課件-染料與顏料(工藝學(xué)課程)-推薦

1、第三章 染料和顏料第三章 染料和顏料染料是能將纖維或其它基質(zhì)染成一定顏色的有色的有機(jī)化合物。染料可溶于水或有機(jī)溶劑，有的可在染色時(shí)轉(zhuǎn)變成可溶狀態(tài)。有機(jī)染料主要應(yīng)用于各種纖維的染色和印花，如棉、麻、毛、絲、毛皮和皮革以及合成纖維如滌綸、尼綸、腈綸、維綸、粘膠等。此外，也廣泛應(yīng)用于塑料、橡膠制品、油墨、墨水、印刷、紙張、食品、醫(yī)藥等方面。3.1概 述染料是能將纖維或其它基質(zhì)染成一定顏色的有色的有機(jī)化合物。3.顏料是不溶于水和一般有機(jī)溶劑的有色物質(zhì)，有有機(jī)的，也有無機(jī)的。顏料主要用于油漆、油墨、橡膠、塑料以及合成纖維原液的著色。3.1概 述顏料是不溶于水和一般有機(jī)溶劑的有色物質(zhì)，有有機(jī)的，也有無機(jī)的

2、有機(jī)染料和顏料都應(yīng)該滿足如下要求：能使基質(zhì)著色；色澤鮮艷；牢度優(yōu)良；使用方便；具有無毒性。3.1概 述有機(jī)染料和顏料都應(yīng)該滿足如下要求：能使基質(zhì)著色；3.1概我國是世界上最早應(yīng)用染料的國家，傳統(tǒng)染色技術(shù)和色彩文化的主體在先秦時(shí)期就已經(jīng)形成。3.1概 述天 然 染 料 時(shí) 期我國是世界上最早應(yīng)用染料的國家，傳統(tǒng)染色技術(shù)和色彩文化的主體鼎彩瓷3.1概 述鼎彩瓷3.1概 述最早使用的染料來源于植物和礦物。中國傳統(tǒng)染料植物種類繁多紅花紫草柞樹 梔子 茜草藍(lán)草3.1概 述最早使用的染料來源于植物和礦物。中國傳統(tǒng)染料植物種類繁多紅花雄黃石青朱砂赤鐵礦石綠各種礦物顏料3.1概 述雄黃石青朱砂赤鐵礦石綠各種礦

3、物顏料3.1概 述蠟染實(shí)際上應(yīng)該叫“蠟防染色”，它是用蠟把花紋點(diǎn)繪在麻、絲、棉、毛等天然纖維織物上，然后放入適宜在低溫條件下染色的靛藍(lán)染料缸中浸染，有蠟的地方染不上顏色，除去蠟即現(xiàn)出因蠟保護(hù)而產(chǎn)生的美麗的白花。如果僅僅是藍(lán)地白花也不算稀罕，那和藍(lán)印花布沒什么兩樣。蠟染的靈魂是“冰紋”，這是一種因蠟塊折疊迸裂而導(dǎo)致染料不均勻滲透所造成的染紋，是一種帶有抽象色彩的圖案紋理。蠟 染 3.1概 述蠟染實(shí)際上應(yīng)該叫“蠟防染色”，它是用蠟把花紋點(diǎn)繪在麻、絲、棉荀子：“青，取之于藍(lán)，而青于藍(lán)”藍(lán)草浸泡水解吲哚酚吲哚酮縮合藍(lán)淀酒糟氫化酶還原吲哚酚石灰（提供堿性）靛白隱色鹽靛藍(lán) 3.1概 述荀子：藍(lán)草浸泡水解吲

4、哚酚吲哚酮縮合藍(lán)淀酒糟合 成 染 料 時(shí) 期1856年英國化學(xué)家W. H. Perkin 發(fā)現(xiàn)第一個(gè)合成染料“苯胺紫”。 1858-1861年Verguin 和 Lanth 發(fā)現(xiàn)了品紅和甲基紫。 20世紀(jì)50年代，活性染料的發(fā)現(xiàn)。合成染料有一百多年的歷史，有3000多個(gè)品種。西歐是世界染料的主要產(chǎn)地，占總量的40%。我國的染料品種有80多種，生產(chǎn)能力已居世界前列。3.1概 述侯毓汾楊錦宗合 成 染 料 時(shí) 期1856年英國化學(xué)家W. H. Pe功 能 染 料 時(shí) 期熱敏染料壓敏染料激光染料液晶染料 3.1概 述染料敏化太陽能電池生物分子熒光探針功 能 染 料 時(shí) 期熱敏染料3.1概 述染料敏化

5、3.2 染料基礎(chǔ)知識 光的性質(zhì) 光是一種電磁波。波長400760 nm的電磁波能引起人們的視覺，稱為可見光。光的波長和頻率之間有如下關(guān)系式：式中：為頻率；為波長；C為光在真空中的傳播速度（2.998108 m/s）。 3.2 染料基礎(chǔ)知識 光的性質(zhì) 光是一種電磁波。波長403.2 染料基礎(chǔ)知識光量子的能量表示為： 式中，h為普朗克（Planck）常數(shù)（6.6210-34 Js）。 由上式可以計(jì)算出各種不同頻率光波的能量。 光的性質(zhì) 光譜區(qū)域波長/ nm頻率/ s-1紅橙、黃綠青、藍(lán)紫7706406405805804954954404404003.910144.710144.710145.210

6、145.210146.110146.110146.710146.710147.510143.2 染料基礎(chǔ)知識光量子的能量表示為： 式中，h為普朗克 光與顏色的關(guān)系 3.2 染料基礎(chǔ)知識 顏色：由于物體選擇反射可見光，被反射的各單色光以不同比例和不同強(qiáng)度射入眼，刺激了感色細(xì)胞，其分光刺激強(qiáng)度以脈沖信號傳送給大腦所產(chǎn)生的一種綜合反映。顏色視覺有三個(gè)基本特征：色調(diào)、純度和亮度。當(dāng)物質(zhì)受到光線照射時(shí), 一部分光線在物質(zhì)的表面直接反射出來, 同時(shí)有一部分光透射進(jìn)物質(zhì)內(nèi)部, 光的能量部分被吸收。太陽光透射光反射光 光與顏色的關(guān)系 3.2 染料基礎(chǔ)知識 顏色：由于物體選將太陽光照射染料溶液，不同結(jié)構(gòu)的染料對

7、不同波長的光波發(fā)生不同強(qiáng)度的吸收。若吸收的主要是藍(lán)色光波，則染料呈黃色。若吸收的主要是綠色光波，則染料呈紫紅色。若主要吸收的是紅色光波，則染料呈青（藍(lán)綠）色。如果把上述各染料吸收的光波和透過的光分別疊加在一起，便又得到白光。這種將兩束光線相加可成白光的顏色關(guān)系稱為補(bǔ)色關(guān)系。色光三原色：紅、綠、藍(lán)；三補(bǔ)色：黃、品、青。3.2 染料基礎(chǔ)知識 光與顏色的關(guān)系 將太陽光照射染料溶液，不同結(jié)構(gòu)的染料對不同波長的光波發(fā)生不同3.2 染料基礎(chǔ)知識 染料的顏色是它們所吸收的光波顏色（光譜色）的補(bǔ)色，是它們對光的吸收特性在人眼視覺上產(chǎn)生的反映。染料分子的顏色和結(jié)構(gòu)的關(guān)系，實(shí)質(zhì)上就是染料分子對光的吸收特性和它們的

8、結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。染料分子的結(jié)構(gòu)不同，對光的吸收特性不同，其表現(xiàn)出的顏色就會不同。光與顏色的關(guān)系 3.2 染料基礎(chǔ)知識 染料的顏色是它們所吸收的光波顏色（染料的理想溶液對單色光的吸收強(qiáng)度和溶液濃度、液層厚度間的關(guān)系服從朗伯特-比爾（Lambert-Beer）定律：3.2 染料基礎(chǔ)知識 光與顏色的關(guān)系 光的吸收一般用透光率來表示，記作，定義為入射光強(qiáng)度I0與出射光強(qiáng)度I之比：A =式中：A = 吸光度 = 摩爾吸收率 c = 染料溶液的濃度（mol/L） l = 光線通過溶液時(shí)通道長度（cm）染料的理想溶液對單色光的吸收強(qiáng)度和溶液濃度、液層厚度間的關(guān)系3.2 染料基礎(chǔ)知識 （摩爾吸收率或摩爾消光系

