活性染料染錦綸色澤鮮艷,染色牢度尤其日曬牢度較好,且可與中性染料、弱酸性染料拼染,色譜選擇范圍大。

探討染色機(jī)理,工藝因素對(duì)染色結(jié)果的影響，對(duì)中性浴染色法，酸性浴染色法,以及先中性或酸性后堿性浴染色的實(shí)用性進(jìn)行比較,得出艷藍(lán)色活性染料以中性吸色堿性固色工藝效果為佳,其余活性染料則以酸性吸色堿性固色效果為好。

由于活性染料染錦綸勻染性較差,必須采用合適的染色工藝染色,并添加一定量的勻染劑，以期獲得良好的勻染效果。

1、染色概況及其分析

錦綸纖維的大分子鏈兩端有氨基和羧基,分子鏈中又有大量的酰胺基,具有類似羊毛纖維的結(jié)構(gòu)，錦綸可采用弱酸性染料、中性染料、分散染料、活性染料染色,但染色效果卻不盡相同。 

弱酸性染料染錦綸可獲得鮮艷的色澤,但在染較深色澤時(shí),濕摩和皂洗牢度差。一些鮮艷的藍(lán)、綠品種,如酸性湖藍(lán)A,酸性翠藍(lán)N—G,酸性湖藍(lán)5GM,酸性綠5G,酸性綠3GM等染料染錦綸,其日曬牢度差, 僅2級(jí)左右(按ISO/105B02--19981,8級(jí)標(biāo)準(zhǔn))。染料對(duì)錦綸結(jié)構(gòu)差異造成的染色性能的差異, 容易產(chǎn)生經(jīng)柳緯檔。 

中性染料染錦綸,染料利用率高,容易染深色，得色高,色牢度好,尤其是日曬牢度，但中性染料色光發(fā)暗,色澤不鮮艷，由于染料對(duì)錦綸的親和力高,染色初期上色快,移染勻染性差,某些含有銅,鉻,鎳等金屬離子的染料,用在出口產(chǎn)品上也受到一定限制。 

分散染料染錦綸勻染性好,對(duì)錦綸品質(zhì)差異所造成的染色不勻現(xiàn)象,具有良好的遮蓋性。

缺點(diǎn)是:

(1) 染深色比較難,只能染中淺色。

(2) 色澤不夠艷麗,染品色光亮度較差。

(3) 在高溫干熱條件下,熱遷移性大,染中深色織物濕摩擦和皂洗沾色牢度差,尤其是日曬牢度與滌綸相比,普遍下降,許多染料品種甚至無法使用。

(4) 與染滌綸相比,許多分散染料染錦綸,會(huì)產(chǎn)生色光甚至色相變異,得色不純正。

活性染料染錦綸得色較鮮艷,濕摩擦和皂洗牢度良好,日曬牢度除某些深藍(lán)色,黑色染料較差外,大多數(shù)常用中溫型活性染料都較好,而且可以與酸性、中性、分散染料相拼染。因此,采用染色效果好的活性染料染錦綸,可以彌補(bǔ)中性染料色澤萎暗,以及部分酸性染料濕摩擦牢度和日曬牢度差,分散染料熱遷移性大, 色牢度差和色光不夠艷麗等不足,使染料的拼色范圍更加寬廣,色譜更加齊全.其缺點(diǎn)與酸性,中性染料染錦綸一樣,吸附上色速率較快,移染勻染性較差,對(duì)錦綸品質(zhì)差異缺乏遮蓋性,對(duì)染色工藝和染色操作要求比較高。 

2、染色機(jī)理

錦綸纖維分子結(jié)構(gòu)不像滌綸那樣緊密,吸濕能力約為滌綸的1O倍，其在水中玻璃化溫度很低,約45--5O℃,纖維易膨化松弛。錦綸基本結(jié)構(gòu)特征類似蛋白質(zhì)纖維。

活性染料上染錦綸的機(jī)理為:

(1)活性染料分子中含有1,2個(gè)磺酸基,能夠與錦綸分子末端已正離子化的銨基生成離子鍵結(jié)合。

(2)錦綸分子末端氨基具有較強(qiáng)的親核性,可與活性染料的活性基團(tuán)形成共價(jià)鍵結(jié)合(KN型活性染料在酸性浴中不能生成乙烯砜基,所以,在酸性條件下，與錦綸生成共價(jià)鍵結(jié)合的可能性很小)。 

(3)錦綸分子鏈具有線性結(jié)構(gòu),沒有支鏈和大的側(cè)鏈,染料分子容易與纖維分子鏈靠近,染料與纖維之間具有較強(qiáng)的范德華引力。

(4)錦綸大分子鏈中,含有大量能生成氫鍵的酰胺基,染料與纖維之間會(huì)產(chǎn)生較多的氫鍵結(jié)合。 由此可見,活性染料上染錦綸的機(jī)理比活性染料染纖維素纖維,弱酸性染料染蛋白質(zhì)纖維相對(duì)復(fù)雜。 活性染料上染錦綸,除了依靠錦綸分子末端的銨基生成離子鍵結(jié)合外,染料與纖維之間還能產(chǎn)生較多較強(qiáng)的范德華引力和氫鍵結(jié)合力,這對(duì)提高活性染料對(duì)錦綸的吸色上染率,增加得色深度起著重要作用。特別是在吸色后期加堿固色階段,染料與纖維末端氨基之間所形成的共價(jià)鍵結(jié)合,可大大提高染色堅(jiān)牢度。

3、工藝因素對(duì)染色的影響

3.1染色溫度

中溫型活性染料(KN型、M型、B型、A型)在酸性條件下染錦綸,除少數(shù)染料可能與纖維發(fā)生共價(jià)鍵結(jié)合外,基本上是以酸性染料的方式上染錦綸。

大多數(shù)染料對(duì)染色溫度的依附性較大。 

試驗(yàn)結(jié)果表明,染色溫度對(duì)染色結(jié)果的影響主要有以下三方面:

(1)在95-100℃時(shí)染色的上染率***,得色***深,鮮艷度***；低于9O℃時(shí),上染率將明顯下降;低于7O℃時(shí),上染率大幅度下降,而且鮮艷度和勻染性也有所降低。而以活性艷藍(lán)B.RV、KN.R為代表的艷藍(lán)色品種,由于對(duì)錦綸的親和力大,染料的吸盡率高, 染中淺色澤,染液中的染料幾乎可以吸盡,所以染色溫度對(duì)其得色深度的影響較小，但染色溫度降低,得色鮮艷度也呈下降趨勢(shì)。 

(2)由于錦綸在水中的玻璃化溫度低,甚至可以降至室溫,因此,在溫度較低的染浴中,錦綸便會(huì)發(fā)生膨化。而活性染料在酸性條件下,對(duì)錦綸的親和力高, 染料容易被纖維吸附，所以,在染色溫度較低的情況 下,活性染料便會(huì)對(duì)錦綸發(fā)生明顯的染色行為。

KN型、M型活性染料染錦綸時(shí),起始上染溫度低,其在55℃×30min時(shí)的表觀深度,便可達(dá)到95℃×30min染色深度的4O%--5O%,艷藍(lán)KN—R更可達(dá)到85%，中溫型活性染料染錦綸初染上色快,容易產(chǎn)生吸附上色不勻,需低溫起染。

(3)在升溫速率,保溫時(shí)間相同的條件下,染色溫度越高,布面的勻染效果越好。這顯然是由于染溫高, 移染作用大,透染效果好，因此,活性染料染錦綸以95--100℃染色為宜。

