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活性染料的配伍性探讨
摘要：活性染料的拼色染色以其可靠的染色结果得到广泛应用。用滤纸渗圈实验得到雅格素BF—RR黄染料的扩散性能最好，通过测定各支染料的特征值S、E、F、R来评价活性染料的配伍性，根据S、E、F、R的结果得出科华3BSN红、科华3RS黄、雅格素BF—BRN蓝3种染料的配伍性最好，并用这3支染料拼色、染色后测试总色差(△E)、明度差(△I)、红绿差(△a)、黄蓝差(△b)分别为2．125、1．180、0．678、一1．631，并分析了各支染料配伍的特点及色光的走向。
活性染料配伍一般是以活性基相同，色泽不同的染料复配而成。复配后可获得着色量高、提升率优异，易染得深浓色的活性染料。用于竭染工艺，其染色重染性好，表现在染色温度、浴比、时间发生波动时仍能染得深浓的颜色，可在40～100℃的常温下染色，也可在130。C的高温下染色。
复配型活性染料具有许多优越性能。它能拼制出特定的色泽，而且染同样的色泽时，采用拼色染料比单色染料经济。更重要的是，它既能提高应用性能对温度、电解度和浴比的敏感性，也能提高牢度性能，因此它的发展前景非常广阔。
1实验部分
1．1实验试剂与仪器
科华3BSN红、科华3RS黄、雅格素BF—KR红、雅格素BF—RR黄、雅格素BF--BRN蓝、宜兴M--3RE黄、宜兴M一2GE蓝、汽巴克隆FNR蓝，722S可见分光光度计、DATAFIASH100型电脑测配色、CS101．2型电热鼓风干燥箱。
1．2实验方法与内容
1．2．1滤纸渗圈实验
用微量移液管将科化3BSN红染料(5g／L)定量、定距离，垂直滴一滴在滤纸上，让其在滤纸上自然渗化，待自然干燥后，测定它的渗圈直径的大小。其机理是：不同染料的亲和力存在着差异，亲和力大的在与滤纸接触过程中易被吸附，渗圈直径就小；反之则大。渗圈直径的大小可反映出染料拼色性能的好坏。然后依次测定其他7支染料的渗圈直径大小。
12．2染色试验
用科华3BSN红等8种染料对棉布进行染色，染色工艺及条件如下：
染料(对织物重)／X1
工业盐／g/L4O
纯碱／g/L15
染色温度／℃4O
染色时间／min30
固色温度／c80
固色时间／min60
浴比1：40
在不同时间段取样测上染率，取样点如图1所示
1．2．3S、E、F、R值的测试
s值．力口碱前的上染率(一般为加盐30min后的上染率)；
E值：加碱剂后的最终上染率；
F值：皂煮后最终的固色率；
R值：(固色速率)用加碱剂10min后的固色率。
s、E、F、R值是通过上染率和固色率得出，所以分别测试每种染料的上染率和固色率。

(1)上染率的测定
按染色试验的工艺配制好染液，电解质在染色前加入，而后加入布样(经温水浸泡一段时间)。开始染色的5min内，要勤加翻动，在规定的染色温度内染30min后升温至规定的固色温度，加入所需的碱剂，取出织物后测定残液的吸光度。用分光光度计测定该染液的最大吸收波长，用最大吸收波长测定容量瓶中的染液的吸光度A0，则染料在纤维上的吸附百分率为：
(2)固色率的测定
皂片／g/L2
纯碱／g/L2
浴比1：40
温度／℃95
时间／min10
按如上处方分别配制A、B两个相同的染浴，放入同一水浴中。A染浴不加入试样，但其操作与B染液相同。当B染液中的试样开始皂煮时也向A染浴中加入相同数量的皂片，经1omin后，取出A染浴并冷却至室温，然后冲洗至一定体积，在其最大吸收波长处测其吸光度AA。
B染浴加入试样，按规定条件皂洗，皂洗完后取出试样水洗烘干。然后将洗涤液、皂煮液和染色残液合并，冲稀至一定体积，在其最大吸收波长处测其吸光度AB。
固色率的计算如下：
1．2．4染料配伍性试验
染浴1：雅格素BF—KR红、雅格素BF～I黄、雅格素BF—BRN蓝组合；染浴2：雅格素BF—KR红、雅格素BF—RR黄、汽巴克隆FNR蓝组合；染浴3：科华3BSN红、科华3RS黄、雅格素BF—BRN蓝组合；染浴4：科华3BSN红、宜兴M一3RE黄、宜兴M一2GE蓝组合。取8块相同重量的布样a1、b1、a2、b2、a3、b3、a4、b4，在染浴1中加入电解质后先投入a1，15rain后再加入b1，染色35min后加碱．固色35min；其他染浴用同样方法分别上染a2，b2，a3，b3，a4，b4，染色完成后经水洗、皂洗、水洗、烘干处理，以备测试用。
工艺配方：
雅格素BF—KR红(owf)／0．06
科华3BSN红(owf)／0．06
雅格素BF—RR黄(owf)／％0．06
宜兴M--3RE黄(owf)／0．012
雅格素BF--BRN蓝(owf)／0．012
科华3RS黄(ow1)／0．06
宜兴M一2GE蓝(owf)／0．012
NaC1／g8
Na2C03／g4
浴比1：40
固色温度／℃6O
1．2．5色差的测定
首先打开电脑测色系统，预热30rain，再将标准白度板放到观察孔上，通过校正程序进行校正。然后将待测色样a1样放到观察孔上，通过测色程序测得标准样的三刺激值，以测试的标准样的试样校正得到底资料；然后将需要比照的色样b1样作试样，以等条件下比色，得到试样与标准样的总色差(AE)、明度差(△I)、红绿差(△a)、黄蓝差(△b)。
2结果与讨论
2．1滤纸渗圈试验

