还原染料的染色机理是什么？
1.还原染料的结构和分类
还原染料可分为两类:靛蓝染料和蒽醌染料。靛蓝是靛蓝染料之一，使用时间最长。靛蓝染料也属于它的卤素衍生物、异构体和具有硫茚满骨架的硫靛蓝衍生物。靛蓝染料的发色体系是由同一乙烯基连接的一对电子供体和受体。这种交叉轭发色团系统被称为H型发色团。蒽醌还原染料有很多种，其中最简单的是氨基蒽醌衍生物。蒽醌本身呈淡黄色，引入氨基后形成供电子和受电子的发色体系，产生暗效应，如还原红色5GK。蒽醌还原染料中多环酮类染料的结构相对复杂，大致有两种——蒽醌基稠环染料(两个或两个以上蒽醌环通过氮杂环稠合，如还原蓝RSN的产率最大)和蒽基稠合染料(如芘蒽酮结构的还原金橙G、蒽醌酮结构的还原黄G、紫蒽酮骨架的还原艳绿FFB、异紫蒽酮骨架的还原艳紫3B等。).还原多环酮染料属于环多烯发色团。对于许多染料来说，羰基还原形成隐色体并不影响其发色团的* * *轭键长度，但有些染料由于羟基的供电作用而产生深色效果，如还原黄G的隐色体溶液为蓝色，还原金橙G的隐色体溶液为蓝红色，还原蓝RSN染料的隐色体溶液为蓝红色，隐色体碱性溶液为蓝色。
2.染色特性和机理
还原染料的分子中不含水溶性基团，所以不溶于水；染料分子结构大，芳环平面性好，对纤维素纤维亲和力高，所以初染率高，迁移性差，容易出现染色不均匀；主要用于棉、粘胶等纤维的染色。染色方法主要有无色染色法(浸染法)和悬浮染色法(轧染法)。染色织物的湿处理牢度很好，大部分染料具有较高的日晒牢度，是目前各种商业染料中广泛使用的高档染料。还原染料分子在轭体系中含有至少两个羰基，在还原剂的作用下被还原成烯醇结构的隐色酸，隐色酸可溶于碱性溶液，被纤维吸附；吸附在纤维上的隐色体(染料的可溶性钠盐)在酸和氧化剂的作用下，回到原来的不溶于水的羰基(醌或酮)状态，固定在纤维中。还原染料隐色体染色的纤维素纤维通过范德华力和与纤维的氢键作用，以阴离子的形式吸附在纤维表面，然后扩散到纤维内部。
3.还原条件
还原染料在还原剂的作用下被还原，溶液呈碱性时产生隐色体；溶液呈酸性时会生成隐铬酸。隐色酸在水中的溶解度很低，所以隐色酸的产生不利于染色，所以还原必须在碱性条件下进行。保险粉是还原染料染色中常用的还原剂。保险粉在苛性碱(NaOH)中有很强的还原能力，几乎所有的还原染料都能被保险粉还原。烧碱还原染料形成无色，中和保险粉还原过程中产生的酸性物质。
在碱性条件下，保险粉按下式反应释放电子，染料接受电子还原成无色:
S2O4 2- + 4OH— → 2SO32— + 2H2O + 2e
异常减少现象:
A.过还原现象:正常情况下，还原染料分子结构中的羰基没有全部被还原。如果还原溶液的温度过高或苛性钠-保险粉的浓度过高，会造成过度还原。过度还原会降低染料隐色体的直接性，改变色光。当碱不足，继续过度还原时，染料会失去亲和力。
B.脱卤:分子中含有卤素基团的染料在高温还原时容易脱卤。从而改变色光，降低耐氯牢度。
C.分子重排现象:染料还原后，如果烧碱用量不足，部分染料会重排。分子重排后，即使加入烧碱，也很难恢复到正常的无色。
D.水解现象:酰胺结构的还原染料在温度升高、碱浓度较高的条件下发生水解，改变了色光、染色性能和染色牢度。
E.结晶:如果染料隐色体的溶解度低，浓度过高，可能会出现隐色体结晶沉淀，无法进行正常染色。
注意:如果溶解不良，可增加水量或适当提高温度，使沉淀物或晶体重新溶解。隐色体遇到钙镁离子会生成不溶性的钙镁盐，所以还原染色要用软水。
3.减少染料无色的方法
还原染料对隐色体染色时，根据染色过程中染料的缔合程度、亲和力、扩散性能、隐色体的稳定性等因素(染色温度、NaOH和保险粉的不同用量)，可将染色方法分为A法、B法和C法三种。
方法A:也叫热染法和in法。适用于结构复杂的染料。无色物质倾向于聚集，具有高亲和力和差的扩散性。应在较高的染色温度(约600℃)和较高浓度的苛性钠下染色，可使用缓染剂代替染色促进剂。
方法B:也叫温式法和IW法。这类染料的性能介于A法和C法染料之间，在较低的温度(45-500℃)和较低的烧碱浓度下染色。染中深色时，加入适量的助染剂。
方法C:也叫冷染法和IK法。适用于分子结构简单(如酰胺基蒽醌，在高温强碱介质中易水解)、亲和力低、扩散性好的染料。可在低温(25-300°C)和碱浓度下染色，染色时应加入助染剂。
