几种染色助剂在羊绒染色工艺中的应用研究模板.doc

学校代码： 10128学 号： 本科毕业论文（题 目：多个染色助剂在羊绒染色工艺中应用研究学生姓名：张慧学 院：轻工和纺织学院系 别：纺织工程系专 业：纺织工程班 级：纺织工程04-1指导老师：李美真副教授二 八 年 六 月摘 要多年来,山羊绒产品需求越来越展现出小批量、多样化、时装化发展趋势。增艳剂、匀染剂，羊绒保护剂、促染剂现在在企业染色工艺过程中应用较多，它们全部属于性能优良表面活性剂。经过对影响染色效果助剂原因如匀染剂，增艳剂，羊绒保护剂，促染剂等改变，得出改善染色效果方法。试验中采取了活性染料，酸性染料和酸性媒介染料来染色。不一样染色助剂应用于不一样染料。本课题共进行了五次试验分别是相关每一个助剂单原因试验，对以上助剂使用及用量进行研究，而且对染色结果进行了分析，并得出每一个助剂相对于不一样染料而言最好用量，以达成最好染色效果。在染色过程合理地使用助剂能够降低对羊绒纤维损伤，保护羊绒滑糯手感，,提升可纺性,降低消耗,提升制成率,节省成本。关键词：山羊绒；匀染剂；增艳剂；羊绒保护剂；促染剂AbstractIn recent years, cashmere products showing a growing demand for small quantities, diversification, fashion and trend of development. By Yan agent, leveler, cashmere agent, and promoting agent in enterprises in the process of dyeing process applications more, they all belong to the excellent performance of surfactant. Results were affected by factors such as the auxiliary leveler, by Yan agents, the protection of cashmere, such as promoting agent of change, that the effect of improving the staining method.Experimental use of the reactive, acid dyes and dyes to stain acidic media. Different dyeing auxiliary applied to different dyes. This topic has conducted five experiments were on every single factor of the auxiliary, the use of these additives and the amount of research, and the staining of the results of the analysis, and that each of the additives For a different dye the best in terms of consumption, so as to achieve the best results were.In the dyeing process of rational use of additives to reduce the damage of cashmere fiber, cashmere slip to protect the waxy feel, and improve spinning and reduce consumption, made the rate increase, the cost savings.Keyword: cashmere; leveler; by Yan; cashmere protection; promoting agent.