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1、1,第一节,引言,第二节,阳离子染料的,染色特性,第三节,腈纶的染色特性,及其阳离子染料的,染,色机理,第四节,腈纶纺织品的,阳离子染料染色,第五节,阳离子染料可染改性涤纶的染色,第八章,阳离子染料染色,(,Dyeing with,Basic Dyes,),2,第一节,引言,阳离子染料染色,结构性能,腈纶纤维,品种分类,碱性染料、盐基染料、鎓盐染料,结构有,500,多个,，居,染料之首,，,分为,隔离型,和,共轭型,。以,有,机碱,基团为染色官能团，在,水中电离成色素,鎓离子,，成,盐键结合,上染。用于,腈纶,染,色，色泽浓,艳,。,?,普通型、,X,型、,M,型、,E,型，,分散、活性、功能
2、阳离子染,料。无锌、低毒及液状等。,?,腈纶、锦纶、醋酯、牛奶纤,维、阴离子改性涤纶、丙纶、,天然纤维等染色品种。,定域,(,10%,),离域,(,90%,),(,PAN,),3,第二节,阳离子染料的,染色特性,一、阳离子染料的,配伍性,(,Beckmann,；,SDC,),?,阳离子染料的配伍性通常用,配伍指数,(,K,),或,配伍值,来表征。,K,越趋近于,1,，染料对纤维的亲和力就越,高，上染速率就越快；,K,越趋近于,5,，反之。,AE,?,K,较小,的染料，适合于染,深浓色,；反之染,浅淡色,。,3,左右适应性广。配色时配伍值需,相近,。,阳离子染料的染色特性主要包括,染料的配伍性,
3、、,染色饱和浓度,、,饱和系数,以及,染料的移染性,。,4,?,阳离子染料的染色饱和浓度,(,S,D,),，指,能使给定纤,维达到饱和吸附所需,商品染料,的量,，以,相对于纤,维或织物的质量,(,o.w.f.,),来表示。,?,纤维染色饱和值,(,S,f,),与,染料的染色饱和浓度,(,S,D,),之比，即为染料的,饱和系数,(,f,),。,二、染料的,染色饱和浓度,及,饱和系数,/,f,D,f,S,S,?,三、,移染性,影响阳离子染料移染性的主要因素除,染料本身,结构性能,外，,染浴温度,、,pH,值,、,染色用助剂,、,染浴,中染料浓度,等都会影响染料的移染性。,5,第三节,腈纶的染色特性
4、,及其阳离,子染料的,染色机理,一、腈纶,(,聚丙烯腈纤维,),的,染色特性,?,腈纶大分子链一般是以,丙烯腈,为,主体,，添加少量第,二单体及第三单体共聚而成。,85%,含量。,?,第二单体,为,中性单体,，如丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸,甲酯、醋酸乙烯酯等。,有,侧基,，改善,染色,及机械性能。,?,第三单体,一般为含磺酸或羧酸基,酸性单体,，如丙烯,磺酸、,2-,甲基丙烯磺酸、衣康酸、乙烯苯磺酸等。,引入,染座,，改善染色性能。二、三单体含量之和,15%,。,(,一,),纤维,化学结构,与,微细结构,对,染色,的影响,6,?,腈纶,纵向无序,，,侧向有序,，不存在真正的结晶结构，,而是一种,准
5、晶,(,蕴晶,),状态。既无一般概念的无定形,区，也无严格的结晶区。,图,8-1,聚丙烯腈大分子链螺旋棒状构象示意图,由于体积大、极性强的侧基,氰基,的存在，当相邻氰基极性方向相同时，,斥力,大；极性相反时，相互,吸引,。斥,力和引力的存在，使纤维大分子主链,呈,不规则螺旋状,的立体构象，又叫,螺,旋棒状构象,。,?,腈纶的准晶区和非晶区,无严格的分,界面,，而是,连续过渡,、,相互渗透,。,第二、三单,体的加入,，,也会使其构,象变得不规,则，侧向有,序度下降，,纤维大分子,链排列的规,整性及分子,取向度降低，,有利于染料,的上染和扩,散,。,7,(,二,),腈纶阳离子染料,染色的饱和值,(
6、,),f,S,?,腈纶阳离子染料染色具有,饱和值,(,),。它可,用以表征单位质量纤维上，含有可容纳阳离子,染料的,阴离子染座数量,。,?,测试采用,SDC,推荐方法，并用,亚甲基蓝,(,320,),代,替,孔雀绿,(,400,),作为标准染料。,?,腈纶,品种不同,，其,纤维染色饱和值差异较大,。,S,f,2,，,适用于染深,浓色,和,黑色,；,S,f,1.4,，适用于染,浅淡色,。,?,若染料用量超过此浓度，就可能引起,浮色,，,色牢度下低,，,同时,染料利用率降低,，而且,污水,处理负担加重。,f,S,8,（三）阳离子染料在腈纶上的,吸附等温线,带正电荷的阳离子染料在腈纶上的吸附上染，发