9、數(shù)）：是溶質(zhì)對某一單色光吸收強(qiáng)度特性的衡量，是吸收光的物質(zhì)的特征常數(shù)，僅與此吸收光的物質(zhì)的性質(zhì)和光的波長有關(guān)。的最大值（ max）以及出現(xiàn)最高吸收時(shí)的波長（max），表示物質(zhì)吸收帶的特性值。max說明染料基本顏色。最大吸收波長max的增長或減短，染料的色調(diào)就改變。一般黃、橙、紅稱淺色；綠、青、藍(lán)稱深色。所以染料最大吸收波長增大，色調(diào)就加深；反之染料最大吸收波長減短，色調(diào)就變淺。 光與顏色的關(guān)系 A =3.2 染料基礎(chǔ)知識 （摩爾吸收率或摩爾消光系數(shù)）：是染料的發(fā)色理論發(fā)色團(tuán)和助色團(tuán)學(xué)說醌構(gòu)理論量子化理論3.2 染料基礎(chǔ)知識 染料的顏色和染料分子結(jié)構(gòu)有關(guān)。染料發(fā)色三大理論價(jià)鍵理論分子軌道理論。反

10、映有機(jī)化合物的顏色和分子結(jié)構(gòu)外在關(guān)系的某些經(jīng)驗(yàn)規(guī)律。揭示物質(zhì)結(jié)構(gòu)內(nèi)部能級躍遷所需能量的微觀內(nèi)在規(guī)律。染料的發(fā)色理論發(fā)色團(tuán)和助色團(tuán)學(xué)說3.2 染料基礎(chǔ)知識 染德國人維特（O.N.Witt）認(rèn)為：有機(jī)化合物的顏色是雙鍵引起的，這些雙鍵基團(tuán)稱作發(fā)色團(tuán)，含發(fā)色團(tuán)的分子稱發(fā)色體。發(fā)色團(tuán)如：當(dāng)引入另外一些基團(tuán)時(shí)，也使發(fā)色體顏色加深，這些基團(tuán)稱為助色團(tuán)，如氨基、羥基和鹵素取代基等。例如：3.2 染料基礎(chǔ)知識 1. 發(fā)色團(tuán)和助色團(tuán)學(xué)說增加共軛雙鍵則顏色加深，羰基增加顏色也加深；發(fā)色團(tuán)學(xué)說對于許多染料如：偶氮、蒽醌、硝基和亞硝基染料的發(fā)色性質(zhì)、結(jié)構(gòu)和顏色的關(guān)系都能較好的加以解釋，至今仍被沿用著。德國人維特（O.

11、N.Witt）認(rèn)為：有機(jī)化合物的顏色是雙鍵引醌構(gòu)理論是英國人阿姆斯特朗（Armstrong）于1888年提出的，認(rèn)為分子中由于醌構(gòu)的存在而產(chǎn)生顏色。如對苯醌是有色的，在解釋芳甲烷染料和醌亞胺染料的顏色時(shí)，得到應(yīng)用。 3.2 染料基礎(chǔ)知識 2. 醌構(gòu)理論 醌構(gòu)理論是英國人阿姆斯特朗（Armstrong）于1888年認(rèn)為染料分子的顏色是基于染料分子吸收光能后，分子內(nèi)能發(fā)生變化而引起價(jià)電子躍遷的結(jié)果。3.2 染料基礎(chǔ)知識 3. 量子化發(fā)色理論（價(jià)鍵理論和分子軌道理論） 1927年提出認(rèn)為染料分子的顏色是基于染料分子吸收光能后，分子內(nèi)能發(fā)生變化從原子結(jié)構(gòu)理論可知，原子中的電子在一定的電子軌道上運(yùn)動，具

12、有一定的運(yùn)動狀態(tài)，這些運(yùn)動狀態(tài)各有其相應(yīng)的能量，包括電子能量(e)、振動能量(v)和轉(zhuǎn)動能量(r)。它們的變化都是量子化的、階梯式的、不連續(xù)的。這種能量的高低叫能級。通常分子總處在最低能量狀態(tài)，這種能量狀態(tài)叫基態(tài)。分子吸收一定波長的光后，激發(fā)至較高的能態(tài)，叫激發(fā)態(tài)。激發(fā)態(tài)與基態(tài)的能級差為E，與吸收光的波長之間的關(guān)系為： 當(dāng)吸收光的能量與E相等時(shí)，有機(jī)分子才會顯示出顏色。E越大，所需吸收光的波長越短；反之，E越小，所需吸收光的波長越長。作為染料，它們的主要吸收波長應(yīng)在400760 nm波段的可見光范圍內(nèi)。 3.2 染料基礎(chǔ)知識 從原子結(jié)構(gòu)理論可知，原子中的電子在一定的電子軌道上運(yùn)動，具有有機(jī)共軛

13、分子的結(jié)構(gòu)，可以看作電子成對方式不同，能量基本相同的共軛結(jié)構(gòu)，其基態(tài)和激發(fā)態(tài)是不同電子結(jié)構(gòu)共振體的雜化體，共振體愈多，其雜化后的基態(tài)和激發(fā)態(tài)能級差愈小，吸收光的波長愈長。所以在染料分子中，往往增加雙鍵、芳環(huán)來增加共軛結(jié)構(gòu)，使染料的顏色藍(lán)移（深色效應(yīng)）。3.2 染料基礎(chǔ)知識 價(jià)鍵理論認(rèn)為：有機(jī)共軛分子的結(jié)構(gòu)，可以看作電子成對方式不同，能量基本相同染料分子的m個(gè)原子軌道線性組合，得到m個(gè)分子軌道，其中有成鍵、非鍵和反鍵軌道。價(jià)電子按鮑利原理和能量最低原理在分子軌道上由低向高排列，價(jià)電子已占有的能量最高成鍵軌道稱為HOMO軌道，價(jià)電子未占有的最低能量空軌道稱為LUMO軌道。染料吸收光量子后，電子由H

14、OMO躍遷到LUMO上，由于選擇吸收不同波長的光，而呈現(xiàn)不同的顏色。在共軛雙鍵體系中，隨著共軛雙鍵數(shù)目的增加，使HOMO和LUMO間的能級差減小，E減小，則紅移，產(chǎn)生深色效應(yīng)。3.2 染料基礎(chǔ)知識 分子軌道理論認(rèn)為：染料分子的m個(gè)原子軌道線性組合，得到m個(gè)分子軌道，其中有成鍵（1）共軛雙鍵長度的影響共軛雙鍵的數(shù)目越多，*躍遷所需的能量越低，選擇吸收光的波長移向長波方向，產(chǎn)生不同程度的深色效應(yīng)。分子結(jié)構(gòu)中萘環(huán)代替苯環(huán)或偶氮基個(gè)數(shù)增加，顏色加深。共軛雙鍵系統(tǒng)愈長顏色愈深。芳環(huán)越多，共軛系統(tǒng)也越長；電子疊合軌道越多，越易激發(fā)；激化能降低，顏色加深。如，單偶氮染料大都為黃色、紅色，少數(shù)為紫色、藍(lán)色，而

15、雙偶氮染料大多數(shù)由紅色至藍(lán)色，多偶氮染料的色澤可以加深到綠色和黑色。3.2 染料基礎(chǔ)知識 分子結(jié)構(gòu)和顏色的關(guān)系（1）共軛雙鍵長度的影響3.2 染料基礎(chǔ)知識 分子結(jié)構(gòu)和（2）取代基對顏色的影響 共軛系統(tǒng)中引入NH2、NR2、OH、OR等給電子基團(tuán)時(shí)，基團(tuán)的孤對電子與共軛系統(tǒng)中的電子相互作用，降低了分子激化能，使顏色加深。吸電子基團(tuán)如硝基、羰基、氰基等，對共軛體系的誘導(dǎo)效應(yīng)，可使染料分子的極性增加，從而使激發(fā)態(tài)分子變得穩(wěn)定，也可降低激化能而發(fā)生顏色藍(lán)移。在染料分子兩端同時(shí)存在給電子和吸電子取代基時(shí)，顏色作用更明顯。3.2 染料基礎(chǔ)知識 分子結(jié)構(gòu)和顏色的關(guān)系（2）取代基對顏色的影響 共軛系統(tǒng)中引入N

