l 分散染料的分子结构中不含离子化水溶性基团，仅含少量极性基团，相对分子质量较小，结构简单、在水中溶解度很低的非离子染料
l 染色时，分散染料以细小颗粒状态均匀分散在染液中，是涤纶染色和印花用的主要染料。
l 分散染料的染色工艺主要有高温高压染色法、热熔染色法和载体染色法
l 除染涤纶外，还可以染锦纶、腈纶、氨纶、丙纶、芳纶等合成纤维，但色泽较淡
l 分散染料一般可按化学结构和按应用性能分类，主要依据耐升华牢度（即耐热稳定性）分类
l 分散染料含极性基团少，相对分子质量小，结构简单，分子间作用力弱，耐升华牢度较差。
l 染料生产厂家一般都按染料耐升华性能来命名，不同厂家命名规则不同
一、分散染料的结构特点
l 分散染料是非离子染料，分散染料不含强离子化基团，如-SO3Na和 -COONa，而含有-OH，-NH2，-NO2，-CN等极性基团
在水中溶解度较小。
l 商品分散染料中已加入大量分散剂，染浴中还需加入适量分散剂。
l 分散剂使分散染料以细小晶体均匀地分散在染液中，形成稳定的悬浮液，部分染料溶解在分散剂所形成的胶束里。
1. 染料的溶解性
l 染料应具有一定的溶解度，保证染色均匀和提高染色速率
l 溶解度过低——染料上染速率会很慢
l 溶解度过大——染料与水作用力增大，与纤维亲和力降低，上染速率和上染百分率下降
l 溶解度影响因素：
l （1）分子量小、极性基团多的，溶解度大
l （2）晶体小、不稳定晶型的，溶解度大；
反之，则小
l （3）分散剂具有增溶作用
l （4）染液温度提高，溶解度提高
l （5）若染浴中的化学试剂能引起染料结构变化，将影响溶解度
l （6）染浴温度太高或研磨颜料温度太高，染料晶型将从不稳定晶型向稳定晶型转变
l （7）染料晶体颗粒小，溶解度大
l （8）染液温度不匀或突然降温，发生晶体增长现象，染料难于扩散，上染速率降低，易产生染色不匀（色斑）等疵点
2. 染料的分散稳定性
l （1）分散剂影响
稳定染浴，抑制染料发生晶型转变和晶体增长
起增溶作用，染色时能及时释放单分子染料
l （2）颗粒大小
染料颗粒直径在0.5～2μm之间
3.化学稳定性
l （1）酸碱稳定性
l 在高温碱性条件，含酯基、酰胺基、氰基等基团的分散染料，会发生水解——染料色光变化，上染百分率变化
l 碱浴中，含羟基的染料会发生羟基离子化
D-OH+OH- → D-O-+H2O
影响染色性能及染色产品色光
l pH值过低，氨基发生质子化，
D-NH2+H+ D-NH3+
影响染色性能及染色产品色光
l 分散染料染色时，染浴pH值控制在5～6，染色织物的上染百分率高，色泽鲜艳度好
l （2）耐还原剂稳定性
分散染料基团中约有50％为偶氮类结构的染料
偶氮基团不耐还原剂，会导致染料结构变化，发生消色作用，分解产物对纤维亲和力降低
l 利用
l A..不耐还原剂的分散染料可用作拔染印花的地色染料
l B. 还原清洗
利用分散染料在稀碱性还原液中易被还原分解而去除的性质，来去除浮色（并去除染色时涤纶织物析出的低聚物等杂质）以提高染色牢度
二、染色基本原理
l n1.聚酯纤维的染色性能
l 涤纶属于疏水性纤维，纤维缺乏能与染料发生结合的基团，不能使用水溶性染料染色，只能使用分子量小、不含强离子性水溶性基团、溶解度较低的非离子分散染料染色
l 涤纶结构紧密，常压沸染，染料难以扩散进入纤维内部，把纤维染透
l 在玻璃化温度以上时，纤维大分子链段发生剧烈运动，聚合物分子间空隙增大，自由容积增加，提高染色速率
l 染料按自由体积模型扩散
l 可采用升高染色温度（高温高压染色法、热熔染色法）或使用纤维膨化剂及染色促进剂（载体染色法）两种途径实现。
l 2. 染料与纤维间的作用力
l 氢键——涤纶中酯基含量约46％，分散染料含有-OH、-NH2，此外涤纶苯环也可形成氢键
l 范德华力
l 疏水键力——纤维与染料间通过疏水部分相互作用
