活性染料染色基理:活性染料上的活性基團(均三嗪或乙烯砜)在堿性條件下與纖維素上的羥基(—OH)發(fā)生親核反應(yīng),使染料與纖維素之間形成穩(wěn)定的共價鍵。
由于染料上染纖維過程中,纖維素纖維本身帶有負(fù)電荷同時活性染料也帶有負(fù)電荷,彼此之間會有較大的靜電斥力,導(dǎo)致活性染料遠離纖維,上染率低。所以要加入大量的元明粉(硫酸鈉),其中帶有正電荷的鈉離子Na+由于離子半徑小,可以深入活性染料與纖維之間降低彼此之間的靜電斥力,促使染料向纖維上染。
同時由于反應(yīng)條件要在pH10左右,便又引入了碳酸鈉(純堿),進一步提升了染液中的鈉離子含量,對上染和固色都有幫助。
所以活性染料染色過程中,沒有毒性氣體的生成,相對硫化染料環(huán)保,但需要用到大量的鹽,成本也有相應(yīng)提高。
色牢度略差于硫化染料是因為由于活性染料在纖維上固色后,即便經(jīng)過熱水皂洗仍有少量浮色殘存在纖維間,而活性染料本身是溶于水的,仍然會有部分活性染料溶于水,導(dǎo)致皂洗牢度差于硫化染料。
硫化染料結(jié)構(gòu)
深黑色硫化黑染料染色工藝處方:硫化染料(二硫鍵)結(jié)構(gòu)通式:D—S—S—D
硫化染料染色基理:硫化染料與還原染料類似,硫化染料本身不溶于水,在加入還原劑硫化鈉后,其中的二硫鍵、亞砜基、醌基被還原生成巰基(—SH),此時的染料被稱為隱色體,巰基可以在堿性條件下離子化,從而使隱色體可以溶于水,接下來的上染過程類似于活性染料的上染過程。上染到纖維上后 在通過加入氧化劑或直接與空氣中的氧氣反應(yīng),使隱色體重新被氧化為最初的硫化染料,此時的染料重新轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗軕B(tài)。
由于硫化染料轉(zhuǎn)變?yōu)殡[色體后,巰基只帶有1個負(fù)電荷,低于活性染料的磺酸基團的2個負(fù)電荷。再加上活性染料負(fù)電荷基團數(shù)多于硫化染料隱色體的影響,硫化染料隱色體與纖維素纖維之間的電荷斥力略小,需加入的元明粉少于活性染料。
硫化染料染色時需要用到大量廉價的硫化鈉,理論情況下染料和硫化染料質(zhì)量比值1:1,但是實際生產(chǎn)過程中為了使硫化染料轉(zhuǎn)變?yōu)殡[色體完全,通常都會多加至1:1.2。其中硫化鈉在pH<9時可以轉(zhuǎn)變?yōu)橛卸拘缘牧蚧瘹錃怏w,在廢水處理酸堿中和時,會生成更多的硫化氫氣體。同時硫化染料廢水由于硫化鈉的存在導(dǎo)致COD值較高,污染環(huán)境。
硫化染料染色牢度比活性染料要好,因為硫化染料染色后重新變?yōu)椴蝗軕B(tài)固著在纖維間,在洗滌過程中與水分子親和力小,不容易被洗下所以牢度高。而在濕態(tài)下摩擦則會因為機械力的作用使染料小分子從纖維間脫落出來,濕摩擦牢度一般。
硫化染料摩擦色牢度性能
總結(jié)
硫化染料:便宜,干摩擦牢度4級左右,濕摩擦1~2級之間。染色過程不環(huán)保,有毒性氣體硫化氫生成,污水COD值較高,同時染色后織物強力略有損傷可能會有刺鼻氣味。
活性染料:略貴于硫化染料,生產(chǎn)過程無有毒氣體生成,相對于硫化染料生產(chǎn)過程環(huán)保,但皂洗牢度,干摩擦牢度低于硫化染料,濕摩擦牢度接近硫化染料,普遍在1~2級左右。
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