16、H2、NR2、（3）分子的平面結(jié)構(gòu)與顏色的關(guān)系 當(dāng)分子內(nèi)共軛雙鍵的全部組成原子在同一平面時(shí)，電子的疊合程度最大，而平面結(jié)構(gòu)受到破壞，電子的疊合程度就降低，激化能增高，產(chǎn)生淺色效應(yīng)，同時(shí)吸收系數(shù)也降低。3.2 染料基礎(chǔ)知識 分子結(jié)構(gòu)和顏色的關(guān)系變淺（3）分子的平面結(jié)構(gòu)與顏色的關(guān)系 當(dāng)分子內(nèi)共軛雙鍵的全部組成（4）金屬絡(luò)合物對顏色的影響 當(dāng)將金屬離子引入染料分子時(shí)，金屬離子一方面以共價(jià)鍵與染料分子結(jié)合，又與具有未共用電子對的原子形成配位鍵，從而影響共軛體系電子云的分布，改變了激發(fā)態(tài)和基態(tài)的能量，通常使顏色加深變暗。作為染料內(nèi)絡(luò)合用的金屬離子通常有Fe、Al、Cr、Cu、Co等。不同的金屬離子由于對

17、共軛系統(tǒng)電子云的影響不同，所以同一染料與不同金屬離子生成的絡(luò)合物具有不同的顏色，如： 3.2 染料基礎(chǔ)知識 分子結(jié)構(gòu)和顏色的關(guān)系（4）金屬絡(luò)合物對顏色的影響 當(dāng)將金屬離子引入染料分子時(shí)，金3.3 染料的分類和命名一、 染料的分類染料的分類有兩種方法：一是按照染料的應(yīng)用性質(zhì)分類；二是根據(jù)染料的化學(xué)結(jié)構(gòu)分類。 3.3 染料的分類和命名一、 染料的分類（1）按照染料的應(yīng)用性質(zhì)分類 1. 酸性染料、酸性媒介染料和酸性絡(luò)合染料是一類結(jié)構(gòu)上帶有酸性基團(tuán)（絕大多數(shù)為磺酸鈉鹽，少數(shù)為羧酸鈉鹽）的水溶性染料。在酸性介質(zhì)中染羊毛、真絲等蛋白質(zhì)纖維和聚酰胺纖維、皮革的染色。2. 中性染料結(jié)構(gòu)上屬于金屬絡(luò)合染料，但不

18、同于酸性金屬絡(luò)合染料，它是由兩個(gè)染料分子與一個(gè)金屬原子絡(luò)合的，稱1:2金屬絡(luò)合染料。在中性或弱酸性介質(zhì)中染羊毛、聚酰胺纖維及維綸等。3. 陽離子染料分子結(jié)構(gòu)中具有季銨鹽陽離子基團(tuán)，是聚丙烯腈纖維的專用染料4. 活性染料染料分子中含有能與纖維分子中羥基、氨基等發(fā)生反應(yīng)的基團(tuán)，在染色時(shí)和纖維形成共價(jià)鍵結(jié)合，用于棉、麻、毛等纖維素纖維的染色和印花。5. 直接染料是一類可溶于水的陰離子染料。染料分子對纖維素纖維具有較強(qiáng)的親和力，它們不必通過其它媒介物質(zhì)（媒染劑）而直接對纖維素纖維（棉、麻、粘膠纖維等）染色，它們也用于蠶絲、羊毛、紙張和皮革的染色。（1）按照染料的應(yīng)用性質(zhì)分類 1. 酸性染料、酸性媒介染

19、料和6. 分散染料是一類水溶性很小的非離子型染料。染色時(shí)，在染浴中用分散劑使染料成為小顆粒的分散狀態(tài)對纖維進(jìn)行染色，用于憎水性纖維如醋酸纖維、滌綸、錦綸等的染色和印花。7. 還原染料在堿液中將染料用保險(xiǎn)粉（Na2S2O4）還原成所謂隱色體后溶解而染入纖維，然后經(jīng)過氧化在纖維上重新成為原來的不溶性染料而固著在纖維上。它們主要用于纖維素纖維的染色和印花，有時(shí)也用于維綸的染色。8. 冰染染料在棉纖維上由偶合組分（色酚）和重氮組分（色基）發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而生成水不溶性的偶氮染料。由于染色時(shí)在冷卻條件下進(jìn)行，故稱為冰染染料。主要用于棉織物的染色和印花。9. 硫化染料在硫化堿液中染棉、維綸用染料。 （1）按照

20、染料的應(yīng)用性質(zhì)分類 6. 分散染料是一類水溶性很小的非離子型染料。染色時(shí)，在染(2) 根據(jù)染料的化學(xué)結(jié)構(gòu)分類 按照染料分子結(jié)構(gòu)中共軛體系結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，主要類別有：1. 偶氮染料含有偶氮基（），偶氮基與芳環(huán)聯(lián)接成為一個(gè)共軛體系。2. 蒽醌染料包括蒽醌和具有稠芳環(huán)結(jié)構(gòu)的醌類染料。3. 醌亞胺染料醌亞胺是指苯醌的一個(gè)或兩個(gè)氧換成亞胺基的結(jié)構(gòu)。4. 稠環(huán)酮類染料含有稠環(huán)酮類結(jié)構(gòu)或其衍生物的染料。5. 靛族染料分子結(jié)構(gòu)中含有結(jié)構(gòu)，兩端連接不飽和芳香環(huán)狀有機(jī)化合物，它們包括靛藍(lán)和硫靛兩種類型的染料。6. 酞菁染料含有酞菁金屬絡(luò)合結(jié)構(gòu)的染料。7. 芳甲烷染料包括二芳甲烷和三芳甲烷染料，它們的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是具有一個(gè)

21、由一個(gè)碳原子聯(lián)接二個(gè)、三個(gè)芳環(huán)形成共軛體系的骨干。(2) 根據(jù)染料的化學(xué)結(jié)構(gòu)分類 按照染料分子結(jié)構(gòu)中共軛體系結(jié)8. 硝基和亞硝基染料在硝基染料的結(jié)構(gòu)中，硝基（NO2）為共軛體系的關(guān)鍵組成部分；含有亞硝基（NO）的為亞硝基染料。9. 硫化染料這是一類由某些芳胺、酚等有機(jī)化合物和硫、硫化鈉加熱制得，而在硫化鈉溶液中染色的染料，它們有比較復(fù)雜的含硫結(jié)構(gòu)。10. 芪（1,2-二苯乙烯）染料這類染料具有芪（1,2-二苯乙烯）結(jié)構(gòu)，它和偶氮或氧化偶氮結(jié)構(gòu)聯(lián)接在一起構(gòu)成一個(gè)共軛體系。11. 活性染料染料分子中含有能與纖維分子中羥基、氨基等發(fā)生反應(yīng)的基團(tuán)，在染色時(shí)和纖維形成共價(jià)鍵結(jié)合的染料。12. (多)甲川

22、和氮雜甲川染料含有一個(gè)或多個(gè)甲川基（CH）的染料為(多)甲川染料。在(多)甲川染料中有一個(gè)或幾個(gè)甲川為所取代的染料為氮雜甲川染料。 此外，還有氮蒽、氧氮蒽、硫氮蒽、噻唑、喹啉等結(jié)構(gòu)的染料。 (2) 根據(jù)染料的化學(xué)結(jié)構(gòu)分類 8. 硝基和亞硝基染料在硝基染料的結(jié)構(gòu)中，硝基（NO2）二、 染料的命名 染料的命名采用三段命名法。即染料的名稱由三段組成：第一段為冠稱，表示染料根據(jù)應(yīng)用方法或性質(zhì)而分類的名稱；第二段為色稱，表示染料色澤的名稱；第三段為詞尾，以拉丁字母表示染料的色光、形態(tài)及特殊性能和用途等。 二、 染料的命名 染料的命名采用三段命名法。即染料的名稱由三根據(jù)染料產(chǎn)品的應(yīng)用和性質(zhì)的分類，作為冠稱

