還原染料隱色體為什麼顏色變深
Ⅰ 本立德溶液實驗 為什麼顏色越變越深
紅色。乙醇鈉是鹼性,其鹼性比氫氧化鈉
強。所以酚酞滴入是紅色。酚酞是PH8-10無淺紅。意思就是8之前是
無色,8-10是淺紅色。10之後是紅色
Ⅱ 還原染料染色機理是什麼
二、原理:
1.還原染料的結構與分類
還原染料從結構上可分為靛族染料和蒽醌類染料兩大類。靛族染料中的靛藍是應用歷史最久的一類染料,屬於靛族染料的還有靛藍的鹵素等衍生物、異構物以及硫茚骨架的硫靛衍生物等;靛族染料的發色體系是一對具有給電子-受電子體通過同一個乙烯基相連而成的,這種交叉共軛的發色體系,稱作H-型發色團。蒽醌類還原染料的品種較多,其中最簡單的是醯氨基蒽醌衍生物。蒽醌本身為淡黃色,引入氨基後構成給電子-受電子發色系,產生深色效應,例如還原紅5GK。蒽醌類還原染料中的多環酮類染料的結構比較復雜,大致有兩種類型——基於蒽醌的稠環染料(兩個或兩個以上蒽醌環通過氮雜環稠合,例如產量最大的還原藍RSN)和蒽酮的稠合物(例如芘蒽酮結構的還原金橙G,蒽醌酮結構的還原黃G,具有紫蒽酮骨架的還原艷綠FFB,異紫蒽酮骨架的還原艷紫3B等)。還原多環酮染料屬環多烯發色體,羰基被還原生成隱色體對很多染料來說,並不影響其發色體的共軛鍵長度,某些染料反而因羥基的供電效應產生深色效應,例如還原黃G的隱色體溶液為藍色,還原金橙G的隱色體溶液為藍光紅色,還原藍RSN染料呈藍光紅色而隱色體鹼性溶液則為藍色。
2.染色特點及機理
還原染料分子中不含水溶性基團,故不溶於水;染料分子結構大,芳環共平面性好,對纖維素纖維的親和力較大,因此初染率較高,移染性較差,易產生染色不勻的現象;主要用於棉、粘膠等纖維的染色,染色方法主要有隱色體染色法(浸染法)和懸浮體染色法(軋染法);染色織物的濕處理牢度很好,多數染料具有較高的耐日曬牢度,是目前各類商品染料中應用很廣的高檔染料。還原染料分子中至少含有兩個處於共軛體系中的羰基,在還原劑的作用下被還原成具有烯醇結構的隱色酸,隱色酸可溶於鹼性溶液中而被纖維吸附;吸附在纖維上的隱色體(染料的可溶性鈉鹽)在酸和氧化劑的作用下又恢復到原來不溶於水的羰基(醌體或酮體)狀態,固著在纖維內部。還原染料隱色體上染纖維素纖維以陰離子形式通過與纖維之間的范德華力和氫鍵等力被吸附在纖維表面,然後再向纖維內部擴散。
3.還原條件
還原染料在還原劑的作用下被還原,溶液是鹼性時生成隱色體;溶液是酸性時生成隱色酸。隱色酸在水中的溶解度很低,因而生成隱色酸是不利於染色的,所以還原必須在鹼性條件下進行。還原染料染色時常用的還原劑是保險粉,保險粉在苛性鹼(NaOH)條件下具有較強的還原能力,幾乎所有還原染料都可以用保險粉進行還原。燒鹼使染料還原後生成隱色體,並中和保險粉在還原過程中生成的酸性物質。
在鹼性條件下,保險粉按下式反應放出電子,染料接受電子被還原成隱色體:
S2O4 2- + 4OH— → 2SO32— + 2H2O + 2e
不正常的還原現象:
A.過度還原現象:還原染料分子結構中的羰基再正常情況下並不全部被還原,如果還原液的溫度過高或燒鹼—保險粉的濃度過高,就會引起過度還原。過度還原會使染料隱色體的直接性降低、色光發生變化,當鹼不足並繼續過度還原,會導致染料喪失親和力。
B.脫鹵現象:分子中含有鹵素基的染料,在高溫下還原,容易發生脫鹵現象。從而改變色光,降低耐氯牢度。
C.分子重排現象:染料被還原後,若燒鹼量不足,有些染料會發生重排。分子重排後,即使再添加燒鹼也難以恢復成正常的隱色體。
D.水解現象:醯胺結構的還原染料在溫度升高和鹼濃度較高的情況下發生水解,使色光、染色性能和染色牢度發生變化。
E.結晶現象:如果染料隱色體的溶解度小,而濃度又過高,則有可能發生隱色體的結晶和沉澱現象,因而不能進行正常染色。
註:若溶解不良,可增加水量或適當提高溫度,使沉澱或結晶重新溶解,隱色體遇鈣、鎂離子會生成難溶的鈣、鎂鹽,故還原和染色時均應用軟水。
3.還原染料隱色體的方法
還原染料隱色體染色時,根據染料締合程度、親和力、擴散性能以及染色過程中隱色體的穩定性等方面的因素(染色溫度、NaOH和保險粉的用量不同),染色方法可分為甲法、乙法、丙法三種。
甲法:又叫熱染法、IN法。適用於結構較復雜的染料,隱色體的聚集傾向較大,親和力較高,擴散性能差,要在較高的染色溫度(600C左右)和較高燒鹼濃度下染色,不加促染劑,可用緩染劑。
乙法:又叫溫熱法、IW法。這類染料的性能介於甲法和丙法染料之間,在較低溫度(45—500C)和較低的燒鹼濃度下染色。在染中、深色時適量加點促染劑。