目 录引 言1第一章 山羊绒结构特点21.1 概述21.2 山羊绒结构21.2.1 山羊绒组织结构21.2.2 酸、碱物质对山羊绒组织结构影响31.2.3 不一样温度处理对山羊绒组织结构影响41.3 山羊绒纤维性能41.3.1 山羊绒纤维形态41.3.2 山羊绒纤维细度41.3.3 山羊绒纤维长度51.4 山羊绒染色51.4.1 山羊绒染色机理51.4.2 影响羊绒纤维染色性能关键原因6第二章 羊绒染色常见染料72.1 活性染料72.1.1 活性染料类型及其染色性能72.1.2 活性染料和纤维反应82.1.3 活性染料染色过程92.1.4 活性染料染蛋白质纤维染色方法102.2 酸性染料102.2.1 酸性染料染色原理112.2.2 酸性染料对羊绒纤维染色132.3 酸性媒介染料132.3.1 酸性媒介染料染色机理132.3.2 酸性媒介染料染色方法14第三章 常见染色助剂及其性能分析163.1 匀染剂及其性能分析163.1.1 Albegal B163.1.2 其它匀染剂173.2 增艳剂及其性能分析193.2.1 还原剂型增艳剂193.2.2 表面活性剂型增艳剂193.2.3. 全功效型增艳剂193.3 羊绒保护剂及其性能分析193.3.1 羊绒保护剂种类203.3.1.3 抗定形类保护剂203.4 促染剂及其性能分析213.4.1 元明粉213.4.2 醋酸21第四章 试验部分234.1 试验一 相关匀染剂单原因试验234.1.1 试验目标234.1.2 试验原理234.1.3 关键试验材料、化学药品和仪器234.1.4 试验处方和工艺条件234.1.5试验步骤244.1.6试验结果244.2 试验二 相关增艳剂单原因试验254.2.1 试验目标254.2.2 试验原理254.2.3 关键试验材料、化学药品和仪器254.2.4 试验处方和工艺条件254.2.5 升温曲线图264.2.6 试验步骤264.2.7 试验结果264.3 试验三 相关羊绒保护剂单原因试验274.3.1 试验目标274.3.2 试验原理274.3.3 关键试验材料、化学药品和仪器274.3.4 试验处方和工艺条件274.3.5 升温曲线图284.3.6 试验步骤284.3.7 试验结果294.4 试验四 相关元明粉做促染剂单原因试验294.4.1 试验目标294.4.2 试验原理294.4.3 关键试验材料 化学药品和仪器294.4.4 试验处方和工艺条件304.4.5 升温曲线图304.4.6 试验步骤314.4.7 试验结果314.5 试验五 相关醋酸做促染剂试验314.5.1 试验目标314.5.2 试验原理314.5.3 关键试验材料 化学药品和仪器324.5.4 试验处方和工艺条件324.5.5 升温曲线图324.5.6 试验步骤334.5.7 试验结果33第五章 试验结果测试及分析3451 染液吸尽率及染色后纤维光泽分析345.2 皂洗牢度测试及分析345.2.1 皂洗牢度试验345.2.2 皂洗牢度分析365.3 强力测试及分析375.3.1 强力测试试验375.3.2 测试条件对试验结果影响分析40结 论42参 考 文 献43谢 辞44引 言本课题为自拟课题课。增艳剂、匀染剂，羊绒保护剂、促染剂现在在企业染色工艺过程中应用较多，它们全部属于性能优良表面活性剂。掌握着四种关键表面活性剂性质，并对羊绒进行染色，分析它们作用和工艺过程。课题完成，将使我受到严格科研训练，提升素质，为以后工作奠定了基础，并对企业生产起到一定指导。 本篇论文从五个方面进行了叙述，分别是：山羊绒结构和特点；山羊绒常见染料性能及分析；常见助剂性能及分析；染色试验和试验结果分析。试验中所用原料为山羊绒，山羊绒是一个珍贵稀有天然纺织材料，根据纤维颜色,能够分为白山羊绒 青山羊绒 紫山羊绒和红山羊绒。因为绒山羊特殊生活区域及习性,它不可能像绵羊一样大规模进行养殖,而且每只绒山羊年出绒量较少.所以,山羊绒以克论价,被誉为“软黄金”。