第1章染料概述.ppt

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1、 主要内容 1.1 构成染料的条件与染料的含义 1.2 染料的分类 1.3 染料的命名 1.4 染色牢度 1.5 染料的商品化加工 1.6 染料的禁用 第一章 染 料 概 述一、染料的构成条件OHCONH+NO2CH3H2NOHCONHNNCH3NO2 色酚色酚AS 大红色基大红色基G 国旗红国旗红用少量的染料就能使纤维等染得较深的颜色,一般强度的染料4%可以使染着物染得浓色，强度高的染料1%以下便可使染着物得浓色；采用两种本身没有颜色的物质在纤维上发生反应后产生颜色。1、在织物上可染得鲜艳的颜色1.1构成染料的条件与染料的含义 第一章 染 料 概 述2、具有良好的染色性能与纤维有一定的结合力

2、（范德华力、氢键、离子间力、共价键），可以从染浴中转移到纤维上。具有均匀染色的性能。在水中有一定的溶解度或分散性；不溶性染料在染色时可使其变成可溶性；溶于有机溶剂。具有一定的溶解性能，能溶于某种介质。第一章 染 料 概 述3、具有相当好的染色牢度化学稳定性：染料本身在光、热、空气等环境下的化学稳定性；与纤维结合力的大小：能与纤维以某种方式结合，且具有一定的染色牢度。4、其他使用方便；成本低廉；对人体、环境无害。第一章 染 料 概 述染料的定义能够通过介质（比如水）上染染着物（纤维），并与之能够通过介质（比如水）上染染着物（纤维），并与之以某种方式结合，从而使染着物产生颜色，并具有一定以某种方式

3、结合，从而使染着物产生颜色，并具有一定牢度的化学物质。牢度的化学物质。第一章 染 料 概 述二、染料和颜料2、染料与颜料的对比1、颜料的概念颜料也是一类有色物质。与染料一样，它们也具有较高的发色强度和化学稳定性。第一章 染 料 概 述染料与颜料的对比特特 点点 染染 料料 颜颜 料料 相 同 点相 同 点 溶 解 性溶 解 性 结 合 力结 合 力 化学组成化学组成 应用范围应用范围 强烈的发色能力，良好的化学稳定性 可溶于水或有机溶剂或通过某种途径变为可溶 不溶性 与纤维有结合力 与纤维不能结合，借助黏合剂黏着于纤维表面 有机芳香化合物 有机或无机化合物 纺织品、纸张、皮革、食品 纺织品、油

4、墨、油漆、涂料 第一章 染 料 概 述第一章 染 料 概 述1、天然染料种类来源有限、制造麻烦、价格昂贵。色谱不全、色泽灰暗，牢度不佳。不足矿物性染料：泥土、矿石动物性染料：古代紫（紫螺）；胭脂红（胭脂虫）植物性染料：板兰根、大青叶、茜草三、染料的发展历史第一章 染 料 概 述英国人Perkin从粗苯胺氧化得到苯胺紫，由此合成了苯胺染料。第二次世界大战后，随着各种合成纤维的发展，带动了染料工业的发展。石油工业的发展为染料工业的发展提供了条件。涤纶分散染料；腈纶阳离子染料；锦纶特殊的酸性染料。特点：原料来源广，合成简单；价格便宜，使用方便；色泽鲜艳，色谱齐全；牢度优良；有些染料对人体有害，环境污

5、染严重。2、合成染料第一章 染 料 概 述1.2 染料的分类1、染料结构特点A、染料的发色体系（染料母体）；B、决定染料染色性能的基团。一、分类的依据第一章 染 料 概 述弱酸性桃红弱酸性桃红BS（C.I.酸性红酸性红138，18073）SO3NaNHOHNNC12H25NaO3SCH3COSO3Na：水溶性、对纤维的亲和力水溶性、对纤维的亲和力(与阳荷性纤维形成离子键与阳荷性纤维形成离子键)；OH：可与纤维、助剂形成氢键结合；可与纤维、助剂形成氢键结合；长链烷基长链烷基C12H25 ：增加疏水性和染料与纤维间的范德华力。：增加疏水性和染料与纤维间的范德华力。v决定染料染色性能的基团v染料的发

6、色体系：染料中形成大键的共轭体系可以决定染料的颜色、染料的主要化学稳定性（光、热稳定性）可以决定染料的颜色、染料的主要化学稳定性（光、热稳定性）第一章 染 料 概 述 2、按结构分类按结构分类的缺点染料品种很多，有些染料难于分在某一个结构类型中；没有涉及染料的应用性能，不利于与应用人员对染料的选择。按结构分类的优点体现颜色与结构之间的关系；有利于染料合成方法的研究；有利于了解染料的结构与化学性能之间的关系。依据染料的共轭发色体系；染料的合成方法第一章 染 料 概 述3、染料的应用分类应用分类的缺点不能反映出染料的发色体系；难于从应用分类出发选择合成的方法。应用分类的优点有利于染料的选择使用；有

