染色基本过程固着及固色方式

染色的定义：

染色即染上颜色，也称上色，是指用化学的或其他的方法影响物质本身而使其着色。在技术允许的条件下，通过染色可以使物体呈现出人们所需要的各种颜色。

染色的过程就是染料和纤维发生化学或物理化学结合，或在纤维上生成不溶性有色物质的工艺过程。

染色的基本过程：

按照现代的染色理论的观点，染料之所以能够上染纤维，并在纤维织物上具有一定牢度，是因为染料分子与纤维分子之间存在着各种引力的缘故，各类染料的染色原理和染色工艺，因染料和纤维各自的特性而有很大差别，不能一概而论，但就其染色过程而言，大致都可以分为三个基本阶段。

1、吸附

当纤维投入染浴以后，染料先扩散到纤维表面，然后渐渐地由溶液转移到纤维表面，这个过程称为吸附。染料能对纤维发生吸附，主要是由于染料和纤维之间具有吸引力。这种吸引力主要是由分子间作用力构成的，它主要包括范德华力、氢键和库仑力等。

随着时间的推移，纤维上的染料浓度逐渐增加，而溶液中的染料浓度却逐渐减少，经过一段时间后，达到平衡状态。吸附的逆过程为解吸，在上染过程中吸附和解吸是同时存在的，如此反复有利于染色的均匀。

2、扩散

吸附在纤维表面的染料向纤维内部扩散，直到纤维各部分的染料浓度趋向一致。由于吸附在纤维表面的染料浓度大于纤维内部的染料浓度，促使染料由纤维表面向纤维内部扩散。

此时，染料的扩散破坏了最初建立的吸附平衡，溶液中的染料又会不断地吸附到纤维表面，吸附和解吸再次达到平衡。扩散对染色速度和染色的匀染质量影起决定性作用，拼色时应选用性能相近的染料。

3、固着

染料与纤维结合的过程，随染料和纤维不同，其结合方式也各不相同。如：活性染料与纤维素纤维靠共价键结合、弱酸性染料与蛋白质纤维靠离子键＋分子间引力结合、直接染料与纤维素纤维靠范德华力＋氢键结合。染料与纤维固着力的大小对色牢度起决定性的作用。

2、固色剂的种类

2．1反应性固色剂

反应性固色剂通常是在固色剂的分子中引入反应性基团，常用的是环氧基，这类固色剂能与纤维染料分子中的某些基团形成共价键结合，对染色牢度的提高更为有利。

常见的反应性固色剂有以下几类:

(1)反应性阳离子树脂型固色剂，通常是将二乙烯胺与双氰胺的缩聚物与环氧氯丙烷(引入环氧基团)反应而得到的。它不仅可以使直接染料、酸性染料的色牢度有很大提高，并且不影响色光的变化。

(2)聚醚类反应固色剂，是聚醚与环氧氯丙烷反应从而得到非离子型的聚醚类固色剂。这种固色剂在水中有一定溶解度，自身可以交联成大分子网状结构，并与染料构成大分子化合物，使染料与纤维结合牢固，进而提高湿处理牢度。

(3)季铵化的反应性固色剂，常常用三甲胺、二乙烯三胺与环氧氯丙烷的缩合物，是目前常用的固色剂，但色牢度不甚优良。但由于其带有阳离子基团，同时又能与纤维交联，可以使纤维素纤维改性，是实现无盐或低盐染色，提高染料上染率的有效方法。

2．2非反应性固色剂

其固色机理主要是在纤维表面成膜和封闭水溶性基团两种，其主要类型分为阳离子型固色剂和树脂型固色剂。

(1)阳离子型固色剂，是主要通过阳离子与染料分子中的阴离子基团形成离子键结合从而封闭水溶性基团，来提高湿处理牢度的，而其主要又分为：

A:离子表面活性固色剂，大多数阳离子表面活性剂都有不同程度的固色作用，这一类固色剂有十六烷基氯化吡啶和Sapamin型阳离子表面活性剂，但其皂洗牢度和日晒牢度不好，因此目前已较少应用。

