还原染料（氧化染料）

还原染料染色机理是什么

二。原则：1。还原染料的结构和分类。还原染料在结构上可分为靛蓝染料和蒽醌染料。靛蓝是靛蓝染料中应用历史最长的一种。其他靛蓝染料包括卤素衍生物、异构体和具有硫茚骨架的硫靛蓝衍生物。靛蓝染料的颜色体系是由一对电子供体和受体通过相同的乙烯基连接而形成的。这种交叉共轭的颜色系统被称为H型发色团。蒽醌还原染料有很多种，其中最简单的是氨基蒽醌衍生物。蒽醌本身呈淡黄色，引入氨基后形成电子给体-受体显色体系，产生深色效果，如还原红5GK。蒽醌还原染料中，多环酮类染料结构复杂。大致有两类——蒽醌基稠环染料(两个或两个以上蒽醌环被氮杂环稠合，如还原蓝RSN产率最高)和蒽酮类稠合化合物(如芘-蒽-酮结构还原金橙G、蒽醌-酮结构还原黄G、紫蒽骨架还原亮绿FFB、异紫蒽骨架还原亮紫3B等)。).多环酮染料属于环多烯发色团。对于很多染料来说，羰基被还原形成无色，不影响发色团的共轭键长。反而有些染料由于羟基的供电作用，呈现深色效果。例如，还原黄G的无色溶液是蓝色的，还原金橙G的无色溶液是蓝红色的，还原蓝RSN染料是蓝红色的，无色碱性溶液是蓝色的。2.染色特性及机理还原染料不含水溶性基团，故不溶于水；染料分子结构大，芳环共面性好，对纤维素纤维亲和力大，所以初染率高，迁移性差，容易出现染色不均匀。主要用于棉、粘胶等纤维的染色。染色方法主要有无色染色(浸染)和悬浮染色(轧染)；染色织物的湿处理牢度很好，大部分染料具有较高的耐光牢度，是目前各种商业染料中广泛使用的高档染料。该还原染料分子在共轭体系中含有至少两个羰基，在还原剂的作用下被还原成烯醇结构的隐色酸。无色酸可溶于碱性溶液并被纤维吸附。吸附在纤维上的隐色体(染料的可溶性钠盐)在酸和氧化剂的作用下，回到原来的不溶于水的羰基(醌或酮)状态，被固定在纤维内部。染在还原隐色体上的纤维素纤维，通过范德华力和与纤维的氢键作用，以阴离子的形式吸附在纤维表面，然后扩散到纤维内部。3.还原条件：还原染料在还原剂的作用下被还原，溶液呈碱性时生成无色；当溶液呈酸性时，会产生无色酸。隐铬酸在水中的溶解度很低，隐铬酸的形成不利于染色，所以还原必须在碱性条件下进行。保险粉是还原染色中常用的还原剂。保险粉在烧碱中有很强的还原能力，几乎所有的还原染料都能被保险粉还原。烧碱染料被还原生成无色，保险粉还原过程中生成的酸性物质被中和。在碱性条件下，保险粉按下式反应放出电子，染料接受的电子被还原为无色：S2O4 2- 4OH— 2SO32— 2H2O 2e。异常还原现象：a .过度还原现象：正常情况下，被还原染料分子结构中的羰基没有全部还原。如果还原溶液的温度过高或烧碱-保险粉的浓度过高，会造成过度还原。过度还原会降低无色的直接性，改变染料的色调。当碱不足，继续过度还原时，染料会失去亲和力。b .脱卤：分子中含有卤素基团的染料在高温下还原时容易脱卤。从而改变色调并降低耐氯牢度。c .分子重排现象：染料还原后，如果烧碱用量不足，部分染料会重排。分子重排后，即使加烧碱也很难恢复正常

