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染料基础知识:分散染料▋不含水溶性基团,分子量较低
2018年02月22日 08:25 dyeschem.dazpin.com

染料基础知识
分散染料的定义

分散染料的来历:【印染学习与交流】干货推荐,一种微溶于水,在水中借分散剂作用而呈高度分散状态的染料。分散染料不含水溶性基团,分子量较低,分子中虽含有极性基团(如羟基、氨基、羟烷氨基、氰烷氨基等),仍属非离子型染料。这类染料后处理要求较高,通常需要在分散剂存在下经研磨机研磨,成为高度分散、晶型稳定的颗粒后才能使用。


分散染料的染液为均匀稳定的悬浮液。主要用于聚酯纤维和醋酯纤维的染色。分散染料于1922年由德国巴登苯胺纯碱公司开始生产,当时主要用于醋酯纤维的染色。20世纪50年代后随着聚酯纤维的出现,获得了迅速发展,成为染料工业中的大类产品。

分类

分散染料(见表[分散染料分类])按分子结构可分为偶氮型、蒽醌型和杂环型三类,它们按一定的原则命名(见染料),按《染料索引》(简称C.I.)统一编号。

①偶氮型的色谱较剂全,有黄、橙、红、紫、蓝等各种色泽。偶氮型分散染料可按一般偶氮染料合成方法生产,工艺简单,成本较低。
②蒽醌型具有红、紫、蓝等色。
③杂环型为新近发展起来的一类染料,具有色彩鲜艳的特点。蒽醌型及杂环型分散染料的生产工艺较复杂,成本较高。

分散染料按染色性能又可分为三类:
①适于竭染法染色的低温型分散染料,匀染性好,但耐热性较差。
②适用于热熔染色的高温型分散染料。
③性能介于低温型和高温型之间的中温型分散染料。

 

应用
由于聚酯纤维的疏水性,分散染料的染色方法一般有热熔法、高温加压法和载体法。热熔法是将织物先经轧染、烘干,然后送入热熔机在200℃左右热熔固色;高温加压法通常是在120~140℃下,将纤维膨化,使染料扩散进入纤维内部而染色;载体法是在染浴中加入有机载体,使纤维膨化引导染料渗入纤维内部而染色。

发展
近年来分散染料在使用中又有新的进展:
①多组分分散染料,通常由两个(也有三四个)分散染料按一定比例混合,使用时由于染料的增效作用而提高上染率。
②转移印花,将分散染料制成印刷油墨后,印花于织物上,再经过高温压烫染色。这种工艺又称为非水相印花,具有节能、省时、方便等优点。
③分散染料和反应性染料混合使用,可使涤棉、涤粘等混纺织品一浴一步染色,简化了印染过程,提高了印染质量。

 

分散染料的分类

1
分散染料的分类通常有两种方法:

一种是按化学结构来分,按化学结构,主要可以分为偶氮型、蒽醌型、杂环型三种,其中主要以偶氮型为主,偶氮型又分为单偶氮型和双偶氮型。

详细介绍见下表:
类别
所占比例
简单介绍及常见举例
单偶氮
占分散染料的50%以上
分子量一般为350~500,制造工艺简单,成本相对较低,色谱齐全,匀染性优良,提升力高,色牢度因结构不同差异较大。浅、中、深色系列都有。如分散蓝H-GL(C.I.disperse blue 79),分散红玉S-2GFL((C.I.disperse Red 167), 分散红玉SE-GL((C.I.disperse  Red 73)
双偶氮
约占分散染料的10%
色谱以中、深色为主,色谱以橙、黄、深蓝为主,制造工艺较复杂,成本相对较高,,染色性能一般,色牢度一般。如分散黄E-RGFL(C.I.disperse  Yellow 23),分散橙SE-GL(C.I.disperse  Orange 29)
蒽醌
约占分散染料的25%
色光鲜艳,色谱主要有红、紫、蓝等,匀染性能良好,日晒牢度优良。合成工艺路线较长,成本昂贵,染色性能优良,但一般提升力不佳,色牢度整体上优良,结构不同,色牢度差异也较大。如分散红E-3B(C.I.disperse Red 60),分散蓝2BLN(C.I.disperse Blue 56),分散翠兰S-GL(C.I.disperse Blue 60)
杂环
占分散染料小于15%
色谱较全,色光较鲜艳,有些品种有荧光,发色强度高,制造工艺复杂,成本较高,染色性能良好,色牢度性能较佳。结构种类较多,分类比较繁杂,近年来发展较快,以后会详细介绍。如分散黄E-3G(C.I.disperse Yellow 54),分散红CBN(C.I.disperse Red 356)


另一种按应用性能分类,目前大部分是采用瑞士Sandoz(山德士)的Foron系列分散染料的分类方法,其主要根据染料升华牢度来分,详细分类见下表:

染料分类(符号)特性
高温型S
中温型SE
低温型E
染料分子大小



升华牢度


中或低
匀染性
较差


热溶染色、固色温度
200-220℃
190-205 ℃
180-195℃
载体染色100℃
一般不用
可用
适用
印花
部分适宜
部分适宜
不适宜
染色深度色泽适用范围
深色
中、深色
浅、中色


国外也有一些染料生产商根据染料升华牢度将其分为H、M、E三种类型,其分别对应上述的S、SE、E型。如分散蓝H-GL(C.I. disperse blue 79),分散红H-2GL(C.I. disperse red 167),分散蓝M-2R(C.I. disperse blue 183)。