B:无表面活性的季铵盐，是一种不属于树脂又无表面活性的固色剂，其一般含有两个或两个以上的季铵基，属于多乙烯多胺类衍生物。这类固色剂如：一N+(CH3)2一CH2CH2一N+(CH3)2一，还有聚胺与三聚氯氰的高分子缩合物。这类固色剂可以改进直接染料的耐洗色牢度，对色光和日晒牢度影响较小，但对织物强力有一定影响，国内应用较少。

(2)树脂型固色剂，这类固色剂是具有立体结构的水溶性树脂，并且是目前使用量最大的固色剂类型，约占固色剂总量的70％～80％，其代表产物是固色剂Y。

A:双氯胺和甲醛初缩体，其水溶液即固色剂Y，具有阳离子性，能与直接染料、酸性染料等阴离子染料生成不溶于水的色淀，在纤维表面成膜从而达到固色的目的。但因其会影响日晒牢度，在固色剂中加入金属盐(如铜盐)，可提高日晒牢度，如固色剂M是树脂型固色剂的铜盐络合物。可是因为铜盐能被汗渍溶液从纤维上剥落，易导致织物上的重金属含量超标，另一个缺点是，在织物上含有固色剂释放的游离甲醛，而且其量往往不能降低到允许的范围之内。所以，现在多用一些符合环保要求的无醛或低醛固色剂。

B:胺类缩聚体，是由胍类和多烯多胺化合物与盐酸、尿素以脱氦反应制得的水溶性树脂，一般不含有游离甲醛，呈阳离子性，即具有网状结构又可与阴离子染料生成大分子化合物，可提高湿处理牢度，用量和固色条件基本同固色剂Y。这类固色剂也是我国发展较快的品种之一，主要应用于活性染料和直接染料的固色。

C:季铵盐高聚物，是由带有季氨基的烯烃聚合而成的高聚物、均聚物或与其他单体共聚而成的共聚物。这类固色剂是借助高分子树脂的成膜性和高分子链上的阳离子基团达到固色的目的，并且是水溶性的，尤其适合活性染料。经过处理过的织物色光鲜艳，耐晒、耐汗渍、牢度好，并能保护活性染料不受酸性大气的影响，但较高温度的水洗牢度差。

2．3一些新型的固色剂

随着社会科技的进步，人们环保意识和生括质量比以往有很大提高，对纺织品的要求也越来越高，此对于染色助剂也要求向绿色环保，高效节能的方向发展，无醛或低醛的固色剂已被应用，近几年也出现一些新型的固色剂。

溶胶一凝胶固色剂，尚处于科研阶段，其固色机理是因为纳米溶胶易于进行化学或物理改性，通过浸轧或浸渍处理并经干燥后，在纺织品表面形成金属或非金属氧化物薄膜，对染料起锚固作用，从而提高染料的色牢度。

近年来聚氯酯生产技术任水性化方面蓬勃发展，而且绿色环保，为高性能固色剂的合成提供契机。水性聚氯酯可以改善染色织物的色泽，防污性和耐磨性，使接胺类化合物的水性聚氯酯通过与直接染料、酸性染料或活性染料等阴离子水溶性染料作用，得到了良好的固色效果。

3、结语

鉴于目前染整加上中存在的染色牢度问题，需研制一系列无醛固色剂，以便形成方便的染整工艺，达到染料的高利用率，优良的牢度性能，并实现环境友好。基于现有固色剂的优缺点，作为良好固色剂的发展趋势：

(1)直接性好，反应性高，稳定性好，应用条件温和，固色力强，通用性能好。

(2)成本低，产品低毒，甚至无毒，应用环境友好。

(3)显著提高染料在纤维上的固色率，不会引起色光变化。

(4)显著的改善织物湿处理牢度，耐摩擦牢度，提高染色性能，同时兼具整理效果。

(5)不影响织物的手感，不引起织物强力的下降，不影响其它助剂的使用。