染料化学

第一章染料概述染料化学主要内容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染料商品化1.6有关染料的禁用第一章染料概述一、染料的构成条件OHCONH+NO2CH3H2NOHCONHNNCH3NO2色酚AS大红色基G国旗红用少量的染料就能使纤维具有十分深的颜色,4%可以染得浓色，强度高的1%以下可以得浓色；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（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（水和溶剂）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点染料颜料相同点溶解性结合力化学组成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，借助粘合剂粘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：靛蓝：板兰根、大青叶；茜素：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，由此发明了苯胺染料。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BS（CI酸性红138，18073）SO3NaNHOHNNC12H25NaO3SCH3CO-SO3Na：水溶性、对纤维的亲和力(与阳荷性纤维形成离子键)；-OH：可与纤维、助剂形成氢键结合；长链烷基C12H25-：增加疏水性和染料与纤维间的范德华力。决定染料染色性能的基团染料的发色体系：染料中形成大π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）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结构分类染料例单偶氮双偶氮偶氮结构多偶氮蒽醌衍生物蒽醌结构稠环酮类靛族靛蓝、硫靛三芳甲烷结构菁类硫化酞菁杂环酸性橙II、分散橙S直接湖蓝6B还原深蓝还原蓝4B酸性青莲4BNS阳离子桃红FF直接翠蓝GL直接耐晒蓝B2RL硫化黑BRN还原艳紫3B藏花红T第一章染料概述三、按应用分类的染料种类常用于纺织品染色的染料种类。水溶性染料：酸性染料、酸性媒介染料、酸性络合染料、中性染料、直接染料、活性染料、阳离子染料；非水溶性染料：分散染料、还原染料、硫化染料、不溶性偶氮染料、缩聚染料。应用分类是按照染料的染色性能、方法、以及染色对象进行分类的，因此要说明应用分类需要染料染色的知识以及与纤维结合力方面的知识。第一章染料概述§1.3染料的命名不方便；不能体现应用性能、颜色；染料往往不是纯化合物（合成过程复杂，中间有很多副产物，有些染料为拼混染料，商品染料中含有许多填充剂和分散剂等）；商品竞争的需要，染料生产厂家一般不公开染料的结构，无法按系统命名法命名。采用由染料的属名、色称和符号三部分组成的命名方法染料不采用系统命名法SO3NaNHOHNNC12H25NaO3SCH3CO1-乙酰胺基，7-对十二烷基苯偶氮基8-羟基萘3、6二磺酸乙酰化H酸-对十二烷基偶氮苯弱酸性桃红BS（CI酸性红138，18073）第一章染料概述一、属名（又称冠称）：表示染料的应用分类或公司的产品。应用分类：直接、酸性、活性、阳离子、分散、还原等共有三十一种。公司特定产品：各染料厂商对各应用类型的染料都有不同染料属名。例如，分散染料的属名：克莱恩(Clariant)公司用“福隆”（Foron）；德司达（DySar）公司用“大爱尼克斯”（Dianix）；亨斯迈（Huntsman）公司用“托拉西”（Terasil）等。第一章染料概述二、色称表示染料的基本颜色颜色：黄、橙、红、紫、蓝、绿、棕、灰、黑、白程度：嫩、艳、深天然色名：湖蓝、草绿、桃红、枣红、玫瑰红、酱红第一章染料概述三、词尾（尾注）：用数字或字母表示染料的色光、牢度、性能上的差异。色光：B—带蓝光或青光；G—带黄光或绿光；R—带红光；色的品质：F—色光纯；D—色光深或稍暗；T—色深性质、用途：C—耐氯、棉用；L—耐光牢度或匀染好；P—适用印花形态、强度和力份：F—细粉；Liq—液状；Conc—浓程度：数字表示程度，只是相对的，不表示级别。例：B表示蓝光，3B表示有较强的蓝光。第一章染料概述分散藏青H-GLH：耐热；G：带绿光；L耐光牢度好。活性艳红X-3BX：冷染型；B带蓝光；3：蓝光较强。第一章染料概述四、《染料索引》简介《染料索引》（《ColourIndex》，缩写为C.I.）是由英国染色和印染工作者协会（SDC）和美国纺织化学家和染色家协会（AATCC）合编的国际性染料、颜料品种汇编。索引中对收集到的各国染料生产商的染料和颜料品种统一按应用类别和化学结构类别编成两种编号，并列入各染料的类别、色泽、各项牢度、各种用途、可以收集的分子结构和合成方法以及有关资料来源和不同商品名称等等重要信息。