丙法:又叫冷染法、IK法。適用於分子結構較單(如醯氨基蒽醌類,在較高溫度和強鹼介質中易水解),親和力較低,擴散性較好的染料,可在較低溫度(25—300C)和鹼濃度的條件下染色,染色時要加促染劑。
4.懸浮體染色法
懸浮體染色法是把超細粉狀態的還原染料均勻地浸軋到纖維表面上,再經浸軋鹼性還原劑,使附著在纖維表面的染料還原溶解而擴散入纖維內部,固色在纖維內部。懸浮體染色法可使染料滲透較深、勻染性較好,不受染料上染率不同的影響,可改善環染現象,對原織物染色尤為適宜,但要求還原染料磨得很細——達到超細粉狀態(基本上沒有超過2μm粒徑的大顆粒,絕大部分在0.5-1μm間),否則易產生色斑。
5.還原染料的還原方法
A.干缸法。是指事先用小容器把還原染料用滲透劑和保險粉、燒鹼在50-60℃時製成濃溶液,染色時濾入染缸應用,適用於還原速率較慢,溶解度較大的染料。
B.全浴法。是指染料在染浴中現還原現用的還原法,適用於在濃鹼性還原液中不穩定、溶解度較小的還原染料。
三、主要實驗儀器及染化料
染杯、量筒、溫度計、刻度吸量管、恆溫水浴鍋、電爐、烘箱或熱定形機、電子天平、灰色樣卡、小軋車、聚氯乙烯薄膜
還原藍RSN、還原桃紅R、還原金黃RK、還原艷綠FFB、太古油、NaOH、保險粉、氯化鈉、擴散劑NNO
操作步驟:
(一)還原染料隱色體浸染
1.實驗處方和工藝條件
染色方法 甲 乙 丙
染料名稱 還原藍RSN 還原桃紅R 還原金黃RK
染料(對織物重)/% 2 2 2
紅油(太古油) 4—5滴 4—5滴 4—5滴
NaOH/g?L- 15 9 7.5
85%保險粉/g?L- 15 12 10
NaCl/g?L- 10 20
還原溫度/0C 全浴50—60 干缸80 干缸45
染色溫度/0C 60±2 50±2 30±2
染色時間/min 45 45 45
浴比 1:50 1:50 1:50
2.染液配製:
干缸法:稱取染料→加入燒杯中→加太古油→調勻→加少量水→調勻→加入2/3的NaoH和保險粉→加入1/3的水→在規定溫度下干缸還原10—15min→加入剩下的1/3NaoH和保險及2/3的水→即配成染浴。
全浴法:稱取染料→加入燒杯中→加太古油→調勻→加少量水→調勻→加保險粉、NaoH→ 加規定的水→在規定溫度下,全浴還原10—15min→即為染浴
3.染色步驟:
將染液調到染色溫度→投入織物→染色10—15min→加入1/2NacL→再染10-15min→加入剩於的1/2 NacL→續染10—15min→取出織物→均勻擠干→攤開放在空氣中氧化15min→水洗→皂煮(肥皂2 g.L-、純鹼2 g.L-、浴比1:30,95℃,10min)→水洗→晾乾→貼樣。
備註:還原染料染色後都要皂煮處理,皂煮目的有二,其一是為了去除聚集在纖維表面的浮色,以增加耐摩和耐洗色牢度;其二是為了獲得所需的色光。在隱色體被氧化後,染料只是以其單個分子與纖維素分子相作用而零亂地排列在纖維內部,經皂煮後,染料分子間互成結晶態,而使色光穩定。
(二)還原染料懸浮體軋染
1.實驗處方和工藝條件
懸浮液:
還原艷綠FFB 20 g.L-
擴散劑NNO 1.5 g.L-
還原液:
30%燒鹼 50mL.L-
85%保險粉 24 g.L-
2.工藝流程
干布→浸軋還原液(二浸二軋,軋液率70%)→烘乾(90℃,3min)→浸還原液→還原汽蒸(浸後立即取出並迅速放入兩片塑料薄膜之間,移入烘箱汽蒸,130℃,2min)→空氣氧化15min→冷水洗→皂煮→熱水洗→冷水洗→烘乾
備註:汽蒸的目的是提供一定的溫度和濕度,使染料在較短的時間內還原滲入纖維內部。
(三)注意事項:
1.隱色體染色前試樣必須充分潤濕後擠干,方能染色;染色時需注意翻動,但翻動不宜過劇,防止保險粉大量分解。
2.染色時織物不應露出液面,以防止氧化。
3.染色時如發現染浴有氧化趨勢,可適量追加少量保險粉。
4.懸浮體軋染時,必須干布浸軋
五、實驗結果及分析討論
(一)貼樣
(二)分析討論
1.布面的勻染性?透染程度?
2.還原染料還原時,保險粉和燒鹼的實際用量為何都要大於理論用量?
3.還原染料隱色體為何一般適宜在鹼性條件下氧化?
4.分析隱色體的上染特點,由此易產生的疵病及解決的措施?
5.試述影響還原染料換原速率的因素及提高還原染料還原速率可採用的措施。
6.還原染料還原方式有幾種?如何選用?
7.還原染料還原後的隱色體色澤和染料色澤是否一致,為什麼?
8.從染色結果來分析隱色體染色和懸浮體染色的特點。
9.從還原染料染色性能的試驗結果分析染料結構與初染、勻染和移染的關系。
10.染浴中保險粉濃度過高會造成什麼後果?