D.水解现象：具有酰胺结构的还原染料在高温和高碱浓度下水解，改变了色光、染色性能和染色牢度。e .结晶现象：如果隐色染料的溶解度低，浓度太高，隐色染料可能结晶沉淀，不能正常染色。注意：如果溶解不良，可增加水量或适当提高温度，使沉淀物或晶体重新溶解。隐色体遇到钙镁离子，会产生不溶性的钙镁盐，所以还原染色要用软水。3.减少无色染料的方法。还原隐色染料时，根据染料缔合程度、亲和力、扩散性、染色过程中隐色染料的稳定性(染色温度、NaOH和保险粉用量不同)等因素，有三种染色方法：方法A、方法B和方法C。答：也称热染法和in法。适用于结构复杂的染料。无色体具有大的聚集趋势、高亲和力和差的亮度能量。应该在更高的染色温度(约600)和更高的苛性钠浓度下染色。可以用染色剂代替促进剂。方法B:也称为温法和IW法。这类染料的性能介于A法和C法之间，可在低温(45—500)和低浓度苛性钠下染色。染中深色时，加入适量的促染剂。c:也叫冷染法和IK法。适用于分子结构简单(如氨基蒽醌，在高温强碱介质中易水解)、亲和力低、扩散性好的染料。可在低温(25—300)和碱浓度下染色，染色时应加入染色促进剂。4.悬浮染色法悬浮染色法是将超细粉末状态的还原染料均匀轧染在纤维表面，然后轧染碱性还原剂，使附着在纤维表面并扩散到纤维内部的染料还原溶解，并在纤维内部固色。悬浮染色能使染料渗透更深，匀染性更好，不受上染率不同的影响。能改善环染现象，特别适用于原织物染色。但要求还原染料要磨得很细(——)才能达到超细粉的状态(基本没有粒径大于2m的大颗粒，大部分在0.5-1微米之间)，否则容易产生色斑。5.还原染料还原法。是指预先用小容器将还原染料与渗透剂、保险粉、烧碱制成50-60的浓溶液，过滤入缸中进行染色。适用于还原速度慢、溶解度高的染料。b .全浴法。指目前染液中染料的还原方法，适用于不稳定、在浓碱性还原液中溶解度低的还原染料。三、主要实验仪器和染色材料染色杯、量筒、温度计、刻

度吸量管、恒温水浴锅、电炉、烘箱或热定形机、电子天平、灰色样卡、小轧车、聚氯乙烯薄膜还原蓝RSN、还原桃红R、还原金黄RK、还原艳绿FFB、太古油、NaOH、保险粉、氯化钠、扩散剂NNO 操作步骤： （一）还原染料隐色体浸染1.实验处方和工艺条件染色方法 甲 乙 丙染料名称 还原蓝RSN 还原桃红R 还原金黄RK染料（对织物重）/% 2 2 2红油（太古油） 4—5滴 4—5滴 4—5滴NaOH/g?L- 15 9 7.585%保险粉/g?L- 15 12 10NaCl/g?L- 10 20还原温度/0C 全浴50—60 干缸80 干缸45染色温度/0C 60±2 50±2 30±2染色时间/min 45 45 45浴比 1：50 1：50 1：502.染液配制：干缸法：称取染料→加入烧杯中→加太古油→调匀→加少量水→调匀→加入2/3的NaoH和保险粉→加入1/3的水→在规定温度下干缸还原10—15min→加入剩下的1/3NaoH和保险及2/3的水→即配成染浴。全浴法：称取染料→加入烧杯中→加太古油→调匀→加少量水→调匀→加保险粉、NaoH→ 加规定的水→在规定温度下，全浴还原10—15min→即为染浴3.染色步骤： 将染液调到染色温度→投入织物→染色10—15min→加入1/2NacL→再染10－15min→加入剩于的1/2 NacL→续染10—15min→取出织物→均匀挤干→摊开放在空气中氧化15min→水洗→皂煮（肥皂2 g.L－、纯碱2 g.L－、浴比1：30，95℃，10min）→水洗→晾干→贴样。备注：还原染料染色后都要皂煮处理，皂煮目的有二，其一是为了去除聚集在纤维表面的浮色，以增加耐摩和耐洗色牢度；其二是为了获得所需的色光。在隐色体被氧化后，染料只是以其单个分子与纤维素分子相作用而零乱地排列在纤维内部，经皂煮后，染料分子间互成结晶态，而使色光稳定。（二）还原染料悬浮体轧染1．实验处方和工艺条件悬浮液： 还原艳绿FFB 20 g.L－ 扩散剂NNO 1.5 g.L－ 还原液：30％烧碱 50mL.L－85％保险粉 24 g.L－2.工艺流程干布→浸轧还原液（二浸二轧，轧液率70％）→烘干（90℃，3min）→浸还原液→还原汽蒸（浸后立即取出并迅速放入两片塑料薄膜之间，移入烘箱汽蒸，130℃，2min）→空气氧化15min→冷水洗→皂煮→热水洗→冷水洗→烘干备注：汽蒸的目的是提供一定的温度和湿度，使染料在较短的时间内还原渗入纤维内部。 (三)注意事项：1.隐色体染色前试样必须充分润湿后挤干，方能染色；染色时需注意翻动，但翻动不宜过剧，防止保险粉大量分解。2.染色时织物不应露出液面，以防止氧化。3.染色时如发现染浴有氧化趋势，可适量追加少量保险粉。4.悬浮体轧染时，必须干布浸轧五、实验结果及分析讨论（一）贴样（二）分析讨论1.布面的匀染性？透染程度？2.还原染料还原时，保险粉和烧碱的实际用量为何都要大于理论用量？3.还原染料隐色体为何一般适宜在碱性条件下氧化？4.分析隐色体的上染特点，由此易产生的疵病及解决的措施？5.试述影响还原染料换原速率的因素及提高还原染料还原速率可采用的措施。6.还原染料还原方式有几种？如何选用？7.还原染料还原后的隐色体色泽和染料色泽是否一致，为什么？8.从染色结果来分析隐色体染色和悬浮体染色的特点。9.从还原染料染色性能的试验结果分析染料结构与初染、匀染和移染的关系。10.染浴中保险粉浓度过高会造成什么后果？