本篇论文所用染料有四种，分别是活性染料兰纳素，活性X型艳红染料，弱酸性染料MF，和酸性媒介红染料。经过试验对这四种比较常见染料性能和适用范围已经有了一定了解并能熟练应用其进行染色试验。对于四种表面活性剂应用经过改变其用量多少进行试验，最终确定助剂最好用量。 此次试验中利用了分光光度计对染色后残液进行测量，分析染液吸尽率。也利用了单纤维强力仪对染色后羊绒纤维进行强力测试，经过对比确定了最好助剂用量。第一章 山羊绒结构特点1.1 概述山羊绒是一个珍贵稀有天然纺织材料。根据纤维颜色,能够分为白山羊绒、 青山羊绒 、紫山羊绒和红山羊绒。因为绒山羊特殊生活区域及习性,它不可能像绵山羊一样大规模进行养殖,而且每只绒山羊年出绒量较少所以,山羊绒以克论价,被誉为“软黄金”。 山羊绒在世界市场上被称为“开司米”(cashmere),这是因为过去曾以克什米尔作为山羊绒集散地,于是它就以克什米尔名称流传世界各地。因为绒山羊生长自然分布条件,世界上出产山羊绒国家有:中国,蒙古,伊朗,阿富汗,印度,巴基斯坦,土耳其等国。总体来讲,山羊绒关键产于亚洲,尤其是中国。 1.2 山羊绒结构山羊绒纤维细度细，长度短，纤维卷曲数少且不规则。纤维表面磷片密度小，鳞片翘角小，表面光滑，纤维摩擦因数小。所以纤维间抱协力较羊毛纤维小，山羊绒单纤维强力较小，耐热性较羊毛差。山羊绒对酸、碱条件比细羊毛敏感，即使在较低温度和较低浓度条件下，纤维损伤也较显著。1.2.1 山羊绒组织结构山羊绒纤维属于动物蛋白纤维，从形态结构上说山羊绒关键由鳞片层、皮质层组成。鳞片层在纤维最外层，皮质层在鳞片层里面，是纤维关键组成部分。鳞片层是由鳞片细胞形成“鳞片”形状薄外壳。鳞片层亚结构包含鳞片表层、鳞片外层和鳞片内层。依据含硫量鳞片外层又分为A、B两层，其中A层含硫量最高。皮质层是由皮质细胞和细胞间质组成，皮质细胞由巨原纤组成，而巨原纤又是由杆状微原纤和无定形基质组成，微原纤“嵌入”在无定形基质中。微原纤直径达成710nm，电子显微镜己能识别。微原纤结构研究已近50年，至今仍有多个结构模型，有“9+2”结构模型、截面三角形密堆砌模型、“交叉指”结构模型，也叫“绳索结构模型”。多肽链之间、基原纤之间关键依靠胱氨酸、二硫键、氢键、盐式键联结。依据皮质细胞中微原纤及巨原纤排列、堆砌状态可分为三种:正皮质细胞、偏皮质细胞和间皮质细胞。这三种皮质细胞特点见表1-1。表1-1 山羊绒三种皮质细胞特点项目正皮质细胞偏皮质细胞间皮质细胞微原纤排列形态以“涡形”致密排列，相互难以分辨无序、自由，极少区域显示近六方形堆砌结构较有序，以六方形或近六方形紧密排列巨原纤排列形态清楚圆形轮廓无清楚边缘，“熔合”在一起大多无清楚边缘，“熔合”在一起细胞核残余物极少数细胞有大细胞核残余物区域大多数细胞中央有大细胞核残余物区域部分细胞中央有大细胞核残余物区域胱氨酸含量低高中基质含量低高中重金属染色浅深中1.2.2 酸、碱物质对山羊绒组织结构影响山羊绒是一个耐酸纤维。在低浓度酸溶液中处理，羊绒纤维强度毫不受损伤。通常情况下，弱酸或低浓度强酸对羊绒纤维无显著破坏，而高浓度强酸在高温下，就有显著破坏作用。碱对羊绒作用猛烈而复杂。当pH值大于10时，羊绒受损伤较重。纤维受损，颜色发黄，强力严重下降，山羊绒及细羊毛经硫酸和碱处理后重量损失如表1-2、表1-3所表示。表1-2 山羊绒经硫酸处理后重量损失硫酸（GL）pH值山羊绒纤维重量损失（%）42.30.552.01.0 表1-3山羊绒经碱液处理后重量损失碱液（GL）pH值山羊绒纤维重量损失（%）19.00.22210.90.39511.00.911011.41.391.2.3 不一样温度处理对山羊绒组织结构影响山羊绒关键化学成份是蛋白质，造成蛋白质变形原因除酸碱介质外，温度也是蛋白质纤维变形关键原因之一。选择内蒙古阿尔巴斯山羊绒为例，用不一样温度处理后，其结果见表表1-4山羊绒经不一样温度处理后鳞片和直径改变水温直径um鳞片密度个cm电镜放大倍数7019.219.610249017.718.51139100010015.618.511751000羊绒在低温水中产生膨胀，通常膨胀58%，高温水可使羊绒裂解，当水温达成90100且时间过长时，颜色泛黄，手感粗糙，强力降低50%。