發布時間：2022-02-26 點擊：

第一節 概述

第二節 硫化染料的結構和性質

第三節 硫化染料的染色原理和染色性能

第四節 硫化染料的染色工藝

第五節 硫化染料的固色及防脆處理

01

概述

一、硫化染料的定義

定型機、涂層機專業生成廠家無錫前洲興華機械2022年2月26日訊 硫化染料是以芳烴的胺類或酚類化合物為原料，經多硫化鈉或硫磺共熔而得的一類含硫染料。

二、特點

1、硫化染料不溶于水，染色時，需經硫化堿還原生成隱色體而溶解。硫化染料隱色體對纖維素纖維有親和力，上染纖維后，經氧化在織物上重新生成不溶性的染料而固著。

2、制造簡便，價格低廉，水洗牢度較高，日曬牢度隨品種而異，常用的硫化黑日曬牢度可達6～7級，硫化藍達5～6級，棕、橙、黃色一般為3～4級。

3、色譜不全，色澤不夠鮮艷，大多數染料不耐氯漂，部分品種有貯存脆損現象。其中以硫化元染物的貯存脆損現象較嚴重。

三、分類

硫化染料按應用方法可分為3類：

（1）用硫化鈉作還原劑的硫化染料；

（2）用保險粉作還原劑的硫化還原染料；

（3）液體硫化染料是為了方便加工而研制生產的一種新型硫化染料。

此類染料的使用類似于可溶性還原染料，配置時可以直接按比例加水稀釋，不需再加還原劑，僅部分色澤染淺色時應補加一些硫化鈉。此類染料色譜比較寬廣，有大紅，紫棕，胡綠，銀灰等比較鮮艷的色澤。

四、應用

硫化染料在纖維素纖維的染色中應用比較多，主要用于紗線，沙皮布等工業用布以及厚重織物。最長用的品種是硫化元、硫化藍，其次是硫化綠、硫化棕。

02

硫化染料的結構和性質

一、硫化染料的結構

（一）硫元素在分子中的存在形式：

1、開鏈形式

主要以—S—S—、—SH、 S=O（亞砜基）、—Sx— 等，其中，—Sx—結構不穩定，易析出游離硫，故有儲存脆損現象，染料的含硫量影響染料的上染性能，含量低上染性能差。

2、閉環形式

含硫雜環，是染料發色體的基本環節。包括：

（1）苯并噻唑：

（2）吩噻嗪酮：

（3）噻蒽：

（二）硫化染料按色譜可分為以下幾種類型：

1、硫化元

日曬牢度可達6～7級，皂洗牢度達4級，但易脆損。可加入HCHO或氯乙酸，使染料中硫元素穩定下來，不能游離出去，可防止脆損。

2、硫化藍

日曬牢度可達5～6級，皂洗牢度達3～4級，如硫化藍BRN。

3、黃、橙、棕色

分子結構中含有噻唑結構，耐曬牢度低，各項牢度不如硫化黑和藍。

二、硫化染料的性質

1、與直接染料相似

（1）可用食鹽促染

（2）陽離子固色劑及金屬鹽固色劑來提高牢度

2、與還原染料相似

（1）染料需用還原劑還原成隱色體后才能上染纖維，并在纖維上進行氧化。只是不用強的還原劑保險粉，而是弱的還原劑硫化鈉。但還原后隱色體對纖維的直接性比還原染料低，染料聚集傾向大。

（2）與酸作用，可生成H2S氣體，與醋酸鋁作用，可產生黑色的硫化鋁沉淀

（用來檢驗硫化染料的存在）。

3、可采用較高的溫度，提高染料的擴散速率，改進透染程度。

03

硫化染料的染色原理和染色性能

一、染料的還原溶解

（一）還原劑的性能

1、Na2S的性質

（1）又稱硫化堿，俗名臭堿，工業用硫化堿的有效成分一般為50％左右，外觀為黃褐色固體。它是一種還原劑，又是一種較強的堿劑，性質穩定。硫化鈉的還原能力比保險粉低，堿性低于燒堿大于純堿，對皮膚有較強的腐蝕性。