23、即酸性、中性、直接、分散、還原、活性、硫化等。色稱采用30個(gè)色澤名稱：金黃、嫩黃、深黃、橙、大紅、紅、桃紅、玫瑰、品紅、紅紫、棗紅、紫、翠藍(lán)、湖藍(lán)、艷藍(lán)、藍(lán)、深藍(lán)、艷綠、綠、深綠、黃棕、紅棕、棕、深棕、橄欖、橄欖綠、草綠、灰、黑等。色澤的形容詞采用“嫩”、“艷”、“深”三個(gè)字。詞尾采用、三個(gè)字母標(biāo)志色澤。為藍(lán)，為黃，為紅。詞尾中表示色光及性能的字母如下：藍(lán)色，耐氯，稍暗，亮，黃光或綠光，還原染料堅(jiān)牢度，冷染，耐光牢度較好，混，新型，適用于印花，紅光，深，高濃度。還原藍(lán)BC，“還原”為冠稱，表示染料應(yīng)用類別；“藍(lán)”為色稱；“BC”為詞尾，B表示藍(lán)色，表示色光，C表示耐氯漂，表示性能。中性艷黃3G

24、L，“中性”為冠稱，表示染料應(yīng)用類別；“艷黃”為色稱，其中“艷”為色澤形容詞；表示黃光，3G表示黃光程度，表示耐光牢度較好。直接耐曬藍(lán)B2RL，“直接”為冠稱，表示染料應(yīng)用類別；“藍(lán)”為色稱；B表示藍(lán)色，2R表示紅光程度，表示耐光牢度較好?；钚云G藍(lán)KNR，KN代表新的高溫型，即N表示新型。根據(jù)染料產(chǎn)品的應(yīng)用和性質(zhì)的分類，作為冠稱即酸性、中性、直接、3.4 重氮化與偶合反應(yīng) 偶氮染料是品種、數(shù)量最多，用途最廣泛的一類染料，占合成染料品種的50%以上。在偶氮染料的生產(chǎn)中，重氮化與偶合反應(yīng)是兩個(gè)基本反應(yīng)和主要工序。3.4 重氮化與偶合反應(yīng) 偶氮染料是品種、數(shù)量最多，用途最廣一、 重氮化反應(yīng) 芳香族伯

25、胺與亞硝酸作用生成重氮鹽的反應(yīng)稱為重氮化反應(yīng)?？捎孟率奖硎荆?式中所使用的酸HX代表無機(jī)酸，常用鹽酸和硫酸。 一、 重氮化反應(yīng) 芳香族伯胺與亞硝酸作用生成重氮鹽的反應(yīng)稱為1、重氮化反應(yīng)機(jī)理 游離芳胺首先發(fā)生氮原子上亞硝化反應(yīng)，然后在酸液中迅速轉(zhuǎn)化為重氮鹽。 1、重氮化反應(yīng)機(jī)理 游離芳胺首先發(fā)生氮原子上亞硝化反應(yīng)，然后2、重氮化合物的性質(zhì) 重氮鹽的結(jié)構(gòu)可用下面共振式表示： 2、重氮化合物的性質(zhì) 重氮鹽的結(jié)構(gòu)可用下面共振式表示： 大多數(shù)重氮鹽可溶于水，并在水溶液中能電離。受光和熱會分解，干燥時(shí)受熱或震動劇烈分解導(dǎo)致爆炸。但在酸性水溶液中較穩(wěn)定。重氮鹽在堿性溶液中，會變成無偶合能力的反式重氮鹽。 大

26、多數(shù)重氮鹽可溶于水，并在水溶液中能電離。受光和熱會分解，干由于，所以中間產(chǎn)物重氮酸可認(rèn)為幾乎不存在，而轉(zhuǎn)變?yōu)橹氐猁}。 由于，所以中間產(chǎn)物重氮酸可認(rèn)為幾乎不存在，而轉(zhuǎn)變?yōu)橹氐猁}。3、影響重氮化反應(yīng)的因素 (1) 無機(jī)酸用量：由上式可知，1mol芳伯胺重氮化時(shí)無機(jī)酸的理論用量為2mol，但實(shí)際使用時(shí)大大過量，一般高達(dá)34mol（有時(shí)甚至6mol）。若酸量不足，生成的重氮鹽和未反應(yīng)的芳胺偶合，生成重氮氨基化合物，稱為自偶合反應(yīng)： 此反應(yīng)是不可逆反應(yīng)，它會使重氮鹽質(zhì)量變壞，產(chǎn)率降低。反應(yīng)采取將芳胺的鹽酸鹽懸浮液滴加入亞硝酸鈉和鹽酸的混合液中較好地避免自偶合反應(yīng)。 3、影響重氮化反應(yīng)的因素 (1)

27、無機(jī)酸用量：由上式可知，1(2) 亞硝酸用量：反應(yīng)過程中要始終保持亞硝酸過量，否則會引起自偶合反應(yīng)。反應(yīng)完畢后，過剩的亞硝酸可采用加入尿素或氨基磺酸消除，反應(yīng)式為： (2) 亞硝酸用量：反應(yīng)過程中要始終保持亞硝酸過量，否則會引(3) 反應(yīng)溫度：反應(yīng)溫度對重氮化產(chǎn)率影響較大。一般在低溫05下進(jìn)行，因?yàn)橹氐}在低溫下較穩(wěn)定。但對某些較穩(wěn)定的重氮鹽，可適當(dāng)提高溫度，加快反應(yīng)速度，如對氨基苯磺酸，可在1015下進(jìn)行。 (3) 反應(yīng)溫度：反應(yīng)溫度對重氮化產(chǎn)率影響較大。一般在低溫0(4) 芳胺的堿性：堿性較強(qiáng)的一元胺與二元胺(環(huán)上有供電子基團(tuán))如苯胺、甲苯胺、二甲苯胺、甲氧基苯胺、甲萘胺等，與無機(jī)酸生成的

28、銨鹽較難水解，重氮化時(shí)用酸量不宜過多，否則游離胺濃度減小而影響反應(yīng)。重氮化時(shí)一般用稀酸，然后在冷卻下加入亞硝酸鈉溶液（稱為順加法，順重氮化法）。堿性較弱的芳胺(環(huán)上有吸電子基團(tuán))如硝基苯胺、多氯苯胺，生成的銨鹽極易水解成游離芳胺，重氮化比堿性強(qiáng)的芳胺快。必須用較濃的酸，而且采用強(qiáng)重氮化試劑才能進(jìn)行重氮化。具體方法是，首先將干的亞硝酸鈉溶于濃硫酸中使生成亞硝酰硫酸，然后分批加入硝基苯胺反應(yīng)。 (4) 芳胺的堿性：堿性較強(qiáng)的一元胺與二元胺(環(huán)上有供電子基二、 偶合反應(yīng) 重氮鹽和酚類、芳胺作用生成偶氮化合物的反應(yīng)稱為偶合反應(yīng)。而酚類、芳胺化合物稱為偶合組分。 二、 偶合反應(yīng) 重氮鹽和酚類、芳胺作用生

29、成偶氮化合物的反應(yīng)稱1. 偶合反應(yīng)機(jī)理 偶合反應(yīng)是親電取代反應(yīng)。重氮鹽正離子向偶合組分上電子云密度較高的碳原子進(jìn)攻，形成中間產(chǎn)物，然后迅速失去氫質(zhì)子，生成偶氮化合物。以苯酚和苯胺為例，反應(yīng)為：加入有機(jī)堿如吡啶、三乙胺等催化劑能加速反應(yīng)。 1. 偶合反應(yīng)機(jī)理 偶合反應(yīng)是親電取代反應(yīng)。重氮鹽正離子向偶萘酚或1-萘胺上若有磺酸基在3位、4位或5位，偶氮基進(jìn)入鄰位。如：可以預(yù)見，偶氮基進(jìn)入酚類或芳胺類苯環(huán)上羥基或氨基的鄰、對位。一般情況是先進(jìn)入對位，當(dāng)對位已有取代基時(shí)進(jìn)入鄰位。如： 萘酚或1-萘胺上若有磺酸基在3位、4位或5位，偶氮基進(jìn)入鄰位2、影響偶合反應(yīng)的因素 (1) 重氮與偶合組分的性質(zhì)：重氮組

