^#实验7 织物上染料的鉴别

由于染料的多样性和性能的复杂性，要确定染色或印花织物上某一染料的化学结构是非常困难的。织物上染料鉴别主要是指鉴别织物上染料按应用分类的类别。鉴别的基本原理是利用不同类别染料应用性能的特点，用某些化学材料（如酸、碱、氧化剂、还原剂或有机溶剂）将染料从纤维上溶解后，按其对不同纤维的上染性质以及特征反应来加以鉴别。

鉴别织物上的染料时首先要进行纤维种类的鉴别，通常采用手感目测法、显微镜观察法、燃烧法和溶解法，根据纤维类别初步判断染料类型。如果是棉纤维，则可能是活性染料、直接染料、还原染料、硫化染料和不溶性偶氮染料染色；如果是涤纶，为分散染料染色；如果是羊毛纤维，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。然后根据各种纤维染色常用的染料特性再进一步分析和鉴别。鉴别时主要根据不同染料的溶解性能、耐酸碱性能、耐氧化还原性能及着色性能，综合运用化学法和染色法，可以较准确地判断织物上染料的类型。

通过本实验掌握织物上染料系统鉴别的方法与原理，掌握棉织物、羊毛织物和合成纤维织物上染料的鉴别方法。

一、织物上染料的初步鉴别

用手感目测法、显微镜观察法、燃烧法、酸碱或有机溶剂溶解法鉴别纤维类型。同时用显微镜观察纤维表面有无颗粒状色淀。若有，说明是颜料着色；若没有，说明是染料染色，然后进一步鉴别纤维上的染料类型。

成品的染色织物上可能含有浆料、柔软剂、树脂整理剂等，为了排除其对鉴别结果的影响，首先予以去除。方法如下：

（1）用2%淀粉酶和0.5%渗透剂JFC，按1∶50浴比配制溶液，将织物在90℃处理10min，然后充分洗净，以去除淀粉浆料。

（2）将织物用1g/L洗衣粉溶液90℃处理10min（浴比1∶50），然后充分洗净，以去除柔软剂。

（3）将织物按1∶50浴比投入1%盐酸溶液中沸煮1min，然后充分洗净，以去除树脂。

二、棉织物上染料的鉴别

1.主要实验材料、化学品和仪器

染色棉织物，N，N-二甲基甲酰胺，5%氢氧化钠溶液，保险粉（连二亚硫酸钠），2-乙氧基乙醇和5%氢氧化钠溶液按1∶2体积混合，氯化亚锡和盐酸的混合试剂［氯化亚锡∶盐酸∶水（1∶2∶2）］，滤纸（1cm×2cm），烧杯，量筒，试管。

2.实验步骤

（1）N，N-二甲基甲酰胺剥色实验。在小试管中分别放入染色棉试样（大小约为1cm²），各试管中分别加N，N-二甲基甲酰胺1mL左右，加塞，摇动1～2min，然后在400mL烧杯的沸水浴中加热4min左右，观察溶剂中颜色和织物上颜色变化。溶于N，N-二甲基甲酰胺的有：颜料、直接染料、还原染料、硫化染料和不溶性偶氮染料；不溶于N，N-二甲基甲酰胺的为活性染料。

（2）烧碱、保险粉还原实验。在小试管中分别放入染色棉试样（大小约为1cm²），分别加2mL左右5%氢氧化钠溶液和2-乙氧基乙醇混合溶液，在沸水浴中加热3～4min后，加固体保险粉20mg左右，轻轻地摇匀，再放入水浴中保持沸腾1min，观察试样和溶液颜色的变化情况。

试样变色，但取出后，经空气氧化又恢复原有颜色；溶液中另放入一白色棉织物加热染色，然后取出，氧化后与原样同色，说明是还原染料或硫化染料。若溶液不能上染白色棉织物，则为活性染料。

（3）氯化亚锡（SnCl₂）实验。将染色棉试样（大小约为1cm²），分别放入小试管中加氯化亚锡和盐酸混合试剂2mL左右，在试管口上覆一张滤纸，在滤纸上滴有醋酸铅试剂1～2滴，将试管在小火上缓缓加热，沸煮2～3min，观察醋酸铅试剂上的颜色变化，如果有硫化氢释出，醋酸铅试纸上就有黑色或棕色斑产生，有此颜色者证明是硫化染料。

将上述实验结果记录于表7-1中。

表7-1 棉织物上染料鉴别记录

三、羊毛织物上染料的鉴别

1.主要实验材料、化学品和仪器

染色羊毛织物，白色毛线，氨水，稀硫酸，碳酸钠，无水硝酸钠，醋酸，乙二胺四乙酸钠，甘油，烧杯，量筒，温度计，瓷坩埚。

2.实验步骤

取染色羊毛织物各0.2g分别放入50mL烧杯中，加10～20mL蒸馏水和1～2mL氨水，加热至沸，使织物上染料浸于水中。将浸出液用稀硫酸中和，并使染液呈酸性，加入0.2g白色毛线，加热至沸染1～2min。上染毛线的为酸性染料或1∶1型酸性含媒染料；若能上染毛线但颜色很淡的为1∶2型酸性含媒染料；若浸出液与原色不同，且浸出液仅能在酸性染浴使毛线沾色，则可能是媒染染料。

