背景及概述^[1]

硫化染料為一類分子結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的含硫染料。一般是由某些芳胺、氨基酚類等有機(jī)化合物與硫磺或多硫化鈉一起加熱，即硫化而制成。硫化染料大多不溶于水，在染色時，需溶于硫化鈉或堿性保險粉溶液還原成隱色體，再經(jīng)纖維吸收后氧化而顯顏色。它們依所需染色條件的不同，分硫化染料和硫化還原染料兩類。前者用硫化鈉作還原劑還原；后者用保險粉作還原劑還原，其染色牢度和性能介于硫化染料和還原染料之間，為較高級的硫化染料。硫化染料制造工藝較簡單，成本低，耐洗耐曬，但色光不鮮艷，能染深色，適于植物纖維和復(fù)染，較受農(nóng)村用戶歡迎。除色澤不鮮艷外，該染料色譜不全，缺好的紅色和紫色，且上色力低，用量大，因而在應(yīng)用上受到限制，但迄今仍是我國產(chǎn)量和應(yīng)用甚廣的染料。

染色機(jī)理^[2]

1.硫化染料的染色機(jī)理

硫化染料還原溶解配成染液，形成的染色隱色體被纖維素纖維吸附，經(jīng)空氣氧化處理，使纖維素纖維顯現(xiàn)所需顏色]。其化學(xué)反應(yīng)式為

硫化染料母體對纖維沒有親和力，其結(jié)構(gòu)中含有硫鍵(一S一)、二硫鍵(一s—S)或多硫鍵(一Sx一)，在硫化鈉還原劑作用下被還原成硫氫基(一SNa)，變成溶于水的隱色體鈉鹽。隱色體對纖維素纖維有很好的親和力的原因是染料的分子較大，進(jìn)而與纖維之間產(chǎn)生較大的范德華力和氫鍵作用力。

染色過程^[2]

染色過程可以分為下列四個步驟：

1.染料的還原

還原溶解硫化染料比較容易，常用硫化鈉作為還原劑，它還起堿劑的作用。為防止隱色體被水解，可適當(dāng)?shù)募尤爰儔A等物質(zhì)，但還原浴堿性不能過強(qiáng)，否則染料還原速率變慢。

2.染液中的染料隱色體被纖維吸附

硫化染料的隱色體在染液中以陰離子狀態(tài)存在，它對纖維素纖維有直接性，能吸附在纖維表面并擴(kuò)散進(jìn)入纖維內(nèi)部。硫化染料隱色體對纖維素纖維的直接性較低，一般采用小浴比，同時加入適當(dāng)電解質(zhì)，在較高溫度下可使上染速率提升，勻染性和透染性得到改善。

3.氧化處理

硫化染料隱色體上染于纖維后，必須經(jīng)氧化，才能顯示出所需的顏色。氧化是硫化染料染色后的一個重要步驟。對易氧化的硫化染料染色后經(jīng)水洗和透風(fēng)就能被空氣氧化，即用空氣氧化法；對一些不易氧化的硫化染料，則采用氧化劑處理以促進(jìn)氧化。

4.后處理

后處理包括凈洗、上油、防脆和固色等。硫化染料染后一定要充分水洗，以減少織物上殘留的硫，防止織物脆損，因為染料中的硫及硫化堿中的硫易在空氣中氧化生成硫酸，對纖維素纖維會引起酸水解而降強(qiáng)，使纖維脆損。因此可用防脆損劑處理，如：尿素、磷酸三鈉、骨膠、醋酸鈉等。為提高硫化染料的日曬和皂洗牢度，可在染色后進(jìn)行固色。固色處理的方法有兩種：金屬鹽類處理(如：重鉻酸鉀、硫酸銅、醋酸銅及這些鹽類的混合物)和陽離子型固色劑處理(如：固色劑Y)，實際生產(chǎn)中以固色劑M處理較好，固色劑M是由陽離子型固色劑和銅鹽復(fù)配而成的，可減少鉻污染。

應(yīng)用^[3]

硫化染料的發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用已有一百三十多年的歷史，它的生產(chǎn)工藝比較簡單，一般是由芳胺類或酚類化合物與硫磺或多硫化鈉混合加熱制成的。成本低廉、使用方便、無制癌性，具有良好的水洗牢度和日曬牢度，是一類大眾化的染料。但由于它是一類水不溶性的染料，染色時，它們在硫化堿溶液中被還原成可溶性的隱色體鈉鹽，染人纖維后，經(jīng)過氧化成為不溶狀態(tài)固著在纖維上，因此染色工藝復(fù)雜，而且在強(qiáng)堿性條件下不能用于羊毛、蠶絲等蛋白質(zhì)纖維。所以硫化染料多用于纖維素纖維的染色，特別是棉紡織物深色產(chǎn)品的染色，其中以黑、藍(lán)兩種顏色的應(yīng)用最廣。按應(yīng)用方法分類，《染料索引》將硫化染料分為三類，普通硫化染料、預(yù)還原硫化染料和水溶性硫化染料。

1.普通硫化染料

這類染料不溶于水，用堿性還原劑可將染料還原成隱色體，并溶解在水中，隱色體鈉鹽可以被纖維吸附。染色過程可以分為下列四個步驟。、

(1)染料的還原溶解：硫化染料的還原比較容易，常用硫化鈉作為還原劑，它還起堿劑的作用。為防止隱色體被水解，可適當(dāng)?shù)募尤爰儔A等物質(zhì)。

(2)染液中的染料隱色體被纖維吸附：硫化染料的隱色體在染液中以陰離子狀態(tài)存在，它對纖維素纖維有直接性，能吸附在纖維表面并擴(kuò)散進(jìn)入纖維內(nèi)部。

(3)氧化處理：多數(shù)硫化染料隱色體的氧化比較容易，染色后經(jīng)水洗和透風(fēng)就能被空氣氧化，還有一部分染料較難氧化，需要用氧化劑氧化。

(4)后處理：后處理包括凈洗、上油、防脆和固色等。硫化染料染后一定要充分水洗，以減少紡織物上殘留的硫，防止紡織物脆損。

2. 預(yù)還原染料

用還原劑將普通硫化染料還原成水溶性的隱色體，并加入過量的還原劑作為抗氧劑，加入滲透劑、無機(jī)鹽和軟水劑制成液狀染料稱為預(yù)還原染料。使用時用水稀釋，便可直接應(yīng)用。這類染料有含硫的，如Cassun染料含有硫化鈉，也有不含或含有極少量的硫，如ImmedialC染料，染色時沒有含硫廢水。

3. 水溶性硫化染料

水溶性硫化染料的特點(diǎn)是染料的分子結(jié)構(gòu)中有水溶性基團(tuán)，溶解度好，勻染性好，是將普通硫化染料與亞硫酸鈉或亞硫酸氫鈉反應(yīng)，生成染料的硫代硫酸鹽，它在20℃時溶解度為150g／L，用于連續(xù)染色。但它與纖維沒有親合力，染色時需要添加硫化堿，并通過親核反應(yīng)、還原反應(yīng)使其轉(zhuǎn)化為對纖維素纖維有親和力的狀態(tài)。

主要參考資料

[1] 中國成人教育百科全書·化學(xué)·化工

[2] 硫化染料及其應(yīng)用進(jìn)展

[3] 硫化染料的開發(fā)及其應(yīng)用性能的拓展