第六节 酸性染料

酸性染料是一类很重要的染料，其品种很多，具有色泽鲜艳、色谱齐全等特点。分子中含有酸性基团，如磺酸基、羧基等，易溶于水，在水溶液中电离成染料阴离子。酸性染料和直接染料相比，分子结构比较简单，分子中缺少较长的共轭系统，对纤维素纤维缺乏直接性，一般不能用于纤维素纤维的染色，而一些结构比较复杂的酸性染料，在一定程度上也能上染纤维素纤维，但染色牢度低。

酸性染料主要应用于羊毛、蚕丝等蛋白质纤维以及聚酰胺纤维的染色和印花。此外，还应用于维纶、皮革、纸张、木材、食品的染色或着色和制备墨水等。酸性染料可在酸性、弱酸性或中性染液中上染蛋白质纤维和聚酰胺纤维。

一、酸性染料的类型

1.按应用分类

根据染料的染色pH、染色性能、湿处理牢度等应用性能的不同，酸性染料可分为强酸性浴染色染料、弱酸性浴染色染料和中性浴染色的酸性染料。三种酸性染料的性能比较见表4-2。

表4-2 酸性染料的染色性能

强酸性浴染色的酸性染料因匀染性好又称为匀染性酸性染料，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缩绒处理而被称为耐缩绒性酸性染料。酸性染料在蚕丝上的水洗牢度一般不如在羊毛上好。蚕丝的染色主要采用耐缩绒性酸性染料。

2.按化学结构分类

从化学结构上来看，酸性染料可分为偶氮类、蒽醌类、三芳甲烷类、呫吨或氧杂蒽和吖嗪或氮杂蒽等杂环类、靛族类、酞菁类等类别。其中，偶氮染料品种最多，蒽醌和三芳甲烷染料次之，其他染料品种和生产量很低。

二、酸性染料的染色机理

蛋白质纤维中含有氨基和羧基，在水中氨基和羧基发生离解而形成两性离子：

⁺H₃N—W—COO^-

当溶液在某一pH时，纤维中电离的氨基和羧基数目相等，纤维不带电荷，这一pH称为该纤维的等电点。羊毛（角质）的等电点的pH为4.2～4.8。当溶液pH在等电点以下时，纤维中—NH⁺₃的含量高于—COO^-，纤维带正电荷；当溶液pH在等电点以上时，纤维中—COO^-的含量高于—NH⁺₃，纤维带负电荷。

1.强酸性浴染色酸性染料

强酸性浴染色酸性染料的分子结构简单，相对分子质量较小，与纤维的范德瓦尔斯力和氢键力较小，染料与纤维的结合主要是离子键结合。对纤维染色时，存在染色饱和值，该值相当于按纤维中氨基含量计算所得的数值。在酸性较弱时，纤维上的数量较少，纤维带的正电荷少，染料与纤维分子间的库仑引力较小，染料的上染速率和上染百分率较低。随着酸用量的增加，染料的上染速率显著提高。

强酸性染料染色的pH一般为2～4，染色时，染液中加入盐，会降低染料与纤维分子间的库仑引力，起缓染作用。

2.弱酸性浴染色酸性染料

弱酸性浴染色酸性染料的分子结构较复杂，染料与纤维之间有较大的范德瓦尔斯力和氢键力，若染色的pH在强酸性条件下，染色速率过快，容易造成染色不匀。因此，弱酸性染料染色一般在pH为4～6的弱酸性条件下进行。当染液的pH为等电点时，纤维不带电荷，染料靠范德瓦尔斯力和氢键力上染纤维。上染后，染料阴离子再与纤维中的—NH⁺₃成离子键结合。在等电点条件下染色时，加入中性电解质，对染料的吸附影响较小，但能延缓染料阴离子与纤维中的—NH⁺₃结合，起缓染作用，但作用较小。在羊毛等电点以上染色时，羊毛带负电荷，染料与纤维之间存在库仑斥力，染料通过范德瓦尔斯力和氢键力上染纤维。染料上染纤维后，染料与纤维通过离子键、范德瓦尔斯力和氢键力结合在一起，结合较牢固，湿处理牢度较好。弱酸性染料染色的饱和值，超过按纤维中氨基含量计算的饱和值。

3.中性浴染色酸性染料

中性浴染色酸性染料的相对分子质量更大，染料与纤维间有较大的范德瓦尔斯力和氢键力，染料对羊毛的染色是在中性条件下进行，纤维带有较多的负电荷，染料与纤维间存在较大的电荷斥力，染料阴离子通过范德瓦尔斯力和氢键力上染纤维。染液中加入盐，可提高染料的上染速率和上染百分率，起促染作用。染料与纤维的结合主要是依靠范德瓦尔斯力和氢键力，结合较牢固，湿处理牢度较好。