l 分散染料的分子結(jié)構(gòu)中不含離子化水溶性基團，僅含少量極性基團，相對分子質(zhì)量較小，結(jié)構(gòu)簡單、在水中溶解度很低的非離子染料
l 染色時，分散染料以細小顆粒狀態(tài)均勻分散在染液中，是滌綸染色和印花用的主要染料。
l 分散染料的染色工藝主要有高溫高壓染色法、熱熔染色法和載體染色法
l 除染滌綸外，還可以染錦綸、腈綸、氨綸、丙綸、芳綸等合成纖維，但色澤較淡
l 分散染料一般可按化學結(jié)構(gòu)和按應(yīng)用性能分類，主要依據(jù)耐升華牢度（即耐熱穩(wěn)定性）分類
l 分散染料含極性基團少，相對分子質(zhì)量小，結(jié)構(gòu)簡單，分子間作用力弱，耐升華牢度較差。
l 染料生產(chǎn)廠家一般都按染料耐升華性能來命名，不同廠家命名規(guī)則不同
一、分散染料的結(jié)構(gòu)特點
l 分散染料是非離子染料，分散染料不含強離子化基團，如-SO3Na和 -COONa，而含有-OH，-NH2，-NO2，-CN等極性基團
在水中溶解度較小。
l 商品分散染料中已加入大量分散劑，染浴中還需加入適量分散劑。
l 分散劑使分散染料以細小晶體均勻地分散在染液中，形成穩(wěn)定的懸浮液，部分染料溶解在分散劑所形成的膠束里。
1. 染料的溶解性
l 染料應(yīng)具有一定的溶解度，保證染色均勻和提高染色速率
l 溶解度過低——染料上染速率會很慢
l 溶解度過大——染料與水作用力增大，與纖維親和力降低，上染速率和上染百分率下降
l 溶解度影響因素：
l （1）分子量小、極性基團多的，溶解度大
l （2）晶體小、不穩(wěn)定晶型的，溶解度大；
反之，則小
l （3）分散劑具有增溶作用
l （4）染液溫度提高，溶解度提高
l （5）若染浴中的化學試劑能引起染料結(jié)構(gòu)變化，將影響溶解度
l （6）染浴溫度太高或研磨顏料溫度太高，染料晶型將從不穩(wěn)定晶型向穩(wěn)定晶型轉(zhuǎn)變
l （7）染料晶體顆粒小，溶解度大
l （8）染液溫度不勻或突然降溫，發(fā)生晶體增長現(xiàn)象，染料難于擴散，上染速率降低，易產(chǎn)生染色不勻（色斑）等疵點
2. 染料的分散穩(wěn)定性
l （1）分散劑影響
穩(wěn)定染浴，抑制染料發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變和晶體增長
起增溶作用，染色時能及時釋放單分子染料
l （2）顆粒大小
染料顆粒直徑在0.5～2μm之間
3.化學穩(wěn)定性
l （1）酸堿穩(wěn)定性
l 在高溫堿性條件，含酯基、酰胺基、氰基等基團的分散染料，會發(fā)生水解——染料色光變化，上染百分率變化
l 堿浴中，含羥基的染料會發(fā)生羥基離子化
D-OH+OH- → D-O-+H2O
影響染色性能及染色產(chǎn)品色光
l pH值過低，氨基發(fā)生質(zhì)子化，
D-NH2+H+ D-NH3+
影響染色性能及染色產(chǎn)品色光
l 分散染料染色時，染浴pH值控制在5～6，染色織物的上染百分率高，色澤鮮艷度好
l （2）耐還原劑穩(wěn)定性
分散染料基團中約有50％為偶氮類結(jié)構(gòu)的染料