3.2染浴PH值

大多數(shù)活性染料只有在酸性浴中染錦綸,才能獲得較高上染率，染浴PH值在4。5時(shí),除個(gè)別染料外,大多數(shù)中溫型活性染料得色***深，PH值＜4時(shí),***終得色深度不會(huì)明顯提高,染色牢度卻有所下降,且手感變粗糙；pH值＞5時(shí),得色量會(huì)顯著變淺,變淺程度隨染料品種而異。活性艷藍(lán)KN.R、艷藍(lán)B.RV等艷藍(lán)色對(duì)錦綸的染色性能不同。染浴pH=7時(shí),其得色***鮮艷純正；染浴pH值＞7時(shí),得色顯著變淺,色光也轉(zhuǎn)暗；染浴pH值＜7時(shí),色光嚴(yán)重變暗,鮮亮的色光完全消失。因此,這些染料只適于中性浴染色。 

3.3染色時(shí)間

活性染料在酸性條件下染錦綸,染料吸附快,上染 能力強(qiáng),在較低溫度下,有較好的上染行為。因此,從室溫到沸染的升溫過程,尤其在7O℃以后,染料上色很快；當(dāng)達(dá)到95℃時(shí),錦綸纖維的表觀深度,一般可達(dá)到平衡染色深度的7O%以上，所以95℃以后,保溫時(shí)間對(duì)***終得色深度的影響相對(duì)較小。

在染色濃度為1%(owf),PH值為5,升溫速率為1.5℃/min條件下染色,隨著在95℃保溫時(shí)間的延長(zhǎng),纖維的得色深度增加,但保溫20min后, 得色深度已趨于平衡,再延長(zhǎng)保溫時(shí)間,纖維的表觀深度不再增加。 

因此,確定染色保溫時(shí)間時(shí),必須兼顧纖維表觀染色深度,以及布面的勻染透染效果和染色牢度。 

3.4染色浴比

KN型、M型等中溫型活性染料在酸性沸染條件下,對(duì)錦綸的上染率都比較高,染中淺色時(shí),腳水的吸盡程度好,浴比的大小對(duì)得色深度的影響相對(duì)較小。

浴比在1:10—1:30內(nèi),得色深度的變化一般不超過5%(活性艷藍(lán)KN—R影響***小,活性紅M一3BE影響較明顯)，由此可見,M型、KN型活性染料,在酸性沸染條件下染錦綸中淺色時(shí),由于腳水的吸盡率高,浴比的大小對(duì)染色深度的影響較小,但仍需注意對(duì)拼色色光的影響。 

3.5勻染劑

M型、KN型活性染料在酸性條件下染錦綸,上色快、勻染性較差,染色時(shí)需加入適量勻染劑。 

3.5.1陰離子型勻染劑

該類勻染劑的勻染機(jī)理是,在酸性染浴中,錦綸末端的氨基會(huì)正離子化而帶正電荷變成銨基, 陰離子型勻染劑在低溫條件下,會(huì)先與氨基形成鹽式鍵結(jié)合。隨著染色溫度的提高,染料分子熱運(yùn)動(dòng)增加,染料會(huì)逐漸取代勻染劑而上染,***終達(dá)到染色平衡。因此,初始染色階段,染料上染緩慢,從而產(chǎn)生緩染勻染效果。 

試驗(yàn)表明,常用的凈洗劑I5、擴(kuò)散劑N和潤(rùn)濕劑 BX等都有較強(qiáng)的緩染勻染性。但由于這些勻染劑會(huì)在氨基染座上部分殘留,所以染色結(jié)果表現(xiàn)為上染率明顯降低,使得顏色明顯變淺，顯然,這類勻染劑適宜 染淺色，染較深色時(shí),必須嚴(yán)格控制勻染劑用量在 0.5g/L以下。

試驗(yàn)還表明,這類勻染劑只有較好的緩染功能,對(duì)界面移染和全程移染缺乏促進(jìn)作用。 

3.5.2非離子型勻染劑

常用的勻染劑平平加O、勻染劑102和勻染劑OP 等對(duì)活性染料染錦綸都具有一定的勻染效果。因?yàn)檫@類勻染劑的分子長(zhǎng)鏈中含有聚氧烷基醚,能與染料分子中的羥基(一OH)、氨基(一NH)等基團(tuán)形成較疏松 的氫鍵結(jié)合，一方面在染液中,會(huì)與染料結(jié)合成松弛的復(fù)合體,使染料的吸附上染受阻,從而起到緩染作用，另一方面,又可增強(qiáng)染料的界面移染和全程移染, 進(jìn)一步促進(jìn)染料的均勻吸附。該類勻染劑用量在 1g/L左右時(shí),對(duì)上染率的影響比陰離子性勻染劑要小得多。 

