活性染料根據(jù)其活性基因不同,一般可以分為兩類(lèi)。
1.普通型(或稱(chēng)冷染性)活性染料 國(guó)產(chǎn)X型活性染料屬此類(lèi)。這類(lèi)染料的活性基因?yàn)楹袃蓚€(gè)活潑氯原子的三聚氯氰。它的化學(xué)性質(zhì)非?;顫?,反應(yīng)能力較強(qiáng),但染液的穩(wěn)定性較差,能在低溫(20~30℃)下與纖維發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而染色,同時(shí)也只需在低溫和較弱堿劑(pH =10.5左右)的條件下完成固色。
2.熱固型活性染料 國(guó)產(chǎn)K型活性染料屬此類(lèi)。它的活性基因也是由三聚氯氰組成,只是活性基團(tuán)上僅有一個(gè)活潑氯原子。它的化學(xué)活性較低,反應(yīng)能力也差,染液相對(duì)穩(wěn)定。因此在與纖維進(jìn)行反應(yīng)時(shí)要求條件較為劇烈,固色溫度要達(dá)90℃左右,同時(shí)還需較強(qiáng)的堿劑,固色時(shí)間也要比X型活性染料長(zhǎng)。
屬于熱固型活性染料的種類(lèi)較多,它們具有不同的活性基因。由于所含活性基團(tuán)的反應(yīng)活性不同,反應(yīng)條件也各不相同。比如國(guó)產(chǎn)KN型活性染料,它的活性基團(tuán)為β-羥基乙烯砜硫酸酯基,故又稱(chēng)乙烯砜型活性染料,它的反應(yīng)活性介于X型與K型活性染料之間,固色溫度為60~65℃。除此之外,還有含雙活性基團(tuán)的M型活性染料和含其他活性基團(tuán)的活性染料。
(一)活性染料染色性能 活性染料染色時(shí),能將染料直接染到布上,同時(shí)由于它有較好的擴(kuò)散能力,容易使染料擴(kuò)散進(jìn)入纖維內(nèi)部,但由于此時(shí)尚未與纖維起化學(xué)反應(yīng),很容易用水把大部分染料洗掉,因此必須用堿劑促使染料與纖維產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),把染料固著在纖維上。前者稱(chēng)為染色,后者稱(chēng)為固色?;钚匀玖吓c纖維素纖維的鍵合反應(yīng)可用下述通式表示:
D-T-X + HO-Cell -→ D-T-0-Cell + X- (1)
D-SO2-CH=CH2 + HO-Cell-→D-SO2-CH2-CH2-O-Cell (2)
(1)式是三聚氯氰型活性染料與纖維素纖維在堿劑存在下所發(fā)生的鍵合反應(yīng)。在堿劑作用下,纖維上羥基離解而使纖維素纖維帶負(fù)電,成為親核試劑進(jìn)攻活性基團(tuán)中帶正電的反應(yīng)活性中心,發(fā)生親核取代反應(yīng),使染料和纖維合為一體。
(2)式是乙烯砜型活性染料與纖維素纖維產(chǎn)生鍵合反應(yīng),使染料固著在纖維上。由于不產(chǎn)生原子間的取代,而產(chǎn)生了飽和化合物,故稱(chēng)為加成反應(yīng)。
活性染料在溶液中以陰離子形式存在,與直接染料相似,食鹽對(duì)它也有促染作用。
(二)活性染料染色工藝 活性染料染色可根據(jù)不同的染色要求,分別采用卷染與軋染兩種方法。
1.卷染 卷染工藝適宜小批量、多品種的生產(chǎn)。它染色方便,周轉(zhuǎn)靈活,能染淺、中、深色。由于染料類(lèi)型不同,對(duì)纖維的直接性大小亦不相同,因此染色條件、固色溫度、堿劑用量和電解質(zhì)用量等也各不相同?,F(xiàn)將一般的染色列表2-2。
表2-2 活性染料卷染cf及工藝
