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    陽(yáng)離子染料基礎(chǔ)知識(shí)

    發(fā)布時(shí)間:2023-01-09 10:45:00 點(diǎn)擊:

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    卷染機(jī)專業(yè)生產(chǎn)廠家無(wú)錫金潤(rùn)達(dá)2023年1月9日訊  陽(yáng)離子染料是聚丙烯腈纖維染色專用的染料,也可以用于改性滌綸(CDP)的染色,今天就分享一下陽(yáng)離子染料的基礎(chǔ)知識(shí)。


    一、分散染料概述


    1、歷史

    陽(yáng)離子染料是一類最早生產(chǎn)的合成染料。1856年美國(guó)的W.H.Perkin合成的苯胺紫和隨后出現(xiàn)的結(jié)晶紫和孔雀石綠,都是陽(yáng)離子染料。這些染料以前被稱為鹽基性染料,可以染蛋白質(zhì)纖維及用丹寧酸、吐酒石處理過的纖維素纖維,具有艷麗的色澤,但不耐曬,被后來開發(fā)的直接染料、還原染料和酸性染料等替代。


    上世紀(jì)50年代腈綸工業(yè)化生產(chǎn)以后,人們發(fā)現(xiàn)在聚丙烯腈纖維上,陽(yáng)離子染料不僅具有很高的直接性和濃艷的色澤,而且染色牢度比蛋白質(zhì)纖維和纖維素纖維上的高很多,因而重新引起人們的興趣。為了進(jìn)一步適應(yīng)腈綸和其它一些合成纖維的應(yīng)用,又合成了許多牢度很高的新品種,例如多甲川結(jié)構(gòu)、氮代多甲川結(jié)構(gòu)和迫萘內(nèi)酰胺結(jié)構(gòu)等,從而使陽(yáng)離子染料成為聚丙烯腈纖維染色的一類主要染料。


    2、特點(diǎn):

    陽(yáng)離子染料在溶液中生成帶有正電荷的有色離子,與酸根陰離子如氯離子、醋酸根、磷酸根、甲基硫酸根等成鹽,從而對(duì)聚丙烯腈纖維上染。而在實(shí)際染色當(dāng)中,常用幾種陽(yáng)離子染料拼成某一特定色澤。但是陽(yáng)離子染料混拼染色往往不易勻染成同一色光,造成花斑和層次。所以在陽(yáng)離子染料生產(chǎn)時(shí),除了要擴(kuò)大品種及數(shù)量外,還要注意染料品種的配套;為了防止染花,要注意開發(fā)勻染性好的品種,此外也要注意提高陽(yáng)離子染料的氣蒸牢度和耐曬牢度等。



    二、陽(yáng)離子染料的分類


    陽(yáng)離子染料分子中帶正電荷的基團(tuán)與共軛體系以一定方式連接,再與陰離子基團(tuán)成鹽。根據(jù)帶正電荷基團(tuán)在共軛系統(tǒng)中的位置,陽(yáng)離子染料可以分為隔離型和共軛型兩大類。


    1、隔離型陽(yáng)離子染料

    隔離型陽(yáng)離子染料母體和帶正電荷的基團(tuán)通過隔離基相連接,正電荷是定域的,相似于分散染料的分子末端引入季銨基??捎孟率奖硎荆?/span>
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    因正電荷集中,容易和纖維結(jié)合,上染百分率和上染速率都比較高,但勻染性欠佳。一般色光偏暗,摩爾吸光度較低,色光不夠濃艷,但耐熱和耐曬性能優(yōu)良,牢度很高,常用于染中、淡色。典型的品種有:
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    2、共軛型陽(yáng)離子染料

    共軛型陽(yáng)離子染料的正電荷基團(tuán)直接連在染料的共軛體系上,正電荷是離域的。這類染料的色澤十分艷麗,摩爾吸光度較高,但有些品種耐光性、耐熱性較差。在使用種類中,共軛型的占90%以上。共軛型陽(yáng)離子染料的品種較多,主要有三芳甲烷、噁嗪、多甲川結(jié)構(gòu)等。



    三、新型陽(yáng)離子染料


    1、遷移性陽(yáng)離子染料


    所謂遷移性陽(yáng)離子染料是指一類結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,分子量和分子體積較小,而擴(kuò)散性和勻染性能良好的染料,目前已經(jīng)成為陽(yáng)離子染料中的一個(gè)大種類。其優(yōu)點(diǎn)如下:

    • 具有較好的遷移性和勻染性,對(duì)腈綸無(wú)選擇性,可以應(yīng)用于不同牌號(hào)腈綸纖維,較好地解決腈綸染色的均勻問題。

    • 緩染劑用量少(由原來的2~3%降至0.1~0.5%),染單色甚至可以不加緩染劑,因而使用可以降低染色成本。

    • 可以簡(jiǎn)化染色工藝,大大縮短染色時(shí)間由(原來的45~90分鐘降至10~25分鐘)。 


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    2、改性用陽(yáng)離子染料:


