任務5.2固色劑及其應用染料在纖維表面的吸附染色過程染料向纖維內部擴散染料在纖維內外固著

染色牢度差染料在紡織品服用過程中從纖維表面脫離

染料固色劑可以使染料和纖維之間更有效地固著的一類化合物,它能改善和提高染色織物的各類牢度《染整助劑及其應用》一、固色劑的作用和要求染料上帶有水溶性基團(直接染料和酸性染料)在染色中，存在水解染料或對未鍵合的染料皂洗不充分染濃色時,染料濃度過高而使染色織物上存在大量末固著染料(活性染料)染色牢度差——改善方法，進行固色處理《染整助劑及其應用》二、固色劑的固色機理（一）固色機理——固色劑提高水溶性染料在纖維上的染色牢度（濕牢度）（1）在織物上生成不溶性色淀，封閉可溶性基團，使織物上的染料遇水不易溶解脫落，達到提高濕處理牢度的目的。但這種固色劑固色后，易使染物的色光發生變化或引起日曬牢度下降。（2）在織物上生成網狀薄膜，以阻止染料脫落。（3）利用固色劑分子中的反應性基團，與染料分子上可反應的基團以及纖維素分子上的羥基交聯，達到提高染料在纖維上的固著效果。（4）利用固色劑與纖維的分子引力（氫鍵、范德華力、配位鍵），增加固色劑的固著強度，從而提高染色牢度。《染整助劑及其應用》（二）提高其他色牢度的固色劑（1）利用固色劑的緩沖能力，使汗液中的酸性物質被中和，防止活性染料與纖維形成的共價鍵斷裂，達到提高汗漬牢度的目的。（如多元醇胺縮合物）（2）利用固色劑中平滑劑的作用，減少纖維表面的摩擦系數，從而提高染色織物的摩擦牢度。（如聚乙烯乳液、經篩選后的硅油）以及能成膜的聚氨酯等）（3）將紫外線吸收劑接枝引入固色劑分子中，利用紫外線吸收基團對日光中紫外線的吸收，防止紫外線對染料結構的破壞，從而提高日曬牢度。（4）利用一些物質的抗氯性或吸氯性，防止活性氯對活性染料偶氮結構的攻擊，從而提高活性染料的耐氯浸牢度和耐氯漂牢度。（一般為抗氧化性的物質或樹脂和多胺類物質，如多元酚、間苯二酚、氫醌、聯苯二酚、多羥基苯甲酸等）——上述兩類物質中，前者大都是酚類化合物，有環保問題。因此耐氯牢度提升劑可選用與活性氯反應好的胺類化合物作為其主體，使用具有環氧基團的陽離子化合物作為連接基與經篩選的胺類化合物反應，既可提高耐氯牢度，又可提高濕處理牢度。《染整助劑及其應用》（三）固色劑應具有的性能（1）具有較強的固色能力，能使織物的有關色牢度明顯提高;（2）染料適應性廣，染料結構對固色效果的影響較小;（3）與纖維的親和力強，在固色浴中吸盡率高;織物經固色劑固色后，不會引起色光變化;（4）在提高有關色牢度（如耐洗色牢度）的同時，不應降低其他色牢度（如日曬牢度）;（5）不影響織物的手感，不引起織物強力下降。《染整助劑及其應用》（四）固色劑的化學結構特征（1）帶有正電荷，易與染料分子的陰離子以離子鍵結合。（2）含有活性基團，能與纖維上的極性基團（-OH，-NH2等）以共價鍵結合；（3）具有反應性交聯基團，能自行交聯成大分子網狀不溶性薄膜；（4）含有與染料具有親和性的結構基團；（5）具有對金屬離子的沉淀作用和配合作用；（6）產品不含甲醛等非環保物質，使用中也不會釋放甲醛；（7）根據需要引入平滑組分、柔軟組分、PH緩沖組分、抗紫外線組分等，從而針對性提高染色織物某些色牢度指標。（8）對織物顏色、手感、強力影響較小。《染整助劑及其應用》三、固色劑的結構種類固色劑非反應性固色劑反應性固色劑陽離子型樹脂型陽離子表面活性劑無表面活性的季銨鹽多胺類縮聚體季銨鹽高聚物反應性陽離子樹脂型季銨化的反應性固色劑聚醚類反應性固色劑《染整助劑及其應用》

提高濕處理牢度的非反應性固色劑的固色機理，一般為封閉水溶性基團和在纖維表面成膜兩種。其主要類型可分為陽離子型固色劑和樹脂型固色劑。（1）陽離子型固色劑:陽離子型固色劑主要通過陽離子與染料分子中的陰離子基團形成離子鍵結合，從而封閉水溶性基團，達到提高濕處理牢度的目的。這類固色劑可分為表面活性劑固色劑和無表面活性固色劑兩類。

①陽離子表面活性劑:在陽離子表面活性劑中，大部分均可不同程度地提高直接染料和酸性染料的濕處理牢度，這一類固色劑有十六烷基氯化吡啶和Sapamin型陽離子表面活性劑，這是較早期使用的固色劑。②無表面活性的季銨鹽:這是一種不屬于樹脂又無表面活性的固色劑。它雖有陽離子基團（季銨基），但無表面活性。這類固色劑可改進直接染料的耐洗色牢度，對色光及日曬牢度的影響較小。這類固色劑和銅鹽混合使用，能顯著提高酸性染料和活性染料的日曬牢度，具有交聯作用的牢度更好，但對織物強力有一定影響。這類固色劑在國內應用較少。1.非反應性固色劑《染整助劑及其應用》（2）樹脂型固色劑:樹脂型固色劑是我國20世紀80～90年代使用量最大的一類固色劑，占固色劑總量的70%～80%，其代表產物是固色劑Y。固色劑Y由于存在甲醛問題，目前已被其他樹脂型的固色劑所取代。

