第四章染料ppt课件

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1、本章内容：,概述 常用染料,第四章 染料,第一节 概 述,一、染料的概念,定义： 能以分子状态或分散状态使纤维或其他物质获得鲜明和牢固色泽的有色物质。,从来源分为两类 天然染料：动物性染料：古代紫（紫螺）；胭脂红（胭脂虫） 矿物染料：泥土、矿石 植物染料： 从花、草、 树木、茎、叶、果实、 种子、皮、根等部位提取的色素。 例：靛蓝：板兰根、大青叶；茜素：茜草 优点：无毒无害，不会对人体健康构成任何伤害。 缺点：来源有限；制造麻烦；色谱不全、色泽灰暗；价格昂贵。,无机颜料,雄黄,石青,朱砂,赤铁矿,石绿,蓝草,茜草,藤（藤黄）,槐花（槐黄）,茜素红,靛蓝,合成染料：人工合成的染料。 1856年P

2、erkin发现了苯胺紫，开创了合成染料的新纪元。 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。 涤纶分散染料；腈纶阳离子染料；锦纶特殊的酸性染料。 石油工业的发展为染料工业的发展提供了条件。 特点：原料来源广，合成简单；色泽鲜艳，色谱齐全；牢度优良；价格便宜，使用方便；有些染料对人体有害，环境污染严重。 并不是任何有色物质都能当作染料使用，染料必须满足应用方面提出的要求：,a.要能使被染物质着色 b.颜色鲜艳 c.牢度优良 d.使用方便 e.成本低廉 f.无毒性,二、染色的显色原理 1. 光的基本性质,光谱 红、橙、黄、绿、青、蓝、紫形成的色带。 颜色 单色光的频率决定了其

3、颜色，频率不同，颜色不同，红光的频率最小， 紫光的频率最大； 微粒理论中，单色光以每个光子能量来表示其特性。光子能量(E)和频率的关系：,h c / ,h是Planck常数，等于6.62510-34 Js 。,2.光和色的关系 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。,所谓物体的颜色就是对可见光选择吸收的结果。不过我们感觉到的颜色，不是吸收光波长的光谱色，是反射光的颜色，反射光的光谱色，是反射光作用于人眼视觉而造成的。就是被吸收光的补

4、色。 例如若某一物体吸收波长为500550nm的光线(光谱色为绿)， 我们肉眼感觉到的颜色为紫红，紫红色是光谱色为绿色的补色。 光谱色与补色之间关系可用颜色环的形式来描述，如下图所示。 从图中可看出沿着直径方向，每块扇形的对顶处，都有另一块扇形，它们互为补色。例如蓝色(435480nm的扇形)的补色是黄色(580595nm)，即蓝光和黄光混合得到的是白光。若某一物质的吸收波长小于400nm或大于760nm则该物质在紫外光及红外光部分有吸收，物体呈无色。,深色区,浅色区,紫外线,红外线,绿、青、蓝,黄、橙、红,颜色环,物质的颜色与吸收光波长的关系,3.发色 发色基团：某些不饱和基团的存在，才能显

5、示颜色，如乙烯基，羰基，硝基，偶氮基等。 助色团。引入一些基团时，使颜色加深且对纤维有亲和力，如-OR,-OH, -NHR,-Cl,-Br等。 近代发色理论。物质的颜色主要是物质中电子在可见光作用下，发生 *（伴随n *）跃迁的结果。作为有机染料，激化能在151.17298.87KJ/mol，才能在可见光谱中只有选择吸收的能力。 4.制成染料 合成的染料一般不直接用于染色。经过混合研磨，加一定量的填充剂和助剂，加工成商品染料。这一标准化过程称为染料的商品化。常用的助剂有：稀释剂。润湿剂、扩散剂、稳定剂、助溶剂、软水剂,颜色和化学结构的关系,染料分子在结构上必须具有一定的共轭链，共轭链越长，其吸

6、收光的波长也就相应延长，它的颜色也就变深一些。,按应用分,直接染料酸 冰染染料 活性染料 还原染料 分散染料 硫化染料 阳离子染料 酸性染料,三、染料的分类,按结构分类：,1、偶氮染料：,在分子结构中含偶氮基,双偶氮染料 直接湖蓝6B（CI直接蓝1，24410） 返回,直接耐晒蓝B2RL （CI 直接蓝71）,2、蒽醌染料：,在分子结构中含蒽醌结构,茜素（1,2-二羟基-9，10-蒽醌）,弱酸性绿GS（CI酸性绿25，61570）,3、硝基和亚硝基类染料：,分子中含有硝基或亚硝基,黄色酸性染料,4、芳甲烷染料,金胺G（C. I. 碱性黄 3，341005）,酸性蓝A（C. I. 酸性蓝 7，4

