《蛋白质纤维的酸性染料染色(1)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《蛋白质纤维的酸性染料染色(1)（13页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 课次:23 课 题 项目三 任务 1 蛋白质纤维的酸性染料染色（1） 授课班级 授课地点 授课周/星期/节次 能力目标 知识目标 教学目标 1. 能选择正确的染色工艺、 2. 独立完成酸性染料上染蛋 白质纤维、 3. 确定强酸性条件对酸性染 料的 4.在织物上正确完成上染，并 实现良好的色牢度 1. 理解理解酸性染料的结构特 征， 2. 上染蛋白质的条件要求 3. 熟悉酸的重要媒介作用 4.了解酸对促染和匀染的原因 5. 酸性染料的性质 能力训练任务 及案例 任务 1 溶液中的蛋白质的表面电荷的性质 任务 2 上染过程的上染速率、匀染性的调控 . 案例 1 酸性染料溶解的过程和上染状态，确认
2、其所需的条件 案例 2 酸性染料染蛋白质纤维制品的促染及缓染的实施 重点难点及 解决方法 酸的促染效用与匀染效果之间最佳条件的选择 酸性染料染蛋白质的主要影响因素、升温速率的确定 参考资料 染整技术（第二册） 染料化学，路艳华，中国纺织出版社 教学内容与进程教学内容与进程 （一）复习与预备知识 （10 分钟） 1、蛋白质的化学结构？主要的化学性质？官能团？等电点？ 2、静电场中带电粒子相互作用的基本的特征、同性相斥、异性相吸。 （二）新课内容 1 酸性染料概述 (掌握) （15 分钟） 2 酸性染料的结构类型 偶氮酸性染料 (掌握) （20 分钟） 3 偶氮酸性染料与偶氮直接染料的对比 (掌握
3、) （15 分钟） 4 酸性染料的结构与性能的关系 (掌握) （20 分钟） （三）小结及提问 （10 分钟） （四）作业与思考题 1、酸性染料的结构类型有哪几大类，各有何性能特点？ 2、简述酸性染料结构和性能的关系 项目项目 3 任务任务 1 蛋白质纤维的染色蛋白质纤维的染色 1 酸性染料（C.I. Acid Dyes） 1.1、酸性染料概述 酸性染料结构中含有酸性染色官能团，水溶性良好，属阴离子染料，通常在酸性介质中以静电力（又称库仑力）作用于蛋白质纤维而上染的一类染料。 酸性官能团：SO3H、SO3Na、COONa 等，一般以钠盐形式存在。 重要的类比：酸性染料与直接染料在官能团的类型上
4、是一致的，不同之处就在于酸性染料的分子结构明显比直接染料小。 最初的酸性染料，因为分子结构简单，无法凭借自身结构与纤维形成足够的有效的亲和力， 只能依赖强酸性介质中蛋白质纤维表面形成正电荷后对酸性染料阴离子产生库仑力而上染。 随着酸性染料分子构造的改进， 其分子本身与纤维的亲和力大大提高， 出现了后来的染色时对强酸性介质依赖性明显减小的弱酸性染料乃至中性染料。 目前，酸性染料品种齐全，多用于蛋白质纤维和聚酰胺纤维的染色与印花。 上染过程： 染羊毛：WoolNH3+ + -O 3SDyeWoolNH3+-O 3SDye 染蚕丝：SilkNH3+ + -O 3SDyeSilkNH3+-O 3SDy
5、e 染锦纶：FiberNH3+ + -O 3SDyeFiberNH3+-O 3SDye 比较上述两例， 可以看到弱酸性染料与纤维的作用力类型与强酸性染料相比,除了离子键之外还有范德华力。 比较上述两例， 可以看到弱酸性染料的分子量明显比强酸性染料的大了很多。 从染料的染色机理可以知道染料分子与纤维大分子之间的范德华力正比于染料自身的大小。所以弱酸性染料分子的增大，使之在染蛋白质纤维时对强酸介质的依赖减小， 不必用强酸便可以上染蛋白质纤维。 1.2、酸性染料的品种 染色条件 国产冠称 C.I. 冠称 染色对象 酸性染料 pH3 “酸性” “C.I. Acid” 羊毛和锦纶 弱酸性染料 pH=5-