1.3 山羊绒纤维性能1.3.1 山羊绒纤维形态 山羊绒纤维含有不规则天然卷曲，卷曲数比细羊毛少，卷曲多呈大波浪形。山羊绒纤维卷曲数少，使得纤维抱协力较差，加之山羊绒纤维鳞片比较稀、平滑，造成山羊绒轻易从其制品中滑移出来而产生掉毛现象。1.3.2 山羊绒纤维细度细度在羊绒物理性能中，占相关键地位，是羊绒分等关键指标之一。羊绒细度改变范围相对较小。羊绒细度还和其颜色相关，白绒较粗，青绒次之，紫绒较细。表1-4不一样颜色山羊绒细度比较项目白绒青绒紫绒平均细度um14.814.2714.12细度范围um13.81913.616.413.215.81标准差%2.932.892.88离散系数%18.9919.6419.241.3.3 山羊绒纤维长度山羊绒长度是决定羊绒品质关键指标。羊绒长度指标有两种:一是羊绒长度集中性指标，如自然长度、伸直长度、平均长度等。另一个是离散性指标，如标准差、离散系数、短绒率等。羊绒长度变异范围较大，短长度在203Omm，而较长达成8090mm，但大多集中在3060mm之间，通常白绒较长，青、紫绒较短12。1.4 山羊绒染色1.4.1 山羊绒染色机理山羊绒是一个天然蛋白纤维，其分子上既含有氨基，又含有羧基，可表示为H2N-P-COOH在水中，因它电离而两性离子结构: +H3N-P-COO-，氨基和羧基离解程度和pH值相关。经过调整溶液pH值使羊绒分子上正负电荷相等，即使羊绒分子为电中性，此时溶液pH值为羊绒等电点。高于或低于等电点，均会使蛋白分子盐式键发生断开，发生水解，使纤维受到损伤。所以，多种染料在羊绒等电点周围染色，既不受酸损伤，也不受碱损伤，这么才能保持羊绒天然特征。多种染料染色机理基于染料和羊绒两性离子作用。羊绒在酸性染浴中先吸附H+，使纤维带正电荷，染液中有染料阴离子和酸根离子，染色过程中，染料扩散到纤维表面替换酸根离子，而上染到纤维中去。中性染料在水溶液中成为带负电荷络合离子，其上染过程和酸性染料相同，染料和纤维形成离子键结合。活性染料在水溶液中以阴离子形式存在，它和羊绒纤维分子间以氢键、范德华力及离子键结合。所以，活性染料在羊绒上吸附较快。染色助剂关键改变染料在纤维上吸附、扩散、固着。染料和纤维结合方法有氢键、共价键、静电力、范德华力等，染料吸附过快，则易造成染色不匀，降低染料匀染性。增加扩散能够促进染料分子向纤维内部转移提升匀染性。1.4.2 影响羊绒纤维染色性能关键原因染料固着能够提升染色后织物各项牢度，影响羊绒纤维染色性能关键原因有:氨基酸残基、聚集态结构、表面电荷性质、等电点、膨润性能、纤维细度、比表面积、耐酸碱性能、染色工艺等它们对染色影响总结于表1-7中。表1-7山羊绒结构性能和染色关系项目对染色影响分子结构碱性氨基酸既含有酸基-COOH，又含有氨基-NH2，所以为两性化合物，可用酸性、中性、碱性染料染色。等电点pHpl,有利于酸性染料上染,中性盐起缓染作用；pHpl，中性盐起促染作用。耐酸碱性染色中纤维会受到损伤使强力降低，若染色条件控制不妥时会造成氨基酸损伤，羊绒纤维耐酸不耐碱，强酸强碱均会对纤维造成损伤，尤其是碱性会造成纤维上酰胺键断裂。膨润性能羊绒纤维表面鳞片层产生蔽障作用使其膨润性较差，所以，采取加入表面活性剂和前处理方法，改善其膨润性，更有利于扩散、渗透、匀染。电荷性质纤维在水中负电荷性大，对阴离子染料排斥力大，不利于阴离子染料吸附，但在pHpl时中性电解质促染作用更显著。纤维细度纤维细，表面积大，可染性好，但对光漫反射强，表观色深。一样浓度，羊绒比羊毛上染快且均匀，上染率高20%。染色工艺染色温度立即间对羊绒纤维强力及伸长影响较大，且影响成品色牢度及手感。第二章 羊绒染色常见染料染料是指能使纤维染色有色有机化合物，但并非全部有色有机化合物全部可作为染料。染料对所染纤维要有亲和力，而且有一定染色牢度。染料对纤维染色是利用染料和纤维发生物理化学或化学结合，或用 化学方法在纤维上生成颜料，从而给予纺织品一定颜色。