7、2080）,5、靛族染料 X=-NH- 靛蓝 X=S 硫靛 还原蓝4B（CI还原蓝5，73065） 返回,6、 硫化染料,结构特征：分子中含有S结构或多硫结构,酞菁,7、酞菁染料：含有酞菁金属络合物结构的染料。,8、菁类染料：是一类在两个含氮杂环间用一个或多个次甲基（-CH=）相连接成的染料。 阳离子桃红FF,四、我国的染料命名法,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,冠称（又称属名）根据染料的应用方法或性质分类 直接、酸性、弱酸性、阳离子、分散、还原等共 有三十一种。,三段命名法：冠称、色称、词

8、尾,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，K-冷染（中国活性染料K表示热染）M-混合物；N-新型或标准；X-高浓度（中国活性染料X表示冷染）。 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。 例：分散藏青H-GL H：耐热；G：带绿光；L耐光牢度好。 活性艳红X-3B X：冷染型；B带蓝光；3：蓝光较强 活性艳蓝KNR ？,五、染料的性能

9、及评价,性能通常是由下列指标来评价或反映： (1)外形 常用染料外观形态有粉状、粒状、块状、浆状等。 (2)溶解度 在一定温度下某染料在100克纯水中所能溶解的最大克数。 (3)强度 是指染料的染色强度，它表示染色能力的大小，也称为 浓度或力分。通常以%表示。染料的强度越大，染色时的 需要量就越少。 (4)色光 是指染料与被染物所显示出的主色中所呈现的副色。,（5）染色牢度 染色牢度是指染色织物在使用过程中或在以后的加工过程中，染料或颜料在各种外界因素影响下，能保持原来颜色状态的能力。 染色牢度是多方面的，一般比较主要的包括：日晒、皂洗、汗渍、摩擦、刷洗、熨烫、烟气等牢度。 1.日晒牢度 染色

10、织物的日晒褪色是个比较复杂的过程。在日光作用下，染料吸收光能，分子处于激化态而变得极不稳定，容易产生某些化学反应，使染料分解褪色，导致染色织物经日晒后产生较大的褪色现象。日晒牢度共分8级，1级最差，8级最好。 2.皂洗牢度 指染色织物在规定条件下于肥皂液中皂洗后褪色的程度，包括原样褪色及白布沾色两项。皂洗牢度按分为五级九档，其中一级最差，五级最好，沾色也分为五级九档，一级沾色最严重，五级为不沾色。,3.摩擦牢度 染色织物的摩擦分为干摩擦及湿摩擦牢度两种。前者是用于白布摩擦织物，看白布的沾色情况，后者用含水100%的白布摩擦染色织物，看白布沾色情况。,摩擦牢度由“沾色灰色样卡”依五级九档制比较评

11、级，一级最差，五级最好。,汗渍牢度和氯漂牢度按五级九档制评级。 评定染料的染色牢度，应将纺织物染成规定色泽浓度才能进行比较，这是由于染色浓度不同，会使测得的牢度亦不同之故。有关染后织物的各项染色牢度的试验方法，应根据国家规定的方法进行，各项牢度的标准也应以国家标准为准。 (6)渗透度 是指染料向被染物内部渗透的能力。,偶氮染料是分子中含有偶氮基(NN)发色团染料的总称。在染料生产中所占的比例最大，约为合成染料的一半以上，它包括了用于各种用途的几乎全部色谱。染料分子中含有一个偶氮基的是单偶氮染料，含有两个偶氮基的是双偶氮染料。一般酸性、冰染、直接、分散、阳离子染料中大部分属偶氮染料。 偶氮染料在