6、7 “弱酸性” “C.I. Acid” 羊毛、蚕丝和锦纶 1.3、酸性染料的历史 酸性染料出现前，蛋白质纤维的染色使用天然色素； 1868 年，出现了三芳甲烷类酸性染料，其染色能力极强但染色牢度欠佳； 1877 年，用于染羊毛的第一只酸性染料酸性红 A 合成，确定了其基本构造； 1890 年之后，发展了蒽醌类酸性染料，主要有红、紫、蓝、绿、黑等品种； 迄今为止，酸性染料已经发展到 5-6 个品种几百个染料，为染料中品种较多的一类。 如：酸性染料、弱酸性染料、媒介染料、含媒染料、锦纶专用染料等等。 2、酸性染料的结构类型 酸性染料的母体结构可分为 4 大类： 即偶氮类、蒽醌类、三芳甲烷类和杂环类
7、。 其中偶氮类占 60%，蒽醌类占 20%，三芳甲烷类和杂环类各占 10%。 2.1、偶氮类（色谱较全） 2.1.1、单偶氮： 就偶氮结构的形成而言，它们都是采用“AE”法合成的。下面列举 5 例。A代表重氮组分，E代表偶合组分（下同） 。 NaO3SN NHO 酸性红酸性红A C.I. Acid Red 88 C.I. 15620NaO3SN N酸性红酸性红B C.I. Acid Red 14 C.I. 14720OHSO3NaSO3HO2NNH2+H2NHOSO3HSO3NaH3COCHNN NNH2HOSO3Na1:重氮化重氮化; 2:偶合偶合;3:Na2S 还原还原; 4:乙酰氯酰化乙
8、酰氯酰化酸性红酸性红BG C.I. Acid Red 37 C.I. 17045N NNaO3SNaO3SOHNHSO3Na酸性蓝酸性蓝RNNClCl SO3NaCH3酸性嫩黄酸性嫩黄2G C.I. Acid Yellow 17 C.I. 18965 AEN NNaO3SHO2.1.2、双偶氮：有三条合成途径： （1）由“AEE”法合成的：弱酸性深蓝 GR N NNHN NNaO3SCH3SO3Na弱酸性深蓝弱酸性深蓝GR C.I. Acid Blue 120 C.I. 26400 AEE（2）由“AEA”法合成的：酸性坚牢绿 BBL SO3NaNaO3SH2NOH N NN NOClClCl
9、 酸性坚牢绿酸性坚牢绿BBL C.I. Acid Green 10 C.I. 26411 AEA（3）由“EAE”法合成的：酸性大红 G N NN NOHHONaO3SSO3Na 酸性大红酸性大红G C.I. Acid Red 20 C.I. 26410 EAE单偶氮与双偶氮结构酸性染料的主要性能特征对比 单偶氮结构 双偶氮结构 共扼连贯型 隔离基型 共扼结构 无 有 无 结构状态 强酸性染料简单 弱酸性染料较复杂 复杂 复杂 分子平面性 很弱 比较显著 最显著 比较显著 分子相对质量 小 大 大 大 亲和力 很低 较大 大 较大 湿牢度 较低 中等 较高 较高 主要色泽特征 黄、橙、红等浅色
10、 蓝等深色 黄、 橙等鲜艳的浅色 偶氮酸性染料与偶氮直接染料的结构及性能对比 偶氮结构直接染料 偶氮结构酸性染料 主要染色对象 纤维素纤维 蛋白质纤维及聚酰胺纤维 分子结构 复杂 简单 分子相对质量 大 小 分子平面性、直接性 很显著 显著 亲和力 很高 较小 染料吸附形态 范德华力（分子间力）和氢键 离子键 耐酸性能 染料在中性介质中染色，不要求耐酸性 要求染料必须具备良好的耐酸性 染料上染形态 范德华力（分子间力）和氢键 强酸性染料用离子键 弱酸性染料用范德华力及少量离子键 2.2、蒽醌类 以蒽醌的氨基和羟基取代物为中间体合成的一系列染料。 主要以蓝、绿色谱为主，抗还原性较好，各项牢度比偶
