染料化学品

第七章染料化学品第一节概述第七章染料化学品•染料：是能使其它物质获得鲜明而坚牢色泽的化合物。•来源：早期的染料主要来自天然动植物。•目前合成染料已经取代了天然染料，品种已达8600多种。中国古代色彩技术中国传统染料植物种类繁多栀子茜草蓝草红花紫草柞树青出于蓝胜于蓝蓝草→浸泡→水解→吲哚酚→吲哚酮→缩合→蓝淀→酒糟→氢化酶→还原→吲哚酚→石灰（提供碱性）→靛白隐色盐→靛蓝朱砂雄黄赤铁矿石绿石青无机颜料中国五色图黑色青赤黄黑白西中北南东五色与五行、五方的关系图青木赤火土黄白金黑水传统染色技术和色彩文化的主体在先秦时期就已经形成蜡染染料应用的三个方面：•4.应用1.染色2.着色3.涂色染色：就是使染料通过化学或物理化学方式结合在织物纤维上，使织物具有一定色泽的全部加工过程。染色过程3.固着2.扩散1.吸附着色：在物体形成最后固体之前，将染料分散于组成物中，成型后即得有颜色的固体。涂色：二、染料的分类•酸性染料•中性染料•直接染料•还原染料•分散染料•硫化染料•冰染染料•阳离子染料等(1).按染料的应用分类(2).按染料的结构分类•偶氮染料•蒽醌染料•硝基和亚硝基染料•靛族染料•硫化染料•芳甲烷类染料•菁系染料•酞菁染料•杂环类染料•偶氮染料结构特征：含有—N=N—基团NNNaO3SOH酸性橙•蒽醌染料结构特征：含有基团或多环酮。OOOHOHOO茜素•硝基和亚硝基染料结构特征：含有硝基或亚硝基ONaNO2NO2NaO3S黄色酸性染料•靛族染料结构特征：含有共轭基团COC(CCO)HNCOCCNHCO靛蓝•硫化染料结构特征：分子中含有—S—结构或多硫结构SH2NH3CNOSOOSNH3NCH3硫化蓝BN•芳甲烷类染料结构特征：一个碳原子上连接几个芳基结构CCH3H3CHNCl-NH+CH3NHCH3金胺G•菁系染料(次甲基染料)结构特征：含有一个或多个—CH=CNCH3CCNCH3CH3CH3CCCHH阳离子橙R•酞菁染料结构特征:酞菁金属络合物CCNNCCNCNCNNNMeCCN酞菁　络合物•杂环化合物结构特征:含有不同杂环的有机化合物.•三、染料的命名•(1)我国的染料命名体系实行的是三段命名法，规定如下：•第一段为冠称，表示染料根据应用方法或性质分类的名称，为了使染料名称能细致地反应出染料在应用方面的特征，将冠称分为31类，如酸性、弱酸性等•第二段为色称，表示染料在被染物上色泽的名称，色泽的形容词采用嫩、艳、深三字。•第三段是尾称，以英文字母结合阿拉伯数字补充说明染料的色光、形态、强度、特殊性能及用途等。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。染料能够渗透到物体内部进行着色，如纤维内部；颜料只能作用于物体表面，如布料的表面。染料和颜料的区别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射线x射线紫外光红外光微波无线电波10-2nm10nm102nm104nm0.1cm10cm103cm105cm可见光染色机理人眼能感觉到的光称为可见光，其波长范围380~760nm。当一束白光通过溶液时，溶液选择吸收了白光中的某种色光，则溶液呈现透射光的颜色。例如：硫酸铜溶液因吸收了白光中的黄光而呈现蓝色因此，溶液的颜色是由透射光的波长决定的。1有色溶液对光的选择性吸收物质颜色吸收光物质颜色吸收光颜色Λ/nm颜色Λ/nm黄绿紫400~450紫黄绿560~580黄蓝450~480蓝黄580~600橙青蓝480~490青蓝橙600~650红青490~500青红650~760紫红绿500~560物质的颜色与吸收光波长的关系光的互补色示意图物质对光的吸收物质的颜色与光的关系完全吸收完全透过吸收黄色光光谱示意表观现象示意复合光物质的颜色和对光的选择性吸收（1）物质对光产生选择性吸收的原因：由于不同物质的分子其组成和结构不同，它们所具有的特征能级也不同，故能级差不同，而各物质只能吸收与它们分子内部能级差相当的光辐射，所以不同物质对不同波长光的吸收具有选择性。