^#實驗7 織物上染料的鑒別

由于染料的多樣性和性能的復雜性，要確定染色或印花織物上某一染料的化學結構是非常困難的。織物上染料鑒別主要是指鑒別織物上染料按應用分類的類別。鑒別的基本原理是利用不同類別染料應用性能的特點，用某些化學材料（如酸、堿、氧化劑、還原劑或有機溶劑）將染料從纖維上溶解后，按其對不同纖維的上染性質以及特征反應來加以鑒別。

鑒別織物上的染料時首先要進行纖維種類的鑒別，通常采用手感目測法、顯微鏡觀察法、燃燒法和溶解法，根據纖維類別初步判斷染料類型。如果是棉纖維，則可能是活性染料、直接染料、還原染料、硫化染料和不溶性偶氮染料染色；如果是滌綸，為分散染料染色；如果是羊毛纖維，可能是酸性染料、酸性含媒染料、酸性媒染染料或活性染料等。然后根據各種纖維染色常用的染料特性再進一步分析和鑒別。鑒別時主要根據不同染料的溶解性能、耐酸堿性能、耐氧化還原性能及著色性能，綜合運用化學法和染色法，可以較準確地判斷織物上染料的類型。

通過本實驗掌握織物上染料系統鑒別的方法與原理，掌握棉織物、羊毛織物和合成纖維織物上染料的鑒別方法。

一、織物上染料的初步鑒別

用手感目測法、顯微鏡觀察法、燃燒法、酸堿或有機溶劑溶解法鑒別纖維類型。同時用顯微鏡觀察纖維表面有無顆粒狀色淀。若有，說明是顏料著色；若沒有，說明是染料染色，然后進一步鑒別纖維上的染料類型。

成品的染色織物上可能含有漿料、柔軟劑、樹脂整理劑等，為了排除其對鑒別結果的影響，首先予以去除。方法如下：

（1）用2%淀粉酶和0.5%滲透劑JFC，按1∶50浴比配制溶液，將織物在90℃處理10min，然后充分洗凈，以去除淀粉漿料。

（2）將織物用1g/L洗衣粉溶液90℃處理10min（浴比1∶50），然后充分洗凈，以去除柔軟劑。

（3）將織物按1∶50浴比投入1%鹽酸溶液中沸煮1min，然后充分洗凈，以去除樹脂。

二、棉織物上染料的鑒別

1.主要實驗材料、化學品和儀器

染色棉織物，N，N-二甲基甲酰胺，5%氫氧化鈉溶液，保險粉（連二亞硫酸鈉），2-乙氧基乙醇和5%氫氧化鈉溶液按1∶2體積混合，氯化亞錫和鹽酸的混合試劑［氯化亞錫∶鹽酸∶水（1∶2∶2）］，濾紙（1cm×2cm），燒杯，量筒，試管。

2.實驗步驟

（1）N，N-二甲基甲酰胺剝色實驗。在小試管中分別放入染色棉試樣（大小約為1cm²），各試管中分別加N，N-二甲基甲酰胺1mL左右，加塞，搖動1～2min，然后在400mL燒杯的沸水浴中加熱4min左右，觀察溶劑中顏色和織物上顏色變化。溶于N，N-二甲基甲酰胺的有：顏料、直接染料、還原染料、硫化染料和不溶性偶氮染料；不溶于N，N-二甲基甲酰胺的為活性染料。

（2）燒堿、保險粉還原實驗。在小試管中分別放入染色棉試樣（大小約為1cm²），分別加2mL左右5%氫氧化鈉溶液和2-乙氧基乙醇混合溶液，在沸水浴中加熱3～4min后，加固體保險粉20mg左右，輕輕地搖勻，再放入水浴中保持沸騰1min，觀察試樣和溶液顏色的變化情況。

試樣變色，但取出后，經空氣氧化又恢復原有顏色；溶液中另放入一白色棉織物加熱染色，然后取出，氧化后與原樣同色，說明是還原染料或硫化染料。若溶液不能上染白色棉織物，則為活性染料。

（3）氯化亞錫（SnCl₂）實驗。將染色棉試樣（大小約為1cm²），分別放入小試管中加氯化亞錫和鹽酸混合試劑2mL左右，在試管口上覆一張濾紙，在濾紙上滴有醋酸鉛試劑1～2滴，將試管在小火上緩緩加熱，沸煮2～3min，觀察醋酸鉛試劑上的顏色變化，如果有硫化氫釋出，醋酸鉛試紙上就有黑色或棕色斑產生，有此顏色者證明是硫化染料。

將上述實驗結果記錄于表7-1中。

表7-1 棉織物上染料鑒別記錄

三、羊毛織物上染料的鑒別

1.主要實驗材料、化學品和儀器

染色羊毛織物，白色毛線，氨水，稀硫酸，碳酸鈉，無水硝酸鈉，醋酸，乙二胺四乙酸鈉，甘油，燒杯，量筒，溫度計，瓷坩堝。

2.實驗步驟

取染色羊毛織物各0.2g分別放入50mL燒杯中，加10～20mL蒸餾水和1～2mL氨水，加熱至沸，使織物上染料浸于水中。將浸出液用稀硫酸中和，并使染液呈酸性，加入0.2g白色毛線，加熱至沸染1～2min。上染毛線的為酸性染料或1∶1型酸性含媒染料；若能上染毛線但顏色很淡的為1∶2型酸性含媒染料；若浸出液與原色不同，且浸出液僅能在酸性染浴使毛線沾色，則可能是媒染染料。

