng)用階段，纖維中的染料還可能發(fā)生斷鍵，形成水解染料，在潮濕狀態(tài)下，這些染料會從纖維中擴(kuò)散出來，引起解吸，降低色牢度，特別是一些深色產(chǎn)品更為明顯。為此，在活性染料染色后或經(jīng)過充分水洗后，再用一些固色劑處理棉織物，進(jìn)行固色處理。

4.1 固色劑要求

①環(huán)保，對于環(huán)境無污染；

②經(jīng)固色劑固色后，能全面提升各項色牢度，包括皂洗牢度、干濕磨牢度和酸堿汗?jié)n牢度等；

③經(jīng)固色劑固色后，色變要小，不影響織物的色光，對手感影響小，便于生產(chǎn)控制；

④固色劑要求安全性，不含毒，在儲存和使用過程中不產(chǎn)生有毒和有害物質(zhì)。

4.2 固色機(jī)理

①利用無甲醛固色劑分子中的陽離子基團(tuán)和染料分子中的陰離子基團(tuán)形成離子鍵結(jié)合，形成沉淀在纖維上，從而降低染料的水溶性，提高染色織物的皂洗牢度、白底沾色牢度，固色劑分子的陽離子基團(tuán)越多，陽離子性越強(qiáng)，則其固色后織物的皂洗牢度越好。

②利用固色劑成膜性能，形成一層牢固的膜，將染料牢固的包覆在纖維表面，從而達(dá)到提高染色織物牢度，特別是摩擦牢度。

③利用固色劑與纖維、染料間的分子間引力來增加固色劑的固著強(qiáng)度，從而提高染色牢度。

參考資料：

[1]高淑珍.常江.染料化學(xué).哈爾濱.哈爾濱工程大學(xué)出版社.2009.9.158-175

[2]趙濤.染整工藝與原理.北京.中國紡織出版社.2020.1.65-103

[3]國際GB/T3921.3-1997紡織品色牢度試驗?zāi)拖蠢味?/span>

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