（2）硫化鈉在水中發生水解，反應如下：

硫化鈉水解生成NaHS，NaHS對染料發生還原作用，可見，硫化鈉的還原能力與其水解有關。

（3）硫化鈉遇酸生成H2S氣體，所以應注意防止與酸放在一起。

（4）硫化鈉曝露在空氣中會吸收水、C02、02等，使有效成分下降而逐漸失效。所以貯存時要加蓋密封，長期不用重新使用時，要分析其成分。

（5）硫化鈉溶液不宜久置，否則會被空氣氧化而降低效力。

（二）還原工藝條件的控制

硫化鈉水解后生成還原性物質NaHS，它首先使硫化染料還原成硫醇基，然后在堿性介質中生成硫醇鈉鹽而溶解，反應如下：

1、硫化鈉用量：

硫化鈉用量隨染料品種和用量而定，一般為染料量的50％～250％。

（1）用量不足，染料還原溶解不完全，染液出現混濁，得色淺且不勻，摩擦牢度下降，還容易形成顆粒沉積在織物表面造成染斑。硫化鈉的存在能減少 游離硫的析出，并能使游離硫溶解而生成多硫化鈉。

（2）用量太多，會影響染料上染，降低得色量，甚至使染料再剝落到染浴中。

（3）對于含多硫鍵結構的硫化染料，如硫化元，硫化堿用量不宜多，否則，染后水洗不凈，會加速染色織物的貯存脆損，貯存后易泛黃。

2、還原溫度：

雖然硫化染料比較容易還原，但還原速率較慢。提高溫度，硫化鈉的分解速率加快，還原能力增強。而硫化染料隱色體在高溫下比較穩定，所以硫化染料的還原溶解通常在較高的溫度條件下進行。

二、隱色體上染

（一）隱色體的性質

1、一般呈黃色、黃綠色或暗綠色，對纖維素纖維的親和力比還原染料隱色體低得多，上染百分率較低。所以，染色時應采用較小浴比并進行續染；同時還可以加入中性電解質促染，食鹽的用量為5％～40％。

2、染色時一般采用較高的染色溫度，以降低硫化染料隱色體的聚集，提高吸附和擴散速率，使其在常規的染色時間內，提高上染率和勻染性。此外較高的溫度可以加速硫化鈉的水解，增強還原能力，提高還原速率。

3、染料隱色體易與水中的鈣、鎂離子生成沉淀，使染料損耗并造成深色染斑。所以，為提高染液穩定性和溶解度，染液中常需加入小蘇打、純堿等助劑。

（二）隱色體上染工藝條件控制

1、溫度：

硫化染料染色時，一般采用較高的染色溫度,這是因為：

（1）可以降低硫化染料隱色體的聚集，提高染料的吸附和擴散速率，獲得良好的勻染性。

（2）可以加速硫化鈉的水解，增強還原能力，提高還原速率。

2、助劑：

小蘇打也可與硫化鈉直接反應生成硫氫化鈉，從而提高硫化鈉的還原能力，提高還原液的穩定性。如：

但用量不宜過多，否則會引起隱色體的聚集，影響染料的擴散，出現白芯現象，且浮色多，降低摩擦牢度。

（2）硫酸胺

可提高染浴的還原穩定性。它的作用是中和氫氧化鈉，促使硫化鈉水解。

（3）純堿

為使硫化染料隱色體更好地溶解，并防止硬水中的鈣、鎂離子與隱色體生成沉淀，需加入1～3g／L的純堿。

（4）少量葡萄糖

它在堿性條件下的還原能力高于硫化鈉，所以可以提高染浴還原穩定性。防止染料隱色體過早氧化。

（5）中性電解質

為促進硫化染料隱色體的上染，提高給色量，可加入5％～40％(o．w．f．)的中性電解質促染。但用量不宜過多，以防在織物上產生染斑、浮色等疵病。

3、浴比

硫化染料隱色體親和力小，染料吸盡率低，應盡可能采用較小的浴比，并進行續缸染色。

三、隱色體氧化

硫化染料上染纖維后，必須經過氧化使它轉變成不溶性的染料而固著在纖維上。硫化染料隱色體的氧化過程比較復雜，一般認為是硫醇基被氧化變成二硫鍵。反應如下：

1、氧化方法

（1）水洗、透風

一般氧化速度快的只需經過水洗、透風即可，如硫化元等。這些染料在染色時，若染物暴露在空氣中或硫化鈉用量不足，很容易因過早的局部氧化而產生花斑及深邊現象。

（2）氧化劑氧化

對于氧化速度慢的隱色體，要用氧化劑處理才能充分氧化，如硫化藍、硫化紅棕B3R等。

2、常用的氧化劑

常用的氧化劑有過硼酸鈉、雙氧水、酸性紅礬(包括紅礬-醋酸和紅礬-硫酸)等。使用哪種氧化劑，應視染料品種不同而定。

（1）過硼酸鈉、雙氧水氧化：

作用比較溫和，不會損傷纖維，氧化后顏色較鮮艷，但染物濕處理牢度較差，適用于較淺及較鮮艷的色澤。寶藍CV、新藍BBF、艷綠GB、深棕GD等應使用過硼酸鈉氧化，

（2）酸性紅礬氧化：

濕處理牢度較高，但顏色較萎暗。硫化紅棕B3R和深藍-3R要求用酸性紅礬氧化,這樣才能獲得要求的色光。硫化元不能用酸性紅礬氧化，否則將加速染料分離出游離硫，使染物貯存脆損更嚴重。

