染整
第四节 还原染料染色
还原染料染色
还原染料不溶于水，是颜料
没有水溶性基团，很少有亲水性基团，尤其是蒽酮结构的还原染料
还原染料色泽鲜艳，色谱齐全，各种牢度一般比较高，尤其是耐日晒、耐洗色牢度为其他染料所不及
颜色以蓝、紫、绿、橄榄、灰为主
黄橙色较少，且多有光敏脆损现象
浓艳红色少，但色光不如冰染料鲜艳
其染色过程特殊之处：
（1
）其共轭体系中的羰基 ，在碱性条件下还原，染料便成为可溶于水的、对纤维有亲和力的隐色体钠盐，简称隐色体；
（2）染着在纤维素纤维上的隐色体钠盐，再经过氧化，便恢复成为不溶状态的染料色淀而固着在纤维上
其上染过程是氧化—还原过程
染色方法较复杂，流程长，价格比较昂贵，所用的还原剂，如保险粉价格比较高 采用隐色体上染，颜色无法及时控制
部分染料在日晒过程中，染料起到催化作用，纤维发生光氧化脆损
日益受到棉用活性染料的挑战
应用范围
适合纤维素纤维的染色，主要是棉，包括针织品、机织物、纱线
涤/棉、锦/棉、维尼龙/棉等混纺织物的一浴同色染色
还原染料具有优良的耐还原性的这一特性，可用来制造活性染料地染和还原染料防拔印花的高级纺织品、涤棉混纺色织物的先染工艺(筒子纱染色)和涤/棉混纺织
物的高牢度印染
如今直接染料、活性染料和还原染料激烈竞争
可替代分散染料染聚酯
不能用于蛋白质，还原体系为碱性环境
一、还原染料的还原机理与染色
还原染料不溶于水，不可能在水中上染纤维，只有在碱性条件下，用还原剂将染料中的羰基还原为可溶性的隐色体钠盐，隐色体对纤维有直接性，可以上染纤维。 染料的还原最常用的还原剂是保险粉，最常用的碱剂是烧碱
1. 染料的还原
(1) 还原机理
在碱性条件下，保险粉释放出电子，染料接受电子被还原成隐色体：
染整
还原染料最常用的还原剂是保险粉，即连二亚硫酸钠NaSO2 — NaSO2 ，一般商品为白色粉末，含有两个结晶水 保险粉化学性质很活泼：易溶于水，有很强的还原能力，受潮会被迅速氧化分解，甚至会燃烧起来发出火焰，遇酸剧烈分解，放出二氧化硫，所以储存要避光、防潮和密封 (2) 还原速率 还原的速率首先取决于染料分子结构 还原染料的还原是一个多相反应，染料的颗粒大小直接影响反应时固-水界面的接触面积的大小，影响反应的几率，所以会影响还原速率 温度 温度升高，还原速率加快 要考虑保险粉的分解 染料的水解（如有酰按结构的染料） 浓度 还原染料的还原速率与反应物的浓度有关，反应物浓度高，反应迅速
在实际生产中我们要重点考虑的是还原速率
它反映的是还原是否充分的问题
重要性：不同的工艺所需还原时间不同
印花 10秒
悬浮体轧染 几～几十秒
浸染 几十分钟
工艺上还原时间大不样，分析还原速率非常必要
实际生产中，采用保险粉为还原剂，它的还原能力很强，但对不同结构的染料还原充分所需时间不同
半还原时间：还原达到平衡浓度一半所需的时间
半还原时间越短，还原速率越快
染整
（3）还原方法
“干缸”还原——对还原速率低的染料，染色前将染料放在比较小的容器中，在染料、
保险粉及烧碱的浓度相对比较高的条件下还原，然后再将隐色体钠盐的溶液加入染浴中 全浴还原——还原速率高的染料，直接在染液中还原，染料、保险粉及烧碱的浓度相对
比较低
（4）还原反应中的副反应
与空气中的氧反应
反应迅速，氧化过程复杂，随温度提高分解加快
2Na2S2O4 + 3O2+2H2O → 4NaHSO4
结果：消耗保险粉；导致染浴PH值降低
在还原中，空气的氧与保险粉的反应比较迅速，大部分保险粉被空气氧化或自身分解消
耗掉
加入烧碱还可以中和还原反应中的酸性产物，保持隐色体稳定
染色过程中，保险粉浓度不能低于一定值，否则染料就会被氧化析出
克服办法：
尽量使保险粉与空气少接触（如印花汽箱大排气） — 在还原液中加一些还原性物质（硫化钠、糊精） 采用性质稳定的、还原能力较强的还原剂：印花用雕白粉，二氧化硫脲
2.染料隐色体的上染
上染过程与阴离子染料相似，首先通过范德华力和氢键等被纤维表面吸附，然后再向内
部扩散，属于孔道扩散模型
特殊性：染浴的电解质浓度高，大部分的还原染料隐色体的共平面性好，对纤维的吸引
力大，初染速度很高。
还原染料隐色体浸染时，初染速率很高，但只是吸附在纤维表面呈环染状态，随后缓缓
向内部扩散，呈现缓慢上染特性，移染性很差。
（1）上染特性
还原染料隐色体出染速度很快，一般染色温度不能超过70℃；
因为染色速度快，会产生假平衡现象；
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由于它的渗透性、匀染性差，会产生白芯现象。对于结构紧密织物，染料优先上染外层
纤维，织物很难染透，造成织物“白芯”现象。如粘胶筒子纱染色
产生白芯的原因：温度较低，影响扩散速率，电解质的浓度较高，使染料聚集，影响染
料的扩散。且初染速度快，使隐色体很快吸附在外层造成白芯。
隐色体初染率高，一般认为主要是染液中存在大量的电解质所引起的
初染率高低和移染性能好坏影响还原染料匀染性的重要指标——控制或降低上染速率
及增进移染
（2）匀染控制
A..上染速率控制
控制上染温度（低温）
加入缓染剂抑制瞬染性
如平平加类与其形成不稳定结合体，慢慢分解；阳离子型表面活性剂（会降低上染百分率）；牛皮胶，形成胶体
B. 移染方法
a.加入助溶剂，提高隐色体的分散性能，降低聚集，提高其扩散性和移染性 采用移
染的方法一般是加入助溶剂（如乙醇、三乙醇胺等），提高隐色体的分散性能，降低聚集，提高其扩散性和移染性。
b. 可以适当提高染色温度和延长染色时间