阳离子染料(cationic dyes)是纺织染料的一种。阳离子染料可溶于水。

中文名

阳离子染料

外文名

cationic dyes

优势

强度高、色光鲜艳

用途

腈纶纤维染色

别名

碱性染料和盐基染料

出现

20世纪50年代

产品类型

阳离子染料可按应用性能和化学结构类型两种分类方法分类。按应用性能中国将现有的染料分为普通型、X 型和M型。按化学结构是依据染料分子中阳离子电荷与染料发色团共轭体的组成形式不同分为隔离型和共轭型两种。

(1)隔离型阳离子染料:染料分子中的正电荷通过隔离基和染料的发色团的共轭体系相连接,正电荷是固定在季铵盐的氮原子上。阳离子染料的特点是给色量稍低,色光不十分鲜艳,但耐热、耐晒、耐酸碱,稳定性好。例如阳离子红GTL(C.I.碱性红 18 (C.I.11085)(英文名称Cationic Red GTL),其结构式如下:

阳离子染料

阳离子红GTL为暗红色粉末,溶于水,呈暗红色,在浓硫酸中呈红光橙色,稀释后成红色,染腈纶呈暗红色。采用N-乙基苯胺羟乙基化,氯化,氨化;2-氯-4-硝基苯胺重氮化与上述氨化物偶合,再经甲基化,过滤,干燥制得。用于腈纶及其混纺织物的印染,也可用于改性腈纶、涤纶的染色,和醋酸纤维织物的印花。

(2)共轭型阳离子染料:染料分子中的正电荷是染料发色团共轭体系的组成部分,正电荷不是固定在某个原子上,而是可以移域的。这类染料的特点是色泽鲜艳,着色力高,但耐晒牢度中等。例如阳离子黄X-6G(C.I.48056)(英文名称Catinic Yellow X-6G) ,其结构式如下:

阳离子染料

阳离子黄X-6G为棕黄色粉末,微溶于冷水和热水,印染腈纶呈艳绿光黄色。采用1,3,3-三甲基吲哚啉乙醛与对氨基苯甲醚缩合,经过滤,干燥制得。用于腈纶及其混纺织物的印染,也可用于醋酸纤维,聚氯乙烯纤维和改性腈纶纤维的印花。

产品介绍

阳离子染料(cationic dyes)

纺织染料的一种,又称碱性染料和盐基染料。溶于水中呈阳离子状态,主要用于腈纶纤维染色。也可与蛋白质分子以盐碱相结合。

可溶于水,在水溶液中电离,生成带阳电荷的有色离子的染料。染料的阳离子能与织物中第三单体的酸性基团结合而使纤维染色。是腈纶纤维染色的专用染料,具有强度高、色光鲜艳、耐光牢度好等优点。

阳离子染料染色工艺及方法

腈纶根据散纤维、丝束、纱线、毛条等不同形式可在相应的设备上染色。织物可在绳状染色机、卷染机或轧染机上进行。

纯腈纶织物都采用浸轧或卷染。染色时始染温度宜在玻璃化温度以下,以70℃左右为宜。然后缓缓升温至沸,染色约1h。染淡色时,起染温度要低,升温时间可长些,染浓色时,起染温度可高点,升温时间可短些。染淡色可在3Omin左右,染中色、浓色可在60~90min。

染浴可由染料、醋酸、醋酸钠、缓染剂、无水硫酸钠等组成,各助剂的用量可根据染色之深浅而有所不同。染色时先将染料用使用量一半的醋酸调匀,加水调成浆状后加沸水使染料溶解,然后将其他助剂及剩余醋酸加到染浴中,再将溶解好的染料滤入染浴内,搅匀后即可染色。染色后进行降温,其降温速率要缓慢,过快会影响手感。染色后即可进行水洗,有的也可进行柔软处理,以增进手感。

染色时间对染料的扩散及是否上染充分有很大的关系,时间短,易造成环染,影响染色牢度,可根据所染色泽来确定染色时间。

除浸染和卷染外,涤腈混纺织物多采用轧染,其工艺包括汽蒸法和热熔法两种。

1.浸染

染色处方(纯腈纶织物浸染艳红色):

阳离子嫩黄7GL(500%) 0.12%

阳离子艳红5GN(250%) 2.40%

醋酸(98%) 2.50%

醋酸钠 1.0%

无水硫酸钠 8.0%

匀染剂TAN 0.5%

染色浴比 1:40

75℃始染,1℃/min升温至85℃,保温染色15min,然后以1℃/2min升温至95℃,保温染色20min,再以1℃/4min升温至100℃,沸染45~60min,最后在20~30min内缓慢降至50℃出机。上述染色方法也称为控制升温法,是浸染染色中最常用的染色方法,适用于常压不连续浸轧机、绞纱染色机、液流染色机、平幅无张力卷染机等染色设备。

浸染染色中,还有一种恒温染色怯。恒温染色法是在腈纶的玻璃化温度以上、沸点以下的温度范围内选择一个适当的温度,作为固定的恒温染色温度。在此恒温下,用45~90min基本完成染料的上染,接着在沸点作短时间处理,使染料完全固着,达到最高的染色牢度。采用此法染色的关键是要选择一个合理的恒温上染温度,在这一温度下,腈纶投入染浴染色时并无突然上染的现象,但在整个恒温过程中染料是在不断地上染。当恒温阶段结束时,纤维的上染率最好能达到80%以上,这样就可快速升温到沸点以使染料固着。采用恒温染色法不易染花,得色均匀,容易操作,而且染色时间短,故在实际生产中应用较多。

2.卷染 卷染染液的组成与浸染相似,除含有染料外,还有醋酸、醋酸钠、元明粉、阳离子缓染剂等。染料的溶解法和染液配制与浸染亦类同。60℃开始染色,染色4道后升温至98~100℃,沸染8O~90min,再热水洗、皂洗、热水洗、温水洗。所用设备应以能自动调节张力的等速卷染机为好,使织物在染色过程中所受张力尽可能小,否则会影响织物手感。

3.轧染 轧染染色主要用于腈纶丝束、毛条及腈纶混纺织物。腈纶织物受热容易变形,所以很少采用轧染。轧染工艺有汽蒸和热熔法,本节主要介绍涤腈混纺织物的热熔染色。

热熔法轧染涤腈混纺织物一般是将分散染料和阳离子染料同浴,即一浴法轧染。由于商品分散染料中含有大量的阴离子型分散剂,能和阳离子染料结合,使染浴不稳定,因此一般是将阳离子染料先制成分散型阳离子染料,使分散型阳离子染料和分散染料同时分散在水中。分散型阳离子染料热熔染色工艺与分散染料的热熔染色相似,工艺流程是:浸轧→烘干→热溶→后处理。热熔条件是:190~200℃,1~2min。轧染液内含有分散型阳离子染料、醋酸、促染剂、释酸剂、非离子表面活性剂及少量糊料等。加入醋酸是用来调节染液的pH至4~5。由于醋酸易挥发,为使染色过程中pH值比较稳定,一般必须加入硫氰酸铵7~9g/L作为释酸剂。采用尿素和碳酸乙烯酯作为促染剂,可使纤维膨化,有利于染料向纤维内扩散。非离子表面活性剂可提高染液的稳定性和渗透性。少量糊料可防止染料泳移。若在热溶后再进行短时间汽蒸,可进一步提高阳离子染料的固色率。