活性染料,又稱反應(yīng)性染料。為在染色時(shí)與纖維起化學(xué)反應(yīng)的一類染料。這類染料分子中含有能與纖維發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的基團(tuán),染色時(shí)染料與纖維反應(yīng),二者之間形成共價(jià)鍵,成為整體,使耐洗和耐摩擦牢度提高。活性染料是一類新型染料。1956年英國(guó)首先生產(chǎn)了Procion牌號(hào)的活性染料。活性染料分子包括母體染料和活性基兩個(gè)主要組成部分,能與纖維反應(yīng)的基團(tuán)稱為活性基。
活性染料的性能有如下幾個(gè):
1、溶解性
品質(zhì)的活性染料商品應(yīng)用良好的水溶性。溶解度和配制的染液濃度與選用的浴比大小,加入的電解質(zhì)多少,染色溫度以及尿素的用量等因素有關(guān)。活性染料的溶解度差別較大,可參見各論,所列的溶解度是指該染料應(yīng)用時(shí)允許的范圍。應(yīng)用于印花或軋染的活性染料,應(yīng)選用溶解度在100克/升左右的品種,要求染料溶解完全,不混濁,不生色點(diǎn)。熱水能加速溶解,尿素有增溶作用,食鹽、元明粉等電解質(zhì)會(huì)降低染料的溶解度。活性染料溶解時(shí)不應(yīng)同時(shí)加入堿劑,以防染料發(fā)生水解。活性染料溶解度的測(cè)定方法,有真空過濾法、分光光度法和濾紙斑點(diǎn)法。濾紙斑點(diǎn)法操作簡(jiǎn)便,適合工廠實(shí)際使用。測(cè)定時(shí),先配制一系列不同的濃度的染料溶液,在室溫(20℃)下攪拌10分鐘,使染料充分溶解。用1毫升刻度的吸液管伸入試液中部,邊攪拌邊吸放三次。然后吸取0.5毫升試液,垂直滴于平放在燒杯口上濾紙上,重復(fù)一次。待曬干后目測(cè)試液滲圈,濾紙中以無明顯斑點(diǎn)的前一檔濃度作為該染料的溶解度,以克/升表示。有些活性染料的溶液,冷卻后呈現(xiàn)混濁的膠體溶液,滴在濾紙上能均勻滲開,無斑點(diǎn)析出,并不妨礙正常使用。
2、擴(kuò)散性
擴(kuò)散性是指染料向纖維內(nèi)部移動(dòng)的能力,溫度有地染料分子的擴(kuò)散。擴(kuò)散系數(shù)大的染料,反應(yīng)速率和固色效率高,勻染和透染程度也好。擴(kuò)散性能的好壞,取決于染料的結(jié)構(gòu)和大小,分子越大越難擴(kuò)散。對(duì)纖維親和力大的染料被纖維吸附的作用力強(qiáng),擴(kuò)散也就困難,通常靠提高溫度來加速染料擴(kuò)散。染液中加入電解質(zhì),染料的擴(kuò)散系數(shù)下降。測(cè)定染料的擴(kuò)散性能通常采用薄膜法。取粘膠薄膜(玻璃紙)浸入蒸餾水中,浸前厚度為2.4絲,浸漬24小時(shí)后厚度為4.5絲。測(cè)定時(shí)將此薄膜根據(jù)需要疊成一定厚度,壓在玻璃板下去除氣泡。然后夾在中間有橡皮墊圈的兩塊夾板中,其中有一塊夾板中間有一圓孔,染液只能通過此孔向薄膜層里擴(kuò)散,將夾板薄膜浸沒在20℃的染液中靜置1小時(shí),然后取出用水沖洗,觀察染液透染薄膜的層數(shù)和各層染料色澤麥。擴(kuò)散層數(shù)與半染時(shí)間存在一定相關(guān)性,半染時(shí)間短,擴(kuò)散層數(shù)多。
3、直接性
直接性是指活性染料在染液中被纖維吸收的能力。溶解度大的活性染料往往直接性較低,連續(xù)軋染和印花應(yīng)選用直接性低的品種。浴比大的染色設(shè)備如繩狀匹染和絞紗染色,應(yīng)優(yōu)先采用直接性高的染料。軋卷(冷軋堆)染色法,染液是通過浸軋轉(zhuǎn)移到纖維上去的,也以直接性稍低的染料容易得到勻染,前后色差少,水解染料容易洗凈。活性染料的直接性大小用平衡上染百分率(即上色率)或色層分析的Rf值表示。測(cè)定方法(1):纖維材料用漂白絲光的40X40棉府綢裝制品2克。染液濃度0.2克/升,浴比20:1,染色溫度分30℃、80℃兩檔。測(cè)定時(shí)將剪成碎塊的2克織物,投入到已達(dá)到規(guī)定染色溫度的三頸瓶中(避免水分蒸發(fā)),每隔一定時(shí)間,在攪拌中吸取染液2毫升(同時(shí)補(bǔ)入2毫升的水),測(cè)定染液光密度。隨著染色時(shí)間的延長(zhǎng),吸附達(dá)到平衡,染液的光密度值不再發(fā)生變化。此時(shí)的上染百分率,表示該染料的直接性大小。測(cè)定方法(2):紙上層析(新華#3濾紙),觀察各染料斑點(diǎn)上升的高度不同即Rf值不同。Rf值越大,表示染料與纖維素材料的直接性越小;Rf值越小,則表示直接性越大。配制0.2克/升的染料溶液,用毛細(xì)管在濾紙上點(diǎn)樣,曬干后掛在盛有蒸餾水的密閉層析缸中飽和30分鐘,然后使濾紙點(diǎn)樣的一端與水接觸開始層析,待展開劑前沿上升到20厘米時(shí),計(jì)算染料斑點(diǎn)的Rf值。紙上層析法是測(cè)定染料直接性的簡(jiǎn)便方法,但Rf值不完全與染料實(shí)際的性能相一致。
4、反應(yīng)活潑性
活性染料的反應(yīng)性通常是指染料與纖維素羥基反應(yīng)能力的強(qiáng)弱,反應(yīng)性強(qiáng)的染料在室溫、弱堿的條件下即能完成固著,但這反應(yīng)中的染料穩(wěn)定性相對(duì)較差,容易被水解失去染色能力。反應(yīng)性弱的染料需要在較溫度條件下與纖維素鍵合,或使用強(qiáng)堿劑活化纖維紗的羥基,促使染料反應(yīng)固著在纖維上。同一型號(hào)的活性染料反應(yīng)性大致相同,反應(yīng)性的強(qiáng)弱取決于染料活性基的化學(xué)結(jié)構(gòu),其次是染料體與活性基團(tuán)之間的連接基,對(duì)染料的反應(yīng)性也有一定影響。此外,還受pH值的影響,一般pH值增加,反應(yīng)速度了增加。至于溫度,也是影響反應(yīng)速度的一個(gè)因素,溫度增加,反應(yīng)速度就快。溫度每增加10℃,反應(yīng)速度可提高2~3倍。因此,在印花以后,經(jīng)過烘干或汽蒸,便能促使染料與纖維發(fā)生反應(yīng)。
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