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1、染 整 设 计 实 验 报 告浙江理工大学材料与纺织学院轻化工程专业学生： 班级： 实验指导教师：一、实验名称：棉织物的染色二、设计性实验目的及要求 1、了解双活性基团染料在棉织物上的染色性能并设计棉织物活性染料染色工艺，包括染料选择、染色处方与工艺参数。 2、掌握活性染料固着率测定方法。 3、要求大要技术指标：耐水洗牢度4级、干摩擦牢度4级、湿摩擦牢度3级三、实验设计原理及方案 本实验选用双活性染料染棉布，对于活性染料：1、活性染料是由染料母体、反应性基团和桥基三部分组成。双活性基染料是一个染料大分子中含有两个相同的活性基团（KD型、KE型）或两个不同的活性基团（M型）。增加了染料与纤维羟基
2、反应的机会，特别是引入不同的活性基时，不仅反应性强、固色率高、色泽浓艳的有点，而且能发挥两类活性基团的长处。其染色温度一般为40-60，固色温度60-80。由于本实验在水浴锅内染色，升温较慢，且温度较难调节，染色时染色和固色问题选着一致。2、活性染料对纤维的染色是一种化学反应，是纤维与染料之间的共价结合。纤维素纤维在中性介质中是不活泼的，只有当纤维素纤维在碱性介质时，才能与活性染料起共价结合。但是PH太高，染料水解速率大于固色速率反而对固色不利一般PH在10-11左右较好。一般可选用碳酸钠调节。3、由于活性染料直接行较差，所需促染的食盐或元明粉的用量较多，一般50-70g/l。由于活性染料水解
3、反应和固色反应同时进行，染色后需皂煮去除未固着染料。综上，活性染料染色基本配方为：染色处方皂煮配方染料(owf)%1浴比1:30净洗剂1g/l元明粉（g/l）50温度65Na2CO31g/l碳酸钠（g/l)15时间60min温度：95 浴比：1：50热水洗 冷水洗皂煮95 10min棉布升温冷水洗65 1h染料元明粉碱要达到最佳固色率，应从不同温度、碱剂种类、碱剂用量、促染剂种类、促染剂用量及不同浴比这几方面去删选。本实验以活性红和科华素红两种染料入手，删选出两种染料最佳上染条件。、温度影响实验。名称及方案处方一处方二处方三处方四处方五染料(owf)%11111元明粉（g/l）50505050
4、50碳酸钠（g/l)1515151515温度（)6065707580条件浴比1：30，时间：60min、元明粉用量名称及方案处方一处方二处方三处方四处方五染料(owf)%11111元明粉（g/l）5060708090碳酸钠（g/l)1515151515温度试验后，活性红最佳温度70，科华素好红最佳温度：65条件浴比1：30，时间：60min、食盐用量名称及方案处方一处方二处方三处方四处方五染料(owf)%11111食盐（g/l）5060708090碳酸钠（g/l)1515151515温度试验后，活性红最佳温度70，科华素好红最佳温度：65条件浴比1：30，时间：60min 、浴比名称及方案处方
5、一处方二处方三处方四染料(owf)%1111元明粉（g/l）50505050碳酸钠（g/l)15151515浴比15202530温度活性红70，科华素好红：65时间60min 、碱剂用量名称及方案处方一处方二处方三处方四处方五染料(owf)%11111元明粉（g/l）5060708090碳酸钠（g/l)1515151515温度试验后，活性红最佳温度70，科华素好红最佳温度：65条件浴比1：30，时间：60min、碱剂对比名称及方案染料(owf)%元明粉（g/l）碳酸钠（g/l)碳酸氢钠（g/l）温度（)处方一15015最佳温度处方二15015最佳温度四、所用仪器、材料、药品1、仪器：数显恒温水
6、浴锅HH-6、染杯、移液管（10ml）、胖肚移液管（10ml）、容量瓶（500ml、25ml）、温度计、吸球、电子天平、玻璃棒、药匙、SPC22分光光度计2、材料：半漂棉布（2g/块）3、药品：科华素红3BSN、活性红、元明粉、Na2CO3、NaHCO3、食盐五、实验操作步骤1、活性染料染色：10min65计时干布投入半漂棉布10min 搅拌 加1/2元明粉染杯（按处方配置好染液，先不加碱和元明粉） 热水洗，冷水洗少量水多次洗涤皂煮取出，冷水洗涤（少量多次）30min10min 10min加1/2元明粉 加碱 注：皂洗配方：净洗剂：1g/l； Na2CO3：1g/l ；温度：95 ；浴比：1：