染料根据应用分类法来分，用于纺织品染色染料关键有以下几类：直接染料、活性染料、还原染料、硫化染料、不溶性偶氮染料、酸性染料、酸性媒染染料、酸性含媒染料、阳离子染料、分散染料等。羊绒纤维染色常见染料有活性染料、酸性染料、酸性媒染染料、酸性含媒染料等。2.1 活性染料2.1.1 活性染料类型及其染色性能活性染料化学结构通式可用SDBRe表示，式中：S是水溶性基团，通常为磺酸基；D是染料发色体；B是桥基或称连接基，将染料活性基和发色体连接在一起；Re是活性基，含有一定反应性。在活性染料结构中，每一部分改变全部会使染料性能发生改变。活性基关键影响染料反应性和染料和纤维间共价键稳定性；染料母体对染料亲和力、扩散力、颜色、耐晒牢度等有较大影响；桥基对染料反应性及染料和纤维间共价键稳定性也有一定影响。按活性染料活性基不一样分类，活性染料可分为以下几类：均三嗪型活性染料:这类染料活性基是卤代均三嗪衍生物,DNHX1 X2 其中X1、X2可为卤素原子，依据卤素原子种类和数目标不一样，又可分为二氯、一氯、一氟等几类。若X1、X2为氯原子，这类染料称为二氯均三嗪型活性染料。它反应性较高，在较低温度和弱酸碱性条件下就能和纤维素纤维反应。活性染料稳定性较差，在贮存过程中，尤其是在湿热条件下轻易水解变质。这类染料和纤维反应后生成共价键耐水解能力较差。国产这类染料称为X型活性染料。若X1、X2中只有一个为氯原子，另一个被氨基、芳胺基、烷胺基等替换，这类染料称为一氯均三嗪型活性染料。其反应性较低，需要在较高浓度碱液中且较高温度下，才能和纤维发生反应而固色。染料稳定性很好，溶解时可加热至沸而无显著分解，国产这类染料称为K型活性染料。一氟均三嗪型活性染料是为低温染色而设计，其反应性较高，适适用于4050染色，对棉有很好固色效果，染料纤维键稳定性和一氯均三嗪型相同。卤代嘧啶型染料：这类染料活性基为卤代嘧啶基。依据嘧啶基中卤素原子种类和数目标不一样，可分为三氯嘧啶、二氟一氯嘧啶、一氯嘧啶等类型活性染料，其中以三氯嘧啶型和二氟一氯嘧啶型活性染料应用较广。乙烯砜型活性染料：这类染料活性基是-硫酸脂乙烯砜，结构通式为DSO2CH2CH2OSO3Na。这类染料在酸性和中性溶液中很稳定，即使煮沸也不水解，溶解度较高，但染料纤维键耐碱性水解能力很差。兰纳素染料是乙烯砜型染料, 类似于国产KN型活性染料，该染料溶于水时并不显示活性,当加入碱后, 在碱剂作用下生成乙烯砜基(-SO2CHCH)，因为形成双键而变成活性乙烯砜,以后由活性染料和纤维素纤维上羟基反应,形成兰纳素染料特有醚键,醚键起着使染料有较高牢度和抗酸解功用。乙烯砜型活性染料和纤维反应是亲核加成反应，其反应式为：DSO2CH2CHO2SO3NaDSO2CH=CH2DSO2CH2CH2O纤维素兰纳素染料应用最多染色方法有冷轧堆法，浸染法，两浴汽蒸法等。兰纳素染料有很高溶解度，所以兰纳素染料能够染色泽较浓颜色，但兰纳素染料在碱性条件下易水解。加上其良好染色牢度，较低价格，替换其它染料染色能够大幅度降低染色成本。a-卤代丙烯酰胺型活性染料：这类染料关键用于蛋白质纤维染色，属于毛用活性染料，含有反应性强、固色率高、色泽鲜艳、耐光和耐牢度好等特点。羊绒常见活性染料关键是乙烯砜型，a-卤代丙烯酰胺型和二氟一氯嘧啶型活性染料3。2.1.2 活性染料和纤维反应活性染料和纤维反应，按其反应进程来分，关键可分为亲核替换反应和亲核加成反应。X型、K型活性染料在碱性介质中和纤维素纤维化学反应是纤维素负离子替换染料活性基团上卤素原子亲核替换反应 活性染料在染色过程中除了和纤维反应外，也能和水发生水解反应，使染料失去活性。因为染料对纤维直接性，使吸附在纤维上染料浓度较高，而且纤维素负离子活性较大，所以染料和纤维间反应占主导地位。2.1.3活性染料染色过程活性染料染色过程包含上染（吸附和扩散）、固色和皂洗后处理三个阶段。活性染料染色时，染料首先吸附在纤维上，并扩散进入纤维内部，然后在碱作用下，染料和纤维发生化学结合而固着在纤维上，此时，在纤维上还存在未和纤维结合染料，应经过皂煮、水洗等后处理，将这些浮色洗除，以提升染色牢度。