四、后處理

硫化染料隱色體經氧化后，一般通過水洗、皂洗、水洗便完成整個染色過程。

1、硫化元在50℃以上皂洗容易產生染斑，通常不經皂洗。

2、對硫化藍、硫化棕，尤其是硫化黑，其染色制品在貯存過程中會發生脆損現象，使強度嚴重下降，失去服用性能，在濕熱條件下，這種脆損現象更嚴重。所以染后需經防脆處理。

3、對牢度要求較高的染色制品，染后可選擇合適的固色劑進行固色處理。

(1) 固色劑Y或M法：

固色劑Y或M 0.8%～1.2%(對染物重)

醋酸 3％～6％（對染物重）

(2) 硫酸銅-紅礬--醋酸法：

硫酸銅     0.5%～1%

重鉻酸鈉   0％～1.5％

30％醋酸   3％～6％

浴比        1∶2

溫度       60～80℃

t            20～30min

用硫酸銅法固色后，應充分水洗。固色后的色光有一定變化，應加以注意。硫酸銅對硫化元脆損纖維有催化作用，因此用硫化元或硫化還原黑染色的染物不能用硫酸銅法固色。

04

硫化染料的染色工藝

一、浸染

（一）染料還原

1、染色浴比

其浴比的大小與采用的機械設備有關，也與染色的深度有關，淺色浴比可大些，深色浴比可小些。

2、染色溫度

深色品種，除鮮艷色外，大都采用沸染或近沸染色。某些硫化染料隱色體（如硫化藍）易過早氧化，造成紅筋、色斑、色暗等疵病。染液溫度控制在50～60℃較好，硫化什色一般為65～80℃，但染色溫度過低，染料隱色體的擴散和透染差，影響染物的染色牢度。

3、染色時間

染色時間長，有利于染料隱色體的上染和擴散，染深色時間應長些，如40～45min，染黑色則應更長些。染中、淺色時時間可適當短些，如20～30min。

（二）氧化

隱色體染色以后，一般先經水洗，使染物上的還原劑和堿的含量降低后，再透風氧化。這種氧化方法容易掌握，質量較穩定，應用最廣（這種方法有時稱為脫堿氧化）。

1、隱色體氧化較慢的染料，水洗后要用氧化劑氧化，過硼酸納是最常用的氧化 劑，處理條件為：50～70℃，10～15 min，氧化后充分水洗。

2、染色后也可經水洗再透風氧化（稱為帶堿氧化），

這種氧化方法的色較深，但對操作的要求高，染物帶液程度不同，就會產生顏色深淺不一，造成色塊或色花等疵病。

3、某些深色品種，如藏青、蟹青、黑等，染色后若立即水洗，由于隱色體對纖維的親和力低，會洗除部分隱色體造成色淺，但如果染色后立即氧化，因氧化速率較快，纖維表面隱色體容易氧化成色淀吸附在纖維表面，造成紅筋、色斑等疵病，染色牢度也降低。

4、染色特點

硫化染料隱色體對纖維親和力低，上染百分率低，為了提高染料的利用率，染色殘液常連續使用，也稱為續缸染色。

續缸染料補充量與頭缸染料用量之間的比例有兩種表示方法：

一種是續缸補充量與頭缸用量之比的百分數；另一種方法是以續缸染料量為基準，與頭缸用量之間的比例，稱為頭缸加料倍數或頭缸加成數。

二、卷染

（一）卷染工藝流程

卷染——水洗——氧化——水洗——皂洗——水洗——烘干

（二）染色注意事項

1、采用小浴比染色：為了提高染料的利用率。

2、采用高溫染色。甚至沸染。為了提高上染百分率及勻染效果。

3、硫化鈉的用量：隨染料而定，一般為染料用量的100％～200％。

4、染色機械和器皿應避免使用Cu制的，以免受硫化鈉的腐蝕。

（三）染色實例

1、硫化元染色（30tex×30tex 黑色絲光平布 75Kg/卷）

（1）工藝流程及主要工藝條件

卷染（90～95℃，10道）——冷水洗（3道）——熱水洗（80℃，4道）——冷水（3道）——透風（2道）——冷水洗（1道）——防脆（3道）——上軸

（2）染液處方：

硫化元 11%～12%（對染物重）

52%硫化鈉 80%～85%（對染物重）

純堿 2～3g/L

浴比1∶（2～3），95℃以上染10道，充分水洗，再防脆處理。

（3）防脆處理

太古油（g） 800(可使織物烏黑，且具有柔軟作用)