Ⅲ 還原染料的還原染料染色過程
還原染料染色時,可採用浸染,卷染或軋染。一般紗線及針織物大都用浸染,機織物大都用卷染和軋染,一般都包括下述四個基本過程。 染料的還原過程,也就是還原染料隱色體的生成過程,一般都是在鹼性介質中進行的。在還原染料的分子結構中都至少含有兩個羰基(=C=O),它們在強的還原劑連二亞硫酸納(俗稱保險粉)的作用下,羰基被還原成羥基(-OH)。保險粉化學性質非常活潑,在鹼性條件下即使溫度很低,也可產生較強的還原作用,從而使還原染料被還原為隱色酸。
Na2S204 + 2H2O -→ 2NaHSO3 + 2[H]2=C=O + 2[H] —→ 2 ≥C-OH
反應中生成的羥基化合物就是染料的隱色酸,它也和染料一樣不溶於水,但可溶於鹼性介質中,成為隱色體鈉鹽溶液。由於隱色體鈉鹽不常呈現染料原有的顏色,故被稱為隱色體:
≥C-OH + NaOH-→ ≥C-ONa + H2O
在用保險粉-燒鹼法進行染料還原溶解時,應掌握好燒鹼、保險粉的用量和還原溫度,才能使染料正常還原,否則會使染料產生過度還原或水解以及分子重排等不正常的反應,致使染液破壞,色澤萎暗,染色牢度降低。
2.隱色體上染
還原染料經保險粉、燒鹼還原溶解成隱色體鈉鹽後,即對纖維素纖維產生直接性,先吸附於纖維表面,然後再向纖維內部擴散而完成對纖維的上染。由於染液中含有大量電解質,對纖維的直接性較大,故上染纖維的速率較快,染料的移染性能較差,往往不易染勻。因此,在上染過程中可加入少量緩染劑,如平平加0、牛皮膠等。
[O] 上染纖維的隱色體需經空氣或氧化劑氧化,轉變為原來的不溶性還原染料並回復原來的色澤,其氧化反應如下:
≥C-ONa -→ >C=O
由於不同類型的還原染料有不同的氧化性能,故應對氧化條件進行適當選擇,如用空氣氧化,或使用雙氧水、過硼酸鈉氧化等。 隱色體染色是把染料預先還原成隱色體,在染浴中被纖維吸附,然後再進行氧化、皂洗的一種染色方法。它可分為浸染、卷染和軋染等,多用於浸染和卷染。隱色體浸染適用於紗線染色,卷染法染色透芯程度差,有白芯現象。根據染料性質不同,可採取不同的還原方式。
(1)干缸法:在浸染染色時,有的染料還原速度較慢,必須採用較為劇烈的條件來提高染料的還原速率,這種還原方法稱為干缸法。
干缸法還原是先將染料用少量水和太古油或拉開粉調成稀漿,然後加入適量溫水和規定量的燒鹼、保險粉,在規定溫度下還原10~15min,待染料充分還原後再經過濾加入含有燒鹼、保險粉溶液的染缸中,並沖稀至所需濃度進行染色。由於還原時用水量極少、相當於提高了燒鹼、保險粉濃度,加快了染料的還原速率,使還原反應正常完成。
(2)全浴法:這種還原方式適用於還原速率較快的還原染料。其方法是直接將染料放入染槽內,加入規定量的燒鹼及保險粉,使染料還原,還原10~15min後即可進行染色。若對這類染料採用較為劇烈的還原條件,則易造成染料的水解或過度還原,影響染色成品質量 將不溶性染料配成穩定的懸浮液,浸軋在織物上,再經固色處理的染色方法。
Ⅳ maya為什麼渲染時正常,一保存顏色就變深了
由於當今主流顯示器對顏色的分辨能力並不足以達到人眼無法區分的程度,所以為了能夠表現更多細節,實際上每個顏色通道的亮度值從0-1並不是平均分配的,而是使用了一個sRGB的色彩模式,這樣的話你在顯示器上看到的亮度是0.5的顏色(輸出值),它的實際輸入顯示器的信號,實際上是大於0.5的。jpg,bmp,png,tag,都是這種,他們也都是8位的圖像。
但是在CG製作行業中,很多時候我們會使用更多位數的圖像,例如16位甚至32位浮點,這樣的圖像是線性的,意味著顏色是平均分配的,0.5的亮度就是實際0.5的亮度,這樣的圖像不但因為位數的增加有更多的顏色信息,而且由於線性的特點,更方便進行更准確的數學運算。
8位sRGB模式和16位或32位浮點線性模式的圖像之間是可以相互轉換的,如果你給32位浮點加一個2.2的gamma,這樣的話在sRGB顯示器上就能正常顯示成8點陣圖的效果,而如果你不加的話,那麼將會顯示地偏暗很多。
如果你使用的是32或者是16位浮點的話,你的圖是線性的,也就說跟正常的jpg比的話,在亮度上差一個2.2的gamma,而渲染顯示會自動把這個gamma加上所以在渲染窗口中看是gamma矯正過的,不會有問題。
如果是這樣的話,那麼你只需要給保存好的圖加上2.2的gamma,它的結果應該和渲染視窗里的一模一樣。注意是一模一樣才對,不然的話我懷疑你是燈光設置有問題。
加gamma的方法如下:
PS:
Ⅳ 染料的載體是什麼對人體的危害怎麼處理
載體各種與纖維易於結合的分子。
l.直接染料這類染料因不需依賴其他葯劑而可以直接染著於棉、麻、絲、毛等各種纖維上而得名。它的染色方法簡單,色譜齊全,成本低廉。但其耐洗和耐曬牢度較差,如採用適當後處理的方法,能夠提高染色成品的牢度。
鉻化含金染料——秦珠顏料