金屬離子鑒定：取0.5g染色羊毛織物放入瓷坩堝中燒成灰，取約0.2g灰分于瓷坩堝內，加入0.2g碳酸鈉與無水硝酸鈉的混合溶劑，混勻，繼續加熱，高溫使灰分氧化，然后冷卻。觀察氧化物的顏色。若呈黃色，則含鉻（熔融物熱時呈黃色，冷卻后黃色消失表示含鉻少）；若呈藍色，則含鈷；若呈藍綠色，則含錳。

灰分鑒定中無金屬離子，則為酸性染料；灰分鑒定中檢測出鈷或錳，則可確定為1∶2型酸性含媒染料；灰分鑒定中檢測出鉻，可能為媒染染料、1∶1型酸性含媒染料或1∶2型酸性含媒染料。

另將1g乙二胺四乙酸鈉溶于25g甘油中，放入試樣并加熱至140℃后觀察，若1～2min試樣變色，為1∶1型酸性含媒染料；若20min左右變色為1∶2型酸性含媒染料。

結合上述幾種方法，綜合分析即可知羊毛織物上染料的類型。

四、合成纖維織物上染料的鑒別

1.主要實驗材料、化學品和儀器

染色合成纖維織物，冰醋酸，氨水，乙二胺四乙酸鈉，甘油，燒杯，量筒。

2.實驗步驟

（1）滌綸織物上染料的鑒別。纖維鑒別出是滌綸，則為分散染料染色。

（2）腈綸織物上染料鑒別。若纖維鑒別為腈綸，則可能是分散染料或陽離子染料染色。

將0.1g試樣放入小燒杯中，加0.5mL冰醋酸和3～4mL蒸餾水，沸煮片刻，取出試樣，加0.02g白色腈綸，繼續沸染1min。若上染腈綸，說明是陽離子染料。不上染為分散染料。

（3）錦綸織物上染料鑒別。若纖維鑒別為錦綸，則可能為酸性染料、1∶1型酸性含媒染料、1∶2型酸性含媒染料和分散染料。

取染色錦綸織物0.2g放入50mL燒杯中，加10～20mL蒸餾水和1～2mL氨水，加熱至沸，若無浸出染料，則為分散染料染色；若有浸出染料，則為酸性染料、1∶1型酸性含媒染料、1∶2型酸性含媒染料。浸出液用稀硫酸中和，并呈酸性時加入0.2g白色毛線，加熱至沸染1～2min。上染毛線的為酸性染料或1∶1型酸性含媒染料；若能上染毛線但顏色很淡的為1∶2型酸性含媒染料；若浸出液與原色不同，且浸出液僅能在酸性染浴使毛線沾色，則可能是媒染的染料。

按1∶1型酸性含媒染料和1∶2型酸性含媒染料鑒別方法，進一步實驗，最終鑒別出錦綸織物上染料的類型。

附錄1-8為固體染料的鑒別。附錄1-9為染料力份的檢驗。

注意事項

1.織物上染料鑒別前，先通過目測、觸摸等方法判斷織物種類及可能含有的整理劑，然后選用適當方法加以去除。

2.實驗過程中要仔細觀察實驗現象，并做好記錄。

3.本實驗中的鑒別方法適用于常用染料和常規染料結構，對于特殊結構（如雜環結構）的染料品種不能很好地鑒別。

思考題

1.N，N-二甲基甲酰胺能剝掉哪些織物上的哪些染料？簡述原理。

2.為什么能用加氯化亞錫—鹽酸溶液的還原法來鑒別硫化染料？

3.鑒別活性染料的主要方法是什么？

附錄1-8 固體染料的鑒別

固體混合染料在水中或其他溶劑中溶解，能形成不同顏色的色流，而單一染料則沒有這種現象。由此可以判斷是單一染料，還是混合染料。各種應用類別染料具有不同的結構特征和染色性能，利用它們對不同纖維的上染性質以及特征反應來加以區分。

1.主要實驗材料、化學品和儀器

羊毛織物，單寧棉布，棉布，醋酯纖維織物，濾紙，硫酸，醋酸，無水硫酸鈉，肥皂，相應的染色助劑，相應的有機溶劑，各種固體染料，小刀片，量筒，表面皿，染杯（200mL），恒溫水浴鍋，玻璃棒。

