还原染料染色时,可采用浸染,卷染或轧染。一般纱线及针织物大都用浸染,机织物大都用卷染和轧染,一般都包括下述四个基本过程。
染料的还原过程,也就是还原染料隐色体的生成过程,一般都是在碱性介质中进行的。在还原染料的分子结构中都至少含有两个羰基(=C=O),它们在强的还原剂连二亚硫酸纳(俗称保险粉)的作用下,羰基被还原成羟基(-OH)。保险粉化学性质非常活泼,在碱性条件下即使温度很低,也可产生较强的还原作用,从而使还原染料被还原为隐色酸。
Na2S204 + 2H2O -→ 2NaHSO3 + 2[H]2=C=O + 2[H] -→ 2 ≥C-OH
反应中生成的羟基化合物就是染料的隐色酸,它也和染料一样不溶于水,但可溶于碱性介质中,成为隐色体钠盐溶液。由于隐色体钠盐不常呈现染料原有的颜色,故被称为隐色体:
≥C-OH + NaOH-→ ≥C-ONa + H2O
在用保险粉-烧碱法进行染料还原溶解时,应掌握好烧碱、保险粉的用量和还原温度,才能使染料正常还原,否则会使染料产生过度还原或水解以及分子重排等不正常的反应,致使染液破坏,色泽萎暗,染色牢度降低。
2.隐色体上染
还原染料经保险粉、烧碱还原溶解成隐色体钠盐后,即对纤维素纤维产生直接性,先吸附于纤维表面,然后再向纤维内部扩散而完成对纤维的上染。由于染液中含有大量电解质,对纤维的直接性较大,故上染纤维的速率较快,染料的移染性能较差,往往不易染匀。因此,在上染过程中可加入少量缓染剂,如平平加0、牛皮胶等。
[O]
上染纤维的隐色体需经空气或氧化剂氧化,转变为原来的不溶性还原染料并回复原来的色泽,其氧化反应如下:
≥C-ONa -→ >C=O
由于不同类型的还原染料有不同的氧化性能,故应对氧化条件进行适当选择,如用空气氧化,或使用双氧水、过硼酸钠氧化等。
皂煮能将吸附在纤维表面已氧化的浮色去除,使染色织物具有鲜艳的色泽和较好的摩擦牢度。同时,在皂煮过程中,染料分子会在纤维表面发生聚集,进而形成微晶体,可进一步改善染色织物的各项牢度。