第一章染料概述§1.4染色牢度一、概念染色牢度：表示染色后织物在服用或后加工的过程中，染料经受外界各因素影响时，在不同程度上保持其原来色泽的性能。染色牢度是衡量染色织物抵抗外界影响的能力，是染料质量的一个重要评价。第一章染料概述二、各种染色牢度1、皂洗牢度：2、汗渍牢度：3、摩擦牢度：4、耐光牢度：5、耐升华牢度：染色织物的色泽经皂洗过程后改变的程度。染色织物的色泽经汗渍作用后改变的程度。染色织物经受摩擦而引起的褪色或沾色程度。分为干摩擦牢度和湿摩擦牢度染色织物在规定条件下经日光晒后颜色改变的程度，又称日晒牢度。染色织物上的染料，在高温下部分染料发生升华，而引起颜色变化的程度。第一章染料概述三、影响染色牢度的因素1、染料结构对牢度的影响湿牢度：染料的水溶性高，易溶于水湿牢度差；染料与纤维的结合力大，湿牢度好。耐光牢度：光氧化、光还原作用。2、纤维性质对牢度的影响湿牢度：纤维疏水性强，结构紧密，则湿牢度好。耐光牢度：阳离子染料一般耐光牢度较差，但腈纶对阳离子染料有保护作用。第一章染料概述3、染色工艺对牢度的影响：4、测试条件的影响测试时严格按照标准湿牢度：染料能染深染透，深入纤维织物内部，比没有染透，染料浮在纤维表面的牢度好。耐光牢度：染料在纤维上成聚集状态，则耐光牢度可以得到提高。染料在织物上的浓淡对牢度的影响：浓的色调耐光而不耐洗；淡的色调耐洗而不耐光。第一章染料概述四、染色牢度的测试和评级1、测试方法染色牢度的测试方法常采用模仿服用和加工过程中的条件，把这些条件标准化定下来，测试后再与标准样卡进行比较，定出级别。纺织品色牢度试验耐皂洗色牢度GB/T3921-2008；纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度GB/T3920-2008；纺织品耐汗渍色牢度试验方法GB/T3922-1995446473；纺织品色牢度试验高温耐人造光色牢度及抗老化性能：氙弧GB/T16991-2008；纺织品色牢度试验耐干热（升华）色牢度GB/T5718-1997第一章染料概述2、评级染色牢度的测试方法常采用模仿服用和加工过程中的条件，把这些条件标准化定下来，测试后再与标准样卡进行比较，定出级别。染色牢度的评定是按染色物原样的褪色或与试样接触的白布上沾色程度作比较而进行的。一般采用5级制，5级表示褪色牢度最好而无沾色，牢度最好，1级最差。实际应用中染色牢度常采用5级9档制。日晒牢度和气候牢度分8级，8级最高，1级最低。第一章染料概述评定牢度的标准：灰色卡：用于评定牢度等级的标准褪色分级样卡和沾色分级样卡，分5级9档，1级最低，5级最高。灰色褪色标准样卡灰色标准沾色样卡第一章染料概述褪色和沾色样卡色差技术标准级别褪色样卡沾色样卡色差CIEL*a*b*允许误差原样褪色色差CIEL*a*b*允许误差白布沾色50±0.2色泽未变0±0.2白布未沾色4~50.8±0.2—2.3±0.3—40.7±0.3色泽很少变化4.5±0.3白布很少沾色3~42.5±0.35—6.8±0.4—33.4±0.4能觉察色泽变化9.0±0.5白布可觉察沾色2~34.8±0.5—12.8±0.7—26.8±0.6色泽明显变化13.1±1.0白布有极大沾色1~29.6±0.7—25.6±1.5—113.6±1.0色泽变化或减弱很大35.2±2.0白布染成深浓色第一章染料概述蓝色标准试样：测定染色织物日晒牢度时采用的8个蓝色羊毛标准试样，是按规定深度的8种不同日晒牢度的蓝色染料染在羊毛哔叽织物而制成的，由于采用蓝色染料而得名。在测定日晒牢度是作为标准参比物。耐光牢度等级染料名称染料索引号化学类别12345678酸性艳蓝FFR酸性艳蓝FFB酸性艳蓝R酸性蓝EG酸性蓝RN酸性耐光蓝4GL溶靛素蓝4BC溶靛素蓝AGGC.I.酸性蓝104，42735C.I.酸性蓝109，42740C.I.酸性蓝83，42660C.I.酸性蓝121，50310C.I.酸性蓝47，62085C.I.酸性蓝23，61125暂溶性还原蓝5，73066暂溶性还原蓝8，73801三芳甲烷三芳甲烷三芳甲烷吖嗪蒽醌蒽醌靛蓝靛蓝蓝色标准试样的八种染料第一章染料概述§1.5染料商品化一、染料商品化概念在反应釜中生成的染料，经压滤后得到滤饼称为原染料。原染料并不能直接用于纺织品和其他基质的染色。原染料经混和、研磨，并加入一定数量的填充剂和助剂，使染料达到标准化的过程，称为染料的商品化。商品化首先要把多次合成的染料滤饼一起混合、粉碎以减少这些差别。添加了某些填充剂和其他助剂，使商品染料在力份、色光、pH值、以及外观、细度和水分等达到规定的技术指标，并能帮助染料和纤维润湿、渗透，促使染料在水中均匀分散。第一章染料概述二、商品化加工过程染料的颗粒大小和均匀程度对非水溶性的染料、分散、悬浮体轧染还原染料的染色性能影响很大，要求颗粒在2m以下。保证每批染料的色光和明亮程度相同（通过拼混达到）；有的染料本身就