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直接染料含有-SO3Na、-COONa等水溶性基團，溶解度隨溫度的升高而顯著增大，對于溶解性差的直接染料可以加純堿助溶。直接染料不耐硬水，大部分能與鈣、鎂離子結合生成不溶性沉淀，使染色織物產生色斑，因此直接染料用軟水溶解。生產中染色用水如果硬度偏高，可加入純堿或六偏磷酸鈉，既有利于染料溶解，又有軟化水的作用。
直接染料對纖維素纖維的直接性較其他染料高。這主要是由于直接染料的分子量較大，分子結構呈線型，對稱性較好，共軛體系長，同平面性好，染料和纖維分子間的范德華力大。同時，直接染料分子中含有氨基、羥基、偶氮基等基團，能與纖維素纖維中的羥基，蛋白質纖維中的羥基、氨基等形成氫鍵，使染料的直接性進一步提高。
直接染料上染纖維素纖維時，鹽起促染作用。其促染機理是，直接染料在溶液中離解成色素陰離子上染纖維素纖維，纖維素纖維在水中也帶負電荷，染料和纖維之間存在電荷斥力，在染液中加入鹽，可降低電荷斥力，提高上染速率和上染百分率。不同的直接染料鹽的促染效果是不同的。分子中含磺酸基較多的鹽效應直接染料，鹽的促染作用顯著，促染時鹽應分批加入，以染料上染均勻。上染百分率低的直接染料需要多加鹽，具體用量可根據染料品種和染色深度而定。勻染性要求高的淺色產品應適當減少鹽的用量，以免造成局部上染不勻，出現色花等染疵。
中性染料主要是偶氮結構的1:2金屬絡合染料。也就是說，是二個偶氮染料分子與一個鉻或鈷金屬原子形成的絡合物。根據二個偶氮染料分子為是否相同而可分為對稱型的和不對稱型的。在偶氮基的鄰位有兩個可供絡合的羥基、羧基或氨基，并有磺酸胺基、甲砜基等水溶性基團。中性染料還往往引進磺酸基或羧基以提高染料的溶解度
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