还原染料
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什么是还原染料[1]
还原染料是指一类性能优良的染料，具有色光鲜艳，色谱齐全，染色效果牢度优良，尤其是耐晒牢度高，是目前要求高染色质量的各类纺织品染色中极其重要的染料品种。还原染料大多不溶于水，需要经还原过程生成可溶性的隐色体才能染色。
还原染料的分类[2]
按照化学结构和性质, 还原染料原本分成蒽醌、靛族和杂环三类, 加上后来出现的硫酸酯类衍生物的可溶性类, 共为四大类。近年来还出现了一些新的衍生物, 如带有活性基团的所谓活性还原染料。
(一)蒽醌类还原染料
蒽醌类还原染料是还原染料中最重要的一类。凡是以蒽醌或其衍生物合成的还原染料以及具有蒽醌结构的染料, 都可属于这一类。这类染料的隐色酸钠盐大部分均较未还原的色泽为深, 只有极少数和未还原的色泽近似。这是由于原来没有共轭双键的蒽醌, 在还原成隐色酸钠盐后, 产生了连贯的共轭双键的缘故。
(二)靛族类还原染料
靛族类还原染料不仅指靛蓝及其衍生物, 还包括硫靛及其衍生物和各种具有靛蓝和硫靛混合结构的对称或不对称的还原染料。靛族类还原染料和蒽醌类最显著的不同之处, 就是不论它们原来是什么色泽, 还原后的隐色酸钠盐都是无色或者仅显很浅的黄色或杏黄色。
(三)杂环类还原染料
还原染料的应用[3]
(1)还原剂
①保险粉。化学名称为连二亚硫酸钠，Na_2S_2O_4。流体状细小颗粒，稳定性较差，遇潮结块，并容易燃烧。因此，保险粉在出厂时要添加一些化学品用作稳定剂。
②雕白块。雕白块是由多种化学成分组成的，其大致成分为NaHSO_3，NaHSO_3CH_2O-2H_2O，NaHSO_2-CH_2O-2H_2O。雕白粉主要用于印花，不用于染色。
③二氧化硫脲。分子式为(NH_2)(NH)CSO_2H (简称TDO)。二氧化硫脲具有稳定性好、贮藏安全、还原能力强、用量少和无污染等特点。
④其他还原剂。例如上述还原剂的复合物、葡萄糖、氢硼化钠等。
(2)还原染料隐色体对纤维素纤维的上染原理
还原染料被还原成隐色体后，就逐步从染液向纤维转移，这种转移过程就是上染。在这一过程中，分子间的引力和氢键起重要作用，而染料从染液中向纤维转移过程中的化学位的变化，标志着染料的直接性的大小。在还原染料染色时，电解质对染料的上染速度的影响较小，实际上，不能用加入电解质的方法来提高上色速率和上染率。
还原染料分子量较大，有较高的直接性，很多染料上染速率很高。对于扩散速率低而上染速率高的染料，常常全堆积在纤维的表面，产生“环染”现象，这些染料在使用时要加入匀染剂，以获得匀染效果。
(3)还原染料的染色工艺
还原染料的染色按染料的染色形态分两种，隐色体法和悬浮液法。可溶性还原染料常常使用卷染法和轧染法。
①隐色体法。还原染料用还原剂和碱还原成隐色体溶液，用卷染机或轧染染色法将染料染到纤维素纤维上，再经氧化、皂煮而染色。这种方法最难控制的质量问题是不易染色均匀和透芯，通常要在染浴中添加匀染剂。
②悬浮体染色法。悬浮体染色法是将超细粉状态还原染料均匀地浸轧染到纤维的表面，再轧染碱性还原剂，使附着在纤维表面的染料超细粉还原溶解而扩散到纤维内部，再经氧化使纤维着色。这种方法不受染料上染率的限制，匀染性好，对原织物染色尤为适宜，但对原染料加工的颗粒细度要求很高。
③可溶性还原染料的染色。可溶性还原染料的染色的最大特点就是可直接溶于水，上染纤维，省去了还原工序。染料对纤维有直接性而被纤维吸附并扩散到纤维内部，由于染料分子中的水溶性基团，使染料的匀染性有所改善，可用于蛋白质纤维的染色和印花，而酸性介质中的氧化是这类染料进行染色的关键。常用的染色方法有卷染法、轧染法等。
