染料基础知识:硫化染料

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  硫化染料是一类分子结构比较复杂的含硫染料。一般是由某些芳胺、氨基酚类等有机化合物与硫磺或多硫化钠一起加热,即硫化而制成。

硫化染料大多不溶于水,在染色时,需溶于硫化钠或碱性保险粉溶液还原成隐色体,再经纤维吸收后氧化而显颜色。

 

 

一、硫化染料概述

硫化染料自1873年第一次制造用于纤维素纤维染色以来,已有一百多年的历史,它的生产工艺比较简单,一般是由芳胺类或酚类化合物与硫磺或多硫化钠混合加热制成的。成本低廉、使用方便、无制癌性,具有良好的水洗牢度和日晒牢度,是一类大众化的染料。但由于它是一类水不溶性的染料,染色时,它们在硫化碱溶液中被还原成可溶性的隐色体钠盐,染人纤维后,经过氧化成为不溶状态固着在纤维上,因此染色工艺复杂,而且在强碱性条件下不能用于羊毛、蚕丝等蛋白质纤维。

所以硫化染料多用于纤维素纤维的染色,特别是棉纺织物深色产品的染色,其中以黑、蓝两种颜色的应用最广。

 

 

二、硫化染料的染色机理

硫化染料还原溶解配成染液,形成的染色隐色体被纤维素纤维吸附,经空气氧化处理,使纤维素纤维显现所需颜色。其化学反应式为

D-S-SO3Na  +  Na2S→D-SNa  +  Na2S2O3

硫化染料母体对纤维没有亲和力,其结构中含有硫键(一S一)、二硫键(一s—S)或多硫键(一Sx一),在硫化钠还原剂作用下被还原成硫氢基(一SNa),变成溶于水的隐色体钠盐。隐色体对纤维素纤维有很好的亲和力的原因是染料的分子较大,进而与纤维之间产生较大的范德华力和氢键作用力。

 

 

三、硫化染料的分类

硫化染料发展至今可分为四大类:

1、粉状硫化染料

染料结构通式:D-S-S-D,一般需用硫化钠沸煮,溶解后应用。

2、水解性硫化染料

染料结构通式:D-SSO3Na,这类染料是用亚硫酸钠或亚硫酸氢钠处理传统硫化染料而成,染料中含水溶性基团,故呈水溶性,但染料中不含还原剂,对纤维无亲和性,一般采取悬浮体轧染方式施加在织物上。

3、液体硫化染料

染料结构通式为:D-SNa,含一定量的还原剂,将染料预还原成可溶性的隐色体。

1936年以前,硫化染料是以粉状剂型作为其商品形态的,使用时将粉状硫化染料与硫化、,纯碱水溶液共热至沸使其溶解。1936年,美国的约翰·勒·克利斯特制得了预还原好的、相当稳定的硫化染料浓溶液,并取得了专利,这就是现在众所周知的液体硫化染料。

4、环保型硫化染料

在生产过程中精制成染料隐色体,但含硫量和多硫化物量远低于普通硫化染料。该染料纯度高,还原度稳定,渗透性好,同时在染浴中采用葡萄糖和保险粉的二元还原剂,既能还原硫化染料又能起到环保作用。

 

 

四、硫化染料的染色过程

硫化染色过程可以分为下列四个步骤:

1、染料的还原

还原溶解硫化染料比较容易,常用硫化钠作为还原剂,它还起碱剂的作用。为防止隐色体被水解,可适当的加入纯碱等物质,但还原浴碱性不能过强,否则染料还原速率变慢。

2、染液中的染料隐色体被纤维吸附

硫化染料的隐色体在染液中以阴离子状态存在,它对纤维素纤维有直接性,能吸附在纤维表面并扩散进入纤维内部。硫化染料隐色体对纤维素纤维的直接性较低,一般采用小浴比,同时加入适当电解质,在较高温度下可使上染速率提升,匀染性和透染性得到改善。

3、氧化处理

硫化染料隐色体上染于纤维后,必须经氧化,才能显示出所需的颜色。氧化是硫化染料染色后的一个重要步骤。对易氧化的硫化染料染色后经水洗和透风就能被空气氧化,即用空气氧化法;对一些不易氧化的硫化染料,则采用氧化剂处理以促进氧化。

4、后处理

后处理包括净洗、上油、防脆和固色等。硫化染料染后一定要充分水洗,以减少织物上残留的硫,防止织物脆损,因为染料中的硫及硫化碱中的硫易在空气中氧化生成硫酸,对纤维素纤维会引起酸水解而降强,使纤维脆损。因此可用防脆损剂处理,如:尿素、磷酸三钠、骨胶、醋酸钠等。为提高硫化染料的日晒和皂洗牢度,可在染色后进行固色。固色处理的方法有两种:金属盐类处理(如:重铬酸钾、硫酸铜、醋酸铜及这些盐类的混合物)和阳离子型固色剂处理。

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