活性染料的染色过程简析

活性染料的染色过程包括上染（吸附和扩散）、固色和皂洗后处理三个阶段。活性染料染色时，染料首先吸附在纤维上，并扩散进纤维内部，然后在碱的作用下，染料与纤维发生化学结合而固着在纤维上，此时，在纤维上还存在未与纤维结合的染料及水解染料，应通过皂煮、水洗等后处理，将这些浮色洗除，以提高染色牢度。

活性染料分子结构比较简单，在水中的溶解度较高，在染液中以阴离子状态存在，染料与纤维素纤维之间的范德瓦尔斯力和氢键力较弱，染料对纤维的亲和力较小，上染率低。在浸染或卷染时，为提高染料的上染百分率和染料利用率，降低染色污水的色度，通常要加大量的盐促染。染液中盐的用量增加，染料的上染速率和上染率也增加；但盐的用量过大，会使溶解度低的活性染料发生沉淀，同时也将加重对环境的污染。染液中食盐的用量应根据染色深度、浴比、续缸情况、染料溶解度和染料的亲和力等因素决定。

活性染料与纤维的反应一般是在碱性条件下进行的。常用的碱剂有烧碱、磷酸三钠、纯碱、小苏打等。染色时，应根据染料的反应性选择适当的pH。pH太低，染料与纤维的反应速率慢，即固色速率慢，对生产不利；碱性增强，染料与纤维的反应速率提高，但染料的水解反应速率提高更多，染料的固色率降低。所谓固色率是指与纤维结合的染料量占原染液中所加的染料量的百分比。染料固色率的高低是衡量活性染料性能好坏的一个重要指标。反应性强的染料，可在碱性较弱的条件下进行固色，反应性低的染料，应采用较强的碱进行固色。

活性染料固色时，提高固色温度，固色反应速率加快；温度每升高10℃，固色反应速率可提高2～3倍。但温度提高，水解反应速率提高更快，水解染料的比例将上升，固色率降低。同时，温度升高，平衡上染百分率降低，也影响固色率。因此，固色时必须选择适当的温度，在规定的时间内，使染料与纤维充分反应，获得较高的固色率。对于反应性高的染料，固色温度应低些；对反应性低的染料，固色温度应高些，否则应延长固色时间。对固色时间短的工艺，必须采用较高的固色温度。此外，固色温度的高低还与固色所用碱的强弱和用量有关，在较强的碱性条件下，可采用较低的固色温度。

染液中加入电解质，可提高染料在纤维上的吸附量，从而提高固色率。(www.xing528.com)

活性染料的染色过程，可用活性染料浸染的上染速率曲线表示，如图4-10所示。活性染料在浸染时，常在中性染液中染色一段时间，然后加碱进行固色。在最初染色阶段，染料上染速率较快，以后逐渐减慢，染色约30min时，基本上达到上染平衡，加入碱剂后，染料与纤维发生键合反应的同时，原染色平衡被破坏，染液中的染料会继续上染纤维，最后达到新的平衡。加入碱剂后，上染率增高的程度随染料的直接性而不同，直接性高的染料提高较少，反之则提高较多。

图4-10　活性艳蓝X—BR的上染速率曲线
染色浓度1%，浴比1∶20，染色温度：20℃，固色温度40℃，食盐50g/L，染色30min后加入Na2CO310g/L
1—上染速率曲线　2—固色速率曲线

从图4-10可以看出，固色率比上染率低，这是因为上染在纤维上的染料不能完全与纤维反应而固着在纤维上，在纤维上还有未与纤维键合的染料及水解染料，这些未固着在纤维上的染料应在后处理过程中洗除，否则会影响染色产品的牢度。