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1、 活性染料用于真丝织物染色研究进展核心提示：活性染料色泽鲜艳,色谱齐全,价格低廉,是唯一的一类能与真丝以共价键结合的反应性染料,活性染料应用于真丝染色的应用前景看好。总结了活性染料用于真丝绸织物的染色原理和研究成果，指出了活性染料用于真丝绸织物染色存在的主要问题及发展方向。真丝绸由于具有良好的光泽、卓越的悬垂性、加上触感缓和柔软，穿着轻便舒适，同时吸湿性、透湿性、通气性良好，历来被称为纤维之王。丝绸的抗紫外线作用、与皮肤良好的生物相容性以及穿着时具有的保健功能越来越受到重视。真丝绸传统的染色方法是采用酸性或酸性媒染染料进行染色，另外有时也采用直接染料染色。采用弱酸性染料染色，其染色织物色泽虽鲜
2、艳，但牢度比较差；而中性染料染色织物牢度虽然较好，但色泽不够鲜艳；直接染料主要用于弥补酸性染料色谱不全的缺陷，而且主要用在深色方面。目前无论是国内市场还是国外市场，对真丝绸的色牢度的要求愈来愈高，因而用酸性染料或酸性媒染染料染色，往往达不到要求。活性染料色泽鲜艳，使用方便，色谱齐全，价格低廉，是唯一的一类能与真丝纤维以共价键结合的反应性染料，其共价键的键能远大于氢键、范德华力，因而应用活性染料染真丝织物，有望从根本上解决真丝绸的染色性能。活性染料颜色鲜艳，染色牢度高，能适应蚕丝产品对鲜艳度的要求。由于真丝染色温度高时，容易造成纤维擦伤，所以用活性染料染真丝一般宜选用反应性较高的活性染料。在真丝
3、染色中能获得较好效果的活性染料有二氯均三嗪型、二氟一氯嘧啶型等。因为反应性较高的染料可以在较低温度下染色，不但工艺简便，而且能避免真丝针织物因高温染色产生“灰伤” 。由于真丝纤维大分子上的支链以及主链分子两端含有自由的酸性基团（如COOH）和碱性基团（如NH2） ，使蛋白质分子既像酸又像碱一样能电离，因此真丝纤维具备两性性质。真丝纤维在等电状态时，纤维除呈现完全不电离的形式，主要是分子中羧基和氨基同时离解和接受质子的形式存在，1 活性染料染真丝的原理此时纤维本身表现中性。活性染料在弱酸性、中性或弱碱性条件下都能上染真丝纤维，在弱酸性条件下，活性染料主要通过氢键、范德华力和离子键与纤维结合，湿处
4、理牢度较差；在中性条件下，染料与纤维除通过氢键和范德华力结合外，还有少量的共价键结合；在弱碱性条件下，染料和真丝纤维中的-OH、-NH2 发生反应，主要通过共价键与真丝纤维结合，湿牢度好于中性条件下染色的。由于丝纤维耐碱性较差，因此染色时 pH 值不宜太高，一般控制在 9 左右，否则会影响真丝的光泽和手感。活性染料在酸性条件下（等电点以下）与真丝结合如下图所示：在酸性浴中，带有阴电荷的活性染料可与真丝纤维以离子键发生结合，这是酸性浴中活性染料上染真丝纤维的主要原因。在酸性条件下仍有氨基与真丝纤维的共价反应，但真丝纤维上的氨基1含量很低（0.2 mol/kg） ，故酸性条件下的共价键结合有限。在
5、碱性浴中染色，主要是真丝纤维上的氨基和羟基氧负离子与染料分子中活性基团的亲核取代（或加成）反应，以共价键结合。碱剂的加入有利于真丝纤维-NH2 的存在和真丝纤维OH 电离成氧负离子，从而有利于染料与纤维以共价键结合。以二氯均三嗪型染料为例，反应如下： 真丝纤维分子结构相对较单一，反应性基团只有羟基，且羟基须在碱性条件下才能离子化和活性染料发生共价结合，故在酸性条件下很难上染。本世纪初，高洁等人2研究了 K 型活性染料在真丝上染色工艺条件，确定出其染色工艺条件的主要影响因素,以五因素、四水平的正交试验表,全面分析诸多因素对染色性能指标的影响。而新疆大学的徐红3就研究了 X 型活性染料染真丝针织绸