項(xiàng) 目 |
X型 |
K型 |
KN型 |
M型 | |
淺 中 深 |
淺 中 深 |
淺 中 深 |
淺 中 深 | ||
染液 |
染料(對(duì)織物重%) |
0.3↓ 0.3-2 2↑ |
0.3↓ 0.3-2 2↑ |
0.3↓ 0.3-2 2↑ |
0.3↓ 0.3-2 2↑ |
染色液 |
食鹽(g/L) |
3-10 10-20 20-30 |
5-12 12-20 20-30 |
15-20 20-25 25-30 |
3-15 10-20 20-30 |
固色劑 |
堿劑(g/L) |
5-10 10-15 15-20 |
10 10-15 15-20 |
10 10-15 15-20 |
10 10-15 15-20 |
皂洗液 |
肥皂(g) |
500(或皂粉、凈洗劑) | |||
工藝條件 |
染色 固色 冷洗 |
道數(shù) 溫度(℃) 4-6 室溫 4-6 室溫 |
道數(shù) 溫度(℃) 6-8 40-50 6-8 75-95 |
道數(shù) 溫度(℃) 6-8 60 6-8 60 |
道數(shù) 溫度(℃) 6-8 60-95 6-8 60-95 |
活性染料卷染操作是將煮練后的織物以80~90℃熱水來(lái)回洗滌3道,然后以冷水走幾道至接近染色溫度,加入溶解好的染料染2至3道,將電解質(zhì)放入后再染3至4道,加固色劑染5至6道。固色完畢經(jīng)冷水、熱水、皂洗、熱水、冷水、烘干等完成整個(gè)染色過(guò)程。
在染色操作中對(duì)染色物的pH值宜控制在中性左右,過(guò)高則染色不勻,并且易造成染料的水解?;钚匀玖纤庖院?,便失去了上染纖維的能力。所以,在染色以前要水洗兩次,部分K型活性染料則需高溫沸染。為保持染色和固色溫度,染缸上應(yīng)加罩,防止由于蒸汽逸散和布卷溫度不均而影響質(zhì)量。
固色用堿劑,也可用磷酸三鈉。
2.軋染 活性染料的軋染分一浴和二浴法。一浴法是將染料和堿劑放在一起,采用的堿劑是小蘇打,軋后經(jīng)汽蒸或焙烘,小蘇打分解出Na2C03,使pH升高,有利于染料固色,X型活性染料多用一浴法。二浴法是經(jīng)浸軋染料溶液后浸軋含堿劑的固色液,再汽蒸固色,采用的堿劑可以是純堿或磷酸三鈉,也可在{dy}浴中加入小蘇打,第二浴固色時(shí)加純堿。下面以二浴法工藝為例進(jìn)行介紹。
(1)二浴法工藝流程:
浸軋染液→預(yù)烘→烘干→浸軋固色液→汽蒸→水洗→皂洗→水洗→烘干。
(2)cf及工藝條件: 見(jiàn)表2—3
表2—3 活性染料軋染二浴法cf及工藝
用料 |
cf(g/L) |
工藝條件 | ||||
軋 染 液 |
染料 潤(rùn)濕劑 5%海藻酸鈉 尿素 |
淺 |
中 |
深 |
浸軋方式:一浸一軋 溫度 X型20~30℃K型70~80℃ 軋余率70~80% | |
4以下 2~5 3~40 0~50 |
4~24 2~5 30~40 0~5 |
24以上 2~5 30~40 0~50 | ||||
固 色 液 |
X 型 |
食鹽 純堿 |
20~30 5~10 |
20~30 10~15 |
20~30 12~18 |
浸軋方式:一浸一軋 溫度 20~30℃ 汽蒸溫度100~103℃ 汽蒸時(shí)間X型15~60S K型3~6min |
K 型 |
食鹽 純堿 |
20~30 8~12 |
20~30 12~18 |
20~30 15~20 |
在固色液中加入食鹽是為了抑制染料的脫落。因染料對(duì)纖維有一定的直接性,軋槽內(nèi)染液的平衡濃度一般低于補(bǔ)充液濃度。為了避免初開(kāi)車(chē)時(shí)得色過(guò)深,應(yīng)向軋槽內(nèi)加水沖淡,一般加水量為染液的5%~20%。