7、,生在纤维中特定的酸性基团上，属于,定位的化学,吸附,，符合,朗格缪尔,(,Langmuir,),型吸附,。,图,8-2,阳离子染料在腈纶上的吸附等温线,C.I.Basic Blue 3,Courtelle S Courtaulds,pH=4.5,3,3,F,SO,H,D,F,SO,D,H,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,纤维,SO,3,-,H,+,(,或,Na,+,),D,+,纤维,SO,3,-,D,+,+,H,+,(,或,Na,+,),1,1,1,D,D,f,s,f,f,K,S,S,?,?,?,?,?,(,离子交换,),9,（四）阳离子染料的,上染速率,1,、酸
8、性基团含量及种类的影响,2,、热处理及加工条件的影响,3,、,染料浓度,对上染速率的影响,4,、,温度,对上染速率的影响,图,8-9,亚甲基蓝,2B,在腈纶上的上染曲线,图,8-8,染浴中染料浓度对上染速率的影响,染浴温度大于,T,g,时,染色,速率,对温度非常敏感。,10,二、阳离子染料的,染色机理,?,上染实质为,离子交换,作用。染料离子主要借助,于与纤维上的酸性基团以,离子键,作用上染。还,存在,分子间力,及,较低的,Zata,电位,(,-44mV,),作用,。,?,扩散为,自由体积模型,，即阳离子染料从一个染,座上解吸下来，再吸附到另一个染座，并逐渐,向纤维内部扩散，在各染座间呈跳跃式
9、的传递，,最后主要以离子键在纤维的染座上固着。,11,第四节,腈纶的,阳离子染料染色,一、染色,工艺,因素,（一）染浴,pH,值,对染色的影响,?,染浴,pH,值对染色的影响,可通过,纤维,和,染料,两方,面产生作用。,?,最,理,想,的,染,浴,pH,值,为,4.55.5,之间。,HAc-NaAc,（二）,温度,对染色的影响,图,8-11,温度对阳离子染料上染速率的影响,纤维,电离,；,染料,变色,、,沉淀等,。,集,中,上,染,区,梯度,分段升温染色,恒温,染色,98105,TT,g,1015,12,（三）,缓染剂,1,、,阳离子,缓染剂,?,季铵盐类，如阳离子缓染剂,1227,；,?,分
10、为,常规阳离子缓染剂,和,聚合型阳离子缓染剂,。,2,、,阴离子,缓染剂,?,在染浴中与阳离子染料以,离子键,结合，形成一种,不,稳定的染料,助剂复合物,。,3,、,无机,缓染剂,?,主要包括,部分弱酸,、,中性盐,等。,Na,+,起缓染作用。,C,12,H,25,CH,3,CH,3,N,CH,2,Cl,-,+,(1227),C,12,H,25,N,CH,3,CH,3,CH,2,CH,2,OH,Cl,-,+,十二烷基二甲基羟乙基氯化铵,H,+,抑制纤维上酸性基团的电离,13,二、染色方法,（一）浸染,1,、,控制升温染色法,2,、,恒温快速染色法,选择合适的恒温上染温度,（二）连续轧染,?,连
11、续轧染分为,汽蒸轧染,及,热熔轧染,两种。,?,汽蒸轧染液的组成：,纤维膨化剂,；不挥发性酸或,释,浸轧汽蒸水洗,酸剂,；防泳移剂等。,14,第五节,对可染改性涤纶的染色,阳离子染料可染改性涤纶克服了常规涤纶不易染,色的缺点，可采用,阳离子染料,进行染色。,离子键,结合。,一、阳离子染料可染改性涤纶的,染色特性,（一）,CDP,纤维的,染色特性,?,CDP,纤维是在常规,PET,纤维的二元单体基础上，,添加少量第三单体。带负电荷的,磺酸盐基团,的引入，,使其可用阳离子染料染色。,?,吸附属于,化学定位吸附,，其吸附等温线为,朗格缪尔,型,，具有,染色饱和值,。,15,（二）,ECDP,纤维的染
12、色特性,?,ECDP,纤维是在,CDP,纤维的基础上，添加少量一,定相对分子质量的,聚乙二醇,或,脂肪族聚酯二醇,作,为第四单体，所得到的一种共聚酯。,?,ECDP,纤维染色条件更温和，可在,常压沸染,条件,下染色，上染率高，染色速率快，色牢度较高。,二、阳离子染料在酸改性涤纶中的应用,?,阳离子染料在酸改性涤纶上具有,色泽鲜艳,，,升华牢,度,及,湿处理牢度好,的优点，并可像腈纶那样染色。,16,1,、说明纤维的染色饱和值。某一染料的染色饱和,值及染料饱和系数的定义及实际应用意义。,2,、解释阳离子匀染剂的作用，如何控制其用量？,3,、阳离子染料上染腈纶纤维的染液,pH,值一般控,制在什么范围？简要说明其原因。,作业：,
