陽(yáng)離子染料是隨著石油化工的發(fā)展而產(chǎn)生，近年來(lái)國(guó)內(nèi)外致力于研究開(kāi)發(fā)染色性能優(yōu)良、專用性，結(jié)構(gòu)新的品種，以及老產(chǎn)品工藝改進(jìn)，節(jié)能降耗、三廢治理等領(lǐng)域。

陽(yáng)離子染料的類型

陽(yáng)離子染料可按應(yīng)用性能和化學(xué)結(jié)構(gòu)類型兩種分類方法分類。按應(yīng)用性能中國(guó)將現(xiàn)有的染料分為普通型、X 型和M型。按化學(xué)結(jié)構(gòu)是依據(jù)染料分子中陽(yáng)離子電荷與染料發(fā)色團(tuán)共軛體的組成形式不同分為隔離型和共軛型兩種。

(1)隔離型陽(yáng)離子染料:染料分子中的正電荷通過(guò)隔離基和染料的發(fā)色團(tuán)的共軛體系相連接，正電荷是固定在季銨鹽的氮原子上。陽(yáng)離子染料的特點(diǎn)是給色量稍低，色光不十分鮮艷，但耐熱、耐曬、耐酸堿，穩(wěn)定性好。例如陽(yáng)離子紅GTL（C.I.堿性紅 18 (C.I.11085)(英文名稱Cationic Red GTL)，用于腈綸及其混紡織物的印染，也可用于改性腈綸、滌綸的染色，和醋酸纖維織物的印花。

(2）共軛型陽(yáng)離子染料：染料分子中的正電荷是染料發(fā)色團(tuán)共軛體系的組成部分，正電荷不是固定在某個(gè)原子上，而是可以移域的。這類染料的特點(diǎn)是色澤鮮艷，著色力高，但耐曬牢度中等。例如陽(yáng)離子黃X-6G(C.I.48056)(英文名稱Catinic Yellow X-6G) ，用于腈綸及其混紡織物的印染，也可用于醋酸纖維，聚氯乙烯纖維和改性腈綸纖維的印花。

陽(yáng)離子染料的染色方法和機(jī)理

陽(yáng)離子染料是丙烯腈纖維的專用染料，染色方法是在弱酸性（pH值在4.5左右）的浴缸中，以醋酸和醋酸鈉為緩沖劑，在電介質(zhì)和適量助劑存在下，接近沸騰染色。染色機(jī)理可分三步：

（1）染浴中的染料陽(yáng)離子被吸附于纖維表面。
（2）染料陽(yáng)離子由纖維表面向內(nèi)部擴(kuò)散。
（3）染料陽(yáng)離子與纖維所含陰離子基團(tuán)成鹽鍵結(jié)合。

在正常染色條件下，最后一步的成鹽為不可逆反應(yīng)，可導(dǎo)致牢度高而染色不勻。首尾兩步反應(yīng)快，第二步擴(kuò)散慢，它決定整個(gè)染色速度。由于染料與纖維間親合力大，為求得勻染效果，須嚴(yán)格控制染浴溫度、pH值、電解質(zhì)、緩染劑等。

陽(yáng)離子染料影響因素

陽(yáng)離子染料對(duì)腈綸的親和力大，染色時(shí)由于吸附快而擴(kuò)散慢，容易產(chǎn)生染色不勻現(xiàn)象，而一旦產(chǎn)生染色不勻，很難通過(guò)延長(zhǎng)染色時(shí)間的方法糾正。陽(yáng)離子染料染色時(shí)，為得到均勻的染色結(jié)果，應(yīng)適當(dāng)降低上染速率。影響陽(yáng)離子染料上染速率的因素除腈綸的種類外，還有以下幾個(gè)方面：

1.溫度
溫度是控制勻染的重要因素。腈綸用陽(yáng)離子染料染色時(shí)，在75℃以下上染很少，當(dāng)染色溫度達(dá)到纖維的玻璃化溫度(75-85℃)時(shí)，染料的上染速率迅速增加。因此，當(dāng)染色溫度達(dá)到纖維的玻璃化溫度時(shí)，應(yīng)緩慢升溫，一般每2～4 min升溫l℃。也可在85～90℃時(shí)保溫染色一段時(shí)間后，再繼續(xù)升溫至沸。