根据相似相溶原理，染料可看作“溶解”在固体纤维上的无定形区中。
l 3.上染速率
l （1）温度：
升高，A. 纤维大分子运动加剧，大分子链发生剧烈转动，纤维自由容积增大，扩散空间阻力减少，扩散速率增大；B. 染料扩散动能增加，有利于更多染料向纤维内部扩散；C. 染料溶解度提高，提高染色速率
染色温度从85 ℃提高到100℃，扩散速率增加近48倍。
l （2）纤维膨化剂或染色促进剂：
l 膨化剂有利于纤维膨化，降低纤维的玻璃化温度，使纤维自由容积增大，从而提高染料向纤维内部扩散
l 促进剂促进染料纤维表面吸附，增加纤维表面染料浓度，提高内外浓度差，提高染色速率
l 部分载体同时具有纤维膨化剂和染色促进剂的双重作用
l 适量渗透剂可缩短染色时间，得到良好的染色效果
l （3）染料溶解度的影响
l 提高溶解度，有利于单分子染料的吸附和扩散，提高染色速率
l 但染料溶解度不能太高，否则染料亲水能力大于亲纤维的能力，平衡上染百分率降低
三、涤纶染色工艺
l 纤维中不同区域的玻璃化温度不同
无定形区约为67℃
结晶区约为81 ℃
结晶又取向区域约为125 ℃
l 经不同温度预热定形处理的涤纶织物，玻璃化温度不同
定形温度 Tg 定形温度 Tg
未定形 75 90 105
120 123 150 125
180 122 210 115
230 105 245 90
l 实际染色时，染色温度应高于染色转变温度，此时纤维无定形区的大分子链段发生剧烈运动，产生瞬间孔穴。
l 一般染色转变温度比玻璃化温度高十几度，染料分子量越大，二者相差越大
l 涤纶微结构影响染色性能
l 1.高温高压染色
l 染色织物色泽鲜艳、手感好
l 织物品种适应性好，适用的染料范围广，染料利用率高
l 对设备要求高，需密闭
l 间歇式，染色时间长，生产效率较低
l 染液中含有分散染料、分散剂、高温匀染剂、pH调节剂等
l 高温高压染色，染料易出现晶型转变
l 温度控制不匀，出现晶体增长现象
l 高温染色，表面易析出低聚物
l 部分染料发生水解或还原
l 染料要求：良好的分散稳定性、化学稳定性和较高的耐升华牢度，以保证均匀、鲜艳的染色效果
l 染色过程
l （1）40 ℃温水化料，过滤
l （2）慢慢升温至120～130 ℃，在升至染色转变温度以上时，上染速率迅速提高，应严格控制升温速率，保证染料均匀上染
l （3）继续保温染色45～60min
l （4）然后降温，进行还原清洗，水洗等后处理，彻底去除浮色，以提高染色产品的染色牢度和鲜艳度
l 染色温度选择在120～130℃为宜，温度不能超过145℃，否则纤维会造成损伤，特别是毛涤混纺织物
l 染色温度控制分三个阶段：
l （1）染色升温阶段：在70～110℃温度区间，染料上染速率很快，要严格控制1～2℃/min，保证染料均匀吸附
l （2）染色保温阶段
l 染料向纤维内部扩散，并增进染料移染，染匀染透
l （3）降温阶段
l 在玻璃化温度以上，降温速率应适当慢些，其后快速降温，避免引起织物产生折皱和手感粗糙
l pH值
l 控制在5～6之间，色光纯正、色泽鲜艳，上染百分率高；
l 高温碱性，染料水解，
l 碱性太强，织物损伤大，手感差
l 但酸性染色，齐聚物容易沉积在织物表面
l 浴比：
l 小，节能节水，但易使织物产生折皱、擦伤、染色不匀
l 大，耗能耗水
l 匹染：10：1～30：1
l 分散剂影响
l 匀染剂（载体、非离子型活性剂）
l （1）缓染剂 通过助剂对染料或纤维亲和力，延缓染料上染，使染料能均匀地吸附在纤维的各个部分，从而染色均匀，但会导致上染百分率下降
l （2）移染
l 匀染剂一般为载体、非离子型聚氧乙烯类表面活性剂
l 载体有毒
l 非离子表面活性剂在染色温度高于浊点，会产生沉淀，一般需与阴离子表面活性剂复配
l 2.热熔染色
l 在185～215℃干热条件下使染料在纤维上发生固着的连续轧染的染色方法