30、分上吸電子基團(tuán)的存在，加強(qiáng)了重氮鹽的親電性；偶合組分芳環(huán)上給電子基團(tuán)的存在，增強(qiáng)了芳核的電子密度，均對反應(yīng)有利。反之，重氮組分有給電子基團(tuán)，或偶合組分芳環(huán)上有吸電子基團(tuán)，均對反應(yīng)不利。(2) 介質(zhì)的pH值：酚類的偶合一般在弱堿性介質(zhì)中進(jìn)行。因?yàn)樽畛蹼S介質(zhì)堿性增大，有利于偶合組分的活潑形式酚負(fù)離子的生成。pH值為9左右時(shí)，偶合速度達(dá)最大值。但pH值再增大，由于重氮鹽在堿性介質(zhì)中轉(zhuǎn)變?yōu)椴换顫姷姆词街氐猁}而失去偶合能力，從而使反應(yīng)速度變慢。(3) 反應(yīng)溫度：偶合反應(yīng)應(yīng)在較低的溫度下進(jìn)行，因?yàn)榉磻?yīng)溫度高則易使重氮鹽分解。 2、影響偶合反應(yīng)的因素 (1) 重氮與偶合組分的性質(zhì)：重氮組3.5 常用染料的

31、合成及應(yīng)用 一、直接染料 直接染料用于棉、麻等纖維素的直接染色。在染纖維素纖維時(shí)，不需媒染劑的幫助即能上染，故稱為直接染料。直接染料的色譜齊全，生產(chǎn)方法簡單，使用方便，價(jià)格低廉，但耐曬及耐曬牢度較差。凡是耐曬牢度在5級以上的直接染料，稱為直接耐曬染料。 3.5 常用染料的合成及應(yīng)用 一、直接染料 自從1884年保蒂格（Bottiger）用合成的方法獲得第一個(gè)直接染料剛果紅（Congored）)以來，化學(xué)合成直接染料的方法及其染色理論不斷發(fā)展。早期的直接染料在化學(xué)結(jié)構(gòu)上多為聯(lián)苯胺類偶氮染料，尤以雙偶氮類的結(jié)構(gòu)為主，如剛果紅即為對稱聯(lián)苯胺雙偶氮染料，其結(jié)構(gòu)式為：自從1884年保蒂格（Bottige

32、r）用合成的方法獲得第一這一時(shí)期主要是通過改變不同種類的偶合組分（各種氨基萘酚磺酸）來得到不同顏色品種的直接染料?，F(xiàn)在擺脫了聯(lián)苯胺這一單一形式，出現(xiàn)了酰替苯胺、二苯乙烯、二芳基脲、三聚氰胺這些新的重氮組分的偶氮類直接染料以及二噁嗪和酞菁系的非偶氮類結(jié)構(gòu)的雜環(huán)類直接染料。到上世紀(jì)6070年代，醫(yī)學(xué)界發(fā)現(xiàn)聯(lián)苯胺對人體有嚴(yán)重的致癌作用，各國相繼禁止聯(lián)苯胺的生產(chǎn)。為了提高紡織品的染色牢度，發(fā)展新型直接染料，主要有兩大類： 在染料分子中引入金屬原子，形成螯合結(jié)構(gòu)，提高分子抗彎能力，含有相當(dāng)活潑的氫原子的親核基團(tuán)。如瑞士山德士（Sandoz）公司研究并生產(chǎn)了一套新型直接染料Indosol SF 型染料，中

33、文名稱是直接堅(jiān)牢素染料，含有銅（Cu）絡(luò)合結(jié)構(gòu)及一些特殊的配位基團(tuán)與多官能團(tuán)螯合結(jié)構(gòu)陽離子型固色劑組成一個(gè)染色體系。我國現(xiàn)生產(chǎn)國產(chǎn)同類品種，即直接交鏈染料。 在染料分子中引入具有強(qiáng)氫鍵形成能力的隔離基三聚氰?；Ｈ毡镜幕幑就瞥隽薑ayacelon C型的新型直接染料。我國開發(fā)并生產(chǎn)了一套稱為D型直接混紡染料。 這一時(shí)期主要是通過改變不同種類的偶合組分（各種氨基萘酚磺酸）直接染料的結(jié)構(gòu)具有線性、共平面性、較長共軛系統(tǒng)的特點(diǎn)。在直接染料分子結(jié)構(gòu)中，經(jīng)常都有磺酸基；分子結(jié)構(gòu)排列呈線狀平面；分子都比較大；共軛雙鍵系統(tǒng)比較長；含有能和纖維生成氫鍵的基團(tuán)如氨基、羥基等。大部分都是雙偶氮或三偶氮染料。

34、直接染料的結(jié)構(gòu)具有線性、共平面性、較長共軛系統(tǒng)的特點(diǎn)。在直接幾種直接染料的合成： (1) 二芳基脲型直接染料這類染料色譜多為黃、橙、紅等淺色；最深是紫色。生產(chǎn)方法有兩種：一種是中間體光氣化，制成染料；一種是制成染料后光氣化。光氣化反應(yīng)都是在堿性溶液中進(jìn)行的。幾種直接染料的合成： (1) 二芳基脲型直接染料中間體光氣化中，很重要的一個(gè)品種是把J-酸光氣化制成猩紅酸。用猩紅酸作偶合組分，可與同一重氮化合物偶合得到對稱的染料。如直接橙S（C.I.Direct Orange 26）按如下方式合成：中間體光氣化中，很重要的一個(gè)品種是把J-酸光氣化制成猩紅酸。(2) 雙偶氮和多偶氮型直接染料 這是一類多偶

35、氮結(jié)構(gòu)的直接耐曬染料，也是取代禁用染料的優(yōu)良品種。多為紫、棕、藍(lán)、黑等色。二次雙偶氮、二次多偶氮型染料的最后一個(gè)偶合組分是J-酸、-酸或其衍生物時(shí)，對纖維素纖維都有良好的直接性。(2) 雙偶氮和多偶氮型直接染料 這是一類多偶氮結(jié)構(gòu)的直接耐課件-染料與顏料(工藝學(xué)課程)-推薦在德國政府和歐共體公布的禁用染料中，直接染料占65左右，其中受影響最大的是聯(lián)苯胺、3,3-二甲基聯(lián)苯胺和3,3-二甲氧基聯(lián)苯胺，它們都是二氨基化合物。因此，國內(nèi)外開發(fā)綠色直接染料的一個(gè)重點(diǎn)，就是如何用新型二氨基化合物生產(chǎn)直接染料。目前，用于生產(chǎn)的二氨基化合物有4,4-二氨基苯甲酰苯胺、4,4-二氨基-N-苯磺酰苯胺、4,4-

36、二氨基二苯胺、二氨基二苯乙烯二磺酸以及4,4-二氨基二苯脲等。如以4,4-二氨基苯甲酰苯胺為二氨基化合物開發(fā)成功的環(huán)保型直接染料直接墨綠N-B，直接棗紅N-GB，它們的結(jié)構(gòu)如下： 在德國政府和歐共體公布的禁用染料中，直接染料占65左右，其(3) 二苯乙烯型直接染料 這類染料的分子結(jié)構(gòu)中具有 結(jié)構(gòu)，分子呈線性，與偶氮基形成一個(gè)大的共軛體系。如用4,4-二氨基二苯乙烯-2,2-二磺酸（簡稱DSD酸）制得環(huán)保型染料直接亮黃，反應(yīng)過程為： (3) 二苯乙烯型直接染料 這類染料的分子結(jié)構(gòu)中具有 (4) 三聚氰酰型直接染料 這種結(jié)構(gòu)的環(huán)保型直接耐曬染料是通過三聚氯氰把兩只單偶氮或多偶氮染料連接起來，然后將