偶氮基團不耐還原劑，會導致染料結(jié)構(gòu)變化，發(fā)生消色作用，分解產(chǎn)物對纖維親和力降低
l 利用
l A..不耐還原劑的分散染料可用作拔染印花的地色染料
l B. 還原清洗
利用分散染料在稀堿性還原液中易被還原分解而去除的性質(zhì)，來去除浮色（并去除染色時滌綸織物析出的低聚物等雜質(zhì)）以提高染色牢度
二、染色基本原理
l n1.聚酯纖維的染色性能
l 滌綸屬于疏水性纖維，纖維缺乏能與染料發(fā)生結(jié)合的基團，不能使用水溶性染料染色，只能使用分子量小、不含強離子性水溶性基團、溶解度較低的非離子分散染料染色
l 滌綸結(jié)構(gòu)緊密，常壓沸染，染料難以擴散進入纖維內(nèi)部，把纖維染透
l 在玻璃化溫度以上時，纖維大分子鏈段發(fā)生劇烈運動，聚合物分子間空隙增大，自由容積增加，提高染色速率
l 染料按自由體積模型擴散
l 可采用升高染色溫度（高溫高壓染色法、熱熔染色法）或使用纖維膨化劑及染色促進劑（載體染色法）兩種途徑實現(xiàn)。
l 2. 染料與纖維間的作用力
l 氫鍵——滌綸中酯基含量約46％，分散染料含有-OH、-NH2，此外滌綸苯環(huán)也可形成氫鍵
l 范德華力
l 疏水鍵力——纖維與染料間通過疏水部分相互作用
根據(jù)相似相溶原理，染料可看作“溶解”在固體纖維上的無定形區(qū)中。
l 3.上染速率
l （1）溫度：
升高，A. 纖維大分子運動加劇，大分子鏈發(fā)生劇烈轉(zhuǎn)動，纖維自由容積增大，擴散空間阻力減少，擴散速率增大；B. 染料擴散動能增加，有利于更多染料向纖維內(nèi)部擴散；C. 染料溶解度提高，提高染色速率
染色溫度從85 ℃提高到100℃，擴散速率增加近48倍。
l （2）纖維膨化劑或染色促進劑：
l 膨化劑有利于纖維膨化，降低纖維的玻璃化溫度，使纖維自由容積增大，從而提高染料向纖維內(nèi)部擴散
l 促進劑促進染料纖維表面吸附，增加纖維表面染料濃度，提高內(nèi)外濃度差，提高染色速率
l 部分載體同時具有纖維膨化劑和染色促進劑的雙重作用
l 適量滲透劑可縮短染色時間，得到良好的染色效果
l （3）染料溶解度的影響
l 提高溶解度，有利于單分子染料的吸附和擴散，提高染色速率
l 但染料溶解度不能太高，否則染料親水能力大于親纖維的能力，平衡上染百分率降低
三、滌綸染色工藝
l 纖維中不同區(qū)域的玻璃化溫度不同
無定形區(qū)約為67℃
結(jié)晶區(qū)約為81 ℃
結(jié)晶又取向區(qū)域約為125 ℃
l 經(jīng)不同溫度預熱定形處理的滌綸織物，玻璃化溫度不同
定形溫度 Tg 定形溫度 Tg
未定形 75 90 105
120 123 150 125
180 122 210 115
230 105 245 90
l 實際染色時，染色溫度應(yīng)高于染色轉(zhuǎn)變溫度，此時纖維無定形區(qū)的大分子鏈段發(fā)生劇烈運動，產(chǎn)生瞬間孔穴。
l 一般染色轉(zhuǎn)變溫度比玻璃化溫度高十幾度，染料分子量越大，二者相差越大
l 滌綸微結(jié)構(gòu)影響染色性能
l 1.高溫高壓染色
l 染色織物色澤鮮艷、手感好
l 織物品種適應(yīng)性好，適用的染料范圍廣，染料利用率高
l 對設(shè)備要求高，需密閉