①雙氰胺和甲醛初縮體:即固色劑Y、固色劑M（固色劑Y與銅鹽的絡合產物），由于這兩種固色劑含有游離甲醛和分子結構中存在的N—羥甲基會釋放甲醛，使被處理染色物上殘留的甲醛含量超過規定，對人體和環境造成較大的影響，因此它們的使用越來越少。

②多胺類縮聚體:由多乙烯多胺、雙氰胺等多胺類化合物或與其他化合物縮聚而成的高聚物，呈陽離子性，既具有網狀結構，又可與陰離子染料生成大分子化合物，可提高染色織物的濕處理牢度，也可提高活性染料的濕熨燙牢度，用量和固色條件基本同固色劑Y。《染整助劑及其應用》③季銨鹽高聚物:

這類固色劑由帶有季銨基的烯烴（如單烯丙基二甲基氯化銨和二烯丙基二甲基氯化銨）聚合而成的高聚物、均聚物，或與其他單體共聚而成的共聚物。借助高分子樹脂的成膜性和高分子鏈上的陽離子基團達到固色的目的。這類固色劑是水溶性的，尤其適用于活性染料，處理過的織物色光鮮艷，耐氯牢度好，耐曬、耐汗漬牢度好，并能保護活性染料不受酸性大氣的影響，但較高溫度的水洗牢度較差。《染整助劑及其應用》(3）溶膠—凝膠固色劑:

這是一種新型固色劑，尚處于科研階段。其固色機理是因為納米溶膠易于進行化學或物理改性，通過浸軋或浸漬處理并經干燥后，在紡織品表面形成一層薄而透明的金屬或非金屬氧化物薄膜，對織物上的染料起錨固的作用，從而提高染料的色牢度。《染整助劑及其應用》反應性固色劑通常是在固色劑分子中引入了反應性基團，最常用的反應性基團為環氧基，一般通過環氧氯丙烷引入。這類固色劑除了有反應性基團可以與纖維交聯外，其固色機理往往還是通過陽離子基團封閉水溶性的陰離子基團和樹脂成膜來實現。常見的反應性固色劑有以下幾類:（1）反應性陽離子樹脂型固色劑:將二乙烯三胺與雙氰胺的縮聚物與環氧氯丙烷反應，得到的反應性固色劑具有如下特點:①相對分子質量大，可與棉纖維以范德華力結合。②分子中的亞氨基可與金屬絡合染料形成配位鍵。③分子帶正電荷，可與染料陰離子形成離子鍵。④分子中帶反應性基團，可與纖維形成共價鍵。因此，該固色劑不僅可使直接染料、酸性染料的染色牢度得到提高，而且對色光無明顯影響。2.反應性固色劑：《染整助劑及其應用》

（2）季銨化的反應性固色劑:常用三甲胺、二乙烯三胺等與環氧氯丙烷的縮合物，是目前國內市場使用較多、制造較方便、色牢度不甚優良的固色劑。但由于其帶有陽離子基團，同時又能與纖維交聯，能使纖維素纖維改性，達到提高染料上色率、減少染浴中無機鹽的加入量、減少污水處理負擔的功效。是實現無鹽或低鹽染色，提高染料吸盡率的有效手段。《染整助劑及其應用》（3）聚醚類反應性固色劑:

含有兩個或兩個以上羥乙基及羥基的化合物，如多乙醇胺、多羥基萘，在催化劑存在下可縮合成聚醚，再與環氧氯丙烷反應，可得到屬非離子性的聚醚類反應性固色劑。該產品在水中有一定溶解度，自身能交聯成大分子網狀結構，可與染料構成大分子化合物，并由于環氧基的活潑性在纖維與染料之間起“架橋”作用，使染料與纖維結合更加牢固，從而能顯著改善直接染料、酸性染料、硫化染料的濕處理牢度，而且不影響產品的色光和手感。《染整助劑及其應用》

弱酸性染料染錦綸中、深色時，濕處理牢度較差，需固色處理。曾經采用單寧酸和吐酒石二浴固色，雖然可以改進濕處理牢度，但往往色光萎暗，且操作繁瑣。如一浴固色，則存在濕處理牢度不過關和對鐵質的吸附變色問題。為了改進這些缺點，一般采用改性單寧或合成樹脂進行固色。改性單寧——是將天然單寧酸經改性加工而成，使天然單寧酸的缺點有所改善;3.錦綸固色劑《染整助劑及其應用》但現在常用的是稱為合成單寧的陰離子型聚合酚型樹脂。因二羥基二苯砜對錦綸的親和力較好，若以其為母體，引入磺酸基并使其與甲醛縮合，增大相對分子質量，即為錦綸固色劑。經該固色劑處理錦綸織物后，能在纖維表面附著一層高分子膜，達到提高錦綸織物濕處理牢度的目的。且固色處理對織物的色光和手感的影響較少，即使后整理使用柔軟劑處理后，固色效果也不會降低。另外，也有使用非離子型樹脂作為固色劑的報道，如前面提到的聚醚型樹脂類固色劑。4、濕摩擦牢度提高劑顏色深度——顏色越深，牢度越差染料性能色淀的存在影響濕摩擦牢度的因素化學鍵結合物理吸附染料在纖維上硅