11、氮类染料为佳。 OONH2 SO3HOONH2 SO3NaBr2Ph- NH2NHOONH2 SO3NaNHOONH2 SO3NaNH酸性蓝酸性蓝RC4H9H3CCH3CH3酸性蓝酸性蓝N- GL酸性艳天蓝酸性艳天蓝BSOONHNHNaO3SCH3NaO3SCH3OONH2HNOONH2酸性蓝绿酸性蓝绿G酸性耐晒灰酸性耐晒灰BBLWOONHNHNaO3SCH3NaO3SCH3OHOHOOOH SO3NaNH2NaO3S OHNH2酸性蓝绿酸性蓝绿5G酸性宝蓝酸性宝蓝BSO3NaSO3Na2.3、三芳甲烷类 这是一类以三芳甲烷为发色母体的染料， 通过磺化而获得酸性官能团。它们主要以绿、紫色为主，
12、色泽艳丽但耐光牢度一般。 NCN+C2H5C2H5NaO3SSO3-酸性绿酸性绿2GNCN+C2H5C2H5NaO3SSO3-酸性绿酸性绿BClNCN+C2H5C2H5NaO3SSO3-酸性紫酸性紫4BNSN(C2H5)2上述 3 例可以看出，分子两端不同颜色的加和产生了混色效应。 2.4、杂环类 以红、紫色为主，为一类有待开发的酸性染料。 NOO CH3NHNaO3SCH3OHN+ NCH3H3CCOOHSO3- 酸性红酸性红3B酸性紫酸性紫R此外，还有硝基类染料，因性能欠佳，仅存个别品种。如酸性橙E。 3 酸性染料结构和性能的关系 近年来，人们对酸性染料结构与其性能的关系进行了大量的研究，
13、主要针对结构与耐晒牢度、结构与湿处理牢度、结构与匀染性能等方面进性了探讨，下面对一些规律性的东西作出总结。 3.1 分子结构与颜色 偶氮酸性染料的颜色 蒽醌酸性染料 单偶氮结构色泽鲜艳：羟基、氨基等极性基的引入有如下变化 双偶氮酸性染料颜色与结构的关紫、蓝、绿及黑等深色 蒽醌的位含有未共用电子对的供电子基是有强烈的深色效应。 系与双偶氮直接染料相似：共扼型染料共扼体系增大色泽加深；隔离型则是相当于两个单偶氮染料的加和。 3.2 酸性染料的分子结构与匀染性能 酸性染料匀染性与其分子大小成反比。 酸性染料匀染性与磺酸基多少成正比。 应用上述规律的结论：强酸性染料的匀染性比弱酸性染料好 3.3 酸性
14、染料的分子结构与湿处理牢度 3.3.1 耐洗牢度 染料分子相对质量增大，可增加染料与纤维间的范德华力，难以在水中解吸，所以耐洗牢度提高。结构中引入直链烷基，其湿处理牢度增加； 如随着 R 的碳链增加，其耐洗牢度增加。 N N NaO3SSO3NaNHCOC3H7OH耐洗牢度耐洗牢度(级级) R 40度时皂煮度时皂煮 100度时皂煮度时皂煮 H- 1 1 CH3- 4 1 C4H9- 5 2 C12H25- 5 3R但染料分子相对质量增大，匀染性势必下降。 二者权衡，相对质量应为：一个磺酸基的染料在 400-500，两个磺酸基的在 800 左右。 3.3.2 耐酸碱牢度 酸性染料在酸性介质中染色
15、、 有些染色物还需要在酸或碱性条件下缩绒处理，因此需要良好的耐酸碱牢度。 染料分子如果能形成分子内氢键，耐碱牢度增加。 醚化处理能获得较好的耐酸、耐碱性能。 3.3.3 耐光性能 染料分子的光化学稳定性是其耐光性的关键因素。 3.3.3.1 发色体系 蒽醌结构 偶氮结构 三芳甲烷 3.3.3.2 取代基的影响 蒽醌类结构，在氨基的邻位引入取代基，其牢度提高。 如在氨基的邻位引入磺基或甲基，降低了氨基的光化学反应活性，其日晒得以提高。 OONH2XNHOONH2SO3NaNHN酸性蓝酸性蓝BR 日晒牢度日晒牢度5- 6级级 CH3COCH3OONH2CH 3NHCH3酸性蓝酸性蓝2R 日晒牢度日晒牢度5- 6级级NaO3SAr通式通式降低结构中氨基的还原性，其耐晒牢度增加； 如：在偶氮类染料的结构中，以NHCOR 封闭NH2，其耐晒牢度增加。 N N NaO3SSO3NaNHOHRR 耐晒牢度耐晒牢度(级级) H-
