活性染料及染色12

1课次:12课题项目二任务2活性染料染色（1）授课日期授课周/星期/节次授课班级授课地点教学目的1.能力目标：能根据活性染料的结构和分类，知道其染色及使用性能2.知识目标：了解活性染料的特点和概念、掌握活性染料的结构、分类及染色性能。教学目标知识点重点难点识记理解应用分析综合1.活性染料的特点和概念。√√2.活性染料的结构、分类及染色性能。√√√√教学要求教法设计通过与直接染料做对比，突出活性染料的特点教学教学教学准备学多媒体课件、直接染料及活性染料染色布样教学后记重点讲述活性染料的结构、分类、染色性能2教学内容与进程（一）复习与提问（10分钟）1、直接染料的染色过程及机理。2、直接染料的分类及个类别的特点。3、直接染料固色的原因及方法。（二）新课内容1、活性染料的特点和概念。(了解)（20分钟）2、活性染料的结构、分类及染色性能。（掌握）（45分钟）（三）小结（10分钟）（四）作业与思考题（5分钟）1、活性染料从结构上看有何特点？2、常用国产活性染料有哪些类型？染料命名时尾注用什么字母区别？3、各类活性染料的分子结构有什么特点、反应的活泼性如何？3讲义纤维素纤维制品活性染料染色（1）任务2活性染料染色§能力目标：能够设计、实施活性染料对纤维素纤维染色的工艺；能够分析解决活性染料染色时的常见问题§知识目标：熟悉活性染料的定义，了解活性染料的应用分类及反应性能，掌握活性染料的染色原理、染色工艺和染色方法。§重点与难点：活性染料对纤维素纤维的染色原理、染色工艺和染色方法。§内容介绍：概述一、活性染料的特点和概念。二、活性染料的结构、分类及染色性能。三、活性染料的染色过程及固色机理。四、活性染料对纤维素纤维染色的方法及其工艺。五、活性染料在新型纤维素纤维上应用。六、活性染料染色牢度的特点。七、活性染料染色的常见疵病及防治措施。复习与提问1、直接染料的染色过程及机理如何？2、直接染料的分类及个类别的特点。3、直接染料固色的原因是什么？可以采用哪些方法？41、活性染料概述1.1活性染料的概念——活性染料是一类在化学结构上带有反应性基团（又称为活性基团）的水溶性阴离子型染料。在染色过程中，染料结构上的活性基团能与纤维素纤维上的羟基、蛋白质纤维及聚酰胺纤维上的氨基等发生化学反应，在染料和纤维之间生成共价键结合，故活性染料也称为反应性染料。1.2活性染料的特点——活性染料分子结构简单，并含磺酸基，水溶性良好、对硬水有较高的稳定性，具有染色方便、色泽鲜艳、色谱齐全、匀染性好、湿处理牢度优良、价格较低等优点，因而广泛应用于纤维素纤维、蛋白质纤维及聚酰胺纤维的染色及印花。1.3活性染料存在的问题：活性染料目前存在的主要问题是某些染料的耐日晒、耐氯漂牢度及烟褪牢度较差，有些染料的利用率不高、贮存稳定性较差等。2、活性染料的结构及分类2.1活性染料的化学结构通式活性染料的化学结构通式可表示如下：S--D--B---Re5式中：D——染料发色体系或称染料母体(Dyechramogen)；B——连接基或称架桥基(Bridgelink)；Re——活性基或称反应基(Reactivegroup)；S——水溶性基团(Watersolubilinggroup)。染料母体是活性染料的发色部分，它决定了染料的色泽、鲜艳度、直接性、扩散性、日晒牢度等，同一母体可与不同活性基团相连接，成为不同类型的商品染料。活性基决定了染料的反应性及染料--纤维结合键的稳定性，与固色率的高低也有很大关系。架桥基是联结染料母体与活性基团的基团，它影响染料的反应性能和染料―纤维共价结合键的稳定性。有些染料没有连接基，活性基与染料母体直接相连。水溶性基团是提供染料水溶性的基团，它决定了染料的水溶性能。活性染料的水溶性基团一般为磺酸基(一SO3Na)。2.2活性染料的应用分类及其反应性2.2.1均三嗪基类活性染料这类染料的活性基是卤代均三嗪的衍生物，架桥基通常是亚氨基，离去基为卤基。可表示如下：6均三嗪型活性染料可分为以下几种：（1）二氯均三嗪型结构通式为：这类染料的反应性较高，在较低的温度（室温）和碱性较弱（ph=10.5）的条件下可与纤维素纤维反应，因此又称为普通型或冷染型活性染料。国产的X型，进口的普施安(Procion)MX等属于这一类。该类染料的反应性较高，所以稳定性较差，特别在湿热条件下易与水发生水解反应，因而失去与纤维反应的能力。在不同的pH值条件下，染料的稳定性相差很大，在pH值为6～8时最为稳定。当pH值高于9或低于5时，水解速率提高。所以为了提高染料的贮存稳定性，商品的染料中常加入如磷酸二氢铵和磷酸氢二铵的混合物以及尿素等缓冲剂。二氯均三嗪型活性染料在较低温度和碱性较弱的条件下上染纤维时，其活性基只有一个氯原子参加反应，而在碱性较强和温度较高的条件下，两个氯原子都能够发生反应，生成多种产物，但是水解产物的比例将快速上升，所以其染色时，一般不宜采用较强碱性和较高温度的工艺条件。