l 连续化生产，生产效率高，用水量少，污水少，使用的染料要求耐升华牢度较高
l 染色时织物所受张力较大，织物手感及色泽鲜艳度不及高温高压染色法
l 一般多用于涤棉混纺织物中涤纶染色
l 浸轧液含有分散染料、分散剂、渗透剂、防泳移剂等
l 染料颗粒要特别匀细，渗透性及分散稳定性要好
l 二浸二轧，室温，涤棉织物轧余率一般为50～60％
l 焙烘固色（热熔）温度根据染料升华牢度来选择，一般为180～220℃，时间2～1min
染色工艺条件
l （1）润湿剂或渗透剂
l 润湿剂可以排除织物中的空气，有利于染料渗透到织物内部
l 织物前处理充分，可不加
l （2）泳移现象及防止
l 因染料对涤纶缺乏亲和力，容易发生烘干现象
l 合理烘干方式
l 提高浸轧效果，减少带液率，涤棉带液率降低到20％～30％后，不会发生明显泳移
l 加入适量防泳移剂
l 热熔染色时间和时间选择
l 织物烘干后，染料停留在纤维表面，没有与纤维发生固着，通过高温热焙烘，染料向纤维内部扩散，把纤维染透，完成固色——热熔固色
l 温度高——染料升华较多
l 拼色时，染料耐升华性应相近
l 3.载体染色
l 利用载体助剂对涤纶的增塑膨化性能，在常压100℃条件下染色
l 设备简单，适合毛涤织物染色
l 另外，载体对染料具有亲和性，对染料溶解能力高，提高染料浓度，提高吸附和扩散；过高，也不好
l 但载体有毒性，存在环境污染，残留载体不易洗净，影响染色牢度
三、新型涤纶染色技术
l 1.碱性染色
l 织物前处理为碱性环境，染色前须经充分水洗和酸中和
l 酸浴染色，未去除的浆料、油剂及其他分解物析出，造成染色疵点
l 碱性染色可省去织物前处理后的彻底清洗工序，避免pH值波动
l 可缩短加工时间、提高生产效率、降低染色成本、提高染色质量
l 2.细旦涤纶织物染色
l 难染深色——纤维比表面积大，表面反射光很大，而染色深浅与纤维表面的反射光及由纤维内部重新返回到外部的折射光有关。
l 涤纶对光的反射率和折射率大，较难染深色
l 相同表观染色深度，细旦纤维为普通纤维的3～4倍
l 匀染性差——比表面积大，染料吸附速率快，容易染色不匀
l 形态结构和超分子结构均匀性较差
l 始染温度比普通温度较普通低10～15℃；升温速率应降低
l 染色牢度较差——增加纤维与光接触面积；表面积大，易升华
l 解决途径
l 采用吸尽率高、提升力高、发色效果好的染料
l 改变染料在纤维分布状态
l 纤维表面粗糙化——无机微粒纺丝、等离子处理、低折射率覆盖纤维表面
l 3.助剂增溶染色
l 增加染料在水中的溶解度，同时对纤维膨化或增塑作用
l 不仅可以染合成纤维，还可以染羊毛等亲水性纤维
l 4.超临界二氧化碳流体染色
l 超临界流体：物质高压临界温度和临界压力条件下的状态，即高温高压下，超过临界点的气体称为超临界流体
l 超临界二氧化碳（温度高于31℃，压力高于7.2MPa）对于许多疏水性物质有极佳的溶解性能，溶解物有较高的扩散性
l 节水节能，效率高，无毒不燃
l 适用于疏水性纤维
l 染色机理属于自由容积扩散模型，该流体可促进无定形区分子链运动，孔穴增大
l 染色条件：压力25MPa，温度130℃
四、对其他纤维的染色
l 1.氨纶染色
l 氨纶中的酯基和聚醚是分散染料上染的主要部分，可形成氢键；并且酰胺基也可形成氢键
l 染料可以较快吸附，有利于染料上染
l 需要载体或染色促进剂来降低染色温度，避免损伤氨纶。
l 若氨纶不外露，一般不染色
l 2.锦纶染色
l 锦纶玻璃化温度低，故染色温度低，一般30℃始染，逐步升温至85～95℃，保温30～60min。
l 需加入匀染剂
l 匀染性较好，只能染中浅色
l 3.腈纶染色
l 与锦纶相似
l 只能染中浅色
l 4.醋酯纤维
l 分散染料最早用于醋酯纤维
l 结构比涤纶疏松，可在100℃下完成染色
l 需低张力设备，可浸染或卷染