37、三嗪環(huán)上的第三個(gè)氯原子用芳胺或脂肪胺進(jìn)行取代。它們不僅染色性能優(yōu)良、光牢度好，而且提高了耐熱性能，是一種很有前途的環(huán)保型染料。如直接耐曬綠BLL ，直接混紡黃D-RL：(4) 三聚氰酰型直接染料 這種結(jié)構(gòu)的環(huán)保型直接耐曬染料是通(5) 雜環(huán)類直接染料 分子結(jié)構(gòu)中含有苯并噻唑、二噁嗪等雜環(huán)。如直接耐曬黃RS（C.I.Direct Yellow 28）： (5) 雜環(huán)類直接染料 分子結(jié)構(gòu)中含有苯并噻唑、二噁嗪等雜環(huán)直接耐曬艷藍(lán)（C.I.Direct Blue 106）： 直接耐曬艷藍(lán)（C.I.Direct Blue 106）： (6) 金屬絡(luò)合物型直接染料 這類染料的結(jié)構(gòu)特征是在偶氮基兩側(cè)的鄰位有

38、配位基，與金屬離子形成絡(luò)合物。直接染料染色后，以1%2%的CuSO4及0.3%1%乙酸在80處理30min，發(fā)生銅絡(luò)合反應(yīng)，提高了耐洗性和耐曬牢度。例如直接銅藍(lán)IR(C.I. 直接藍(lán) 8 24140)： (6) 金屬絡(luò)合物型直接染料 這類染料的結(jié)構(gòu)特征是在偶氮基兩二、 冰染染料 冰染染料是由重氮組分的重氮鹽和偶合組分在纖維上形成的不溶性偶氮染料（Azoic dyes）。偶合組分稱為色酚（Naphthol）；重氮組分稱為色基（Color base）。染色時(shí)，一般先使纖維吸收偶合組分（色酚），此過程稱為打底；然后與重氮組分（色基）偶合，在纖維上形成染料，此過程稱為顯色。由于色基的重氮化及顯色過程均

39、需加冰冷卻，所以稱為類染料為冰染染料（Ice Colors）。 二、 冰染染料 冰染染料是由重氮組分的重氮鹽和偶合組分在纖維這類染料第一個(gè)實(shí)用性商品是1912年德國Criesheim-Elekfron公司的納夫妥As（Naphthol As）。到目前為止，不同結(jié)構(gòu)的色酚和色基的商品品種已各有50多種。我國冰染染料的產(chǎn)量目前幾乎占世界總產(chǎn)量的1/3，為產(chǎn)量最大國。這類染料主要用于棉織物的染色和印花，可以得到濃艷的黃、橙、紅、藍(lán)、紫、醬紅、棕、黑等色澤，其中以大紅、紫醬、藍(lán)色等的濃色見長。 這類染料第一個(gè)實(shí)用性商品是1912年德國Criesheim-（1）色酚 色酚分子結(jié)構(gòu)中不含磺酸基或羧基等水溶

40、性基團(tuán)，但可溶于堿性水介質(zhì)中。目前色酚種類主要有三類： 色酚AS系列：這是一類2-羥基萘-3-甲酰苯（萘）胺類化合物，是一類重要的偶合劑，品種較多，該類色酚與不同芳胺重氮鹽偶合，所得的不溶性偶氮染料以紅、紫、藍(lán)色為主。這類色酚的結(jié)構(gòu)通式為： （表示偶合的位置） （1）色酚 色酚分子結(jié)構(gòu)中不含磺酸基或羧基等水溶性基團(tuán)，但可芳胺上的取代基為CH3，OCH3，Cl，NO2等，改變芳烴或芳環(huán)上的取代基，可以得到一系列不同結(jié)構(gòu)的色酚。常見的品種有： 芳胺上的取代基為CH3，OCH3，Cl，NO2等，改變芳烴或 色酚AS-G系列： 這是一類具有?；阴７及方Y(jié)構(gòu)（即-酮基酰胺類）的色酚，與任何的重氮組分偶合

41、都得到色光不同的黃色染料，正好彌補(bǔ)AS類色酚無黃色的不足。該類色酚的主要結(jié)構(gòu)如下： 色酚AS-G系列： 這是一類具有?；阴７及方Y(jié)構(gòu)（即- 其它類色酚： 這類色酚包括含二苯并呋喃雜環(huán)的2-羥基-3-甲酰芳胺色酚，含咔唑雜環(huán)結(jié)構(gòu)的羥基-甲酰芳胺色酚，2-羥基蒽-3-甲酰-鄰甲苯胺色酚（色酚AS-GR），具有酞菁結(jié)構(gòu)的色酚（AS-FGGR）。主要生成綠、棕、黑色的色酚。例如： 其它類色酚： 這類色酚包括含二苯并呋喃雜環(huán)的2-羥基-3（2）色基 色基是不含有磺酸基等水溶性基團(tuán)的芳胺類，常帶有氯原子、硝基、氰基、三氟甲基、芳胺基、甲砜基（SO2CH3）、乙砜基（SO2CH2CH3）、和磺酰胺基（SO2

42、NH2）等取代基。色基分子結(jié)構(gòu)中引入氯原子或氰基使其色光鮮艷。引入硝基常使顏色發(fā)暗。在氨基的間位引入吸電子基，鄰位引入給電子基，都可使顏色鮮明，并提高牢度。引入三氟甲基、乙砜基、磺酰二乙胺基等，可提高耐日曬牢度。 （2）色基 色基是不含有磺酸基等水溶性基團(tuán)的芳胺類，常帶有氯按化學(xué)結(jié)構(gòu)，色基分為三類： 苯胺衍生物：這類色基主要是黃、橙、紅色基。其結(jié)構(gòu)式和主要品種如下： 其中X多為正性基，Y為負(fù)性基。 按化學(xué)結(jié)構(gòu)，色基分為三類： 苯胺衍生物：其中X多對苯二胺-N-取代衍生物： 這類色基與色酚AS偶合可得到紫色、藍(lán)色等。例如： 對苯二胺-N-取代衍生物： 這類色基與色酚AS偶合可得到紫色氨基偶氮苯衍

43、生物： 這是一類生成紫醬色、棕色、黑色等的深色色基。例如： 氨基偶氮苯衍生物： 這是一類生成紫醬色、棕色、黑色等的深色色三、 活性染料 活性染料又稱反應(yīng)性染料，它是一種在化學(xué)結(jié)構(gòu)上帶有活性基團(tuán)的水溶性染料。在染色過程中，活性染料與纖維分子上的羥基或蛋白質(zhì)纖維中的氨基等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而形成共價(jià)鍵結(jié)合。三、 活性染料 活性染料又稱反應(yīng)性染料，它是一種在化學(xué)結(jié)構(gòu)上活性染料自1956年問世以來，其發(fā)展一直處于領(lǐng)先地位，至今已有50多個(gè)化學(xué)結(jié)構(gòu)不同的活性染料（指活性基團(tuán)），品種已超過900種，銷售總量已達(dá)9萬噸/年以上，它在紡織纖維上的耗用已占染料總產(chǎn)量的11%以上。這類染料有如下獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)：(1) 染料與

44、纖維的結(jié)合是一種化學(xué)的共價(jià)鍵結(jié)合，染色牢度尤其是濕牢度很高。(2) 色澤鮮艷度、光亮度特別好，有的超過還原染料。(3)生產(chǎn)成本比較低，價(jià)格比還原染料、溶靛素染料便宜。(4)色譜很齊全，一般不需要其它類染料配套應(yīng)用。 此類染料廣泛用于棉、麻、粘膠、絲綢、羊毛等纖維及混紡織物的染色和印花。 活性染料自1956年問世以來，其發(fā)展一直處于領(lǐng)先地位，至今已1、活性染料分子結(jié)構(gòu) 活性染料分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)在于既包括一般染料的結(jié)構(gòu)，如偶氮、蒽醌、酞菁及其它類型作為活性染料的母體，又含有能夠與纖維發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)性基團(tuán)?；钚曰ㄟ^某些連接基與母體染料聯(lián)接，活性基本身又常常包括活潑原子和取代部分?；钚曰绊懟钚匀?/p>