2.不溶性偶氮染料這類染料實質上是染料的兩個中間體,在織物上經偶合而生成不溶性顏料。因為在印染過程中要加冰,所以又稱冰染料。由於它的耐洗、耐曬牢度一般都比較好,色譜較齊,色澤濃艷,價格低廉,所以目前廣泛用於纖維素纖維織物的染色和印花。3.活性染料又稱反應性染料。這類染料是50年代才發展起來的新型染料。它的分子結構中含有一個或一個以上的活性基團,在適當條件下,能夠與纖維發生化學反應,形成共價鍵結合。它可以用於棉、麻、絲、毛、粘纖、錦綸、維綸等多種紡織品的染色。4.還原染料這類染料不溶於水,在強鹼溶液中藉助還原劑還原溶解進行染色,染後氧化重新轉變成不溶性的染料而牢固地固著在纖維上。由於染液的鹼性較強,一般不適宜於羊毛、蠶絲等蛋白質纖維的染色。這類染料色譜齊全,色澤鮮艷,色牢度好,但價格較高,且不易均勻染色。5.可溶性還原染料它由還原染料的隱色體製成硫酸酯鈉鹽後,變成能夠直接溶解於水的染料,所以叫可溶性還原染料,可用作多種纖維染色。這類染料色譜齊全,色澤鮮艷,染色方便,色牢度好。但它的價格比還原染料還要高,同時親和力低於還原染料,所以一般只適用於染淺色織物。6.硫化染料這類染料大部分不溶於水和有機溶劑,但能溶解在硫化鹼溶液中,溶解後可以直接染著纖維。但也因染液鹼性太強,不適宜於染蛋白質纖維。這類染料色譜較齊,價格低廉,色牢度較好,但色光不鮮艷。7.硫化還原染料硫化還原染料的化學結構和製造方法與一般硫化染料相同,而它的染色牢度和染色性能介於硫化和還原染料之間,所以稱為硫化還原染料。染色時可用燒鹼-保險粉或硫化鹼-保險粉溶解染料。8.酞菁染料酞菁染料往往作為一個染料中間體,在織物上產生縮合和金屬原子絡合而成色淀。目前這類染料的色譜只有藍色和綠色,但由於色牢度極高,色光鮮明純正,因此很有發展前途,9.氧化染料某些芳香胺類的化合物在纖維上進行復雜的氧化和縮合反應,就成為不溶性的染料,叫做氧化染料。實質上這類染料只能說是堅牢地附著在纖維上的顏料。10.縮聚染料用不同種類的染料母體,在其結構中引入帶有硫代硫酸基的中間體而成的暫溶性染料。在染色時,染料可縮合成大分子聚集沉積於纖維中,從而獲得優良的染色牢度。11.分散染料這類染料在水中溶解度很低,顆粒很細,在染液中呈分散體,屬於非離子型染料,主要用於滌綸的染色,其染色牢度較高。12.酸性染料這類染料具有水溶性,大都含有磺酸基、羧基等水溶性基因。可在酸性、弱酸性或中性介質中直接上染蛋白質纖維,但濕處理牢度較差。13.酸性媒介及酸性含媒染料這類染料包括兩種。一種染料本身不含有用於媒染的金屬離子,染色前或染色後將織物經媒染劑處理獲得金屬離子;另一種是在染料製造時,預先將染料與金屬離子絡合,形成含媒金屬絡合染料,這種染料在染色前或染色後不需進行媒染處理,這類染料的耐曬、耐洗牢度較酸性染料好,但色澤較為深暗,主要用於羊毛染色。
4.鹼性及陽離子染料.鹼性及陽離子染料鹼性染料早期稱鹽基染料,是最早合成的一類染料,因其在水中溶解後帶陽電荷,故又稱陽離子染料。這類染料色澤鮮艷,色譜齊全,染色牢度較高,但不易勻染,主要用於腈綸的染色。
目前世界各國生產的各類染料已有七千多種,常用的也有兩千多種。由於染料的結構、類型、性質不同,必須根據染色產品的要求對染料選行選擇,以確定相應的染色工藝條件。
15.塗料
適合於所有纖維,讓布希一種染料,而是通過樹脂機械的附著纖維,深色織物會變硬,但套色很准確,大部分耐光牢度好,水洗牢度良好,尤其是中、淺色。
危害
1. 凡是按照國家標准生產的染料,用於織物染色,加之合格的後處理,對人沒有危害性。
2. 工業染料用於食品添加劑對人有危害性。
處理舉例:
急性中毒馬上進醫院,檢測各種指標,積極治療保護生命。
徹底洗胃, 防止毒素二次吸收, 並給予鼻導管吸氧, 監測血氧飽和度、血糖及血鉀。禁食補液, 靜脈滴注1P2 張含鈉含鉀液以利尿稀釋毒素。靜脈滴注能量合劑及大量維生素C 保護肝細胞。靜脈注射亞甲藍20 mg, 糾正高鐵血紅蛋白症。視情況給予換血治療:具體操作: 選用頸靜脈放血, 手、足、頭三路靜脈輸入。每次換同型新鮮血100 ml, 為防止心力衰竭, 給予西地蘭; 為防止輸血反應, 給予甲基強地松龍, 並給予少許安定, 減少患者恐懼心理, 預防抽搐。
慢性中毒,改變飲食習慣防止繼續攝入,後視中毒種類給予治療
Ⅵ 二氧化硫通入品紅溶液中為什麼顏色先變深後褪色
SO2+H2O<==>H2SO3,而品紅在酸性條件下更紅,通入二氧化硫多了後,再結合品紅形成無色物質,故出現褪色.
Ⅶ 為什麼色素細胞收縮顏色變淺,舒張顏色變深
因為,色素存在於細胞的囊泡中,當細胞收縮或舒張時,其實是,囊泡體積的改變。在擴張器的作用下細胞收縮,囊泡體積變小,其中的色素濃度升高,顏色加深。但是,囊泡只是細胞中的一個結構,它的顏色加深是因為細胞中色素的集中於此,而整個細胞的其他地方的色素卻減少,因此從整體看上去細胞顏色會變淺~~!好比,將一瓶藍墨水倒進水缸,你就會看到整缸水都被染色了;而將藍墨水不打開,只是放到水缸之中,你就會發現水還是如此的透明~~!對於細胞的舒張,反之亦然。大部分色素細胞都具有,將「藍墨水」釋放和收集的功能!