二氯均三嗪型活性染料的染料—纤维间耐酸性水解的稳定性较7差。（2）一氯均三嗪型结构通式为：一氯均三嗪型活性染料是含有一个活泼氯原子的均三嗪型活性染料，它们的反应性较低，稳定性较好，中性溶解时可加热至近沸而无显著水解，固色需要在较强的碱剂（如Na3PO4、NaOH）和较高的温度（80℃）的条件下进行，因而又称为热固型染料。国产的K型，国外的普施安(Procion)H、汽巴克隆(Cibacron)等牌号的活性染料均属此类。部分国产KD型染料也属此类。（3）一氟均三嗪型近年来出现了氟代均三嗪型活性染料，如汽巴精化公司生产的商品名为CibacronF型活性染料即具有这种活性基团，其活泼性介于X型与K型之间，具有较高的反应性和固色率，与纤维素纤维的固色温度为40~50℃，染料一纤维结合键的稳定性与一氯均三嗪型相似。2.2.2乙烯砜基类活性染料这类染料的结构通式为：D-SO2CH20S03Na。其溶解度和稳定性较好，在酸性和中性溶液中非常稳定，即使煮沸也不会水解。8反应性介于X型和K型活性染料之间，固色时的碱剂浓度可与X型相仿，固色温度60℃，也属于热固性活性染料，又称中温型活性染料，但染料或染料一纤维结合键耐碱性水解的能力很差。国产的KN型活性染料以及国外的雷玛素(Remazol)等商品染料均属于这一类型。2.2.3双活性基类活性染料（1）一氯均三嗪和β一乙烯砜硫酸酯结构通式为：这类染料分子中具有两个活性基，提高了纤维的反应概率，因此染料的固色率得到了提高。两个反应性相异的活性基团的存在，扩大了染色的温度范围，提高了竭染的重现性。国产的M型、B型、EF型，国外的SumifixSupra和部分ProcionSupra染料属于这一种。（2）两个一氯均三嗪活性基这类染料的反应性、稳定性与K型染料相似，但固色率较高，染料一纤维结合键的稳定性较好。国产的KE型、KP型、KD型，国外的ProcionSupra染料属于这一类。KD型活性染料的分子结构一般比较复杂，对纤维具有较高的9亲和力，染料的它们是以范德华力、氢键、共价键的混合方式固着在纤维上的，因此比较适用于粘胶纤维、蚕丝的染色。2.2.4卤代嘧啶基类活性染料卤代嘧啶型活性基又称为二嗪型活性基，按嘧啶基的氯原子数不同又可以分为以下几种。（1）三氯嘧啶型结构通式为：这类染料的反应性较低，染料一纤维结合键的耐酸、碱，耐水解性能较好。（2）二氟一氯嘧啶型结构通式为：国产的F型，国外的DrimareneR、LevafixE--A、LevafixP--A等活性染料均属此类。其反应性较高，染料一纤维结合键耐酸、耐碱的稳定性较好，但价格较高。根据试验，这类染料在中性到弱酸性介质中，在氰胺类化合物的存在下，经焙烘可与纤维素纤维发生键合反应。2.2.5其他活性基类活性染料10（1）喹喔啉(quinoxaline)和哒嗪(Pyridazine)其活泼性与二氯均三嗪相似，主要用于棉纤维的竭染染色。（2）磷酸基型近年来国外出现的ProeionT型活性染料以及国产的P型活性染料含有磷酸基活性基团，磷酸基在高温下能在双氰胺的存在下，于pH值为6的弱酸性介质中与纤维素纤维的羟基发生共价键结合，故适用于分散／活性染料一浴法对涤棉混纺织物的染色。（3）α-卤代丙烯酰胺型这类染料主要用于羊毛、蚕丝等蛋白质纤维的染色，水解速率低，染色牢度较好。国产PW型，国外商品有ganasol(X为Br)和Lanasyrein(X为C1)。2.3活性染料的母体类型活性染料的母体大多数活性染料的母体结构类似于酸性染料或酸性媒染染料，通常有偶氮类、蒽醌类、金属络合类和酞菁类等。2.3.1偶氮类：以单偶氮为主，因为双偶氮母体的染料亲和力较高，水解染料不易洗除。活性染料中的黄、橙、红色等浅色染料多为此类。2.3.2蒽醌类：主要是蓝色，此类活性染料颜色鲜艳、亲和力低、扩散性好、日晒牢度较好、烟褪牢度较差。112.3.3金属络合类：母体大多为偶氮结构，在偶氮基两侧邻位具有配位基，能与铬铜钴等过渡金属离子发生络合。色谱为紫、蓝、棕、灰、黑，耐酸性差，易色变。亲合力一般较高。2.3.4酞菁类：母体为铜酞菁，颜色鲜艳、日晒牢度高、亲和力低、扩散性差、反应性也较相同活性其的同类染料低。2.4活性染料的架桥基(1)亚氨基(一NH-)：用得最多，氮受二边吸电子基的影响比较活泼，碱性较强时发生电离，影响反应性。(2)甲亚氨基：亚甲氨基中的氢被甲基所取代，当活性基团相同时，用N-甲亚氨基做桥基比亚氨基的活性高。(3)甲酰胺基(一CONH一)：羰基的吸电子性，使染料的反应性较高。作业与思考题1、活性染料从结构上看有何特点？2、常用国产活性染料有哪些类型？染料命名时尾注用什么字母区别？3、各类活性染料的分子结构有什么特点、反应的活泼性如何？12