英国帝国化学公司(ICI)的Dispersol系列分散染料分为五类:A类升华牢度低,主要醋酸纤维和聚酰胺纤维;B、C、D类适用于聚酯纤维(分别相当于E、SE、S三类),P类专用于印花。如Dispersol Scarlet A-B ,Dispersol Blue B-R ,Dispersol Green C-6B , DispersolBrilliant  Scarlet D-SF,Dispersol  Red P-4G。

日本化药株式会社(KYK)的Kayalon Polyester系列分散染料根据分散染料的升华牢度和染色性能将其分为四类:S、SF、SE、E;根据升华牢度和耐晒牢度将其分为四类:L-S、L-SF、L-SE、L-E。如Kayalon  Polyester Orange  R-SF ,Kayalon Polyester  pink  RCL-E ,Kayalon  Polyester rubine  BL-S,Kayalon Polyester  Turquoise  blue GL-S,Kayalon Polyester  blue  FBL-E,Kayalon  Polyester  yellow  YL-SE, Kayalon Polyester  red  TL-SF。

 

由于分散染料生产商较多,以上这些命名规则只是分散染料命名的一部分。然而生产商对染料的命名也相互借鉴,命名规则也有相通之处,因而以上所罗列的命名规则具有一定的代表性,适用于举一反三,开阔视野,有利于加深对分散染料名称的理解。

随着合成纤维技术的发展,新型合成纤维不断推出市场,特别是超细纤维,涤纶超细纤维比表面积较大,上染速度快,对染色均匀性、重现性有一定影响,这对分散染料的染色性能提出新要求,国内外染料生产商推出适用于涤纶超细纤维系列分散染料,比如浅色三原色AC- E、中深色UN - SE 系列、深色DMD、DRD等系列。

 

根据节能减排的需求推出快速染色、小浴比染色、免还原清洗、免蒸洗印花等系列。根据面料耐光色牢度要求推出了高耐光系列,比如适用于家纺类、运动服装、机车面料系列的产品;根据面料湿牢度要求推出高水洗系列;根据生态环保要求推出符合Oeko-Tex Standard 100中Ⅰ类标准(婴幼儿用品)系列、无AOX(可吸附性有机卤化物)系列等;

根据染料本身的特性推出荧光、鲜艳色系列,高强度系列等;根据染色印花方法推出的拔染印花系列、碱性拔染印花系列;根据染色pH值推出弱碱性染色系列、强碱性染色系列。综上所述,随着染料合成、应用技术的发展,合成纤维以及面料更新加速,印染行业节能减排、服装行业生态环保的需求,国内外的染料生产商不断推出新的系列分散染料,以适应市场的不断变化和需求,也就是说,分散染料的分类将更加详细化,分类的依据也越来越广泛化。

分散染料的染后泳移的原因
分散染料染色后的涤纶在高温处理(如定形)中能产生一种受热迁移的现象,也就是染后泳移。产生热迁移的现象是纤维外层有残存的助剂。在高温或长期贮存的条件下,助剂能将染料吸引溶解,并将染料运动到纤维表面。

 

残存助剂主要来自下面两个方面:
(1)纺丝和织造时加入的抗静电剂等。
(2)染色和后处理时加入的抗静电剂、渗透剂、防污染剂和柔软剂等。

纺丝、织造和染色时加入的助剂,在生产过程中应该基本上洗净。后处理时纤维上残留的助剂则是主要的。

 

分散染料的热迁移性可以造成一系列影响,诸如色光改变、在熨烫时能沾污其他织物、摩擦牢度下降、水洗及汗渍牢度下降、干洗和耐晒牢度下降等。热迁移与加工的温度和时间有关系,热迁移现象与染料的升华牢度没有绝对的关系。

热迁移现象是分散染料在二相溶体(纤维和助剂)中的一种再分配现象。因此所有能溶解分散染料的助剂,不论其离子性和化学结构如何,都能产生热迁移作用,如果无第二相溶体存在,就无热迁移现象;如果第二相溶体对染料呈弱溶性,则热迁移现象亦相应减弱。

从生产实践中发现,作为广泛应用的非离子型表面活性剂是导致染料热迁移现象的原因。通常分散染料在非离子表面活性剂中呈现的不稳定性与温度有密切的关系,但各种染料不同的化学结构也与稳定性有关。如分散蓝58在非离子型表面活性剂中,在130℃、5 min就能全部分解。而分散橙20在同样条件下,30 min仅有10%分解。

 

防止分散染料产生热迁移现象的方法是:
(1)染前凡纤维上残留的助剂,无论是否能对染料产生热迁移,都应除净。
(2)在染色过程中使用的助剂,都应染后除净。
(3)染后处理使用的助剂,如柔软剂、渗透剂、抗静电剂、防污剂等要谨慎选择,只有那些不会造成热迁移的制品才能应用。
(4)树脂整理时不仅要考虑分散染料的升华性,对常用的渗透剂JFC,务必整理后洗除干净。

检查染后织物是否有热迁移现象,可用二甲基甲酰胺(DMF)作为溶剂,将织物投入3 min,凡是迁移到纤维表面的染料应能剥落在二甲基甲酰胺中,而在纤维中的染料则不剥落。也可以用比色法测定迁移量,仍使用二甲基甲酰胺作为溶剂,在沸腾状态时处理5—10 mi。后,纤维上染着的染料会全部剥落。

来源│印染学习与交流 姚雷 老阎