1、有机染料,第一节 概述,1染料的概念,一般是指自身有色而且能够是其他物质获得鲜明和坚牢色泽的有机化合物。 染料的应用主要有三个途径：第一是染色，第二是着色，第三是涂色。,2染料的分类和命名,染料的分类十分复杂，国内通常采用的分类和命名方法是按结构和应用性质两种分类方法。 用于纺织品染色的染料按应用可分为一下几类：直接染料，酸性染料，冰染染料，活性染料，阳离子染料，分散染料，还原染料，硫化染料，金属络合染料，缩聚染料。,按染料的共轭发色体系一般可分为：偶氮染料，蒽脂染料，靛族染料，硫化染料，芳甲烷燃料，菁染料，酞菁染料，杂化染料。,我国对染料采用统一命名法，按规定燃料名称有三部分组成：第一部分为
2、冠称，表示染料的应用类别，又称署名；第二部分是色称，表示染料色泽的名称；第三部分是词尾，以拉丁字母或符号表示染料的色光，形态及特殊性能和用途。,第二节 直接染料,一 直接染料的种类及用途不需要媒染剂的帮助即能染色的染料称为直接染料。 按结构分类有偶氮，二苯乙烯，噻唑，酞菁及噁嗪等类型；按应用分类则主要有一般直接染料，直接染料，直接耐晒染料，直接铜盐染料和直接偶氮染料。,1 一般直接染料,一般直接染料是指具有磺酸基（-SO3H）或羧基（-COOH）等水溶性集团，对纤维素具有较大亲和力，在中性介质中能直接染色的直接染料。由于联苯胺已被定为致癌物质，不少国家已停止生产或限制使用。,2 直接耐晒染料,
3、直接耐晒染料较一般的直接染料的日晒牢度要高，一般在4级以上（8级蓝色标准），其中一些是含有络合金属的偶氮染料，其偶氮基两侧的邻位有两个羟基，或在染料分子末端有水杨酸结构。,3 直接铜盐染料,铜盐染料是一类必须进行铜盐处理才能得到真实色光和最佳牢度的直接染料。这类染料的结构特征是在偶氮基两侧的邻位上有两个羟基或染料分子末端有水杨酸结构，能与铜络合。一般邻位双羟基与铜络合后，色泽显著变暗，日晒牢度却明显提高，如直接铜盐蓝。,4 直接重氮染料,直接重氮染料的分子结构中具有可进行重氮化的氨基，应用时该类染料按通常方法染色后，再使染料在纤维上进行重氮化，最后再用偶合剂偶合，生成较深的色泽，并能提高其湿处
4、理牢度。如直接重氮蓝BBLS.,二 直接染料的合成工艺,一般双偶氮和多偶氮染料可以通过如下四种不同的路线进行合成：1 C1DC22 AMC 3 A1P(XP) A2 4 C1DMC2 CDPA 和 AM1M2C具体内容参考教科书,第三节 酸性染料,在酸性染浴中染色的染料称为酸性染料。 根据分子结构及使用方式可细分为强酸性染料，弱酸性染料，酸性媒介染料，酸性络合染料等。酸性染料的水溶性好，在水溶液中成负电性，因此毛，丝等蛋白质纤维在酸浴中对他有较强的吸色力。主要用于毛纺丝绸针织等工业中。,酸性染料在结构上大多是芳香族的磺酸基钠盐，少数染料只有钠盐，其发色体结构偶氮和蒽醌占有很大比重，另外还有三芳
5、甲烷，吖嗪及靛蓝，喹啉，酞菁及硝基亚胺等发色体。,一 强酸性染料,强酸性染料在进行染色时，虽然色泽鲜艳，匀染色性好，但染色不深，耐湿处理牢度不好，不耐缩呢，且对羊毛强度有颇多损伤，手感差，耐晒牢度低。为了克服这些缺点，后来又出现了弱酸染料，酸性媒介染料，酸性络合染料，中性染料。,酸性染料的品种主要是偶氮染料和蒽醌染料。 1 强酸性偶氮苯染料的合成其合成及颜色大致如下通式（A为重氮组分，C为偶合组分，P为双偶组分，表示重氮后偶合方向）： （1）苯-N=N-吡啶啉酮（黄色）AC,（2）苯-N=N-萘（橙色及红色）AC （3）苯-N=N-萘（红色）AC （4）苯-N=N-萘-N=N-苯（黑色）A1P
6、A2 2 强酸性蒽醌染料的合成 这类染料的合成一般是在蒽醌衍生物母体上进行诸如硝化，磺化，还原之类的单元操作来完成。,二 弱酸性染料,弱酸性染料是由强酸性染料加大分子量二衍生出来的，对于羊毛的亲和力较大，一般在弱酸浴或中性浴中进行染色，匀染性一般，耐洗牢度和耐缩呢性较好，不损伤羊毛强度，手感也有所改善。一般对锦纶纤维，染色效果最好的偶氮型弱酸染料的分子量在有一个磺酸基要求400-500之间，党有两个磺酸基时在800左右。染料中有羟基，酰氨基时，有利于氢键形成，湿处理牢度好，但匀染性变差。,三 酸性媒介染料,酸性染料进行染色后，需要金属媒染剂处理，而在纤维上生成金属络合物，这类染料称酸性染料。