這類勻染劑的缺點(diǎn)是若染色溫度超過其濁點(diǎn),便會(huì)失去勻染功能。 

3.5.3陰/非離子復(fù)合型勻染劑

將陰離子型勻染劑與非離子型勻染劑按適當(dāng)比例復(fù)配使用,提高其耐溫性,具有取長(zhǎng)補(bǔ)短的協(xié)同效應(yīng), 其勻染效果比使用單一勻染劑好,而且對(duì)上染率的影響相對(duì)也小。

目前,助劑廠家提供的錦綸勻染劑,大多屬于陰/非離子復(fù)合型勻染劑。

選擇錦綸勻染劑時(shí)應(yīng)注意:染色勻染效果要好,對(duì)色光艷亮度影響要小,特別是不能降低得色量。若自行組合復(fù)配,可以采用平平加和擴(kuò)散劑N或平平加和潤(rùn)濕劑BX組合,通過試驗(yàn),找出***配配比,具有較好的實(shí)用效果。 

3.6電解質(zhì)

活性染料染錦綸,當(dāng)染液PH值＞6時(shí),電解質(zhì)(元 明粉或食鹽)對(duì)染料起促染作用,稱為促染劑；當(dāng)染浴的PH值＜6時(shí),電解質(zhì)對(duì)染料起阻染作用,稱為緩染劑。

這是因?yàn)殄\綸分子鏈兩端同時(shí)含有氨基和羧基, 其等電點(diǎn)為5—6，

染浴的PH值在等電點(diǎn)以上時(shí),錦綸纖維末端氨 基(一NH:)正離子化(一NH.)的程度很小,而末端羧基(一COOH)負(fù)離子化(一COO一)的程度卻比較高， 因而錦綸纖維帶負(fù)電荷，此時(shí),染料主要靠氫鍵和范德華力上染；電解質(zhì)的加入,可以有效地抵消錦綸纖維所帶的負(fù)電荷,使陰離子型染料更容易與錦綸纖維 接近,被纖維吸附,從而起到促染作用。 

染浴的PH值在等電點(diǎn)以下時(shí),情況則相反，錦綸纖維中一NH的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過一COO一的含量,而帶正電荷，染料主要以離子鍵結(jié)合而上染，電解質(zhì)的加入,將大大消弱氨基的正電性,使錦綸纖維對(duì)染料的 吸附能力下降,從而起到緩染作用。 

但是,為了獲得較高的上染率,除少數(shù)艷藍(lán)色染料品種外,一般都需要在酸性浴(PH=4-5)中進(jìn)行,所以不需要加入電解質(zhì)。 

某些艷藍(lán)色活性染料,如活性艷藍(lán)KN-R(江蘇泰興),艷藍(lán)B.RV(上海萬得)和艷藍(lán)R(上海雅運(yùn))等, 為了使鮮艷度不受影響,需要在中性浴中或先中性浴后堿性浴染色，若染較深色澤,必要時(shí)可加入14— 25g/L的食鹽或元明粉促染,以提高得色量。 

3.7堿劑

M型、KN型活性染料在中性浴或酸性浴染錦綸,與酸性染料染色基本相同,主要靠染料與纖維之間產(chǎn)生離子鍵,氫鍵和范德華力而上染。

從試驗(yàn)得知,在染色(吸色)后期,染浴中加入適量堿劑(純堿),使染浴PH值保持在1O一1O.5,并保溫適當(dāng)時(shí)間,可以大幅度提高活性染料對(duì)錦綸的染色牢度。