活性染料分子结构比较简单，在水中溶解度较高，在染液中以阴离子状态存在，染料和纤维素纤维之间范德华力和氢键力较小，染料对纤维亲和力较小，上染率低。在浸染或卷染时，为提升染料上染百分率，降低染色污水色度，通常要加大量盐促染。染液中盐用量增加，染料上染速率和上染率也增加；但盐用量过大，会使溶解度低活性染料发生沉淀，同时也将加重对环境污染。活性染料和纤维反应通常是在碱性条件下进行。常见碱剂有烧碱、磷酸三钠、纯碱、小苏打等。染色时，应依据染料反应性选择合适pH值。pH值太低，染料和纤维反应速率慢，即固色速率慢，对生产不利；碱性增强，染料和纤维反应速率提升，但染料水解反应速率提升更多，染料固色率降低。反应性强染料，可在碱性较弱条件下进行固色；反应性低染料，应采取较强碱进行固色。活性染料固色时，提升固色温度，固色反应速率加紧；温度每升高10，固色反应速率可提升23倍。但温度升高，水解反应速率提升愈加快，水解染料百分比将上升，固色率降低。同时，温度升高，平衡上染百分率降低，也影响固色率。所以，固色时必需选择合适温度，在要求时间内，使染料和纤维充足反应，取得较高固色率。对于反应性高染料，固色温度应低些；对反应性低染料，固色温度应高些，不然应延长固色时间。(活性染料上染速率及固色速率曲线见下表)(实线代表上染率 ,虚线代表固色率)图2-1活性染料上染速率及固色速率曲线从上图能够看出，固色率比上染率低，这是因为上染在纤维上染料不能完全和纤维反应而固着在纤维上，在纤维上还有未和纤维键合染料及水解染料，这些未固着在纤维上染料应在后处理过程中洗除，不然会影响染色产品牢度。32.1.4活性染料染蛋白质纤维染色方法活性染料染蛋白纤维制品时，通常见毛用活性染料，可染得其含有超级耐洗牢度毛纺织品。这类染料含有反应性强、固色率高、色泽鲜艳、耐光和耐牢度好等优点。但这类染料移染性较差，不易匀染，而且染料价格贵。活性染料染蛋白纤维制品时，通常采取浸染方法，可用散毛、毛条、绞纱、织物和成衣染色。因为蛋白质纤维存在鳞片层，阻碍了染料向纤维内部扩散，所以蛋白质纤维染色通常在沸染条件下进行。染色时染液中含有染料、硫酸铵、醋酸、匀染剂、元明粉等，硫酸铵用量为4%，醋酸用量为0.5%2.4%，匀染剂1%2%。染液为弱酸性，然深色时，pH值可低些。在50开始染色，逐步升温至沸，沸染时间3090min,染毕降温至80，换清水，加氨水调pH值至8.5，在80保温处理15min,以洗除未固着染料。2.2 酸性染料酸性染料色泽鲜艳，色谱齐全分子中含有酸性基团，如磺酸基、羧基等，易溶于水在水溶液中电离成染料阴离子。酸性染料和直接染料相比，分子结构比较简单，分子中缺乏较长共轭系统，对纤维素纤维缺乏直接性，通常不能用于纤维素纤维染色，而部分结构比较复杂酸性染料，在一定程度上也能上染纤维素纤维，染色牢度低。酸性染料可在酸性、弱酸性或中性染液中上染蛋白质纤维和聚酰胺纤维。依据染料化学结构、染色性能、染色工艺条件不一样，酸性染料可分为：强酸性浴染色染料、弱酸性浴染色染料和中性浴染色酸性染料。三种酸性染料性能比较见表2-1。表2-1三种酸性染料性能比较项目强酸性浴染色酸性染料弱酸性浴染色酸性染料中性浴染色酸性染料分子结构较简单较复杂较复杂溶解度大较小较小颜色鲜艳度好较差较差匀染性好中较差湿处理牢度较差很好很好染浴pH值244667染色用酸硫酸醋酸硫酸铵或醋酸铵强酸性浴染色酸性染料因匀染性好又称为匀染性酸性染料，弱酸性浴染色酸性染料和中性浴染色酸性染料能耐羊毛缩绒处理有称为耐缩绒性酸性染料。2.2.1酸性染料染色原理 蛋白质纤维中含有氨基和羧基，在水中氨基和羧基发生离解而形成两性离子：+H3NWCOO-，当溶液在某一pH值时，纤维中电离氨基和羧基数目相等，纤维不带电荷，这一pH值称为该纤维等电点。羊绒等电点为pH值为6.5。当溶液pH值在等电点以下时，纤维中-NH3+含量高于-COO-，纤维带正电荷；当溶液pH值在等电点以上时，纤维中-COO-含量高于-NH3+，纤维带负电荷。