    為了適應(yīng)改性合成纖維的染色,篩選并合成了一批陽(yáng)離子染料。適應(yīng)改性聚酯纖維的有下列一些結(jié)構(gòu),黃色主要是共軛型甲川系染料,紅色為三氮唑系或噻唑系偶氮染料和隔離偶氮染料,藍(lán)色則是噻唑系偶氮染料和噁嗪系染料。

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    3、分散型陽(yáng)離子染料:

    為了適應(yīng)改性合成纖維的染色,篩選并合成了一批陽(yáng)離子染料。適應(yīng)改性聚酯纖維的有下列一些結(jié)構(gòu),黃色主要是共軛型甲川系染料,紅色為三氮唑系或噻唑系偶氮染料和隔離偶氮染料,藍(lán)色則是噻唑系偶氮染料和噁嗪系染料。

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    4、活性陽(yáng)離子染料:


    活性陽(yáng)離子染料是一類新型陽(yáng)離子染料。在共軛型或隔離型染料分子上引入活性基后,賦予這類染料以特殊的性能,尤其在混紡纖維上不但仍保持鮮艷的色澤,同時(shí)可染多種纖維。


    四、陽(yáng)離子染料的性質(zhì)


    1、溶解性:

    前面曾敘述過陽(yáng)離子染料分子中的成鹽烷基和陰離子基團(tuán)影響染料的溶解性。此外,染色介質(zhì)中如果有陰離子化合物,如陰離子型表面活性劑和陰離子染料,也會(huì)與陽(yáng)離子染料結(jié)合形成沉淀。毛/腈、滌/腈等混紡織物不能用普通陽(yáng)離子染料與酸性、活性、分散等染料同浴染色,否則將產(chǎn)生沉淀。一般加入防沉淀劑來解決此類問題。


    2、對(duì)pH值敏感性:

    一般陽(yáng)離子染料穩(wěn)定的pH范圍是2.5~5.5。當(dāng)pH值較低時(shí),染料分子中的氨基被質(zhì)子化,由給電子轉(zhuǎn)變?yōu)槲娮踊鹑玖项伾l(fā)生變化;若pH值較高,陽(yáng)離子染料可能形成季胺堿,或結(jié)構(gòu)被破壞,染料發(fā)生沉淀、變色或者褪色現(xiàn)象。如噁嗪染料在堿性介質(zhì)中轉(zhuǎn)變?yōu)榉顷?yáng)離子染料,失去對(duì)腈綸纖維的親和力而不能上染。

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    3、配伍性:


    陽(yáng)離子染料對(duì)腈綸纖維的親和力比較大,在纖維中的遷移性能不好,難以勻染。不同染料對(duì)同一纖維的親和力不同,在纖維內(nèi)部的擴(kuò)散速率也不相同,當(dāng)上染速率差別較大的染料進(jìn)行拼混時(shí),染色過程中容易發(fā)生色澤變化、染色不勻的現(xiàn)象;而上染速率接近的染料拼混時(shí),它們?cè)谌驹±餄舛缺壤静蛔?,使產(chǎn)品的色澤保持一致,染色比較均勻。這種染料拼染的性能稱為染料的配伍性。



    為了使用方便,人們用數(shù)值表示染料的配伍性能,通常用K 值表示。采用黃、藍(lán)兩色標(biāo)準(zhǔn)染料各一套,每套有五個(gè)上染速率不同的染料組成,共有五個(gè)配伍值(1,2,3,4,5),上染速率大的染料配伍值小,染料的遷移性和勻染性差,上染速率小的染料其配伍值大,染料的遷移性和勻染性較好。將待測(cè)染料與標(biāo)準(zhǔn)染料逐一進(jìn)行拼染,然后對(duì)染色效果給予評(píng)價(jià),定出待測(cè)染料的配伍值。


    染料的配伍值和其分子結(jié)構(gòu)存在一定的關(guān)系。染料分子中引入疏水性基團(tuán),水溶性下降,染料對(duì)纖維的親和力上升,上染速率提高,配伍值減小,在纖維上的遷移性和勻染性降低,給色量增加。染料分子中某些基團(tuán)因幾何構(gòu)型而引起空間障礙,也使染料對(duì)纖維的親和力下降,配伍值增加。


    4、耐曬性能:


    染料的耐曬性能與其分子結(jié)構(gòu)有關(guān)。共軛型陽(yáng)離子染料分子中陽(yáng)離子基團(tuán)是比較敏感的部位,受光能作用后易從陽(yáng)離子基團(tuán)所處位置活化,然后傳遞至整個(gè)發(fā)色系統(tǒng),使之遭受破壞而褪色,共軛型三芳甲烷類、多甲川類和噁嗪類耐曬牢度都不好。隔離型陽(yáng)離子染料分子中的陽(yáng)離子基團(tuán)與共軛系統(tǒng)間被聯(lián)結(jié)基隔開,即使在光能的作用下被活化,也不易將能量傳遞給發(fā)色的共軛系統(tǒng),使之保存完好,所以耐曬牢度優(yōu)于共軛型。

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