2.染浴pH值
染浴中加酸，可抑制腈綸中酸性基團(tuán)的離解，降低纖維上的陰離子基團(tuán)的數(shù)量，使染料與纖維間的庫(kù)侖引力減小，染色速率降低。pH值對(duì)上染速率的影響以含羧酸基的腈綸更為顯著，含磺酸基的腈綸的上染速率受染浴pH值的影響較小。染色時(shí)應(yīng)合理控制染浴的pH值。陽(yáng)離子染料一般不耐堿，染色的最佳pH值一般為4-4.5，染深色時(shí)染浴的pH值可高些，染淺色時(shí)應(yīng)在較低的pH值下進(jìn)行。染浴的pH值一般用醋酸調(diào)節(jié)，醋酸既可降低染浴pH值，又能提高染料的溶解度。在染浴中同時(shí)加入醋酸鈉，可穩(wěn)定染浴的pH值在要求的范圍內(nèi)。

3.電解質(zhì)
在染浴中加入電解質(zhì)，如元明粉、食鹽等，可降低陽(yáng)離子染料的上染速率，具有緩染作用。電解質(zhì)對(duì)K值1~1.5的染料無(wú)明顯的緩染作用，對(duì)K值3~5的染料有緩染作用。電解質(zhì)的緩染作用隨染色溫度的提高麗降低。染淺色時(shí)，電解質(zhì)的用量可高些，約5%～10%(o.w.f.)，染深色時(shí)可不加。

4.緩染劑
在陽(yáng)離子染料染色中常加緩染劑以降低上染速率，得到均勻的染色效果。陽(yáng)離子染料的緩染劑有陽(yáng)離子緩染劑和陰離子緩染劑兩類。
陽(yáng)離子緩染劑是陽(yáng)離子染料染色最常用的緩染劑，大部分是陽(yáng)離子表面活性劑，如1227表面活性劑(勻染劑TAN)、1631表面活性劑(勻染劑Ⅳ州)。陽(yáng)離子緩染劑對(duì)腈綸具有親和力。這類緩染劑用量不能過(guò)大，否則會(huì)使上染集中在染色后期，反而造成染色不勻。陽(yáng)離子緩染劑的用量根據(jù)所用染料的性質(zhì)和濃度而定，對(duì)K值小的染料或染淺色時(shí)，陽(yáng)離子緩染劑用量較高，對(duì)K值較大的染料或染深濃色時(shí)，緩染劑的用量較低。在染色處方中，陽(yáng)離子緩染劑和陽(yáng)離子染料的用量之和不應(yīng)超過(guò)纖維的染色飽和值。

陰離子緩染劑大多是帶負(fù)電荷的芳烴磺酸鹽，可與陽(yáng)離子染料結(jié)合成溶解度較低的復(fù)合物，并借助非離子助劑的分散作用懸浮于染浴中，所形成的復(fù)合物對(duì)纖維的親和力較小。染浴中加入陰離子緩染劑后，由于降低了游離的染料陽(yáng)離子濃度，使染料的上染速率減緩。隨著染色溫度的提高，復(fù)合物逐漸分解，釋放出游離的染料陽(yáng)離子，使上染速率逐漸提高，從而達(dá)到勻染的目的。

使用陰離子緩染劑后，陽(yáng)離子染料和陰離子染料可以同浴染色，為腈綸混紡織物用陽(yáng)離子染料/酸性染料、陽(yáng)離子染料/活性染料一浴法染色創(chuàng)造了條件。

陽(yáng)離子毒性和環(huán)境

陽(yáng)離子染料染色織物后對(duì)人體無(wú)害，但陽(yáng)離子染料在生產(chǎn)過(guò)程及染色過(guò)程，采用了許多對(duì)人體及環(huán)境有害的化學(xué)品。因此無(wú)論在生產(chǎn)及染色過(guò)程都要依據(jù)不同品種采用的原料和染色過(guò)程產(chǎn)生的廢水、廢氣等廢棄物采取嚴(yán)格的防護(hù)措施，嚴(yán)格按照環(huán)保要求的指標(biāo)治理和達(dá)標(biāo)排放。