7、利于染色工艺条件的选择；有利于判断染料与纤维之间的结合牢度。依据 染料的染色对象、染色方法和染色性能。第一章 染 料 概 述二、按结构分类的染料种类酸性橙酸性橙II、分散橙、分散橙S 直接湖蓝直接湖蓝6B 还原深蓝还原深蓝还原蓝还原蓝4B酸性青莲酸性青莲4BNS阳离子桃红阳离子桃红FF直接翠蓝直接翠蓝GL直接耐晒蓝直接耐晒蓝B2RL硫化黑硫化黑BRN还原艳紫还原艳紫3B藏花红藏花红T第一章 染 料 概 述一、偶氮染料 结构特点：共轭体系是由一个或多个偶氮基连接芳环而成的染料。合成：重氮组分与偶氮组分发生偶合反应制得，在偶氮染料分子中，偶氮基的两侧分别为重氮组分和偶合组分的结构。可以是单偶氮、双

8、偶氮、多偶氮结构。第一章 染 料 概 述CH3CONHNNCH3HO单偶氮染料 分散黄E-G（C.I.分散黄3，11855）NNNNNaO3SNaO3SSO3NaSO3NaNH2H2NOCH3H3COOHHO双偶氮染料 直接湖蓝6B（C.I.直接蓝1，24410）第一章 染 料 概 述二、蒽醌染料 结构特点：由蒽醌和稠环酮结构组成，在共轭体系中含有两个或两个以上羰基的发色体系，又称羰基染料。种类：蒽醌染料（蒽醌衍生物）、杂环蒽醌染料、稠环蒽酮染料、杂环蒽酮染料等类型。第一章 染 料 概 述1、蒽醌染料（蒽醌衍生物）：在蒽醌分子中引入不同的取代基制成的染料。通常在蒽醌环上引入羟基或氨基，再经芳胺

9、化、酰化或醚化引入其他基团。OONHNHCH3CH3NaO3SNaO3S弱酸性绿GS（C.I.酸性绿25）OONH2OHO分散红 3B（C.I.分散红60）第一章 染 料 概 述2、杂环蒽醌染料：由多个蒽醌通过杂环连接而成，不含水溶性基团，主要作为还原染料。NHOOOO还原黄FFRK(C.I.还原黄 28)第一章 染 料 概 述3、稠环蒽酮染料：由多个芳环稠合在一起并含有两个羰基，不溶于水，主要作为还原染料。还原黄G（黄蒽酮）（C.I.还原黄 1）第一章 染 料 概 述4、杂环蒽酮染料：在稠环蒽酮结构中含有杂环结构的染料，用作还原染料。还原蓝RS（C.I.还原蓝 4，蓝蒽酮）OONNHHOO第

10、一章 染 料 概 述三、靛族染料 靛族染料的结构特点 由碳碳双键连接两个带羰基的杂环组成的共轭体系作为母体结构的染料。CCCOCO靛族染料结构 发色团COYCCCXO第一章 染 料 概 述靛族染料与蒽醌染料相似含有两个羰基，也称羰基染料。分子结构中共轭体系不长，杂原子的性质对染料的颜色和性质有较大的影响。NH比S具有更强的共电子能力，颜色更深。结构分类：X=NH 靛蓝X=S 硫靛混合结构（一半靛蓝，一半硫靛）半靛结构（一半为靛蓝或硫靛，一半为醌类结构）CXOCCXCO第一章 染 料 概 述还原蓝4B（C.I.还原蓝5）靛蓝硫靛SOClCH3SOClCH3BrBrCNOCCNCOBrBrHH还原

11、桃红R（C.I.还原红1）第一章 染 料 概 述CNOClClCCCOSClClClH混合型结构还原紫BBF（C.I.还原紫5）HCCNOClCH3H3COOCl还原印花蓝2G（C.I.还原蓝8）半靛结构第一章 染 料 概 述四、三芳甲烷染料一、结构特点 三芳甲烷染料分子由中心碳原子连接三个芳环形成主要骨架，芳环可以是苯环、萘环等。如果在芳环上中心碳原子的对位引入两个NH2或NR2，并经氧化形成醌式结构，共轭体系连成一片，就形成了三芳甲烷共轭发色体系，这种体系带一个正电荷。CH无色CNH2+橙红色CNH2H2N+红光紫第一章 染 料 概 述 三芳甲烷染料分子中还可以含有磺酸基、羧基以及卤素等其