7、50 将染色残液，洗涤剂，皂煮液合并定容至500ml取5ml定容到25ml,测其吸光度。2、固着率的测定打开分光光度计，先用蒸馏水调零。测三号四号处方染液最大吸收波长。从500nm开始，以10nm为梯度依次增大测其吸光度。当吸光度突然减小时，以2nm为梯度依次减小回测吸光度。直至找到其最大值即为该染料的最大吸收波长。在3号样的最大吸收波长下测1号样的吸光度。在4号样的最大吸收波长下测2号样的最大吸收波长。固着率计算：固着率（%）=（1-An/Ao）An分别为处方1、处方2的吸光度Ao分别为处方3、处方4的吸光度六、结论（结果与讨论）(一)、数据处理1、处方3、处方4最大吸收波长的确定。max（
8、nm）吸光度max（nm）吸光度5000.2815420.3745100.3315440.3745200.3615460.3735300.3685480.3725400.3745500.369 表1.处方3染液不同波长下吸光度值由右图可知，处方三染液的最大吸收波长为542nm.max（nm）吸光度max（nm）吸光度5000.2845420.3765100.3555440.3775200.3635460.3765300.3675480.3745400.3755500.370表2. 处方3染液不同波长下吸光度值由右图可知，处方三染液的最大吸收波长为544nm.从理论上，处方3与处方4为同一染料母
9、液配制的不用处方，其最大吸收波长应相同。试验中出现了微小差异，可能是由于不同助剂的加入使其最大吸收波长发生了一定偏移。2、固色率的计算处方吸光度固色率（%） 处方10.17652.94 处方20.3682.387 表3.处方1，2的吸光度及固色率值计算举例：处方1吸光度：0.176; 处方3吸光度：0.374;则 固着率（%）=（1-A1/A3）100%=(1-0.176/0.374)100%=52.94%从结果可以看出处方1的固色率远大于处方2的固色率。从两块织物颜色上也可明显看出，处方一所染的布样一颜色明显深于布样二。两处方的差异仅仅是碱的种类，从而说明了碱的种类或是加入后溶液的PH对染料
10、的固着率有很大影响。Na2CO3 加入后固着率优于NaHCO3，由于加入量相同，可以得出，染色时PH较高，固着率较好。(二)、实验过程分析及误差分析1、活性染料上染纤维素纤维过程分析 活性染料与其他染料在上染过程中最大的不同就是在吸附和扩散的同时还会发生与纤维的键合反应（固色）及水解反应。染料水解后虽可以继续发生吸附和扩散，但失去了与纤维共价结合的能力，是染料的固色率下降，因此在纤维素纤维染色时，应在近中性上染，待达到或接近吸附平衡后再加碱剂。随后提高染料的PH值，使纤维素的羟基容易解离成阴离子，加快染料和纤维的固色反应。这样不但可以减少染料在染浴中水解的几率，提高固色率，而且还会获得良好的匀
11、染及透染效果。在加碱前，染料基本上以Dye-X(X为活性基)原始状态存在，加碱后，染料逐渐形成两种新的形式Dye-O-Cell(与纤维键合的染料)和Dye-OH(水解的染料)。纤维上的染料以Dye-O-Cell为主，其次为水解的染料。2、活性染料水洗作用所有的活性染料都存在着固着部充分，在纤维上留下大量水解染料的缺点，水洗目的为取出未固着的染料、盐及碱，是染色织物的PH接近中心。水洗过程一般包括冷水洗、热水洗、皂洗、热水洗、冷水洗。冷水洗、热水洗：稀释阶段，近可能的从织物上去除盐、碱及纤维表面未固着的染料，这样可使下一阶段的皂洗更有效。皂洗：促使纤维内部未固着的水解染料扩散到纤维表面，同时解吸
12、到洗涤液种。提高温度不但可以提高水解染料的扩散速率，还可降低水解染料的亲和性，提高染料的解吸速率。皂洗后热水洗：进一步冲淡、去除粘附在纤维上的染料溶液，使最后干燥时织物上未固着的染料量尽可能少。时间部超过10min。冷水洗：基本除尽粘附在纤维上的染料溶液。3、活性染料固着率的影响因素、染料本身染料的反应性及反应性比：染料的反应性越强，其固色反应速率快，但固色效率不一定提高。只有反应性比值（即染料与纤维的反应速率与其水解速率的比值）越大，固色率才越高。染料的亲和力与直接性：活性染料一般是简单的酸性或直接染料，具有较低的直接型和良好的扩散性。活性染料的亲和力或直接性越高，在一定条件下吸附到纤维上的
13、染料浓度越高，越有利于染料和纤维的反应，固色效率和固色速率都可提高。扩散性：染料扩散性好，在一定时间内和纤维的羟基阴离子接触的几率也高，固着率也高。本次实验所用为双活性染料，反应性比较强。要保证其固色效率，应提高染料与纤维的反应速率，降低染料水解速率。由于无法得知所用染料的具体结构，较难判断其直接性和扩散性。、染色条件影响、PH值：随PH增高某些染料的连接基会阴离子化，降低了染料的反应性，且Cell-O-/OH-比值在PH高到一定程度后会减小，影响固色速率和固着率。一般，活性染料固色PH以10-11较合适。碱性太强，水解染料会增多，固着率会降低。本实验中Na2CO3碱性大于NaHCO3。可维持染料PH值在10.5左右。而NaHCO3可维持染料PH在8.4左右达不到最佳固色