n=1n=2n=3n=4（2）物质的颜色与光吸收的关系物质之所以有颜色，是它对不同波长的可见光具有选择性吸收的结果。物质呈现出的颜色恰恰是它所吸收光的互补色，而且溶液颜色的深浅，决定于溶液吸收光的量的多少，即取决于吸光物质浓度的高低。第二节重氮化与偶合反应一.重氮化反应NH2+HONO+HCl5C。NNClNNCl+-+2H2O芳香族伯胺和亚硝酸作用生成重氮盐的反应称为重氮化。二.偶合反应NNCl+-+OHNaOH/H2O0C。NNOH对羟基偶氮苯NNCl+-+NH2CH3COONa/H2O0C。NNHN苯基重氮氨基苯NNNH2对氨基偶氮苯芳香重氮族盐和酚类、芳胺作用，生成偶氮化合物的反应称为偶合反应。第三节酸性染料1.概念：一类在酸性染浴中进行染色的染料。2.分类：强酸性染料、弱酸性染料、酸性媒介染料、酸性络合染料等。3.应用：用于羊毛、蚕丝、棉纶等染色，也可用于皮革、纸张、墨水等方面•强酸性蒽醌染料•强酸性偶氮染料•强酸性三芳甲烷染料•强酸性、弱酸性染料：染料分子与羊毛分子在酸性介质中形成盐键。酸性染料染色后用金属媒染剂处理，在纤维上生成金属络合，这种酸性染料称为酸性媒介染料。染料媒染后可提高酸性染料的耐晒及耐湿牢度，缺点是染色手续较复杂。•酸性媒介染料在染料制备时即制成染料的金属络合物，使用方便。金属络合染料1.概念：又称反应性染料，分子中含有能与纤维素中的羟基和蛋白质纤维中的氨基发生反应的活性基团，染色时与纤维生成共价键，生成“染料-纤维”化合物。第四节活性染料应用：用于棉、麻、黏胶丝绸、羊毛等纤维及其混纺织物染色和印花。特点：颜色鲜艳、均染性好、染色方法简便，染色后耐洗牢度高，色谱齐全和成本较低。均三嗪型、乙烯砜型、嘧啶型等•概念：分子中不含有水溶性基团的非离子染料，用分散剂将染料分散成极细颗粒而进行染色。•分类：高温型、中温型、低温型。•应用：用于涤纶、棉纶等合成纤维染色.•特点：产品色泽艳丽、耐洗牢度优良。第五节分散染料第六节还原染料1.概念：分子中不含有水溶性基团，染色时在碱性溶液中借助还原剂（保险粉Na2S2O4）作用而使棉纤维染色的一类染料。2.结构特征：分子中含有两个以上的羰基。3.分类：靛类染料，蒽醌类染料等。•概念：在冰冷却的条件下染色的一类染料。•组成：重氮盐（色基）和偶合组分（色酚）第七节冰染染料•色酚先吸附在纤维上，在冰冷却和弱酸性的条件下，重氮盐与色酚发生偶合反应。•应用:用于棉织物的染色和印花.•特点:具有优良的耐洗牢度、色谱齐全、颜色鲜艳、应用方便、价格低廉，但摩擦牢度不好•概念：能在中性和弱碱性介质中加热染色的一类染料。•类型：偶氮、二苯乙烯、噻唑等；普通直接染料、直接耐晒染料等。•染料与纤维间以氢键和范德华力结合。•应用：用于纤维、丝绸、棉纺、皮革、造纸等行业。1直接染料第八节其他染料概念：溶于水可电离出有色阳离子的一类染料。类型：隔离型阳离子染料、共轭型阳离子染料。结合方式：在水溶液中，通过离子键与具有酸性基团的纤维染色。应用：专门用于聚丙烯腈纤维染色。特点：色泽浓艳。2阳离子染料•染色过程：染色时，使用硫或硫化钠等还原剂将不溶性的硫化染料还原为可溶性的隐色体盐，上染纤维后，经氧化显色，恢复成不溶性染料而固着在纤维上。3硫化染料•概念：分子内含有硫键的一类染料。•特点：颜色为黑、蓝和草绿居多第九节功能染料一红外吸收染料二激光染料三压热敏染料四液晶显示染料