12、他取代基，取代基的性质、数目、以及所占的位置决定了染料的颜色和染色性能。第一章 染 料 概 述五、杂环染料 结构和种类 可看作为二苯甲烷类化合物2，2位置上，由一个N、O、S原子相连而成的杂环衍生物。X：NH，O，SY：CH，NXYR2NNR2+*第一章 染 料 概 述 由于杂环中X和Y的不同，得到不同结构的染料。NHHCHCOHCS吖啶 口占口辛（口口占吨）噻吨NHNNONS吖嗪 噁嗪 噻嗪第一章 染 料 概 述六、菁系染料一、结构和种类 菁类染料是一类在两个含氮杂环间用一个或几个甲川基相连结成的染料。分子组成：甲川基：连接含氮杂环形成共轭体系；杂环：通过甲川基连接形成发色体系的基本骨架，主

13、要有苯并噻唑、吲哚啉等。成盐烷基：杂环氮原子中引入烷基，引入正电荷。R的大小以及是否接有亲水性基团，可影响染料的染色性能。阴离子：形成铵离子时带入的，对染料的水溶性有一定的影响。NCHCHCHNRRn+X_第一章 染 料 概 述 CCCH=CHCHNCH3NCH3CH3H3CCH3H3C+CCH=CHCNCH3CH3H3CCH3NC对称菁 不对称菁碳菁：多甲川链与两端两个杂环氮原子相连，可分为对称菁和不对称菁两种结构，甲川链两端的杂环相同的称为对称菁，否则为不对称菁。因耐光牢度较低，主要用作感光材料的增感剂，少数用于腈纶染色。阳离子桃红FF阳离子橙2GL第一章 染 料 概 述氮杂菁：碳菁分子中

14、甲川基被氮原子取代后，就成为氮杂菁，可以有一氮杂菁、二氮杂菁、三氮杂菁等。甲川基被氮取代后耐光牢度显著提高，以黄橙色为主。阳离子猩红+NSCH3OCH3NNNNSOCH3CH3第一章 染 料 概 述半菁：多甲川链所连的氮原子仅有一端构成杂环，另一端为苯或其他芳香稠环。这类染料耐光牢度差，以黄色为主。第一章 染 料 概 述苯乙烯菁：多甲川链一端连接含氮杂环，另一端连接苯环，构成苯乙烯结构。它是一种特殊半菁结构。共轭链比碳菁短，但较一般半菁长，大多为鲜艳的红色，耐光牢度差。+NH3CCH3CH3NCH=CHCCH2CH2CNCH3H2PO4-阳离子艳红5GN 第一章 染 料 概 述偶氮型二氮杂半菁

15、：苯乙烯菁分子中的两个甲川基被N取代成为偶氮基，并与一端的苯环相连，类似于单偶氮染料，但分子中带有离域的正电荷。乙烯基变为偶氮基后，颜色增深，大多为黄、红、蓝色，耐光牢度大大提高。这类染料应用较普遍，在阳离子染料中占很大比重。NSCH3OCH3N NN(CH3)2+阳离子艳蓝RL第一章 染 料 概 述七、硫化染料 结构：苯的衍生物与硫（S）、多硫化钠（NazSx）在一定条件下焙烘，籍硫或二硫键将苯的衍生物分子相连生成结构复杂的化合物即为硫化染料。硫化染料在硫化时，硫原子可被引入到染料分子中，形成开键状或闭环状结合。根据硫化时所用的中间体，可具有噻吩、吩噻嗪酮和噻蒽三种含硫杂环结构。第一章 染

16、料 概 述硫化染料结构 SNSNSS噻吩噻吩 吩噻嗪酮吩噻嗪酮 噻蒽噻蒽（黄、橙、红）（黑、蓝、绿）（红、棕）第一章 染 料 概 述 硫化染料分子中含有大量硫键（S）、二硫键（SS）、多硫键（Sx）、亚砜基（SO）、巯基（SH）等链状结构。硫化黑BRN 硫化染料没有确定的结构，是由不同硫化程度形成的多种复杂分子结构的混合物。SNOOHNH2H2NNH2HOH2NSNOSSx第一章 染 料 概 述八、酞菁染料 结构：酞菁染料是由四个异吲哚结合组合成的十六环共轭体，金属原子位于染料分子的中心，与相邻的四个氮原子相连。金属原子周围的8个碳原子和8个氮原子再加上苯环形成具有芳香性的共轭体系结构称为酞菁，中间16个原子的键是平均化的，与金属的络合物形成平面结构，非常稳定。酞菁染料以铜酞菁（CuPc）为主，本身不溶于水，一般作为颜料用于油漆、塑料等着色，若经磺化在分子中引入磺酸基，可得到水溶性的酞菁染料。第一章 染 料 概 述酞菁染料结构 酞菁 直接耐晒翠蓝GL （Me=Cu，Ni，Co，Fe）（C.I.直接蓝86，74180）CCCCCCNNCNNCNNNNMeCCNaO3SCCCCSO3NaN