6、，通过对染色后的外观效果、染色牢度、顶破强度等结果的讨论，初步总结了 X 型活性染料用于真丝针织绸的染色。随后，尤克菲4对真丝织物经壳聚糖处理后用 KE 型活性染料染色的工艺进行了探讨，研究了 pH 值、温度、壳聚糖脱乙酰度、浓度等的影响因素，结果表明 pH 值 4.6、温度 85，染料上染真丝的固色率较高，提高处理液中壳聚糖的浓度或脱乙酰度能增加活性染料对织物的固色率，壳聚糖处理对皂洗牢度及摩擦牢度影响较小。2004 年，浙江工程学院的沈一峰5对双活性基活性染料 真丝绸染色工艺进行了研究，探讨了双活性基活性染料在真丝绸染色中各工艺因素的影响。谢维斌和董玮等人6-7采用活性染料对真丝进行染色，
7、比较了中性浴和弱碱性浴催化染色与常规染色的上染率和固色率。研究表明，中性条件下催化染色的固色率与常规碱性条件下染色相当，中性条件下催化染色可提高 K 型、KN 型活性染料在真丝上的固色率，减轻废水污染，保护真丝的光泽和机械性能。2007 年东华大学项伟等人8采用实验室自制有机硅季铵盐改性剂 HSQA 对真丝织物进行改性，选取 3 只双活性基活性染料对改性真丝织物进行染色，以期通过改性整理提高双活性基活性染料对真丝织物的上染率、固色率和染料利用率，同时降低盐用量，减少废水排放。实验结果表明，改性真丝织物用双活性基活性染料染色时，其上染率及固色率均比未改性织物有很大提高，盐用量则可减少至原来的 1
8、/3。董玮9-10 则选取 3 种叔胺类化合物(烟酸、异烟酸、吡啶)，利用 HPLC 对它们与活性红 K-2G 的反应性能进行了测试，并对其在真丝绸中性浴染色中的催化效果进行了研究，结果表明：叔胺类化合物与 K 型活性染料的反应性能是决定真丝绸催化染色效果的重要因素，经叔胺类化合物处理后，活性红K-2G 对真丝的上染率及固色率均有提高，且染色织物的各项牢度指标符合服用要求。前年，南通大学化学化工学院的陈美云11则探讨了 SDE 活性染料对真丝绸的染色工艺，讨论了多种工艺因素对染色的影响。研究结果表明，真丝绸染色最佳的工艺为：碳酸氢钠 24 g/L，元明粉 4060g/L，固色温度为 8090，
9、固色时间 45 min，染色真丝绸具有良好的染色牢度。而高晓红12采用尤纳素系列活性染料染真丝绸，探讨了 pH 值、元明粉用量、固色温度和固色时间等因素对染色效果的影响。结果表明，尤纳素系列活性染料染真丝绸的上染率、固着率和总固着效率均较高，且各项染色牢度也较好，最佳染色工艺为：元明粉 80 g/L，pH 值 8，室温入染，升温至 80，保温固色 4560 min。2008 年苏州大学张德锁13就采用端氨基超支化合物季铵盐 (HBP-HTC,表面富含季铵盐阳离子)对真丝织物进行阳离子改性处理，研究了改性真丝织物的活性染料染色性能，结果表明，经 HBP-HTC 改性的真丝织物在无盐促染下有效地提