还原染料的还原染料染色过程

还原染料染色时，可采用浸染，卷染或轧染。一般纱线及针织物大都用浸染，机织物大都用卷染和轧染，一般都包括下述四个基本过程。 染料的还原过程，也就是还原染料隐色体的生成过程，一般都是在碱性介质中进行的。在还原染料的分子结构中都至少含有两个羰基（=C=O），它们在强的还原剂连二亚硫酸纳（俗称保险粉）的作用下，羰基被还原成羟基（－OH）。保险粉化学性质非常活泼，在碱性条件下即使温度很低，也可产生较强的还原作用，从而使还原染料被还原为隐色酸。Na2S204 + 2H2O －→ 2NaHSO3 + 2[H]2=C=O + 2[H] —→ 2 ≥C-OH反应中生成的羟基化合物就是染料的隐色酸，它也和染料一样不溶于水，但可溶于碱性介质中，成为隐色体钠盐溶液。由于隐色体钠盐不常呈现染料原有的颜色，故被称为隐色体：≥C-OH + NaOH－→ ≥C－ONa + H2O在用保险粉-烧碱法进行染料还原溶解时，应掌握好烧碱、保险粉的用量和还原温度，才能使染料正常还原，否则会使染料产生过度还原或水解以及分子重排等不正常的反应，致使染液破坏，色泽萎暗，染色牢度降低。2.隐色体上染还原染料经保险粉、烧碱还原溶解成隐色体钠盐后，即对纤维素纤维产生直接性，先吸附于纤维表面，然后再向纤维内部扩散而完成对纤维的上染。由于染液中含有大量电解质，对纤维的直接性较大，故上染纤维的速率较快，染料的移染性能较差，往往不易染匀。因此，在上染过程中可加入少量缓染剂，如平平加0、牛皮胶等。闷凯历[O] 上染纤维的隐色体需经空气或氧孙稿化剂氧化，转变为原来的不溶性还原染料并回复原来的色泽，其氧化反应如下：≥C－ONa －→ >C=O由于不同类型的还原染料有不同的氧化性能，故应对氧化条件进行适当选择，如用空气氧化，或使用双氧水、过硼酸钠氧化等。 隐色体染色是把染料预先还原成隐色体，在染浴中被纤维吸附，然后再进行氧化、皂洗的一种染色方法。它可分为浸染、卷染和轧染等，多用于浸染和卷染。隐色体浸染适用于纱线染色，卷染法染色透芯程度差，有白芯现象。根据染料性质不同，可采取不同的还原方式。(1)干缸法：在浸染染色时，有的染料还原速度较慢，必须采用较为剧烈的条件来提高染料的还原速率，这种还原方法称为干缸法。干缸法还原是先将染料用少量水和太古油或拉开粉调成稀蚂搜浆，然后加入适量温水和规定量的烧碱、保险粉，在规定温度下还原10～15min，待染料充分还原后再经过滤加入含有烧碱、保险粉溶液的染缸中，并冲稀至所需浓度进行染色。由于还原时用水量极少、相当于提高了烧碱、保险粉浓度，加快了染料的还原速率，使还原反应正常完成。(2)全浴法：这种还原方式适用于还原速率较快的还原染料。其方法是直接将染料放入染槽内，加入规定量的烧碱及保险粉，使染料还原，还原10～15min后即可进行染色。若对这类染料采用较为剧烈的还原条件，则易造成染料的水解或过度还原，影响染色成品质量 将不溶性染料配成稳定的悬浮液，浸轧在织物上，再经固色处理的染色方法。

还原染料还原的方法

还原染料染色时，先在碱液中经还原作用变成可溶性的隐色体钠盐而为纤维素纤维吸着，再经过氧化，恢复成原来的不溶性染料