l 間歇式，染色時間長，生產(chǎn)效率較低
l 染液中含有分散染料、分散劑、高溫勻染劑、pH調(diào)節(jié)劑等
l 高溫高壓染色，染料易出現(xiàn)晶型轉(zhuǎn)變
l 溫度控制不勻，出現(xiàn)晶體增長現(xiàn)象
l 高溫染色，表面易析出低聚物
l 部分染料發(fā)生水解或還原
l 染料要求：良好的分散穩(wěn)定性、化學穩(wěn)定性和較高的耐升華牢度，以保證均勻、鮮艷的染色效果
l 染色過程
l （1）40 ℃溫水化料，過濾
l （2）慢慢升溫至120～130 ℃，在升至染色轉(zhuǎn)變溫度以上時，上染速率迅速提高，應(yīng)嚴格控制升溫速率，保證染料均勻上染
l （3）繼續(xù)保溫染色45～60min
l （4）然后降溫，進行還原清洗，水洗等后處理，徹底去除浮色，以提高染色產(chǎn)品的染色牢度和鮮艷度
l 染色溫度選擇在120～130℃為宜，溫度不能超過145℃，否則纖維會造成損傷，特別是毛滌混紡織物
l 染色溫度控制分三個階段：
l （1）染色升溫階段：在70～110℃溫度區(qū)間，染料上染速率很快，要嚴格控制1～2℃/min，保證染料均勻吸附
l （2）染色保溫階段
l 染料向纖維內(nèi)部擴散，并增進染料移染，染勻染透
l （3）降溫階段
l 在玻璃化溫度以上，降溫速率應(yīng)適當慢些，其后快速降溫，避免引起織物產(chǎn)生折皺和手感粗糙
l pH值
l 控制在5～6之間，色光純正、色澤鮮艷，上染百分率高；
l 高溫堿性，染料水解，
l 堿性太強，織物損傷大，手感差
l 但酸性染色，齊聚物容易沉積在織物表面
l 浴比：
l 小，節(jié)能節(jié)水，但易使織物產(chǎn)生折皺、擦傷、染色不勻
l 大，耗能耗水
l 匹染：10：1～30：1
l 分散劑影響
l 勻染劑（載體、非離子型活性劑）
l （1）緩染劑 通過助劑對染料或纖維親和力，延緩染料上染，使染料能均勻地吸附在纖維的各個部分，從而染色均勻，但會導致上染百分率下降
l （2）移染
l 勻染劑一般為載體、非離子型聚氧乙烯類表面活性劑
l 載體有毒
l 非離子表面活性劑在染色溫度高于濁點，會產(chǎn)生沉淀，一般需與陰離子表面活性劑復配
l 2.熱熔染色
l 在185～215℃干熱條件下使染料在纖維上發(fā)生固著的連續(xù)軋染的染色方法
l 連續(xù)化生產(chǎn)，生產(chǎn)效率高，用水量少，污水少，使用的染料要求耐升華牢度較高
l 染色時織物所受張力較大，織物手感及色澤鮮艷度不及高溫高壓染色法
l 一般多用于滌棉混紡織物中滌綸染色
l 浸軋液含有分散染料、分散劑、滲透劑、防泳移劑等
l 染料顆粒要特別勻細，滲透性及分散穩(wěn)定性要好
l 二浸二軋，室溫，滌棉織物軋余率一般為50～60％
l 焙烘固色（熱熔）溫度根據(jù)染料升華牢度來選擇，一般為180～220℃，時間2～1min
染色工藝條件
l （1）潤濕劑或滲透劑
l 潤濕劑可以排除織物中的空氣，有利于染料滲透到織物內(nèi)部
l 織物前處理充分，可不加
l （2）泳移現(xiàn)象及防止
l 因染料對滌綸缺乏親和力，容易發(fā)生烘干現(xiàn)象
l 合理烘干方式
l 提高浸軋效果，減少帶液率，滌棉帶液率降低到20％～30％后，不會發(fā)生明顯泳移