Ⅷ 浸染的還原過程
染料還原染料的還原過程,也就是還原染料隱色體的生成過程,一般都是在鹼性介質中進行的。在還原染料的分子結構中都至少含有兩個羰基(=C=O),它們在強的還原劑連二亞硫酸納(俗稱保險粉)的作用下,羰基被還原成羥基(-OH)。保險粉化學性質非常活潑,在鹼性條件下即使溫度很低,也可產生較強的還原作用,從而使還原染料被還原為隱色酸。
Na2S204+2H2O-→2NaHSO3+2[H]
2=C=O+2[H]—→2≥C-OH
反應中生成的羥基化合物就是染料的隱色酸,它也和染料一樣不溶於水,但可溶於鹼性介質中,成為隱色體鈉鹽溶液。由於隱色體鈉鹽不常呈現染料原有的顏色,故被稱為隱色體:
≥C-OH+NaOH-→≥C-ONa+H2O
在用保險粉-燒鹼法進行染料還原溶解時,應掌握好燒鹼、保險粉的用量和還原溫度,才能使染料正常還原,否則會使染料產生過度還原或水解以及分子重排等不正常的反應,致使染液破壞,色澤萎暗,染色牢度降低。 隱色體氧化上染纖維的隱色體需經空氣或氧化劑氧化,轉變為原來的不溶性還原染料並回復原來的色澤,其氧化反應如下:
≥C-ONa-→>C=O
由於不同類型的還原染料有不同的氧化性能,故應對氧化條件進行適當選擇,如用空氣氧化,或使用雙氧水、過硼酸鈉氧化等。 皂煮後處理皂煮能將吸附在纖維表面已氧化的浮色去除,使染色織物具有鮮艷的色澤和較好的摩擦牢度。同時,在皂煮過程中,染料分子會在纖維表面發生聚集,進而形成微晶體,可進一步改善染色織物的各項牢度。
Ⅸ 紅棕色的二氧化氮加壓後顏色先變深再變淺,仍比原來顏色深,為啥的
因為加壓之後雖然反應平衡往N2O4的方向過去了,使得N2O4增多,但是濃度增大,盡管反應得多,但是NO2的濃度仍比原來濃,所以顏色加深
Ⅹ 漂蘭B染貂絨的什麼為什麼掉色
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還原染料連續軋染要注意的技術問題
由於還原染料,具有較全的色譜,尤其是有許多中間色,如:橄欖色、卡其色、棕色、綠色、灰色、肉紅色等。而且基本上是單一組份;染色牢度特別是皂洗白布沾色牢度,日曬牢度,汗光復合牢度,比活性染料好等優點,所以,還原染料的應用范圍,日益擴大,消耗量日漸增加。如何將還原染料用得最好,應成為染色工作者認真研究的課題。
1、還原染料的質量
還原染料,無論用於懸浮體軋染,還是隱色體浸染,共同的質量要求是:
(1)染料顆粒要細。
80%以上的染料顆粒,應<2μm(微米),沒有大於微米級的粗顆粒。這是因為,還原染料不溶於水,用於軋染時,只能製成懸浮液(分散液)使用。若染料粒子粗,第一,懸浮液穩定性差,容易沉降。第二,同樣重量的染料,比表面積小,接觸燒鹼、保險粉發生反應的機率少,還原溶解的速率慢,這不利於染料的勻染透染,以及染色牢度的提高。第三,染料不經研磨浸軋染色,會降低染料的透染性,甚至會產生色點。
(2)潤濕性要好即,染料撒入水中,親水性好,潤濕快,不飄浮在水面上或結球結塊。這有利於提高染料的分散均勻性以及染液的分散穩定性。同時,也可降低染料粉塵的飛揚性。
(3)要有良好的懸浮穩定性即,配就的染料懸浮液,在放置過程中,染料粒子不聚集,不沉降,分散均勻。
(4)批間深淺,色光差異要小與活性染料相比,還原染料的合成方法要復雜得多。合成條件既使有很小的波動,也會影響成品的色光。統一化處理稍有疏忽,就會造成成品的深淺差異。這一點,要徹底克服,客觀上難度很大。但是,從應用的角度講,要求染料的批間深度差,只能在3%以內。批間色光的差異,必須控制在肉眼不可察覺的范圍。因此,在染料加工過程中,必須進行「調色處理」,(這類似於染色中的修色),目的是使染料成品的力份、色光達到出廠標准。
對於染料的「調色」,國內外有一個共識:
第一,調色所用的染料,在染色性能方面,與主體染料必須具有良好的配伍性。特別是上色性能的同步性,染色牢度的一致性,染色深度的加合性,一定要好。然而,有些國產還原染料,由於合成的技術水平相對較差,合成出來的染料,與標准相差較遠。所以,只能靠外加染料,大幅度「調色」來實現標準的統一化。而對做為「調色劑」的外加染料,缺乏認真選擇,只顧調色不顧性能的傾向嚴重。
第二,調色用染料的數量,國內外一般要求掌控在2%以內。因為,2%的外加染料,對主體染料(單一結構)的整體性能,影響甚微。然而,有的染料企業、調色所用外加染料的數量,遠遠突破2%限度,高達10—20%。顯然,這樣的染料,絕非單一結構染料,而是實實在在的「拼混染料」。這樣的染料,本該另外冠名,不應和正常染料混為一談。可是,有的染料企業,依然是按國際染料索引編號命名,忽悠市場。這樣的拼混型染料,應用時,一旦工藝因素發生波動,不但深淺會變化,色光也會改變。正因為如此,應用還原染料時,必須進行認真的測試和選擇。當前,市場上供應的華隆牌還原染料,(江蘇金隆化學有限公司生產),表現良好。染料質量可以與進口染料相媲美,但售價便宜。其質量特點是:
(1)染料顆粒勻細。用於連續軋染,只要加入適量分散劑,直接打漿便可稀釋使用。染料微粒擴散均勻,透染性好,沒有產生色點的風險。
(2)外觀為空心防塵顆粒,沒有粉塵飛揚之弊。
(3)極具潤濕性。在水中潤濕快,分散穩定性好,較好的克服了染料微粒上浮下沉的弊端。因此,化料很容易。
(4)批間深淺、色光穩定。較好地解決了國產還原染料,批間深淺差異大,尤其是色光差異明顯的老大難問題。這顯然是得益於該公司合成技術的突破,統一化處理水平的嚴謹,管理體系的成熟。這無論是對於國產還原染料的發展(取代進口染料),還是實際應用,都是一個了不起的貢獻。
2、還原染料的牢度
還原染料染纖維素纖維
耐水色牢度(ISO.105-E01 1994或GB/T5713.1997)
(4cm*10cm加壓12.5Kpa 37±2℃*4h)
耐熱水色牢度(ISO 105-E08 1994或GB/T 7065 1997)
(4cm*10cm 70±2℃*30min)
耐沸煮色牢度(ISO.105-E09 1995或GB/T 7066 1997)
(4cm*10cm 沸溫*1h)
耐皂洗色牢度(ISO 105-C01-C05 1989或GB/T 3921-1-5 1997)
4cm*10cm 40±2℃*30min(CO1)
50±2℃*45min(CO2)
60±2℃*30min(CO3)
95±2℃*30min(CO4)
95±2℃*4h(CO5)
耐絲光色牢度(ISO.105-x04.1994或GB/T 7073.1997)
(NaOH 300g/l 20±2℃*5min)
耐汗漬色牢度(ISO.105-E04或GB/T 3922 1995)
(加壓12.5Kpa 37±2℃*4h)
耐日光色牢度(ISO.105-B01 1994或GB/T 8426 1998)
耐汗光色牢度(汗漬+日光復合牢度)
這些色牢度,與活性染料相比,都有較大的優勢。但是,不能因此而忽視了部份常用還原染料存在耐氯色牢度的問題。
應該肯定,在常用還原染料中,大多數品種的耐氯浸牢度是好的。如,還原黃G(y-1#)、還原棕BR(棕-1#)、還原棕R(棉-3#)。還原棕GG(棕3GB-5橄欖R拼混)、還原金橙G(0—9#)、還原金橙3G(0—15#)、還原桃紅R(R-1#)、還原大紅R(R-29#)、還原紅F3B(R-31#)、還原艷綠FFB(G-1#)、原艷紫2R(V-1#)、還原灰BG(灰-29#)、還原灰M(灰-8#)、還原深蘭BO(B-20#)、還原橄欖綠B(G-3#)、還原艷橙GR(0—7#)、還原橄欖R(灰-27#)等,氯浸褪色變色較小,可以達到GB/T 8433.1998標准(有效50mg/l)4級以上。值得注意的是,應用最普遍的蘭蒽酮蒽醌型的蘭色還原染料,如:
還原蘭RSN 還原漂蘭BC
還原蘭GCDN 還原艷蘭3G
它們的結構相似,在染色的實用性能上,有著共同的缺欠:
(1)當燒鹼、保險粉濃度過高,或還原溫度過高,還原時間過長時,容易發生「過度還原」。即,四個羰基(>c=0)全部被還原(正常時只還原二個)以及發生「脫」氯反應,使色澤顯著變暗淡轉青綠光。
(2)迂到有效氯,容易受到攻擊,而發生「過氧化」,色澤同樣會顯著變暗綠。所以,它們的耐氯浸牢度(有效氯50mg/l),只有1—2級。以還原蘭R5N、還原深蘭BO、還原橄欖綠B拼混的還原深蘭VB、遇氯褪變色同樣嚴重,會由深蘭色變為青灰色,耐氯浸牢度也只有1—2級。因此,還原染料用於有耐氯牢度要求的色單時,
(1)一定要選擇染料,
(2) 必要時,採用鹽素牢度提升劑處理。
處理方法:鹽素牢度提升劑CF-C 10—30g/l ,室溫浸軋,烘乾便可。
處理結果:耐氯浸牢度(有效氯50mg/l)可提高0.5—1級,水洗牢度只能提高0.5級,色變性小,對日曬牢度影響不明顯。
<注>鹽素牢度提升劑CF-C,為陽離子性淡棕色液體,上海德桑化工生產。
3、還原染料的光脆性
在還原染料中,有相當一部分品種,具有明顯的「光脆性」。所謂光脆性,就是染著在纖維上的還原染料,在日光照射下,吸收光能以後,會呈現出能量較高的激發狀態。由於染料本身結構穩定,難以遭到破壞,但卻會在空氣、水份存在下,促使纖維素發生氧化,致使纖維(織物)強力損傷,甚至產生破損。還原染料之所以產生光脆性,與其結構密切相關。大多出現在黃色、橙色、紅色染料系列中,(但並非所有的黃、橙、紅色染料都有光脆性)。而光脆程度的大小,又與染色深度、浮色輕重、帶鹼與否、日光強度、氣溫高低,含濕多少等因素有一定關系。顯然,還原染料的光脆性,是還原染料繼蘭色品種耐氯牢度低劣之外,又一個令人厭惡的性能缺陷。
由於還原染料中,部分品種具有光脆性,所以,採用還原染料染色時,務必要注意二點:
第一,要盡量選用沒有光脆性或光脆性輕微的染料。
第二,必須使用光脆性染料時,(1)只能用來調整色光,而不宜作為主色。(2)只能和沒有光脆性的染料相拼。因為,有些沒有光脆性的染料、如艷綠FFB、橄欖綠B等,具有抑制其它染料光脆性的作用,可減輕對纖維的損傷。