强酸性染料结构简单，分子量较小，和纤维范德华力和氢键力较小，染料和纤维结合关键是离子键结合。酸性红G是强酸性染料，其结构式为：强酸性染料对纤维染色时，存在染色饱和值，该值相当于按纤维中氨基含量计算所得数值。在酸性较弱时，纤维上-NH3+数量较少，纤维带正电荷少，染料和纤维分子间库仑引力较小，染料上染速率和上染百分率较低。伴随酸用量增加，染料上染速率显著提升。强酸性染料染色pH值通常为24，染色时，染液中加入盐，会降低染料和纤维分子间库仑引力，起缓染作用。弱酸性染料分子结构较复杂，染料和纤维之间有较大范德华力和氢键力，若染色pH值在强酸性条件下，染色速率过快，轻易造成染色不匀。所以弱酸性染料染色通常在pH值46弱酸性条件下进行。当染液pH值为等电点时，纤维不带电荷，染料靠范德华力和氢键力上染纤维。上染后，染料阴离子再和纤维中-NH3+成离子键结合。在等电点条件下染色时，加入中性电解质，对染料吸附影响较小，但能延缓染料阴离子和纤维中-NH3+结合，起缓染作用，但作用较小。在羊绒等电点以上染色时，羊绒带负电荷，染料和纤维之间存在库仑斥力，染料经过范德华力和氢键力上染纤维。染料上染纤维后，染料和纤维经过离子键、范德华力和氢键力结合在一起，结合较牢靠，湿处理牢度很好。弱酸性染料染色饱和值，超出按纤维中氨基含量计算饱和值。弱酸性染抖如弱酸大红FG，其结构式： 中性浴染色酸性染料相对分子质量更大，染料和纤维间有较大范德华力和氢键力，染料对羊绒染色在中性条件下进行时，纤维带有较多负电荷，染料和纤维间存在较大电荷斥力，染料阴离子经过范德华力和氢键力上染纤维。染液中加入盐，可提升染料上染速率和上染百分率，起促染作用。染料和纤维结合关键是依靠范德华力和氢键力，结合较牢靠，湿处理牢度很好。2.2.2酸性染料对羊绒纤维染色 酸性染料染蛋白纤维时，染色所用染料和加工方法，应依据产品用途和染色后加工工序对染色牢度影响来选择。染色后进行缩绒加工产品，在染色时应选择耐缩绒酸性染料。 羊绒纤维由鳞片层、皮质层和髓质层组成。鳞片层处于纤维最外层，对染料扩散有很大阻力，所以羊绒纤维纺织品通常在沸染条件下染色，而且染色时间较长。 强酸性染料染羊绒时，染液中合有染料、元明粉、硫酸。染料用量依据颜色深浅而定，元明粉5l0(对染物重)，(96)硫酸24(对染物重)、调整染浴pH值24，染深色时硫酸用量应高些，以取得较高上染百分率。染色浴比1：201：30 。染色时，被染物于3050入染，用30min升温至沸，再沸染4560min，然后水洗。 弱酸性染料染羊绒时，染液中通常含有染料、渗透剂、醋酸，渗透剂有利于纤维润湿、膨化及染料扩散，并有缓染和匀染作用。醋酸用于调整pH值，pH值通常为46，匀染性差染料或染浅色时，pH值可合适高些。弱酸性染料在60以下时，对羊绒上染速率很低其始染温度较高，通常为50。染色时，用30min升温至沸，再沸染4560min,然后水洗。中性浴染色酸性染料染羊绒时，染液中含有染料、元明粉、硫酸铵。元明粉起促染作用，用量5l0(对染物重)，在染色一段时间后加入。硫酸铵调整pH值，用量25(对染物重)，染色时，始染温度为40，用3060 min升温至95，保温染色6090min，然后水洗。2.3 酸性媒介染料2.3.1 酸性媒介染料染色机理 酸性媒介染料含有磺酸基、羧基等水溶性基团，是一类在分子结构中偶氮基邻，邻位置上有-OH、-NH2或-C00H，或在分子末端有水杨酸结构，能和一些金属离子生成稳定络合物酸性染料。其染色条件和酸性染料相同，只是在工艺过程中多了一道媒染剂处理，所以称为酸性媒介染料，也称为酸性媒染染料。如酸性媒染黑A分子结构式为：酸性媒介染料染色时，若不经媒染剂处理，湿处理牢度很差，经媒染处理后，在染料、纤维、金属离子之间生成络合物，从而使染物含有良好湿处理牢度，能经得起煮呢和缩绒加工，耐日晒牢度很高。酸性媒介染料色谱较全，价格廉价，匀染性好，是蛋白质纤维染色关键染料，常见于羊毛中、深色染色。酸性媒介染料染色色泽通常比酸性染料深暗。