金属离子鉴定：取0.5g染色羊毛织物放入瓷坩埚中烧成灰，取约0.2g灰分于瓷坩埚内，加入0.2g碳酸钠与无水硝酸钠的混合溶剂，混匀，继续加热，高温使灰分氧化，然后冷却。观察氧化物的颜色。若呈黄色，则含铬（熔融物热时呈黄色，冷却后黄色消失表示含铬少）；若呈蓝色，则含钴；若呈蓝绿色，则含锰。

灰分鉴定中无金属离子，则为酸性染料；灰分鉴定中检测出钴或锰，则可确定为1∶2型酸性含媒染料；灰分鉴定中检测出铬，可能为媒染染料、1∶1型酸性含媒染料或1∶2型酸性含媒染料。

另将1g乙二胺四乙酸钠溶于25g甘油中，放入试样并加热至140℃后观察，若1～2min试样变色，为1∶1型酸性含媒染料；若20min左右变色为1∶2型酸性含媒染料。

结合上述几种方法，综合分析即可知羊毛织物上染料的类型。

四、合成纤维织物上染料的鉴别

1.主要实验材料、化学品和仪器

染色合成纤维织物，冰醋酸，氨水，乙二胺四乙酸钠，甘油，烧杯，量筒。

2.实验步骤

（1）涤纶织物上染料的鉴别。纤维鉴别出是涤纶，则为分散染料染色。

（2）腈纶织物上染料鉴别。若纤维鉴别为腈纶，则可能是分散染料或阳离子染料染色。

将0.1g试样放入小烧杯中，加0.5mL冰醋酸和3～4mL蒸馏水，沸煮片刻，取出试样，加0.02g白色腈纶，继续沸染1min。若上染腈纶，说明是阳离子染料。不上染为分散染料。

（3）锦纶织物上染料鉴别。若纤维鉴别为锦纶，则可能为酸性染料、1∶1型酸性含媒染料、1∶2型酸性含媒染料和分散染料。

取染色锦纶织物0.2g放入50mL烧杯中，加10～20mL蒸馏水和1～2mL氨水，加热至沸，若无浸出染料，则为分散染料染色；若有浸出染料，则为酸性染料、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，并呈酸性时加入0.2g白色毛线，加热至沸染1～2min。上染毛线的为酸性染料或1∶1型酸性含媒染料；若能上染毛线但颜色很淡的为1∶2型酸性含媒染料；若浸出液与原色不同，且浸出液仅能在酸性染浴使毛线沾色，则可能是媒染的染料。

按1∶1型酸性含媒染料和1∶2型酸性含媒染料鉴别方法，进一步实验，最终鉴别出锦纶织物上染料的类型。

附录1-8为固体染料的鉴别。附录1-9为染料力份的检验。

注意事项

1.织物上染料鉴别前，先通过目测、触摸等方法判断织物种类及可能含有的整理剂，然后选用适当方法加以去除。

2.实验过程中要仔细观察实验现象，并做好记录。

3.本实验中的鉴别方法适用于常用染料和常规染料结构，对于特殊结构（如杂环结构）的染料品种不能很好地鉴别。

思考题

1.N，N-二甲基甲酰胺能剥掉哪些织物上的哪些染料？简述原理。

2.为什么能用加氯化亚锡—盐酸溶液的还原法来鉴别硫化染料？

3.鉴别活性染料的主要方法是什么？

附录1-8 固体染料的鉴别

固体混合染料在水中或其他溶剂中溶解，能形成不同颜色的色流，而单一染料则没有这种现象。由此可以判断是单一染料，还是混合染料。各种应用类别染料具有不同的结构特征和染色性能，利用它们对不同纤维的上染性质以及特征反应来加以区分。

1.主要实验材料、化学品和仪器

羊毛织物，单宁棉布，棉布，醋酯纤维织物，滤纸，硫酸，醋酸，无水硫酸钠，肥皂，相应的染色助剂，相应的有机溶剂，各种固体染料，小刀片，量筒，表面皿，染杯（200mL），恒温水浴锅，玻璃棒。

2.实验步骤

（1）固体混合染料及单一染料的鉴别。

①用小刀尖端将要鉴别的染料吹向用蒸馏水或酒精润湿过的干净滤纸上，若能观察到不同的颜色，则说明是混合染料，否则就是单一染料。

②将染料粉末投入装满蒸馏水的量筒，若能观察到不同的色流，说明是混合染料，或没有此现象，则为单一染料。

③将染料溶于烧杯中，取一条滤纸，一端浸在溶液内，另一端垂直挂起。若是混合染料，将通过滤纸微孔的毛细管效应，以不同速度沿滤纸上升而形成不同色层；若无此现象，则为单一染料。

