第六節(jié) 酸性染料

酸性染料是一類很重要的染料，其品種很多，具有色澤鮮艷、色譜齊全等特點。分子中含有酸性基團，如磺酸基、羧基等，易溶于水，在水溶液中電離成染料陰離子。酸性染料和直接染料相比，分子結構比較簡單，分子中缺少較長的共軛系統(tǒng)，對纖維素纖維缺乏直接性，一般不能用于纖維素纖維的染色，而一些結構比較復雜的酸性染料，在一定程度上也能上染纖維素纖維，但染色牢度低。

酸性染料主要應用于羊毛、蠶絲等蛋白質(zhì)纖維以及聚酰胺纖維的染色和印花。此外，還應用于維綸、皮革、紙張、木材、食品的染色或著色和制備墨水等。酸性染料可在酸性、弱酸性或中性染液中上染蛋白質(zhì)纖維和聚酰胺纖維。

一、酸性染料的類型

1.按應用分類

根據(jù)染料的染色pH、染色性能、濕處理牢度等應用性能的不同，酸性染料可分為強酸性浴染色染料、弱酸性浴染色染料和中性浴染色的酸性染料。三種酸性染料的性能比較見表4-2。

表4-2 酸性染料的染色性能

強酸性浴染色的酸性染料因勻染性好又稱為勻染性酸性染料，弱酸性浴染色的酸性染料和中性浴染色的酸性染料能耐羊毛縮絨處理而被稱為耐縮絨性酸性染料。酸性染料在蠶絲上的水洗牢度一般不如在羊毛上好。蠶絲的染色主要采用耐縮絨性酸性染料。

2.按化學結構分類

從化學結構上來看，酸性染料可分為偶氮類、蒽醌類、三芳甲烷類、呫噸或氧雜蒽和吖嗪或氮雜蒽等雜環(huán)類、靛族類、酞菁類等類別。其中，偶氮染料品種最多，蒽醌和三芳甲烷染料次之，其他染料品種和生產(chǎn)量很低。

二、酸性染料的染色機理

蛋白質(zhì)纖維中含有氨基和羧基，在水中氨基和羧基發(fā)生離解而形成兩性離子：

⁺H₃N—W—COO^-

當溶液在某一pH時，纖維中電離的氨基和羧基數(shù)目相等，纖維不帶電荷，這一pH稱為該纖維的等電點。羊毛（角質(zhì)）的等電點的pH為4.2～4.8。當溶液pH在等電點以下時，纖維中—NH⁺₃的含量高于—COO^-，纖維帶正電荷；當溶液pH在等電點以上時，纖維中—COO^-的含量高于—NH⁺₃，纖維帶負電荷。

1.強酸性浴染色酸性染料

強酸性浴染色酸性染料的分子結構簡單，相對分子質(zhì)量較小，與纖維的范德瓦爾斯力和氫鍵力較小，染料與纖維的結合主要是離子鍵結合。對纖維染色時，存在染色飽和值，該值相當于按纖維中氨基含量計算所得的數(shù)值。在酸性較弱時，纖維上的數(shù)量較少，纖維帶的正電荷少，染料與纖維分子間的庫侖引力較小，染料的上染速率和上染百分率較低。隨著酸用量的增加，染料的上染速率顯著提高。

強酸性染料染色的pH一般為2～4，染色時，染液中加入鹽，會降低染料與纖維分子間的庫侖引力，起緩染作用。

2.弱酸性浴染色酸性染料

弱酸性浴染色酸性染料的分子結構較復雜，染料與纖維之間有較大的范德瓦爾斯力和氫鍵力，若染色的pH在強酸性條件下，染色速率過快，容易造成染色不勻。因此，弱酸性染料染色一般在pH為4～6的弱酸性條件下進行。當染液的pH為等電點時，纖維不帶電荷，染料靠范德瓦爾斯力和氫鍵力上染纖維。上染后，染料陰離子再與纖維中的—NH⁺₃成離子鍵結合。在等電點條件下染色時，加入中性電解質(zhì)，對染料的吸附影響較小，但能延緩染料陰離子與纖維中的—NH⁺₃結合，起緩染作用，但作用較小。在羊毛等電點以上染色時，羊毛帶負電荷，染料與纖維之間存在庫侖斥力，染料通過范德瓦爾斯力和氫鍵力上染纖維。染料上染纖維后，染料與纖維通過離子鍵、范德瓦爾斯力和氫鍵力結合在一起，結合較牢固，濕處理牢度較好。弱酸性染料染色的飽和值，超過按纖維中氨基含量計算的飽和值。

3.中性浴染色酸性染料

中性浴染色酸性染料的相對分子質(zhì)量更大，染料與纖維間有較大的范德瓦爾斯力和氫鍵力，染料對羊毛的染色是在中性條件下進行，纖維帶有較多的負電荷，染料與纖維間存在較大的電荷斥力，染料陰離子通過范德瓦爾斯力和氫鍵力上染纖維。染液中加入鹽，可提高染料的上染速率和上染百分率，起促染作用。染料與纖維的結合主要是依靠范德瓦爾斯力和氫鍵力，結合較牢固，濕處理牢度較好。