4、燒鹼保險粉的濃度
由於還原染料只有在燒鹼——保險粉的還原液中,才能還原溶解,產生上染能力。所以,還原染料對燒鹼、保險粉的用量濃度,依賴性很大。試驗和實踐都說明,燒鹼和保險粉用量必須適當,用量過多或過少都會給染色質量造成危害。比如:
(1)燒鹼、保險粉用量過多,汽蒸時間過長的情況下,一些蘭蒽酮蒽醌染料、黃蒽酮蒽醌染料,會發生「過還原」現象。
以還原蘭RSN(C.1 B-4#)為例:
第一步:
① 由於分子內形成氫鍵,只有二個羰基被還原。
② 隱色體為暗蘭色。
③ 染色物色光艷亮,牢度好。
第二步:
① 四個羰基全被還原,共軛雙鍵被-NH-阻斷。
② 隱色體為棕色。
③ 色光嚴重變暗變綠,色牢度也下降。
黃蒽酮蒽醌染料,其分子結構和蘭蒽醌蒽醌染料相似,所以,同樣會發生「過還原」現象,不僅色光鮮艷度下降,耐氯牢度也會嚴重降低。
如,c.1 y-1#還原黃G等
(2)分子中含有鹵素基的蘭蒽酮蒽醌染料,在燒鹼、保險粉用量過高、汽蒸時間較長時,會發生脫鹵(脫氯)現象,其色光會嚴重變紅,耐氯牢度也會下降。
如,還原漂蘭BC 還原蘭RSN 還原蘭GCDN
(3)一些含有醯胺結構的染料,如還原棕R、金橙3G、橄欖綠R等,若燒鹼濃度過高,在高溫下有可能水解,生成色澤較深的氨基化合物,使色光改變,色牢度降低。如,還原橄欖R
(4)燒鹼用量不足時,隱色體不能穩定地溶解在水中,會產生染料分子異構化(重排),使染料失去水溶性,無法向纖維內部擴散染著,既影響得色量,又會浮色增加,降低染色牢度。
蘭蒽酮類染料,如蘭RSN、蘭GCDN、漂蘭BC、艷蘭3G等,最容易發生這種異構現象。此外,咔唑類蒽醌染料,如,金橙3G、卡其2G、橄欖綠B、橄欖R、棕BR、棕R、灰M等,也會發生類似現象。
由於保險粉在浸軋過程中,容易分解損耗;而燒鹼對棉纖具有一定親和力,在浸軋過程中,棉纖會超量帶走燒鹼。所以,還原浸軋槽中的平衡濃度,約為補充液濃度的70—80%。這可通過滴定來確認。
註:①初開車時,蒸箱內有空氣殘留,會多消耗一部份保險粉,故開車前,水封口內要追加5g/l的保險粉,以確保染料能充分還原溶解。
②打底烘乾的色布,在浸軋還原液過程中,會有部份染料脫落,容易造成初開車色淺。所以,要根據色澤的深淺,開車前,向浸軋槽內和水封口內,追加適量染液。
5、還原染料的還原速度
由於還原染料,只有充分還原溶解以後,才會產生良好的上染性能。因此,還原染料的還原性能,是制訂應用工藝的重要依據。還原染料的還原性能,包括二個方面。
一是,還原的難易程度。還原的難易程度,是以其隱色體還原負電位的高低來衡量的。負電位低,表示容易還原。負電位高,表示難還原。由於還原染料的還原負電位,都在1000mv(毫伏)以下,(-640— -927mv),而保險粉在常規濃度下的負電位,在1000mv以上,所以,只要保險粉濃度適當,足以將所有還原染料還原。因此,還原染料還原難易程度,不會給實際應用帶來困難,故沒有必要多顧慮。
二是,還原速度的快慢。還原染料,還原速度的快慢與還原的難易程度之間,存在二種情況:
(1)有些染料,還原容易,還原速度也很快。如:還原黃G(c.1、y-1#)
(2)有些染料,還原容易,還原速度卻很慢。如:
還原橙RF 還原桃紅R
還原紅青蓮RH 還原紅青蓮RRN
所以說,還原染料的還原速度與還原的難易程度,是二個不同的概念,不可混為一談。還原染料還原速度的快慢,對還原染料的應用,具有重要的指導意義。比如,在隱色體浸染法中,染料還原速度的快慢,是選用染色方法(甲法、乙法、丙法、特別法)的主要依據。
還原桃紅R(c.1.R-1#),其還原電位為-730mv,說明還原比較容易,而還原速度卻慢得驚人。為此,不能採用普通的全浴還原法,而必須採用特別法還原,俗稱干缸還原。即,在相對較高濃度的燒鹼—保險粉溶液中,以相對較高的溫度(70—80℃)來還原溶解,目的是提高其還原速度,確保在較短的時間內,還原溶解充分。
在懸浮體連續軋染中,染料還原速度的快慢,是確定還原液濃度和汽蒸時間(軋染車速)的主要依據之一。
在常用還原染料中,蒽醌類染料的還原速度一般較快。如蘭蒽酮蒽醌染料,還原蘭RSN、漂蘭BC、艷蘭3G、深蘭VB、蘭GCDN等。黃蒽酮蒽醌染料,還原黃G等。還原速度特慢的染料,主要是一些硫靛類染料。如,還原艷橙RF、桃紅R、紅青蓮RH、紅青蓮RRN等。由於在連續軋染中,染料的還原、溶解、擴散、染著,必須在70—90秒內完成。所以,在使用還原速度特慢的染料時,必須採取相應的技術措施:
(1)適當提高還原液(燒鹼、保險粉)濃度,以促進染料加快還原溶解。
(2)適當降低軋染車速,延長汽蒸還原時間。
(3)盡量避免還原速度特慢的染料與還原速度快、且容易過還原的染料相拼染色。不然,工藝條件很難做到「二者兼顧」。
