活性染料在水中具有極良好的溶解狀態(tài)，活性染料主要依靠染料分子上的磺酸基團(tuán)，溶解于水中，對(duì)于含乙烯砜基的中溫型活性染料而言,除磺酸基團(tuán)外，其β-乙基砜基硫酸根也是極良好的溶解基團(tuán)。

在水溶液中，磺酸基及-乙基砜基硫酸基上的鈉離子發(fā)生水化反應(yīng)使染料形成負(fù)離子而溶解于水中。活性染料的染色是依靠染料的負(fù)離子上染到纖維上去的?；钚匀玖系娜芙舛染^(guò)100克/升。大多數(shù)染料的溶解度在200～400克/升,個(gè)別染料甚至可達(dá)到450克/升。但是在染色過(guò)程，染料的溶解度會(huì)由于各種不同原因而下降(甚至完全不溶解)。

當(dāng)染料溶解度下降以后，部分染料將會(huì)從單只的游離態(tài)負(fù)離子轉(zhuǎn)變?yōu)榱Ｗ?，由于粒子之間電荷斥力大大降低。

粒子與粒子會(huì)互相吸引產(chǎn)生凝聚，這種凝聚先是染料粒子集合成凝聚體，然后轉(zhuǎn)變?yōu)榧垠w，最后轉(zhuǎn)變?yōu)樾蹙垠w。絮聚體盡管是一種松弛的集合，但由于在其周?chē)烧姾珊拓?fù)電荷形成的雙電層，一般染液循環(huán)時(shí)的切變力很難將其分解，絮聚體很易在織物上沉淀，形成表面染色或玷污。

一旦染料產(chǎn)生這樣的凝聚，染色牢度都會(huì)明顯下降，同時(shí)會(huì)造成不同程度的色花、色斑、色漬。對(duì)某些染料，其絮聚體在染液的切變力下會(huì)進(jìn)一步加快集合，造成脫水鹽析。一旦發(fā)生鹽析，染色的顏色會(huì)變得極淺，甚至染不上色，即使染上色，也是嚴(yán)重色花、色漬。

染料產(chǎn)生凝聚的原因主要原因還是電解質(zhì)引起的，在染色過(guò)程中，主要的電解質(zhì)是促染劑(元明粉和鹽)，促染劑中含有鈉離子，而染料分子中的鈉離子當(dāng)量遠(yuǎn)低于促染劑的鈉離子當(dāng)量數(shù)，在正常染色過(guò)程中正常的促染劑濃度對(duì)染浴中的染料溶解度不會(huì)造成太大影響。

但是當(dāng)促染劑用量增加時(shí)，其溶液中鈉離子的濃度也相應(yīng)增加，過(guò)量的鈉離子會(huì)抑制染料分子的溶解基團(tuán)上鈉離子的電離，從而降低了染料的溶解度。當(dāng)促染劑濃度超過(guò)200克/升以后，大多數(shù)染料均會(huì)發(fā)生不同程度的凝聚。當(dāng)促染劑濃度超過(guò)250克/升以后，這種凝聚程度將會(huì)加劇，先形成凝聚體，然后在染液切變力下很快形成集聚體及絮聚體，對(duì)于溶解度低的一些染料則部分鹽析出來(lái)，甚至脫水。

不同分子結(jié)構(gòu)的染料抗凝聚及耐鹽析性能也不同，溶解度越低，抗凝聚及耐鹽析性能越差。染料的溶解度主要是決定于染料分子中含磺酸集團(tuán)的數(shù)目及含β-乙基砜基硫酸鹽的數(shù)目。

同時(shí)，染料分子的親水性越大，溶解度越高，親水性越小，溶解度越低。(例如偶氮結(jié)構(gòu)的染料親水性高于雜環(huán)結(jié)構(gòu)的染料。)除此之外，染料分子結(jié)構(gòu)越大，溶解度越低，分子結(jié)構(gòu)越小，溶解度越高。

活性染料的溶解度大致可以分四類(lèi)：

A類(lèi)，含雙乙基砜基硫酸鹽(即乙烯砜)及三反應(yīng)基(一氯均三嗪+雙乙烯砜)的染料溶解度最高，如元青B、藏青GG、藏青RGB、金黃：RNL以及由元青B混合制成的所有活性黑，三反應(yīng)基的染料如ED型、汽巴s型等。這類(lèi)染料的溶解度大多在400克/升左右。

B類(lèi)，含異雙反應(yīng)基的(一氯均三嗪+乙烯砜)染料，如黃3RS、紅3BS，紅6B，紅GWF，RR型三原色，RGB三原色等，他們的溶解度基于200～300克/升左右，其中，間位酯的溶解度要高于對(duì)位酯的溶解度。