CH3COOONa 800 液量 150L

2、硫化什色

（1）染液處方:

染料 視顏色要求而定

52%硫化鈉 70%～250%（對染料重）

純堿（或磷酸三鈉） 1～3 g/L

小蘇打 4～10g/L（5，6道末加）

食鹽（若續染可不加） 4～10 g/L（3，4道末加）

浴比：1∶2～3，染色溫度視染料而定，染10～12道，水洗，氧化，水洗，皂洗，水洗（或再固色，水洗）。

硫化鈉與染料用量的比例，根據顏色深淺與品種不同作調整，例如硫化什色，中淺色時硫化堿的用量為染料的100%～250%，中色80%～110%，深色時用70%～100%。

硫化元染物用水洗，透風氧化，不皂洗。硫化什色可用氧化劑氧化55～60℃，4 ～5道；皂洗95℃，4～5道。

什色品種一般采用續缸染色，以提高染料的利用率。中淺色品種不用續缸染色，得色較鮮艷，但可在染液內加中性電解質促染。

三、軋染

1、軋染液組成一般為：

染料              視顏色要求而定

52%硫化鈉   100%～250%（對染料重）

純堿             1～3 g/L

潤濕劑        適量

2、工藝流程

浸軋染液（二浸二軋）——濕蒸（T：105～110℃，t：30～60s）——干蒸（T：100～102℃，t：60s）——水洗——氧化——水洗——皂煮——熱洗——溫水洗——烘干。

05

硫化染料的固色及防脆處理

一、脆損

1、脆損機理

硫化染料的貯存脆損現象主要是由多硫結構引起的。多硫結構中含有不穩定的硫，在一定的溫、濕度空氣中，它逐漸被氧化生成硫酸等酸性物質，纖維在酸的作用下發生水解，致使織物強力下降。其中較為嚴重的是硫化元。

2、防脆方法

（1）堿性防脆劑

中和染色織物在貯存過程中生成的酸，常用的有醋酸鈉、磷酸三鈉、碳酸鈉等。此法防脆效果較好，但因為堿性物質有溶落染料的作用，所以影響織物的染色牢度。

（2）有機防脆劑

有機防脆劑能與染料中的活潑硫作用，抑制氧化作用發生，有的防脆劑本身還具有堿性，能中和生成的酸性物質。

常用的有尿素、骨膠、海藻膠等。以尿素處理效果較好，久置后對皂洗牢度無影響。在防脆時，常加入骨膠和太古油，骨膠使防脆劑粘著在纖維上，太古油可使織物烏黑，且有柔軟作用。

3、工藝舉例

尿素／％(o.w.f.)       0.8～1.0

磷酸三鈉／％(o.w.f.) 0.5～1.5

太古油／％(o.w.f.)    5～6.0

醋酸鈉／％(o.w.f.)   0.3～0.5

骨膠／％(o.w.f．)    0.4～0.6

4、防脆硫化元

抑制酸產生的方法是改變染料分子結構，目前效果較好的是防脆硫化元；即在普通硫化元反應完成后，降溫至100℃左右，先后加入一氯醋酸鈉和甲醛，它們與硫化元進行縮合反應，從而穩定染料分子中的活潑硫，防止硫酸生成。

優缺點：

其還原速率、上染速率、氧化速率均比普通硫化元慢，染液穩定性比普通硫化元好，易于操作，染色時不易過早氧化，染色牢度與普通硫化元相同。但染料力分較低，溶解性能較差，色光偏黃，烏黑度不如普通硫化元好。防脆硫化元較適宜用于浸染或卷染。

二、固色

1、銅鹽

利用銅鹽處理后，牢度提高，但對某些染料色澤有影響。尤其是硫化黑不能用硫酸銅固色，因為硫酸銅對其有催化脆損作用。

2、固色劑Y和固色劑M

固色劑Y提高皂洗牢度，固色劑M不僅能提高皂洗牢度，還能提高日曬牢度。

固色劑M：2～6％

T：            60～70℃

t：            20～30min

浴比：        **

來源：印染人

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