45、料與纖維素纖維形成共價(jià)鍵的反應(yīng)能力，以及染料的耐氧化性、耐酸堿性和耐熱性的能力；染料母體對活性染料的色澤鮮艷度、溶解性、上染率、固著率、勻染性和染色牢度起著決定性的作用；連接基則把活性基和染料母體結(jié)合成一個(gè)整體，起到平衡兩個(gè)組成部分，并使其產(chǎn)生優(yōu)異性能的作用。 1、活性染料分子結(jié)構(gòu) 活性染料分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)在于既包括一般染活性染料的結(jié)構(gòu)可用下列通式表示： W 式中：水溶性基團(tuán)，如磺酸基等；染料母體（發(fā)色體）；母體染料與活性基的連接基（橋基）；活性基。 活性染料的結(jié)構(gòu)可用下列通式表示： W 式中：舉例說明： 式中：1活性基的基本部分；2活性原子（可變部分）；3活性基與母體染料的連接基；4活性基的取

46、代部分；5母體染料。染色時(shí)，活性基上的活性原子被纖維素羥基取代而生成“染料纖維”化合物。 舉例說明： 式中：1活性基的基本部分；2活性原子（可變部2、活性染料活性基團(tuán)： 活性染料最主要的有三種活性基團(tuán)：均三嗪基；嘧啶基；乙烯砜基。此外還有從這些活性基團(tuán)衍生的以及新開發(fā)的結(jié)構(gòu)。 2、活性染料活性基團(tuán)： 活性染料最主要的有三種活性基團(tuán)：均三（1）均三嗪活性基 這是最早出現(xiàn)的活性基，由于具有較大的適應(yīng)性和反應(yīng)活性，所以在活性染料中占主要地位。二氯均三嗪的結(jié)構(gòu)如下： （1）均三嗪活性基 這是最早出現(xiàn)的活性基，由于具有較大的適應(yīng)二氯均三嗪的反應(yīng)活性高，但易水解，適合于低溫（2545）染色。一氯均三嗪的結(jié)

47、構(gòu)如下： 一氯均三嗪的反應(yīng)活性降低，不易水解，固色率有所提高，適合于高溫（90以上）染色和印花。 二氯均三嗪的反應(yīng)活性高，但易水解，適合于低溫（2545（2）嘧啶活性基 嘧啶型活性染料的結(jié)構(gòu)如下 ：這類活性基由于是二嗪結(jié)構(gòu)，核上碳原子的正電性較弱,故而反應(yīng)性比均三嗪結(jié)構(gòu)的低,但穩(wěn)定性較高，不易水解，因此適合于高溫染色。（2）嘧啶活性基 嘧啶型活性染料的結(jié)構(gòu)如下 ：這類活性基由于（3）乙烯砜活性基 這類染料含有-乙烯砜硫酸酯基，它在微堿性介質(zhì)中(pH=8)中轉(zhuǎn)化成乙烯砜基而具有高反應(yīng)性，與纖維素纖維形成穩(wěn)定的共價(jià)結(jié)合。 （3）乙烯砜活性基 這類染料含有-乙烯砜硫酸酯基，它在微堿（4）復(fù)合活性基

48、含有兩個(gè)相同的活性基團(tuán)（一般是一氯均三嗪活性基團(tuán)）或者含兩個(gè)不同的活性基團(tuán)（主要由一氯均三嗪活性基和-乙烯砜硫酸酯基組成）。從生態(tài)環(huán)境保護(hù)要求，應(yīng)用性能，牢度性能和經(jīng)濟(jì)性等分析較集中在雙活性基染料上。一氯(氟)均三嗪和乙烯砜的異種雙活性基染料是近年來發(fā)展最快、品種最多的一類活性染料。Ciba精化公司開發(fā)了一氟均三嗪與乙烯砜的雙活性基染料，因?yàn)橐环号c纖維的反應(yīng)速度比一氯均三嗪大4.6倍，它與乙烯砜基的反應(yīng)性更加匹配，固色率因此也高。如： （4）復(fù)合活性基 含有兩個(gè)相同的活性基團(tuán)（一般是一氯均三嗪活（5）膦酸基活性基 結(jié)構(gòu)通式為： 這類活性基可以在弱酸性（pH=56.5）條件下，用氰胺或雙氰

49、胺作催化劑，經(jīng)210220的焙烘脫水，轉(zhuǎn)變?yōu)殪⑺狒?，然后與纖維素纖維中的羥基發(fā)生加成反應(yīng)而固色。（5）膦酸基活性基 結(jié)構(gòu)通式為： 這類活性基可以在弱酸性（p四、 還原染料 還原染料是含有兩個(gè)或兩個(gè)以上共軛羰基的多環(huán)芳香族化合物。還原染料本身不能直接溶于水，必須先在堿性溶液中用強(qiáng)還原劑如低亞硫酸鈉（俗稱保險(xiǎn)粉）還原成隱色體鈉鹽，才能溶于水。染色時(shí)，隱色體鈉鹽上染纖維，然后經(jīng)過氧化，重新復(fù)轉(zhuǎn)為不溶性的還原染料而固著在纖維上。 四、 還原染料 還原染料是含有兩個(gè)或兩個(gè)以上共軛羰基的多環(huán)芳還原染料的染色過程包括還原和氧化兩個(gè)化學(xué)反應(yīng)，其染色過程如下：還原染料的染色過程包括還原和氧化兩個(gè)化學(xué)反應(yīng)，其染色

50、過程如下還原染料主要用于纖維素纖維和維綸的染色和印花，具有色譜比較齊全，色澤鮮艷，染色牢度（尤其上耐洗和耐曬牢度）高的特征，許多品種的耐曬牢度都在6級以上，是印染工藝中一類重要的染料。但是還原染料染色工藝繁雜，價(jià)格較貴，三廢污染嚴(yán)重，因而應(yīng)用也受到了一定程度的限制。 還原染料主要用于纖維素纖維和維綸的染色和印花，具有色譜比較齊還原染料按照化學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)可分為四大類：蒽醌類；蒽酮類；靛族類；可溶性還原染料。 還原染料按照化學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)可分為四大類：蒽醌類；1、蒽醌類還原染料 凡是以蒽醌或其衍生物為原料合成的還原染料以及具有蒽醌結(jié)構(gòu)的還原染料，都屬于蒽醌類還原染料。主要結(jié)構(gòu)類型有：酰胺類和亞胺類蒽

51、醌還原染料，蒽醌噁二唑還原染料，蒽醌吡嗪還原染料，蒽醌咔唑類還原染料，蒽醌噻唑類還原染料等。 1、蒽醌類還原染料 凡是以蒽醌或其衍生物為原料合成的還原染料課件-染料與顏料(工藝學(xué)課程)-推薦課件-染料與顏料(工藝學(xué)課程)-推薦課件-染料與顏料(工藝學(xué)課程)-推薦2、蒽酮類還原染料 這類染料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是分子中含有蒽酮核心基團(tuán) ：并且通過蒽酮的1，9位上并接而構(gòu)成的稠環(huán)蒽酮類型。如： 2、蒽酮類還原染料 這類染料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是分子中含有蒽酮核心基3、靛族還原染料 靛藍(lán)是中國古代最重要的染料，它是從靛藍(lán)植物葉中得到的不溶性物質(zhì)。工業(yè)上生產(chǎn)的靛族還原染料主要由靛藍(lán)和硫靛兩類，另外還有不對稱的靛族染料。

52、在靛藍(lán)分子結(jié)構(gòu)中具有基團(tuán)： 還原藍(lán)2B是最重要的鹵化靛藍(lán)，其結(jié)構(gòu)式為： 3、靛族還原染料 靛藍(lán)是中國古代最重要的染料，它是從靛藍(lán)植物4、可溶性還原染料 溶靛素是第一個(gè)可溶性還原染料，也就是從靛藍(lán)還原成它的隱色體以后，與吡啶氯磺酸鹽進(jìn)行反應(yīng)，得到隱色體的硫酸酯，就成為可溶性染料。同樣方法，可使四溴靛藍(lán)、硫靛及其衍生物轉(zhuǎn)變成溶靛素。 4、可溶性還原染料 溶靛素是第一個(gè)可溶性還原染料，也就是從靛目前常用如下方法合成可溶性還原染料：將還原染料直接加入吡啶和氯磺酸的混合液中，然后加入金屬粉末，被還原生成的染料隱色體立即酯化，再加堿使硫酸酯轉(zhuǎn)變成鈉鹽，生成可溶性還原染料。 目前常用如下方法合成可溶性還原染