10、高了活性染料的上染能力，并获得了较好的匀染性，但对其色牢度和色光略有影响。此后，华琰蓉14采用一种自制的端氨基超支化合物（HBP-NH2）对真丝绸进行改性处理，研究了 HBP-NH2 质量浓度、改性处理温度和 pH 值对改性真丝绸活性染料染色性能的影响。在较优处理工艺下HBP-NH2 5 g/L，温度 90，pH=9对真丝绸改性处理并采用活性染料染色，结果表明，经HBP-NH2 改性的真丝织物，染色性能明显提高，耐摩擦色牢度、耐洗色牢度以及匀染性能令人满意。此后，南通纺织职业技术学院的唐菊15等人通过分析固色碱剂种类及其用量、中性盐用量、染温度等因素对双活性基染料在蚕丝织物染色中的影响，初步探
11、讨该染料在真丝织物上的键合性能。得到了该染料对真丝染色较对棉的条件温和得多，在温度为 80、pH 值为 9.0 时，对真丝有较好的染色效果，且能满足生产需要的牢度指标。最近，相关科研工作者16研究了企业常用的活性染料在丝绸染色中的各项染色性能。其中包括染色温度，染色 pH 值，盐的用量等因素对活性染料上染丝绸的影响，并测定了多种活性染料的染色牢度，为工厂大试生产提供理论依据。而苏州经贸职业技术学院的周家伟等人17在沈一峰18研究的基础上采用正交试验法对 X 型、KN 型、B 型、RGB 型活性染料用于真丝织物冷轧堆染色的工艺进行了探讨，得出了较为适宜的染色工艺条件，通过选择合适的活性染料并控制
12、适当的工艺条件将有利于真丝织物冷轧堆工艺的实际应用。3 活性染料用于真丝染色存在的问题（1）活性染料染色的深染性问题。真丝活性染料染色的深染性问题一直是丝绸印染生产深感困惑的难题，特别是特黑、深藏青、深红等色泽，往往色泽深度达不到要求而不确认,由此还带来坚牢度不够的弊端。近年来，我国相继开发了一些深染性较好的活性染料，特别是黑色品种。例如活性黑 KN-GZRC、EF-ZBG、EF-ZBR 等，已被推广应用，比过去的活性黑 KN-B 有很大的提高，而且 KN-GZRC 还加工成颗粒型，乌黑度较高，溶解性好，无粉尘飞扬。（2）活性染料与助剂配套问题。活性染料的印染要获得更好的效果，除了活性染料的本
13、身结构这一最重要的因素外，助剂的配套、印染技术的改进也是十分重要的。例如选用适当的助剂可以改善染料的上染性、固色率，改善真丝纤维的深色性。选择染料的配套助剂非常重要，国内比国外的工作投入的较少。（3）活性染料的溶解性问题。活性染料的溶解性能一直为印染生产所关注。因为它直接影响着印染绸的质量。国产的活性染料与国产的直接、酸性、中性染料一样存在一些差距，一些染料品种溶解之后总有一点残渍，溶解也不如国外活性染料容易，有待于国内一些染料制造商进一步改善活性染料的品质。（4）真丝绸活性染料印染目前还处于起步的阶段，还有问题需解决。如大浴比的染色重现性，浅色的色花问题，传统真丝绸印染设备与活性染料工艺需求
14、不配套的问题等。（5）由于在碱性条件下，染液中吸附在纤维上的活性染料也能与水中的氢氧根离子发生亲核取代反应或亲核加成反应，生成水解活性染料，使其不能再与纤维发生键合反应，从而造成染料的浪费。碱性过高水解比例增加，所以需要控制染浴的 pH 值。反应性高的染料，固色温度低。中性电解质具有促染和提高固色率的作用，但过量的电解质的加入会使染料发生聚集或沉淀。浴比越小上染率越高，固色率越高。而过小则会影响匀染性。4 小结我国为丝绸大国，丝绸因其独特的优美色泽和穿着舒适性，受到了消费者的喜爱，消费市场潜力巨大，用绿色环保性活性染料对真丝纤维进行染色，把现代化科技应用于丝绸工业，具有很高的实用价值。5 参考
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