染色復(fù)習(xí)資料(已修改)
2025-08-17 07:27 本頁面
【正文】 結(jié)合染料結(jié)構(gòu)特點說明X型、K型、 KN型活性染料的活性，并簡述活性染料上染纖維素纖維的過程。答：X型、K型和KN型活性染料的通式分別為:WDBRe(X型) D—SO2—CH2CH2OSO3Na(KN型) 活性染料的活性主要取決于活性基的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，也和染料母體、連接基及苯環(huán)上離去基團的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)有關(guān)。凡是能降低反應(yīng)中心碳原子電子云密度的因素，都能提高染料的反應(yīng)性，反之則降低染料的反應(yīng)性。X型活性染料鹵代氮雜環(huán)上含有三個氮原子，由于氮原子的電負性較碳原子強，因此使雜環(huán)上的電子云密度較低，雜環(huán)上引入兩個電性很強的Cl，使得雜環(huán)上碳原子的更加低，且Cl是良好的離去基團，因此X型活性染料反應(yīng)活性很強。K型活性染料鹵代雜環(huán)上含有三個氮原子，因此使雜環(huán)上碳原子電子云密度較低，雜環(huán)上引入一個吸電子性很強的Cl和一個供電性的基團（NHOR），供電子基的引入使得雜環(huán)上的碳原子電子云密度增加，活性基反應(yīng)性降低，因此K型活性染料反應(yīng)性不如X型活性染料強。KN型活性染料的反應(yīng)性主要取決于連接基的吸電子能力和離去基團的離去能力，KN型活性染料的連接基為SO2，離去基為OSO3Na，由于SO2吸電子性強，ɑ碳原子上氫原子易于質(zhì)子化，消除反應(yīng)越易發(fā)生，而SO3H離去基離去能力強，因此反應(yīng)速率快。染色過程：活性染料首先在中性條件下上染纖維，待達到或接近吸附平衡時，分批加入堿劑進入固色過程，固色一定時間后水洗、澡洗、水洗、烘干，以達到良好的染色牢度。何謂吸附等溫線？陽離子染料上染腈綸的吸附等溫線屬于哪種？指出這種吸附等溫線的特點。答：吸附等溫線是指在恒定的溫度下上染達到染色平衡時，纖維上的染料濃度和染液中染料濃度的關(guān)系曲線。陽離子染料上染腈綸符合朗繆爾型的吸附等溫線。該線的特點：在低濃度區(qū)時，纖維上染料濃度增加很快，以后隨著染液中染料濃度的增加逐漸變慢，最后不再增加，達到吸附飽和值。直接染料染色加入元明粉的目的是什么？解釋其作用機理。元明粉的加入是由哪些因素決定的?答：加入元明粉的目的是促進染料上染纖維，降低纖維對染料陰離子的斥力，提高染料對纖維的直接性，提高染料的上染速率及平衡上染百分率。其作用機理：元明粉能降低或克服上染過程中纖維上的電荷對染料離子的庫倫斥力。纖維素纖維在中性或弱堿性染浴中帶有負電荷，與直接染料陰離子產(chǎn)生電荷斥力。加入元明粉后，染液中產(chǎn)生大量的帶上、帶正電荷的鈉離子，與染料陰離子保持電荷中性，消除上染過程中障礙，使染料分子與纖維表面緊密接觸，減少染液本體和纖維界面附近的濃度差，從而降低由于濃度差而產(chǎn)生能阻、能阻，提高染料的上染速率及上染百分率。此外，元明粉能增加染液中染料的活度，降低染料膠粒的動電層電位（Zeta電位），減少染料在水中的溶解度，提高平衡上染百分率。元明粉的用量以保證染料有良好的竭染而不產(chǎn)生沉淀為好，隨染色深度，染色物質(zhì)量和浴比的變化，一般隨染液的濃度增加而增加，并隨浴比的增加而增加，可用如下簡單公式計算：鹽的濃度=染料用量（%，omf）*10g/L。酸性染料上染羊毛纖維屬于哪類吸附等溫線？分析該類吸附等溫線的物理意義。指出染料與纖維之間可能存在哪些分子間的作用力？答。酸性染料上染羊毛纖維屬于朗繆爾型吸附等溫線。該類吸附等溫線物理意義：在地濃度區(qū)時，纖維上染料濃度增加很快，以后隨染液中染料的濃度的增加逐漸變慢，最后不再增加，達到吸附飽和值。染料和纖維之間可能存在的作用力有離子鍵、氫鍵、范德華力。何謂溫度效應(yīng)和鹽效應(yīng)？