常见媒染剂是重铬酸钾和重铬酸钠所以，染色后废水中含有铬离子，对环境有污染。 酸性媒介染料染色时，媒染剂处理通常在pH值为34溶液中进行，pH值太低，轻易造成媒染不匀，同时纤维会受到氧化损伤。在pH值为34时，羊绒带正电荷，可吸附重铬酸盐产生Cr2O72及HCrO4，并将它们还原为Cr3+，Cr3+可和进入羊绒纤维中染料络合，在纤维中形成络合物。因染料发色基团参与络合反应，酸性媒介染料在媒染处理前后色泽会发生很大改变。在媒染处理时，为降低羊绒氧化损伤，可采取含有还原性蚁酸、乳酸。重铬酸盐在硫酸存在下，被羊毛中二硫键分解产物或加入还原性有机酸还原为Cr3+，Cr3+和酸性媒介染料及蛋白质纤维中-COO-形成络合物反应以下：K2Cr2O7+4H2SO4+3HCOOH Cr2(SO4)3+K2SO4+3CO2+7H20酸性媒介染料在纤维内部形成金属络合物后，染料和纤维结协力增强，染料溶解度降低，从而使染色牢度提升。2.3.2 酸性媒介染料染色方法酸性媒介染料对羊绒染色方法有预媒染法、后媒染法及同浴媒染法三种。 预媒染法是羊绒先用媒染剂处理，然后再用酸性媒介染料染色。其工艺步骤为：媒染剂处理水洗染色水洗。媒染浴中重铬酸钠15(对染物重)，蚁酸1.5(对染物重)，浴比1：20。在60开始处理，以每分钟1升温至沸，保温处理6090 min。媒染处理是否均匀，直接影响染色均匀性，所以，媒染处理起始温度不能太高，升温速率要慢。媒染处理后，应充足水洗，以免染色时在被染物表面形成色淀，产生浮色。染色时，染浴pH值用醋酸调整，染深色时醋酸用量可高些。染色在4050开始，逐步升温至沸，沸染6090 min。预媒染法即使仿色较方便，但染色过程繁复，染色时间长，能耗大，成本高，应用较少。 同浴媒染法是媒染剂和染料同浴染色。这种染色方法通常是在近中性条件下进行，染料上染、媒染剂吸附及还原、染料和Cr3+组合在染色过程中前后完成。染色时，染液中有染料、重铬酸盐、硫酸铵、元明粉等。染色在4050开始，在4060 min内升温至沸，沸染6090min，然后水洗。同浴媒染法染色时间短，工艺较简单，仿色较方便，对羊绒损伤小，适合于溶解度大，不受重铬酸盐氧化影响，在近中性条件下，对羊绒有较大亲和力染料，但这种染色法适用染料品种较少，染色摩擦牢度较低。这种方法在实际中应用不多。 后媒染法是被染物先在弱酸性(pH值46)条件下，用酸性媒介染料染色后，再用媒染剂处理染色方法。通常是在染浴中加醋酸，使染料被羊绒吸尽后，再加重铬酸盐，所以羊毛铬媒处理和染料和Cr3+在纤维上形成络合物两个反应是同时进行。染色时，将被染物在染料、98醋酸0.52、元明粉10染浴中染色，始染温度50，在45min内升温至沸，沸染半小时。染浴中加媒染剂前，应使染料尽可能充足上染，提升染料利用率同时可避免加入媒染剂后染料产生沉淀，造成色花。所以染色后若染浴中染料较多，可补加适量醋酸再沸染半小时，待染料吸尽后，调整染浴温度至6070，加重铬酸盐0.252.5，升温至沸，沸染3060min然后水洗。后媒染法染色时，被染物颜色只有在媒染处理后才能确定，媒染处理前极难判定被染物颜色是否符合要求，若媒染处理后被染物颜色不符合要求，复染时又需经染色和媒染处理两个阶段，所以仿色困难。后媒染法染色匀透性好，适用染料较多，色谱齐全，染色牢度高。在实际生产中，绝大多数酸性媒介染料全部采取后媒法染色。第三章 常见染色助剂及其性能分析3.1匀染剂及其性能分析3.1.1 Albegal BAlbegal B为黄棕色乳状低粘度液体，是烷基酰胺替换聚乙二醇酯，是一个带有季铵盐和聚氧乙烯醚两性表面活性剂。在染色过程中能和染料形成多个络合物，它有很多方面性能，如润湿、扩散、渗透作用，现有缓染、匀染作用，又有促染作用，合理使用能够达成预期效果。它易溶于水，1 %水溶液pH值为6，耐酸、碱、硬水和电解质，可和多种表面活性剂共用。在蛋白质纤维染色时，Albegal B能和染料生成多个络合物，降低纤维对染料吸附量，当染液温度较低时，它和染料形成胶束而吸附在纤维表面，此时染料和纤维还未结合，在染浴中保持很好移染能力，伴