第九节 硫化染料染色
硫化染料是一种含硫的染料，分子中含有两个或多个硫原子组成的硫链，其分子结构式可用通式R—S—S—R表示。这类染料不溶于水，染色时应先用硫化钠将染料还原成可溶性的隐色体，硫化染料的隐色体对纤维有亲和力，上染纤维后经氧化，在纤维上形成原来不溶性的染料而固着在纤维上。
硫化染料价格便宜，应用方便，调整色泽比较容易。耐晒牢度随染料品种不同有较大的差异，如硫化黑为6～7级，硫化蓝为4～5级，硫化棕、硫化黄、硫化橙等一般为3～4级。大多数硫化染料的皂洗牢度可达3～4级，但色泽不鲜艳，色谱也不全，缺少浓艳的红色，耐氯牢度差。硫化染料染色的纺织品在储存过程中纤维会逐渐脆损，其中以硫化元染料染品较为突出。
硫化染料在纤维素纤维的染色中应用较多，也可用于维纶的染色。随着染色废水处理和环保要求的加强，硫化染料的应用有所减少。
一、硫化染料的结构与性能
硫化染料是用某些芳香胺类或酚类有机化合物与硫化钠作用，或与硫黄熔融而得。
1.硫化染料的结构
硫化染料的精制较困难，目前对它们的确切结构还不完全清楚，只能进行一些估计或推测，如硫化黑的结构大概是：
硫化蓝的结构可能是：
硫化染料中的硫可能成开链结合，也可能成闭环结合，且常兼有两种结合。
2.硫化染料的性能
硫化染料一般是无一定结构的深暗色粉末，在商品染料中一般都或多或少地含有游离态硫，并夹杂着大量副产品，如硫代硫酸钠、多硫化钠以及无机盐类。在商品染料中还有意识地加入部分元明粉、纯碱和硫化钠等，以改善硫化染料的溶解性和染色性能。由于硫化染料本身常不是同一组分的化合物，因此即使是同一硫化染料，其力份往往也是有差异的。在实际生产中常需要进行染料的力份对比试验。
硫化染料不溶于水，可以溶解在硫化钠、烧碱—葡萄糖、烧碱—保险粉等碱性还原液中。因硫化碱价格低廉，在染色时较用烧碱—保险粉耐高温，所以最为常用。染料被硫化碱溶解后，生成隐色体钠盐，这种隐色体在碱性溶液中，对纤维素纤维具有直接性，其直接性的来源主要是由于氢键和范德瓦尔斯力所致。
染料隐色体被纤维吸附上染后，经水洗，或在空气中氧化，或用氧化剂氧化，即能显出这种染料固有的颜色，这些性质与还原染料相似。食盐和温度对硫化染料的上染影响以及染料经染色后可用金属盐或固色剂固色等，与直接染料颇相似。
硫化染料的隐色体遇钙、镁等金属盐类能成为不溶性色淀，染色时形成染斑，会降低摩擦牢度和水洗牢度等。
硫化染料遇酸性较强的还原剂（如氯化亚锡、盐酸等），染料中的二硫键或多硫键（—S—S—）会被分解而还原，放出硫化氢（H2S）气体。
硫化染料中的多硫键能被空气氧化而生成硫酸或磺酸物。
如将硫化染料长时期暴露于空气中，特别在高温的环境下，氧化作用很显著。这种情况，在染色时会影响硫化染料的上染和颜色的色光，严重的甚至会使染料不能溶于硫化钠液内而致失效，在染色物的储存过程中能使纤维发脆，甚至染色物在长期的储存过程中变成粉末，这种情况尤以硫化元最为突出。硫化元受潮后有发热自燃的危险，在储存时，要放置在通风阴凉处，防止受潮并避免日光的直接照射。
二、硫化染料的类型
硫化染料的一般商品为粉状固体，此外还有液体硫化染料以及为改善硫化染料的色光而研发出的硫化还原染料。
1.液体硫化染料
液体硫化染料是一种新型的硫化染料，是加工精制的染料隐色体，由硫化染料隐色体、还原剂和助溶剂等组成，其中染料含量约为15%～40%，还原剂可采用硫化钠或硫氢化钠，助溶剂可采用二甘醇乙醚、2，4-二甲基苯磺酸钠等。液体硫化染料呈碱性，pH大于10，可与水以任何比例混溶，染色时可直接加水稀释配制染液。
液体硫化染料与粉状硫化染料相比，颜色鲜艳，使用方便，可直接用于纤维的染色，染色过程较粉状硫化染料简便，但成本比粉状硫化染料高，稳定性较差，储存时发生氧化会产生析出现象。
2.硫化还原染料
硫化还原染料的化学结构属于硫化染料，其染色性能和染色牢度介于硫化染料和还原染料之间。硫化还原染料较难还原，需在较强的还原条件下进行还原，其色光较硫化染料好。
三、硫化染料的染色过程
硫化染料的染色过程可分为四个阶段。
1.染料还原成为隐色体
硫化染料比较容易还原，可采用还原能力较弱、价格较低的硫化钠进行还原，硫化钠既是强碱又是还原剂。
硫化染料的还原反应如下：
硫化钠的用量对硫化染料染色的影响较大。用量不足，染料不能充分还原、溶解，而且会使染物的摩擦牢度降低；用量过多，染料隐色体不易氧化固着，并使染色产品颜色变浅。硫化钠的用量一般为染料的50%～200%。
2.染料隐色体上染纤维
硫化染料隐色体染色时，一般采用较高的染色温度，以增强硫化钠的还原能力，并降低染料隐色体的聚集，提高吸附和扩散速率，提高上染率和匀染性。一般硫化黑染料染色温度为90～95℃，硫化蓝、绿、棕等色染料，在温度65～80℃时可获得较高的上染率。为提高染料的上染率，染色时应加盐促染，元明粉的用量为5～15g/L。
3.氧化处理
上染纤维的硫化染料隐色体经氧化而固着在纤维上。硫化染料隐色体的氧化比较容易，氧化方法有两种，即空气氧化法和氧化剂氧化法。对于易氧化的硫化染料隐色体可用空气氧化，对于难氧化的硫化染料隐色体可用氧化剂氧化。
（1）空气氧化法。将硫化染料隐色体染色后的被染物充分水洗，再经轧干或离心脱水，在空气中透风20～30min，利用空气中的氧气进行氧化。
（2）氧化剂氧化。硫化染料染色常用的氧化剂有重铬酸钠、双氧水、溴酸钠、过硼酸钠、碘酸钠等，其中重铬酸钠的氧化效果较好，但染色产品的手感较粗糙，而且存在重金属污染问题，现在一般采用双氧水氧化。
4.净洗、防脆或固色处理
硫化染料隐色体上染纤维并氧化后，应进行水洗、皂洗等后处理，以去除染物上的浮色，提高染色牢度和增进染物的色泽鲜艳度。
为提高硫化染料的日晒和皂洗牢度，可在染色后进行固色处理。固色处理的方法有两种：金属盐后处理和阳离子固色剂处理。常用的金属盐有硫酸铜、醋酸铜等。
某些硫化染料的染色产品在储存过程中，硫化染料中含有的不稳定的硫，在一定的温度、湿度条件下，易被空气中的氧所氧化，生成磺酸、硫酸等酸性物质，使纤维素纤维发生酸性水解，导致强力降低而脆损。为避免脆损现象的发生，可用碱性物质对染色产品进行防脆处理。常用的防脆剂有醋酸钠、磷酸钠、尿素等。