从表1中可看出染料性能的变化趋势。雅格素BF—RR黄的渗圈直径最大，为32mm，其主要是由于雅格素BF—I黄染料的分子较大，分子量也较大，染料的立体结构较复杂，所以在与纤维分子接触过程中不易于吸附而具有较好的扩散性；雅格素BF—KR红的渗圈直径最小，为2Omm，其主要是因为雅格素BF—KR红的染料立体结构简单，分子量和分子都较小。染料渗圈直径大，其扩散性能好，拼色性能也好；反之则其扩散性能和拼色性能差。在拼色时，渗圈直径相同或相近的染料可以相互拼混，在连续轧染过程中不易产生竞染现象而导致前后色差。
2．2各种染料的上染曲线和固色曲线
2.3染料的S、E、F、R值
S值表示在中性盐存在下染料达到第一次平衡的上染率，反映染料对纤维的亲和力或直接性高低，宜兴M-2GE的S值最高，在有电解质和温度40℃条件下，30min后它的上染量最多，即它对纤维素纤维的亲和力和直接性高，而s值最低的是科华3BSN红。s值过高或过低都会使匀染性及透染性变差，从而容易造成染花现象，对于S值高的染料，可通过分批加盐、控制染色温度和时间来增加移染，提高匀染效果。
E(Exhaustion)值表示加碱后染色终点时染料的上染率，第二次上染程度可以从E—S求得，S和E—S值的大小关系着第一次上染和第二次上染的匀染性和上染量。最终上染率较高的是科华3BSN红、汽巴克隆FNR蓝、宜兴M一2GE蓝等，虽然科华3BNS红的S值较低，但加入碱剂后，由于提高了染液的pH值，使纤维素阴离子浓度迅速增加，因此固色率迅速增加，随着固色率的增加，纤维的上染百分率(吸附和固色染料的总和)也相应迅速增加，最终达到吸附平衡。对于s值小、E值大，两者差超过30的染料，如科华3BSN红，加碱后容易引起染色不匀，这时不能通过移染来提高匀染效果，必须通过分批加碱才有可能获得匀染。
F(Fixation)值代表染料的固着率，是染色物洗去浮色后测得的染料固着率。固色率始终低于竭染率是因为在固色的同时，染料还要发生水解，部分水解染料也吸附在纤维上，这就是染色物上的浮色。
R(Reactivity)代表染料的反应性，表示加碱剂(10min)时的固色率与最终固色率的比值，可粗略的反映染料的反应性，科华3RS黄和宜兴M一3RE黄的固色速率都较快。加碱以前，染料基本上以Dye-X(X为活性基)原始状态存在，加碱后由于提高了染液的pH值，使纤维阴离子浓度迅速增加，染料逐渐形成两种新的形式Dye一0一cell(与纤维键合的染料)和Dye—OH(水解的染料)。在纤维上主要以Dye—O—Cell形式为主，所在固色速率迅速提高。
2．4染料配伍的测试结果
(1)表中列出各组拼色的△E、△L、Aa、△b值。△E(△E总色差，由△L、Aa、Ab决定)值越小说明拼色组合在连续轧染中的一致性综合表现越好。△I值为正时，说明连续染色时色光易走浅，为负则易往深里走。Aa值为正时，色光易往红光方向走，为负则易走绿。Ab值为正时色光易走黄，为负值时易走蓝。而且走向的程度要看此数据的绝对值的大小，绝对值越大说明走向的程度越大，色光变化越明显。

(2)从试验的结果看出，2、3两组的综合△E值相对要小。说明这几种组合拼色进行连续轧染时，前后色光一致性相对较好既这几种染料的配伍较好。
(3)从Aa、Ab值分析，总体上Ab值的负值较多，说明染料上染普遍以黄为先。黄光上染较快，其次是蓝光，在灯箱中比较a样和b样，很明显，a比b黄光偏重。
(4)对于宜兴M型染料的配伍性能，从△E值可看出，△E色差值均偏高，这说明该染料的配伍性能较其它染料要差一点。对于雅格素BF型染料△E值较大，从构成△E的细化数据分析看，主要是由于Ab较大，导致△E值偏高，说明这组染料中主要是以黄光上染较快。从测量的数据看出，△E值较高是因为Ab和△L绝对值偏高的缘故，黄光上染快，明度比较高，色光往红蓝光方向走多。从这可进一步说明要充分掌握染料的上色规律，保持色光的一致性。
3结论
(1)在所讨论的几支染料中，雅格素BF—RR黄扩散性能最好，扩散直径为32rnIn，雅格素BF—KR红的扩散性最差，扩散直径为2Omm。扩散性好，拼色性能也好，在实际的拼色应用中，渗圈测试法是比较准确的。
(2)用特征值s、E、F、R来判断活性染料的配伍性，这种方法简单、可行，一般的印染厂都可以做到，有推广意义。本方法减少了工作量，能抓住上染过程的关键点，基本上能反映染料上染的特点。在选择染料的组合时科华3BSN红、科华3RS黄、雅格素BF--BRN蓝这3种染料的配伍性能最好，评价结果是通过数值比较得到，更具有科学性。
(3)在讨论实验结果和评价配伍性时，一定要注意实验条件，根据不同的浓度、色光来掌握染料不同的上色规律性，对一组新的染料可通过此方法来初步探讨其配伍性能和上色规律。