④在表面皿上倒一薄层浓硫酸，撒入染料粉末，将表面皿倾斜，若为混合染料，则生成的色流更明显。

以上①、②、④的方法只适用于染料粉末混合而成的水溶性染料。如果是由混合溶液经干燥后得到的混合染料，则要将混合染料试样溶于水中，然后滴在滤纸上，此时会显出不同颜色的条纹。以上方法也适用于溶解度、分散度和吸附性有着明显差异的混合染料。

（2）染料应用类型的鉴别。

①水溶性染料的鉴别。将未知染料配成溶液，用羊毛织物、单宁棉布、棉布、醋酯纤维织物分别在醋酸、无水硫酸钠、肥皂溶液中做染色实验，根据染料对织物的上色情况来判断。

若羊毛在含醋酸染液中上色，而其他纤维不上色，则可能为酸性染料或酸性媒染染料。然后再按铬原子鉴定方法检验是否有铬原子存在。

若醋酯纤维在含肥皂溶液染料中上色，而其他纤维均不上色，可初步鉴定为分散染料。然后用1mL染料溶液（0.001g该染料，加5mL水，再加1mL乙醚配成），充分摇动，如染料溶于有机相不溶于水相，则为分散染料。

若单宁棉布与羊毛在含醋酸染液中上色，其他纤维均不上色，则初步鉴定为碱性染料。然后用1mL染料溶液（配制方法同上）与1mL的1mol/L氢氧化钠溶液混合，加热使其颜色完全变淡，再加4～5mL水，冷却后加乙醚，摇动使沉淀溶解，分离乙醚层，再加2～3mL 30%的醋酸到乙醚层中，若立刻呈现出原来的颜色，则进一步证明是碱性染料。

若羊毛在含醋酸染料中上色，棉布在无水硫酸钠染液中上色，而其他纤维不上色，则可能为直接染料。然后将这两块染样烘干后分别平放在烧杯内，加入96%的硫酸，两染样所给出的硫酸溶液的颜色相同，则进一步证明是直接染料。

②不溶性染料的鉴别。若染料不能直接溶于水，也不溶于烧碱溶液，则按还原染料的染色方法进行实验。若棉布上色，可能是还原染料或硫化染料。然后在酸性还原剂条件下处理染料，若放出硫化氢气体，并使醋酸铅试纸生成黑色斑点，可鉴定为硫化染料。

附录1-9 染料力份的检验

染料力份也称染料强度（Strength），指样品染料与标准染料染色的相对着色强度，是表示染料产品着色能力的重要指标。对一个具体染料，染料厂选择某一指定染料样品为标准，将每批染料产品在一定条件下染色，与标准染料染色的得色深度相比，根据染色深度相同所需的染料用量，计算每批染料产品的力份。

1.主要实验材料、化学品和仪器

棉半制品，2g/L活性橙KN-5R（标准染料），2g/L待测染料样品，元明粉，碳酸钠，皂洗液（2g/L净洗剂，2g/L碳酸钠），容量瓶，滴定管，烧杯，角匙，玻璃棒，电子天平，染色小样机或恒温水浴锅，标准光源箱。

2.实验处方和工艺条件

染色工艺曲线：

3.实验步骤

取粉体标准染料和待测染料，分别精确称取1.000g放入250mL烧杯中，加蒸馏水溶解，待染料充分溶解后，分别移入500mL容量瓶中，稀释至刻度，摇匀后注入滴定管。

按实验处方配制6个染浴，编号。将染浴放入染色小样机中，升温至60℃。将棉半制品6块，每块3g，分别用蒸馏水润湿，挤干后投入染浴中，按染色工艺曲线染色。标样和待测样必须在同一染色机中染色，以确保染色条件相同。染色过程中要经常搅拌，加元明粉和纯碱时，先将织物夹出，待加入溶解后再放回染浴中。

染色完毕后取出试样，用冷水洗、皂煮（皂片2g/L，纯碱2g/L，95℃，10min，浴比1∶30）、水洗、烘干。待织物冷却后评定色深。

4.染料力份计算

附图1-9-1 标准光源箱

染色样品在标准光源箱内进行目测评定，标准光源箱如附图1-9-1所示。

1^#～5^#标准染料的染色样品颜色深度排序为：5^#＞4^#＞3^#＞2^#＞1^#，分五档；目测6^#与1^#～5^#的色差，确定其中与6^#样品染色深度一致的标样编号。染料力份计算如下：

当试样颜色深度介于两档之间，如6^#样介于1^#和2^#之间，则测试样力份为90%～95%。