l 加入適量防泳移劑
l 熱熔染色時間和時間選擇
l 織物烘干后，染料停留在纖維表面，沒有與纖維發(fā)生固著，通過高溫熱焙烘，染料向纖維內(nèi)部擴散，把纖維染透，完成固色——熱熔固色
l 溫度高——染料升華較多
l 拼色時，染料耐升華性應(yīng)相近
l 3.載體染色
l 利用載體助劑對滌綸的增塑膨化性能，在常壓100℃條件下染色
l 設(shè)備簡單，適合毛滌織物染色
l 另外，載體對染料具有親和性，對染料溶解能力高，提高染料濃度，提高吸附和擴散；過高，也不好
l 但載體有毒性，存在環(huán)境污染，殘留載體不易洗凈，影響染色牢度
三、新型滌綸染色技術(shù)
l 1.堿性染色
l 織物前處理為堿性環(huán)境，染色前須經(jīng)充分水洗和酸中和
l 酸浴染色，未去除的漿料、油劑及其他分解物析出，造成染色疵點
l 堿性染色可省去織物前處理后的徹底清洗工序，避免pH值波動
l 可縮短加工時間、提高生產(chǎn)效率、降低染色成本、提高染色質(zhì)量
l 2.細旦滌綸織物染色
l 難染深色——纖維比表面積大，表面反射光很大，而染色深淺與纖維表面的反射光及由纖維內(nèi)部重新返回到外部的折射光有關(guān)。
l 滌綸對光的反射率和折射率大，較難染深色
l 相同表觀染色深度，細旦纖維為普通纖維的3～4倍
l 勻染性差——比表面積大，染料吸附速率快，容易染色不勻
l 形態(tài)結(jié)構(gòu)和超分子結(jié)構(gòu)均勻性較差
l 始染溫度比普通溫度較普通低10～15℃；升溫速率應(yīng)降低
l 染色牢度較差——增加纖維與光接觸面積；表面積大，易升華
l 解決途徑
l 采用吸盡率高、提升力高、發(fā)色效果好的染料
l 改變?nèi)玖显诶w維分布狀態(tài)
l 纖維表面粗糙化——無機微粒紡絲、等離子處理、低折射率覆蓋纖維表面
l 3.助劑增溶染色
l 增加染料在水中的溶解度，同時對纖維膨化或增塑作用
l 不僅可以染合成纖維，還可以染羊毛等親水性纖維
l 4.超臨界二氧化碳流體染色
l 超臨界流體：物質(zhì)高壓臨界溫度和臨界壓力條件下的狀態(tài)，即高溫高壓下，超過臨界點的氣體稱為超臨界流體
l 超臨界二氧化碳（溫度高于31℃，壓力高于7.2MPa）對于許多疏水性物質(zhì)有極佳的溶解性能，溶解物有較高的擴散性
l 節(jié)水節(jié)能，效率高，無毒不燃
l 適用于疏水性纖維
l 染色機理屬于自由容積擴散模型，該流體可促進無定形區(qū)分子鏈運動，孔穴增大
l 染色條件：壓力25MPa，溫度130℃
四、對其他纖維的染色
l 1.氨綸染色
l 氨綸中的酯基和聚醚是分散染料上染的主要部分，可形成氫鍵；并且酰胺基也可形成氫鍵
l 染料可以較快吸附，有利于染料上染
l 需要載體或染色促進劑來降低染色溫度，避免損傷氨綸。
l 若氨綸不外露，一般不染色
l 2.錦綸染色
l 錦綸玻璃化溫度低，故染色溫度低，一般30℃始染，逐步升溫至85～95℃，保溫30～60min。
l 需加入勻染劑
l 勻染性較好，只能染中淺色
l 3.腈綸染色
l 與錦綸相似
l 只能染中淺色
l 4.醋酯纖維
l 分散染料最早用于醋酯纖維
l 結(jié)構(gòu)比滌綸疏松，可在100℃下完成染色
l 需低張力設(shè)備，可浸染或卷染