2.實驗步驟

（1）固體混合染料及單一染料的鑒別。

①用小刀尖端將要鑒別的染料吹向用蒸餾水或酒精潤濕過的干凈濾紙上，若能觀察到不同的顏色，則說明是混合染料，否則就是單一染料。

②將染料粉末投入裝滿蒸餾水的量筒，若能觀察到不同的色流，說明是混合染料，或沒有此現象，則為單一染料。

③將染料溶于燒杯中，取一條濾紙，一端浸在溶液內，另一端垂直掛起。若是混合染料，將通過濾紙微孔的毛細管效應，以不同速度沿濾紙上升而形成不同色層；若無此現象，則為單一染料。

④在表面皿上倒一薄層濃硫酸，撒入染料粉末，將表面皿傾斜，若為混合染料，則生成的色流更明顯。

以上①、②、④的方法只適用于染料粉末混合而成的水溶性染料。如果是由混合溶液經干燥后得到的混合染料，則要將混合染料試樣溶于水中，然后滴在濾紙上，此時會顯出不同顏色的條紋。以上方法也適用于溶解度、分散度和吸附性有著明顯差異的混合染料。

（2）染料應用類型的鑒別。

①水溶性染料的鑒別。將未知染料配成溶液，用羊毛織物、單寧棉布、棉布、醋酯纖維織物分別在醋酸、無水硫酸鈉、肥皂溶液中做染色實驗，根據染料對織物的上色情況來判斷。

若羊毛在含醋酸染液中上色，而其他纖維不上色，則可能為酸性染料或酸性媒染染料。然后再按鉻原子鑒定方法檢驗是否有鉻原子存在。

若醋酯纖維在含肥皂溶液染料中上色，而其他纖維均不上色，可初步鑒定為分散染料。然后用1mL染料溶液（0.001g該染料，加5mL水，再加1mL乙醚配成），充分搖動，如染料溶于有機相不溶于水相，則為分散染料。

若單寧棉布與羊毛在含醋酸染液中上色，其他纖維均不上色，則初步鑒定為堿性染料。然后用1mL染料溶液（配制方法同上）與1mL的1mol/L氫氧化鈉溶液混合，加熱使其顏色完全變淡，再加4～5mL水，冷卻后加乙醚，搖動使沉淀溶解，分離乙醚層，再加2～3mL 30%的醋酸到乙醚層中，若立刻呈現出原來的顏色，則進一步證明是堿性染料。

若羊毛在含醋酸染料中上色，棉布在無水硫酸鈉染液中上色，而其他纖維不上色，則可能為直接染料。然后將這兩塊染樣烘干后分別平放在燒杯內，加入96%的硫酸，兩染樣所給出的硫酸溶液的顏色相同，則進一步證明是直接染料。

②不溶性染料的鑒別。若染料不能直接溶于水，也不溶于燒堿溶液，則按還原染料的染色方法進行實驗。若棉布上色，可能是還原染料或硫化染料。然后在酸性還原劑條件下處理染料，若放出硫化氫氣體，并使醋酸鉛試紙生成黑色斑點，可鑒定為硫化染料。

附錄1-9 染料力份的檢驗

染料力份也稱染料強度（Strength），指樣品染料與標準染料染色的相對著色強度，是表示染料產品著色能力的重要指標。對一個具體染料，染料廠選擇某一指定染料樣品為標準，將每批染料產品在一定條件下染色，與標準染料染色的得色深度相比，根據染色深度相同所需的染料用量，計算每批染料產品的力份。

1.主要實驗材料、化學品和儀器

棉半制品，2g/L活性橙KN-5R（標準染料），2g/L待測染料樣品，元明粉，碳酸鈉，皂洗液（2g/L凈洗劑，2g/L碳酸鈉），容量瓶，滴定管，燒杯，角匙，玻璃棒，電子天平，染色小樣機或恒溫水浴鍋，標準光源箱。

2.實驗處方和工藝條件

染色工藝曲線：

3.實驗步驟

取粉體標準染料和待測染料，分別精確稱取1.000g放入250mL燒杯中，加蒸餾水溶解，待染料充分溶解后，分別移入500mL容量瓶中，稀釋至刻度，搖勻后注入滴定管。

按實驗處方配制6個染浴，編號。將染浴放入染色小樣機中，升溫至60℃。將棉半制品6塊，每塊3g，分別用蒸餾水潤濕，擠干后投入染浴中，按染色工藝曲線染色。標樣和待測樣必須在同一染色機中染色，以確保染色條件相同。染色過程中要經常攪拌，加元明粉和純堿時，先將織物夾出，待加入溶解后再放回染浴中。

染色完畢后取出試樣，用冷水洗、皂煮（皂片2g/L，純堿2g/L，95℃，10min，浴比1∶30）、水洗、烘干。待織物冷卻后評定色深。

4.染料力份計算

附圖1-9-1 標準光源箱

染色樣品在標準光源箱內進行目測評定，標準光源箱如附圖1-9-1所示。

1^#～5^#標準染料的染色樣品顏色深度排序為：5^#＞4^#＞3^#＞2^#＞1^#，分五檔；目測6^#與1^#～5^#的色差，確定其中與6^#樣品染色深度一致的標樣編號。染料力份計算如下：

當試樣顏色深度介于兩檔之間，如6^#樣介于1^#和2^#之間，則測試樣力份為90%～95%。