4、染色工藝的選擇

4.1中性浴染色法

大多數(shù)活性染料在中性浴中染錦綸,上染能力弱, 上染率很低,但勻染性較好,可以染淺淡色。然而實(shí)踐表明,錦綸用活性染料染淺色,遠(yuǎn)不如用分散染料染色效果好，因?yàn)殄\綸用分散染料染淺色,吸盡率高,污水中染料殘留少,勻染性和遮蓋性特別優(yōu)良,染色牢度與酸性和活性染料相當(dāng)，而個(gè)別色光艷亮度高的色種,可以選用對(duì)染浴PH值依附性小的弱酸性染料染色,以此來彌補(bǔ)分散染料艷亮度不足的缺陷。

因此,活性染料中性浴染色法實(shí)用性不大。 

部分對(duì)錦綸上染能力強(qiáng)的活性染料,對(duì)錦綸上染能力強(qiáng),在中性浴中 可以很好地上色,不僅可以染中淺色,也可以染較深色。活性艷藍(lán)的得色色光較酸性浴染色法更艷亮純正，其染色牢度與弱酸性染料相當(dāng)或更高，特別是單染嫩黃色和艷藍(lán)色,其日曬牢度明顯高于弱酸性染料。 

但是,這些適合中性浴染色的活性染料由于上染速率較快,存在著勻染問題.采取低溫起染,緩慢升溫,分段保溫,適當(dāng)加快車速,適當(dāng)延長(zhǎng)高溫保溫時(shí)間,以及加入適量勻染劑等勻染措施,可以實(shí)現(xiàn)勻染透染的染色效果。

4.2酸性浴染色法

除對(duì)錦綸上染能力強(qiáng)的嫩黃色和艷藍(lán)色等活性染料適合中性浴染色法外,一般中溫型活性染料,均適合酸性浴染色法。 

但是在酸性條件下,活性染料與錦綸形成共價(jià)鍵結(jié)合的可能性很小,染料主要是以離子鍵、氫鍵、范德華引力上染。這些結(jié)合形式?jīng)]有共價(jià)鍵結(jié)合牢固,因此染較深色澤時(shí),濕摩擦牢度相對(duì)較差，特別當(dāng)染浴 的酸性過強(qiáng)時(shí),錦綸大分子鏈中的酰胺基也會(huì)結(jié)合H﹢ 而正離子化,同樣會(huì)與染料陰離子形成離子鍵結(jié)合而超當(dāng)量吸附染料，這部分染料會(huì)隨著染浴PH值的提高,亞胺基結(jié)合的氫離子脫落,正電性消失而逐漸離解下來,染色的濕摩擦牢度降低，因此實(shí)際染色時(shí),染浴的pH值應(yīng)控制在4.5左右，當(dāng)染較淺色澤時(shí),染后一定要充分水洗,將浮色去除，染較深色時(shí),在充分水洗的基礎(chǔ)上,再用固色劑固色,這會(huì)明顯改善染色濕摩擦牢度，但是固色處理會(huì)影響色光艷亮度和日曬牢度,因此對(duì)固色劑要選擇使用。 

活性染料采用酸性浴(PH值5)染錦綸時(shí),可以與弱酸性染料,中性染料以及不同類型的活性染料拼色, 以擴(kuò)大染料的選擇范圍,彌補(bǔ)色譜的不足,并可獲得染深性,以及更好的染色牢度。 

但是采用不同染料拼色染色前,必須預(yù)先選擇染料的配伍性,嚴(yán)格控制染料用量,避免某一只染料的用量達(dá)到或接近染色飽和值。 

該染色法的染色結(jié)果對(duì)染浴PH值依附性較大, 染浴PH值的波動(dòng),對(duì)色光和得色深度影響顯著，因 此,染浴的PH值要穩(wěn)定在4.5左右。 

值得注意的是,活性染料在酸性條件下對(duì)錦綸吸附上色快,勻染和浮色問題比較突出,所以采用的勻染工藝和用料很重要，具體工藝處方與中性浴染色法基本相同,但應(yīng)注意:

(1) 必須用醋酸調(diào)節(jié)染液PH值至4.5,使染液的酸性由弱到強(qiáng),使染色初期上染緩慢,實(shí)現(xiàn)均勻吸附；

使染色后期有較高的吸盡率,獲得較深的色澤。 

(2)陰離子型或陰/非離子型勻染劑在酸性浴染色法中的緩染勻染效果比中性染色法明顯,但對(duì)得色量的影響也明顯，所以嚴(yán)格控制實(shí)際用量,以免影響得色深度和染色重現(xiàn)性。 

4.3先中性浴或酸性浴后堿性浴染色法

該染色法的***優(yōu)點(diǎn)是染色牢度非常好,為中性浴染色法和酸性染色法所不能比,即使是弱酸性染料的染色牢度,也無法與之相比，另外吸色階段的纖維表層形成的浮色,以及未充分染著的染料,在高溫堿性 固色過程中,會(huì)被較好地洗落,這在一定程度上也提高了色牢度。 

在實(shí)際生產(chǎn)中,必須注意以下幾點(diǎn):

(1) 中性浴或酸性浴染色吸附時(shí)間要充分,要達(dá)到吸色平衡，只有在均勻而充分吸附的基礎(chǔ)上, 才能加入堿劑固色，如果堿劑過早加入,在高溫堿性條件下,會(huì)使染料水解增大,得色量降低。 

(2)固色用純堿量要準(zhǔn)確，酸性浴吸色純堿用量比中性浴吸色要多些,因?yàn)槌泻腿玖吓c纖維反應(yīng)時(shí)生成的酸以外,還要中和吸色時(shí)調(diào)節(jié)PH值的醋酸， 染中深色時(shí),純堿用量要比染淺色澤要多些，因?yàn)轭伾缴?染料與纖維反應(yīng)時(shí)生成的酸越多,消耗的堿劑越多，一般純堿的用量為l5-25g/L,以染色結(jié)束時(shí),殘液PH值在l0.5左右為宜。 

(3)合理控制加堿固色時(shí)間，時(shí)間過短,固色不充分，時(shí)間過長(zhǎng),水解染料增多,降低得色量。染淺色時(shí)固色時(shí)間可短些,染深色時(shí)固色時(shí)間要長(zhǎng)些,通常是 20-40min或 40-60min。

(4)染色結(jié)束后,先溫水去堿,再高溫皂洗,以免造成色淺，染色后顏色經(jīng)高溫皂洗后,色光和深度會(huì)發(fā)生一定變化，這是由于染料在纖維內(nèi)部的分布和存在狀態(tài)發(fā)生變化所致，因此染后高溫皂洗一定要充分,以確保色光穩(wěn)定,良好的重現(xiàn)性。 

(5)由于弱酸性染料不耐高溫堿處理,所以該染色法不宜與弱酸性染料拼染。 

(6)高溫堿性固色處理和高溫皂洗處理,能充分去除纖維上未固著的染料,染色的得色深度，中性浴染色法和酸性浴染色法相比要淺些。 

5、結(jié)束語

用M型、KN型活性染料染錦綸織物,可以選擇采用中性浴染色法或酸性浴染色法,以及先中性浴或酸性浴后再堿性浴染色法，中性浴染色法只適用于對(duì)錦綸上染能力強(qiáng)的嫩黃色和艷藍(lán)色染料,其得色鮮艷,牢度較好，多數(shù)染料適用于酸性浴染色或先酸性后堿性浴染色。

前者吸色率較高,色光較亮,但色牢度較差；后者的色光艷亮度雖不如前者,但染色牢度優(yōu)良，活性染料染錦綸的勻染性和遮蓋性較差,應(yīng)采用勻染劑染色,以獲得較好的勻染效果。 

選擇使用活性染料染錦綸,不但可以彌補(bǔ)中性染料和酸性染料中的一些色譜鮮艷度或色牢度差的不足,還可以擴(kuò)大染料的選擇范圍,且降低染料成本。