53、料：將還原染料直接加入吡啶和五、酸性染料 酸性染料是一類在酸性介質(zhì)中上染蛋白質(zhì)纖維或錦綸的染料。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是至少含有一個(gè)以上的水溶性基團(tuán)，通常是磺酸基或羥基，其化學(xué)結(jié)構(gòu)以偶氮型和蒽醌型染料占大多數(shù)，少數(shù)鮮艷的藍(lán)色和玫瑰紅色以芳甲烷和氧蒽、氮蒽染料為母體。 五、酸性染料 酸性染料是一類在酸性介質(zhì)中上染蛋白質(zhì)纖維或錦綸按染色性能和應(yīng)用分類，酸性染料又分為強(qiáng)酸性、弱酸性、酸性媒介、酸性絡(luò)合染料等。強(qiáng)酸性染料是最早發(fā)展起來的酸性染料，在酸性介質(zhì)中可染羊毛及皮革，也稱酸性勻染染料，它的分子結(jié)構(gòu)簡單，相對分子質(zhì)量低，含有磺酸基和羧基，在羊毛上能勻染，色澤均勻，但牢度較低，而且強(qiáng)酸染?。☉?yīng)用時(shí)pH值控制在2

54、4）損傷羊毛纖維。弱酸性染料是一類分子相對較大、共軛體系較長的酸性染料，對蛋白質(zhì)纖維的親和力較大，在弱酸性介質(zhì)中染蛋白質(zhì)纖維，染色牢度相對較高，且為損傷羊毛。 按染色性能和應(yīng)用分類，酸性染料又分為強(qiáng)酸性、弱酸性、酸性媒介一些強(qiáng)酸性染料和弱酸性染料的分子結(jié)構(gòu)： 偶氮型 一些強(qiáng)酸性染料和弱酸性染料的分子結(jié)構(gòu)： 偶氮型 蒽醌型 蒽醌型 芳甲烷型 芳甲烷型 六、分散染料 分散染料是專用于聚酯合成纖維染色的染料。分散染料與水溶性染料的最大區(qū)別是水溶性極小，分散染料作為聚酯纖維的專用染料，須具備以下三方面的要求以適應(yīng)聚酯纖維染色：（1）由于聚酯纖維分子的線性狀態(tài)較好，分子上沒有大的側(cè)鏈和支鏈，而且經(jīng)過紡絲

55、過程中拉伸和定型作用，使分子排列整齊，結(jié)晶度高，定向性高，纖維分子間空隙小，染料不易滲入，因此必須采用分子結(jié)構(gòu)簡單、相對分子質(zhì)量小的染料。通常至多只能有兩個(gè)苯環(huán)的單偶氮染料，或者是比較簡單的蒽醌衍生物，雜環(huán)結(jié)構(gòu)很少。（2）由于聚酯纖維的高疏水性，大分子鏈上沒有羥基、氨基等親水性基團(tuán)，只有極性很小的酯基，因此分散染料有與纖維相對應(yīng)的疏水性能。分子中往往引入非離子性極性基團(tuán)如OH、NH2等極性基團(tuán)。（3）染料應(yīng)具有很好的耐熱性和耐升華牢度。 六、分散染料 分散染料是專用于聚酯合成纖維染色的染料。分散染分散染料以單偶氮型和蒽醌型為主，其他有雙偶氮型、苯乙烯類、苯并咪唑類、喹啉酞酮類等，常用的分散染料

56、的結(jié)構(gòu)類型見表：結(jié)構(gòu)類型約占總量百分?jǐn)?shù)（%）結(jié) 構(gòu) 舉 例單偶氮類50 分散黃 G（C.I. 11855）蒽醌類25 分散藍(lán) RRL（C.I. 60725）雙偶氮類10 分散黃 M-5R（C.I. 分散黃104）苯乙烯類3 Foron Brill. Yellow SE-6GFL（C.I. 分散黃49）苯并咪唑類3 Samaron Brill. Yellow H7GL（C.I. 分散黃63）喹啉酞酮類3 CI分散藍(lán)67其它6分散染料以單偶氮型和蒽醌型為主，其他有雙偶氮型、苯乙烯類、苯七、功能染料 功能染料（Functional Dyes）亦稱專用染料（Special Dyes）, 是一類具有特殊

57、功能性或特殊專用性的染料，這種特殊的功能通常都與近代高新技術(shù)領(lǐng)域關(guān)聯(lián)的光、電、熱、化學(xué)、生化等性質(zhì)相關(guān)。這類染料吸收很少的能量，可產(chǎn)生某些特殊的功能，因此用量少、價(jià)格高，經(jīng)濟(jì)效益顯著。近年來，功能染料得到了廣泛發(fā)展。目前，功能性染料已被廣泛地應(yīng)用于液晶顯示、熱敏壓敏記錄、光盤記錄、光化學(xué)催化、光化學(xué)治療等高新技術(shù)領(lǐng)域。以下介紹幾種重要的功能染料。 七、功能染料 功能染料（Functional Dyes）亦稱1、液晶顯示染料 液晶具有液體的流動性，又具有結(jié)晶的光學(xué)和電氣異向性。液晶顯示已廣泛用于手表、計(jì)算器、汽車計(jì)數(shù)器、電視和電腦等顯示器。為了得到彩色顯示，就必須要有與液晶配合的二向色性染料（D

58、ichroic Dye）。例如以下結(jié)構(gòu)的染料： 1、液晶顯示染料 液晶具有液體的流動性，又具有結(jié)晶的光學(xué)和電2、壓熱敏染料 大量應(yīng)用于打字帶、感壓復(fù)寫紙。常常是三芳甲烷類染料，在堿性和中性條件下為無色的內(nèi)酯，和酸接觸即開環(huán)而成深色的鹽。染料溶于高沸點(diǎn)溶劑，包于微粒中，涂于復(fù)印紙下層。書寫或打印時(shí)微粒破裂，染料和涂有酸性白土的紙接觸而顯色。 2、壓熱敏染料 大量應(yīng)用于打字帶、感壓復(fù)寫紙。常常是三芳甲烷具有“熱敏變色性”的染料被稱為熱變色染料。較早用于紡織品變色印花的染料就是一些熱敏記錄用的染料，近年來熱變色染料已越來越多地用于紡織品的染色和印花。熱敏染料也用作熱變色染料示溫材料。 具有“熱敏變色

59、性”的染料被稱為熱變色染料。較早用于紡織品變色3、激光染料 激光染料是在激光源作用下產(chǎn)生新的可調(diào)諧激光的專用染料。它起著在輻射條件下使光能放大的作用，其最普遍的應(yīng)用狀態(tài)是采用不同溶劑制成的染料溶液。近年來激光染料主要的結(jié)構(gòu)類別為：（1）閃爍體類，主要是聯(lián)多苯及 唑類化合物，可產(chǎn)生近紫外到460 nm的激光。（2）香豆素類，具有極高的熒光效率，它們的激光波長范圍為藍(lán)綠光區(qū)的可見光（425565 nm）。（3） 噸類，它們的激光波長范圍在540650 nm，即可見光的綠橙光區(qū)。（4） 嗪類，它們用于紅及近紅外區(qū)，激光范圍為650700 nm，其光化學(xué)穩(wěn)定性要比 噸類染料好。（5）菁染料，它們產(chǎn)生紅

60、外區(qū)激光，激光范圍在5401200 nm。 3、激光染料 激光染料是在激光源作用下產(chǎn)生新的可調(diào)諧激光的專4 、紅外線吸收染料 紅外線吸收染料是指對紅外線有較強(qiáng)吸收的染料，和通常染料一樣，這些染料也有特定的-電子共軛體系，所不同的是它們的第一激發(fā)能量比較低，吸收的不是可見光而是波長更長的紅外線。紅外線偽裝染料（或顏料）指的是紅外線吸收特性和自然環(huán)境相似的一些具有特定顏色的染料，與普通染料的區(qū)別在于它們的紅外線吸收特性和自然界環(huán)境相似，可以偽裝所染物體，使物體不易被紅外線觀察所發(fā)現(xiàn)。 4 、紅外線吸收染料 紅外線吸收染料是指對紅外線有較強(qiáng)吸收的由于數(shù)字光盤如激光唱片等的迅速發(fā)展，對光記錄材料也就有