C類(lèi)：同樣是異雙反應(yīng)基的藏青：BF、藏青3GF、深藍(lán)2GFN，紅RBN、紅F2B等，由于磺酸基較少或分子量較大，其溶解度也較低，僅100～200克/升。D類(lèi)：含單乙烯砜基的及雜環(huán)結(jié)構(gòu)的染料，溶解度最低，如艷藍(lán)KN-R、翠藍(lán)G、嫩黃4GL、紫5R、藍(lán)BRF、艷橙F2R、艷大紅F2G等。這類(lèi)染料溶解度僅為100克/升左右，這類(lèi)染料對(duì)電解質(zhì)特別敏感，這類(lèi)染料一旦出現(xiàn)凝聚，甚至不需要通過(guò)絮聚體過(guò)程，直接就鹽析。

在正常染色過(guò)程中，促染劑最高用量為80克/升，只有深色才需要如此高濃度的促染劑。當(dāng)染色浴中的染料濃度為10克/升以下時(shí)，極大多數(shù)活性染料在該濃度下仍有良好溶解度，不會(huì)發(fā)生凝聚。但問(wèn)題在料缸里，按正常染色工藝,先加入染料，待染料在染浴中充分稀釋至均勻以后，再加入促染劑，促染劑基本上都是在料缸里完成溶解過(guò)程的。

按以下工藝操作，假設(shè)：染色濃度為5%，浴比1:10，布重350Kg(雙管液流)，水位3.5T，元明粉60克/升，元明粉總量為200Kg(50Kg/包共4包)(料缸容量一般為450公升左右)。

在操作溶解元明粉時(shí)往往采用染缸的回流液，回流液中含有之前加入的染料，在料缸中一般先放入300L回流液，然后倒入二包元明粉(100公斤)。

問(wèn)題就在這里，大多數(shù)染料在此濃度的元明粉下均會(huì)發(fā)生不同程度的凝聚。其中C類(lèi)將會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重凝聚，而D類(lèi)染料不僅會(huì)出現(xiàn)凝聚，甚至出現(xiàn)鹽析。

盡管一般操作工都會(huì)按照程序?qū)⒘细字械脑鞣廴芤和ㄟ^(guò)主循環(huán)泵慢慢補(bǔ)入染缸中。但這300立升的元明粉溶液中的染料已經(jīng)形成了絮聚體，甚至鹽析。

當(dāng)料缸中的溶液全部補(bǔ)進(jìn)染缸以后，嚴(yán)重的可以看到在缸壁，缸底上留有一層如油膩狀的染料粒子。如果將這些染料粒子刮下來(lái)再放入清水中，一般很難再溶解。事實(shí)上，進(jìn)入染缸的300立升溶液都是這樣的。

記住還有二包元明粉同樣會(huì)按此方法溶解并補(bǔ)進(jìn)染缸。凡出現(xiàn)這種情況以后，必定產(chǎn)生色花、色斑、色漬，并使色牢度由于表面染色而嚴(yán)重下降。

即使不出現(xiàn)明顯的絮聚體或鹽析。對(duì)于溶解度較高的A類(lèi)及B類(lèi)，同樣也會(huì)出現(xiàn)染料凝聚。這類(lèi)染料盡管尚未形成絮聚體，但至少部分染料已經(jīng)形成集聚體。

這些集聚體在纖維中很難滲透。因?yàn)槊蘩w維的無(wú)定形區(qū)只允許單離子染料滲透擴(kuò)散。任何凝聚體均無(wú)法進(jìn)入纖維的無(wú)定形區(qū)。只能吸附在纖維表面。色牢度也會(huì)明顯下降，嚴(yán)重的同樣會(huì)發(fā)生色花、色漬。

活性染料的溶液度與堿劑有關(guān)，當(dāng)加入堿劑以后，活性染料的β-乙基砜基硫酸鹽將會(huì)發(fā)生消除反應(yīng)形成其真正的乙烯砜，乙烯砜是非常溶解基因。由于消除反應(yīng)所需的堿劑極少，(往往只占工藝用量的1/1O以下，)加入堿劑量越多，發(fā)生消除反應(yīng)的染料越多。一旦發(fā)生消除反應(yīng)后，染料的溶解度也會(huì)下降。

同樣堿劑也屬于強(qiáng)電解質(zhì)，含有鈉離子。因此過(guò)量的堿劑濃度同樣會(huì)使己形成乙烯砜的染料發(fā)生凝聚，甚至鹽析。

同樣的問(wèn)題發(fā)生在料缸里，在溶解堿劑時(shí)(以純堿為例)，如果采用回流液。這時(shí)的回流液已含有正常工藝濃度的促染劑及染料。盡管可能部分染料已經(jīng)被纖維吸盡，但至少還有40%以上的剩余染料在染液中。假設(shè)在操作時(shí)倒入一包純堿，料缸中純堿的濃度超過(guò)80克/升，即使此時(shí)回流液中的促染劑為80克/升，但料缸中的染料同樣會(huì)發(fā)生凝聚，對(duì)于C類(lèi)及D類(lèi)染料甚至?xí)l(fā)生鹽析，特別是D類(lèi)染料，即使純堿濃度降為20克/升也會(huì)發(fā)生局部鹽析。其中艷藍(lán)KN.R、翠藍(lán)G、監(jiān)BRF最為敏感。