對直接染料染色有何指導(dǎo)？答:直接染料染色過程中，電解質(zhì)對直接染料有促染作用，提高染料的上染速率和上染百分率，稱為鹽效應(yīng)。直接染料在某個溫度下染色，其上染百分率達到最大值，染色溫度低于或高于該溫度，上染百分率均下降，即為溫度效應(yīng)。鹽效應(yīng)和溫度效應(yīng)應(yīng)指導(dǎo)我們在實際制定染色工藝時，需充分考慮染料的性質(zhì)。首先配色時宜選用具有相似染色性能的染料拼色，其次根據(jù)染料染色性能，合理控制染色升溫速度，最大竭染溫度以及電介質(zhì)的加入量。對于分子結(jié)構(gòu)比較簡單染料，其聚集傾向較小，對纖維親和力較低，在纖維內(nèi)的擴散速率較高，染色溫度不宜太高，以7080℃為宜，同時需加入大量電解質(zhì)促染。對于分子結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，對纖維親和力較高，分子中磺酸基較多，染料在纖維內(nèi)擴散速率較低。移染性差的染料，必須通過控制鹽的用量及加入時間，以獲得較高的勻染性和上染百分率。對于分子結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的，對纖維的親和力較高，分子中磺酸基團較少，擴散速率低。移染及勻染性較差的染料，實際染色的始染溫度不能太高，升溫速率不宜太快，要控制升溫速率，其上染百分率一般隨染色溫度而增加，電解質(zhì)用量可少一些。何謂活性染料的固色效率?固色效率受哪些因素的影響？如何提高活性染料的固色效率？答：固色速率和水解速率之比稱為固色效率。影響固色效率的因素主要有三個方面：⑴染料結(jié)構(gòu)與性能方面，包括染料的反應(yīng)性與反應(yīng)性比，染料的直接性，染料的擴散性；⑵工藝方面，包括溫度、pH值、電解質(zhì)、助劑或添加劑、浴比⑶纖維的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，包括纖維的反應(yīng)性、吸附性和染料在纖維中的擴散性。提高活性染料的固色效率，最重要的途徑是生產(chǎn)和使用高固色率的染料。提高該染料的固色效率，首先是改進染料分子結(jié)構(gòu)，適當(dāng)提高染料的直接性和固色速率，其次，開發(fā)新的活性基，包括活性基種類、數(shù)目及不同活性基的組合。商品化活性染料，加入適當(dāng)添加劑或助劑，它們在染色過程中與纖維和染料分子間發(fā)生作用，可以提高固色效率。還可以進行交聯(lián)染色，即在染浴中加入一種可以與染料又可以與纖維反應(yīng)形成共價鍵結(jié)合的新型交聯(lián)劑。此外，提高纖維的反應(yīng)性、吸附性和染料在纖維中的擴散性，開發(fā)和應(yīng)用一些具有促染催化和對纖維有溶脹作用的助劑，最后對染色過程進行合理的控制，優(yōu)化染色工藝條件等均可以提高活性染料的固色效率。哪些因素影響陽離子染料上染腈綸的勻染性？如何提高腈綸纖維的勻染性?答：影響陽離子染料上染腈綸的因素有：（1）染料的結(jié)構(gòu)與性能因素，包括親和力，染料的擴散性、移染性；（2）腈綸纖維的物理化學(xué)結(jié)構(gòu)因素；（3）染色工藝因素。包括染色溫度、PH、緩染劑等。實際染色時要提高腈綸纖維的勻染性，宜選用親和力較低，移染性好的染料，采用緩沖體系（如HAcNaAc）,保持染浴PH值恒穩(wěn)定，配合使用緩染劑減緩染料的上染速率。染色過程中，嚴格控制升溫速率，緩慢升溫，在玻璃化溫度Tg以上1015℃集中上染區(qū)實行特慢升溫和保溫一定時間，并通過染液的良好循環(huán)，保持染浴各部分溫度及染料濃度的均勻性，使染料緩慢均勻上染 或者選擇在纖維玻璃化溫度Tg以上，染液沸點一下某一固定的溫度，使染料在該恒溫階段均勻緩慢上染。再保持染色4590分鐘，使大部分染料上染，然后升溫至沸作短時間沸染，讓染料在纖維內(nèi)部充分擴散移染。
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