12、合成生产中，重氮化与偶合反应是两个基本的反应。,六、重氮化和偶合反应,1、重氮化反应 由芳香族的伯胺(重氮组分)与亚硝酸作用，生成重氮化合物的反应，称为重氮化反应。 由于亚硝酸不稳定，通常用盐酸或硫酸等无机酸与亚硝酸钠反应，使生成的亚硝酸立刻与芳伯胺反应。其反应方程式如下：,重氮化合物,芳香族的伯胺,2、偶合反应 芳香族重氮盐和酚类或芳胺作用，生成偶氮化合物的反应叫偶合反应。此时，酚类和芳胺称为偶合组分。 重氮剂 偶合组分,1、禁用染料,指在使用过程中因偶氮键断裂而会分解出有害芳香胺的染料。,致病机理：,某些偶氮染料偶氮键可能断裂而释放出有害芳香胺，这些有害物质透过皮肤进入人体，诱发癌症或引起

13、过敏。,1994年德国政府颁布了一项禁止使用以22个有害芳香胺为原料制造的偶氮染料的法令，涉及的染料有240余种。,欧盟的法规规定织物上允许含有的有害芳香胺的量为30mg/kg.,七、染料的发展趋势,2、绿色染料,不含有在特定条件下会裂解产生22 种致癌芳香胺的偶氮染料，或染料中不含有22 种游离致癌芳香胺。 不是急性毒性染料。染料本身无致癌性和致敏性。 可萃取的重金属在极限值以下。 甲醛含量在极限值以下。 不含环境激素。 不含杀虫剂和含氯有机载体的持续性有机污染物。 不会产生环境污染的化学物质。 非结构性因素的现用染料采用清洁生产和新技术。,染料索引简介,染料索引（Colour Index简

14、称C.I.）是一部国际性的染料（颜料）品种汇编工具书。它将世界上各主要染料企业的商品，按照它们的应用性质和化学结构归类编号，逐一说明它们的应用特性，列出它们的结构式，有的还给出它们合成方法的参考文献，并附有商品名称对照表。,如C.I.颜料红254，254即表示此种染料在染料索引中的编号。,一、直接染料,分子呈线性且含有磺酸基、羧基等水溶性基团,纤维素纤维、蚕丝、纸张、皮革,结构特点：,染色对象：,染料分子和纤维分子以范德华力和氢键结合,染色机理：,第二节 常用染料,直接黄G,直接染料一般能溶解于水，也有少数染料要加一些纯碱帮助溶解，它可不依赖其他助剂而直接上染棉、麻、丝、毛和粘胶等纤维，所以叫

15、直接染料。 直接染料色谱齐全，色泽鲜艳，价格低廉，染色方法简便，但最大的缺点是这类染料的染色牢度大部分都不够好，针对染色牢度较差的缺陷，人们作了许多改革，例如采用化学药品，把已经染上颜色的布进行后处理，提高色布的耐洗和耐晒牢度；也有采用新型的交链固色剂来提高染色织物的后处理牢度。除此之外，也发现和研制了一些新染料品种，如直接耐晒染料和直接铜盐染料等。目前，对如何提高直接染料的湿处理牢度，还在进一步的探索之中。,直接染料在溶液中是以染料阴离子形式存在，当溶液中加入少量纯碱，促进了纤维素阴离子的离解而呈负电荷，使染料阴离子和纤维阴离子相互产生较大斥力而不易相互靠近，从而影响了染料对纤维的染色，即纯

16、碱加入染液后起到了增加染料的溶解性及降低了染料对纤维的亲和力而起到缓染作用。 但在溶液中加入无机中性盐类后，就会使这种现象改变。将无机中性盐加入溶液中后，这些盐就离解成阳离子（Na）及相应的阴离子。无机的阳离子体质较小，因此在水溶液中活泼性较大，容易吸附在纤维大分子周围，从而降低了纤维分子表面的阴电荷，使染料和纤维斥力减小，相对增加了染料阴离子与纤维素分子之间的吸附量，达到促染的效果。因此，中性盐可作为促染剂 。,二、冰染染料,纤维素纤维、棉花织物,染色对象：,重氮组分和偶合组分直接在纤维上反应形成不溶性的偶氮染料而染色,染色机理：,05的冰水浴中进行,染色条件：,染色时溶解在烧碱中的色酚先上染纤维，然后浸轧色基重氮化溶液，二者在纤维上偶合显色，生成不溶性染料固着在纤维内。此外，还有一种稳定的重氮色基盐称色盐，可直接用于染色。,(一)色酚及其打底色酚都不能直接溶解于水，而必须在烧碱溶液中形成