染料發(fā)生凝聚，甚至鹽析并不代表染料已全部水解。如果是由促染劑引起的凝聚或鹽析，只要能重新使其溶解，它仍然可以染色。但要使其重新溶解必須加入足夠量的助染劑(如尿素20克/升以上)，并在充分?jǐn)嚢璧那闆r下升溫到90℃以上。顯然在實(shí)際工藝操作上是很困難的。

為了防止染料在料缸中發(fā)生凝聚或鹽析，對(duì)溶解度較低的C類(lèi)和D類(lèi)染料，以及A類(lèi)及B類(lèi)染料做深濃色時(shí)，必須采用移染法工藝。

工藝操作及分析：

1、促染劑用染缸回流水，在料缸中加熱允分溶解(60～80℃)。由于剛流水中尚未染料，促染劑對(duì)織物無(wú)親和力。已溶解的促染劑可以用最快速度補(bǔ)入染色缸。

2、鹽水液循環(huán)5分鐘以后，促染劑基本上已能充分均勻，然后加入已事先溶解的染料液，染料液需用回流液稀釋?zhuān)捎诨亓饕褐械拇偃緞舛茸罡咭仓皇?0克/升，染料是不會(huì)發(fā)生凝聚的。同時(shí)由于染料不會(huì)受(相對(duì)低濃度)促染劑的影響出現(xiàn)染花問(wèn)題。此時(shí)的染液補(bǔ)入染色缸也不必受時(shí)問(wèn)的控制，一般10～15分鐘補(bǔ)完。

3、堿劑盡可能用清水化，特別是對(duì)C類(lèi)及D類(lèi)的染料。因?yàn)檫@類(lèi)染料在有促染劑的情況下對(duì)堿劑相當(dāng)敏感，堿劑的溶解度比較高(純堿在60℃時(shí)溶解度為450克/升)。溶解堿劑所需的清水不必太多，但加入堿液的速度需按工藝要求，一般以遞增法加入為好。

4、對(duì)于A類(lèi)中的雙乙烯砜型染料由于在60℃時(shí)對(duì)堿劑特別敏感，反應(yīng)速率較高。為防止瞬間固色出現(xiàn)色花、段差，可以在低溫時(shí)預(yù)加1/4的堿劑。

在移染法工藝時(shí)，需控制加料速率的只是堿劑

移染法工藝不僅適用升溫法，同樣適用于恒溫法。而恒溫法可以提高染料的溶解度及加速染料的擴(kuò)散和滲透，纖維無(wú)定形區(qū)在60℃時(shí)的膨脹率比30℃時(shí)的膨脹率高一倍左右。因此恒溫法工藝更適合諸如筒子紗、絞紗。經(jīng)軸包括卷染這類(lèi)對(duì)滲透擴(kuò)散要求高的或染料濃度相對(duì)較高的小浴比的染色方法。

注意，目前市場(chǎng)供應(yīng)的元明粉有時(shí)帶有較高堿性，其PH值可達(dá)到9～10。這是非常危險(xiǎn)的。如果以純凈的元明粉和純凈的鹽做比較，鹽對(duì)染料的凝聚影響高于元明粉，這是因?yàn)樵谕瑯又亓肯?，食鹽中的鈉離子當(dāng)量高于元明粉中鈉離子當(dāng)量。

染料的凝聚與水質(zhì)相當(dāng)有關(guān)，一般鈣、鎂離子在150ppm以下對(duì)染料的凝聚不會(huì)造成太大影響，但水中的重金屬離子，如三價(jià)鐵離子及鋁離子包括一些藻類(lèi)微生物會(huì)加速染料凝聚，如三價(jià)鐵離子在水中濃度超過(guò)20ppm就可明顯降低染料的抗凝聚能力，而藻類(lèi)的影響更嚴(yán)重。

染料抗凝聚及耐鹽析能力測(cè)試

測(cè)定一：稱(chēng)取0.5克染料，25克元明粉或鹽，溶解于25℃左右的100毫升凈水中，5分鐘左右，用滴料管吸取該溶液在濾紙上同一位置連續(xù)滴2滴。

測(cè)定二：稱(chēng)取0.5克染料，8克元明粉或鹽及8克純堿，溶解于25℃左右的100毫升凈水中，5分鐘左右，用滴料管吸取該溶液在濾紙上同一位置連續(xù)滴2滴。

用上述方法可簡(jiǎn)單判斷該染料的抗凝聚，耐鹽析能力，基本上可判斷應(yīng)采用何種染色工藝。

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文章來(lái)源：印染學(xué)習(xí)與交流2022-2-25