4.悬浮染色法
悬浮染色法是将超细粉末状态的还原染料均匀轧染在纤维表面，然后轧染碱性还原剂，使附着在纤维表面并扩散到纤维内部的染料还原溶解，并在纤维内部固色。悬浮染色能使染料渗透更深，匀染性更好，且不受上染率不同的影响，能改善环染现象，特别适用于原织物染色。但它要求还原染料磨得非常细，达到超细粉的状态(基本上没有粒径大于2μm的大颗粒，大部分在0.5-1微米之间)，否则容易产生色斑。
5.还原染料的还原方法
A.干筒法。是指将还原染料用渗透剂、保险粉、烧碱预先在小容器中制成50-60℃的浓缩液，过滤到染缸中，在染色时使用，适用于还原速度慢、溶解度大的染料。
B.全浴法。是指目前染浴中染料的还原方法，适用于不稳定，在浓碱性还原液中溶解度小的还原染料。
三、主要实验仪器和染料
染色杯、量筒、温度计、刻度移液管、恒温水浴、电炉、烘箱或热定型机、电子天平、灰样卡、小型轧机、PVC膜。
还原蓝RSN、还原粉R、还原金RK、还原亮绿FFB、古菌油、氢氧化钠、氯化钠和扩散剂NNO。
操作步骤:
(1)还原染料无色浸染
1.实验配方和工艺条件
染色方法甲基乙烯丙烯
染料名称还原蓝RSN还原粉还原金RK
染料(织物重)/% 2 2
4-5滴红油(太古油)4-5滴4-5滴。
NaOH/g？L- 15 9 7.5
85%保险粉/g？L- 15 12 10
NaCl/g？L- 10 20
还原温度/0C全浴50-60干燥筒80干燥筒45
染色温度/0c60 2 50 2 30 2
染色时间/分钟45 45 45
浴比1: 50 1: 50 1: 50。
2.染料溶液的制备:
干筒法:称取染料→加入烧杯中→加入太古油→混匀→加入少量水→混匀→加入2/3 NaoH和保险粉→加入1/3水→干筒在规定温度下还原10-15min→加入剩余的1/3NaoH和保险粉。
全浴法:称取染料→加入烧杯中→加入太古油→混匀→加入少量水→混匀→加入保险粉和NaoH→加入规定的水→在规定温度下全浴还原10-15 min，即为染色浴。
3.染色步骤:
将染液调至染色温度→放入织物→染色10-15 min →加入1/2NacL→再次染色10-15min→加入剩余的1/ 2 NacL→连续染色10-15min→取出织物→挤压均匀→摊晾氧化65433
备注:所有还原染料染色后应皂洗。浸泡有两个目的。一是去除聚集在纤维表面的浮色，以增加耐摩擦和耐洗色牢度。二是获得所需色光。隐色体被氧化后，染料只是通过其单分子与纤维素分子之间的相互作用，在纤维中随机排列。皂洗后，染料分子相互结晶，色光稳定。
(2)还原染料悬浮液轧染
1.实验配方和工艺条件
悬架:
恢复灿烂的绿色FFB 20克升-
扩散剂nno1.5克.升-
还原溶液:
30%苛性钠50毫升。我-
85%保险粉24克/升-
2.工艺流程
干布→浸轧还原溶液(两浸两轧，轧溶率70%) →烘干(90℃，3min)→浸轧还原汽蒸(浸泡后立即取出放入两片塑料膜之间，130℃烘箱内汽蒸2min)→15min空气氧化→冷水洗涤→
备注:汽蒸的目的是提供一定的温度和湿度，使染料在短时间内减少并渗入纤维。
(3)注意事项:
1.无色染色前，样品必须充分润湿，并在染色前挤干。染色时要注意翻动，但翻动不能太剧烈，以防保险粉大量分解。
2.染色时，织物不应暴露在液面下，以防氧化。
3.如果发现染浴有氧化趋势，可以适当加入少量保险粉。
4.当悬浮液进行轧染时，必须用干布轧染。
动词 （verb的缩写）实验结果及分析和讨论
(1)粘贴样品
(2)分析和讨论
1.布料的均匀度？渗透程度如何？
2.还原染料还原时保险粉和烧碱的实际用量为什么大于理论用量？
3.为什么还原染料隐色体一般适合在碱性条件下氧化？
4.分析一下隐色体的染色特点，容易出现的疵点以及解决方法？
5.请描述影响还原染料转化率的因素以及可以采取的提高还原染料还原率的措施。
6.还原染料的还原方法有哪些？如何选择？
7.用还原染料还原后的隐色体颜色是否与染料颜色一致，为什么？
8.从染色结果分析隐色染色和悬浮染色的特点。
9.从还原染料染色性能的实验结果，分析了染料结构与初染、匀染和移染的关系。
10.染液中保险粉浓度过高会有什么后果？