比如,蘭蒽酮類染料(還原快且易過還原)與硫靛類染料(還原特慢)相拼染時,當還原液濃度相對較低,汽蒸時間相對較短時,蘭蒽酮類染料可正常發色,而不會發生「過還原」現象。而硫靛類染料,卻有可能還原溶解不良,影響色光的穩定性和色牢度。反之,可確保硫靛類染料還原溶解充分,而蘭蒽酮類染料,卻有可能發生「過還原」,使得色失常,色牢度下降。顯然,如此拼色,對還原液濃度和汽蒸時間比較敏感,二者稍有變化,便會產生色光的波動。
6、還原染料的氧化速度
不同結構的還原染料,其氧化速度不同。
有些還原染料的隱色體,氧化速度很快,汽蒸後只要經水洗、透風就可完成氧化。
比如,蘭蒽酮蒽醌染料中的還原蘭RSN、還原漂蘭BC、還原艷蘭3G、還原蘭GCDN等。紫蒽酮蒽醌染料中的還原艷綠FFB、還原艷綠2G、還原深蘭BO等。咔唑蒽醌染料中的還原橄欖綠B、還原卡其2G(C.1 G-8#)等。但也有些還原染料的隱色體,氧化速度卻很慢。比如,蒽醌染料中的還原艷橙RK(C.1.0-3#)。硫靛染料中的還原桃紅R、還原紅青蓮RH。黃蒽酮染料中的還原黃G等。正是由於還原染料的氧化速度,有快有慢而且相差較大,所以,在連續軋染中應用時,要注意以下事項。
(1)氧化速度慢的染料,不宜與氧化速度快,且容易「過氧化」的染料(如,還原蘭RSN、還原漂蘭BC、還原艷蘭3G、還原蘭GCDN、還原深蘭VB、還原橄欖綠B等。)相拼染。不然,容易造成氧化慢的染料氧化不足,或者氧化快的染料產生氧「過氧化」。導致色光暗淡,艷度下降,色澤穩定性差。
(2)氧化前的水洗去鹼程度,要依據染料的氧化特性而定。
難氧化的染料,適合在適當鹼性條件下氧化。因為,染料隱色體比染料隱色酸的氧化速度要快得多,這樣,可確保氧化充分。而氧化快,特別是容易「過氧化」的一些染料,在鹼性較強的條件下氧化,則容易發生「過氧化」,使色澤泛綠變暗,使色光失去真實性。所以,氧化前的水洗要強一些,織物帶鹼要少一些。
以還原蘭RSN為例
正常為艷蘭色紅光,過氧化為吖嗪結構化合物,變暗綠色
(3)為了使氧化性能不同的染料,均能實現「正常氧化」,確保色光艷麗、純正。連續軋染時,不宜採用水洗、透風氧化法,而適合採用雙氧水氧化法。因為,雙氧水在弱鹼性條件下,氧化溫和,不致引起染料的「過氧化」。
7、還原染料的皂洗效應
所謂「皂洗效應」,就是染著在纖維上的還原染料,經高溫濕熱處理,(如皂洗、水洗、烘乾等),會發生深淺,色光變化。
浸軋在纖維上的染料,經汽蒸、水洗、氧化後,在高溫皂洗的過程中,會發生以下改變:
(1)染料經氧化,由還原態變為氧化態,對纖維的親和力大大下降,在高溫皂洗過程中,這些處於高度分散狀態的染料分子,會發生移動,形成聚集,甚至形成晶體—結晶狀態改變。
(2)染料分子在纖維內的存在取向,在皂洗過程中,也會從與纖維分子鏈平行的狀態,變為與纖維分子鏈垂直的狀態—存在取向改變。
(3)在皂洗過程中,有些染料會異構化(順式 反式)—分子構型改變。
正是由於纖維上的染料,在結晶、取向、構型等方面發生了改變,而導致染料吸光性能改變,染色色光改變。
可見,經過汽蒸、水洗、氧化後,纖維上的還原染料,並非是穩定態,而是亞穩態。實驗表明,要使染著在纖維上的染料,從亞穩態變為穩定態,使之充分發色,保持色光穩定,只能通過高溫皂洗來實現。然而,現實的問題是,不同品種的還原染料,實現「充分發色」所需的時間是不同,有的發色快,有的發色則很慢。
大部分染料基本發色所需的皂洗時間,最少也要1min以上,而充分發色至少需4—5min以上。在連續軋染生產中,由於軋染設備的限制,皂洗時間通常只有60—70秒,(60m大皂洗箱,車速50—60m/min)。這對容易發色的染料,如,灰BG、黃G、紫2R、蘭GCDN、漂蘭BC、艷綠FFB、棕R等,可以達到「基本發色」,而達不到「充分發色」.
對於發色慢的品種來說,如,深蘭BD、深蘭VB、桃紅R、棕G、棕GG等,不要說「充分發色」,就是「基本發色」也實現不了。
顯然,還原染料按常規工藝連續軋染,落布色並非是穩定態,而是一定程度的亞穩態。
正因為如此,還原染料(尤其是發色慢染料),連續軋染下來的織物,(1)在濕熱後整理(柔軟熱拉、預縮)的過程中,由於纖維上的染料會繼續發色,(直到實現穩定狀態),所以,深淺、色光會發生一定程度的改變。(2)還原染料軋染的色布,在耐洗色牢度(GB/T 3921-4,95±2℃*30min)測試過程中,原樣變色一般較大,甚至達不到外銷要求。
可見,「皂洗」對還原染料軋染而言,不僅是為了去除浮色,提高鮮艷度和色牢度,還有一個使染料發色,穩定色光作用。
為此,對還原染料軋染中的「皂洗」務必要十分重視。
(1)因為溫度越高,染料發色所需的皂洗時間越短。所以,必須在95—98℃高溫條件下皂洗,絕對不能邊開車邊升溫。
(2)皂洗時間起碼要保證在60秒以上。所以,軋染車速的確定,對還原染料來講,不僅要考慮所染色澤的深淺、織物的厚薄、染料還原速度和氧化速度的快慢,還必須保證皂洗時間,能使染料「基本發色」。
(3)實驗表明,不同類型的皂洗劑,不僅與染色牢度密切相關,對還原染料的發色,也有一定的促進作用。因此,應選用陰/非離子復合型,內含螯合分散劑的皂洗劑。因為這類皂洗劑,具有較強的分散、乳化、凈洗、攜污能力,綜合效果良好。