7、酸性媒介染料最初是用水杨酸衍生制成的，而更多的品种则是由邻-氨基苯酚的重氮化合物与萘酚偶合而成，如酸性媒介紫B，后来发现邻，邻-二羟基偶氮染料也容易于铬配位络合。在结构方面，大部分酸性媒介染料属于偶氮染料，蒽醌和三芳甲烷类染料的品种不多。 分子中含有磺酸基或羧基，同时在芳环偶氮基邻位又有羟基的偶氮染料，一般都可以称为偶氮类酸性媒介染料，这些染料的颜色几乎包括了整个色谱，只是蓝紫绿品种较少。,关于酸性染料的合成，与其它酸性染料没有很大的不同，只是偶合组分及重氮组分取代基不同而已，常见重氮组分为：,偶合组分为：,四 酸性络合染料及中性染料,酸性络合及中性染料与酸性媒介染料有所不同的是制备过程中就与
8、金属离子形成络合物，因此它是一类含金属的染料，如果络合物中金属离子浴染料分子的比例为1：1，染色方法与强酸性染料染色方法相似，分子中含有磺酸基称为酸性络合染料；如果络合物中金属离子与染料分子比为1：2，染色是在中性或弱酸性条件下进行的，且分子中不含磺酸基，而含有磺酰胺基，甲基枫等亲水基团，则成为中性染料。,第四节 冰染染料,冰染染料是由重氮组分的重氮盐和偶单组份在纤维上生成不溶于水的偶氮染料。在实际生产中，一般先将色酚吸附在纤维上，然后用色基偶合显色，偶合常在冰浴中进行，所以称为冰染染料。由打底剂和显色剂共同组成。,一 打底剂（色酚）,凡是用来与重氮盐在棉纤维上偶合生成不溶性偶氮染料的酚类，都
9、可称为色酚，由于染色前首先用来打底，所以叫打底剂。 根据化学机构的不同，色粉可以分为三大类：一是2-羟基-3萘甲酰芳胺类（色酚AS系）；二是-酮基酰胺类（色酚AS-G系）；三是蒽及咔唑羟基羧酸类。,1 色酚AS系,这类色酚中常用的品种有：色酚AS AS-BS色酚AS-BO,2 色酚AS-G,现在多用其改进品种：如色酚AS-LG，色酚AS-L4G等。色酚AS-LG,二 显色剂,显色剂分色基和色盐两类，色基在使用时必须先行重氮化，才能偶合显色；二色盐则是预先制备好的稳定的重氮盐，可以直接用于打底布的显色。 1色基 色基多数为不含可溶性基团的芳胺化合物或氨基偶氮化合物，为冰染染料的重氮剂，可分为三种
10、：一是苯胺衍生物，与色酚AS偶合后呈橙，红和紫色；二是对氨基二苯胺和对苯甲酰二苯胺衍生物，与色酚AS偶合后呈蓝，黑等深色；三是氨基偶氮化合物，与色酚生成双偶氮染料，一般呈紫酱，棕及黑等深色。 例如:枣红色基QC 黑色基LS,2 色盐 为了省去染色过程中色基的重氮化操作，而将色基在染料厂就制成稳定的重氮盐，只用时只需将其活化就可参加偶合显色，这样稳定的重氮盐简称为色盐。 根据重氮盐本身性质和稳定性方法，色盐常制成四种形式；一稳定的重氮盐；二稳定的重氮复盐；三稳定的重氮芳磺酸盐；四重担化合物的氟硼酸盐。,第五节 活性染料,活性染料是一类新型水溶性染料，在它的分子中含有能与纤维反应的基团，染色时与纤
11、维生成共价键，形成“染料-纤维化合物”其主要用于棉布的印花和染色，具有色泽鲜艳，色谱齐全，价格较低，工艺简便和匀染性好等优点在针织品，毛巾，被单和手帕的印染方面占有相当比重。另外，涤棉以及粘纤，富纤等其他纤维的纺织品，也可以用活性染料印染加工。,一 活性染料的分类和活性基团,活性染料分子包括染料母体及活性基团两个主要部分，染料母体是活性染料的发色部分，不仅赋予染料一不同色泽，而且还提供了染料对纤维的直接性及某些染色性能。活性基团是染料分子与纤维直接起反应的基团，不同的活性基团，可以以不同方式与纤维中的-OH进行反应，在染色工艺上也有一些差别。,从染料母体的化学结构来看，与酸性染料和直接染料相似
12、，主要分为偶氮，蒽醌，酞菁和甲噆类四大类，其中偶氮染料是色谱齐全，品种最多的类型。 根据活性基团进行分类，主要依据活性基团与纤维素纤维上羟基的反应类型。由于碱性条件下纤维素上羟基首先生成负离子： 纤维-OH+OH-纤维-O-+H2O，因此，可将活性染料划分为亲和取代型，亲和加成型及多官能团类型。,二 均三嗪型活性染料的合成,目前无论在生产还是在应用上，以均三嗪型和乙烯砜型为主，其中均三嗪型几乎占了活性染料的一半左右。染料母体与活性基的连接方式，一般是先合成染料母体，在与三聚氯氰缩合。如以氨基萘酚磺酸作为偶合组分合成偶氮染料时，氨基和羟基的两侧都有可能偶合，所以生产上先将与氨基萘酚磺酸与三聚氯氰
13、缩合，这样可以使偶合完全发生在羟基的一侧，如：,第六节 其他染料,一 阳离子染料 阳离子染料是一类色泽鲜艳的水溶性染料，由于染料在水溶液中电离成阳离子，通过离子间盐键使带酸性基的纤维染色，因而称为阳离子染料。它是聚丙烯腈纤维（腈纶）染色所用的专用染料。 阳离子的分类是根据正电荷在染料分子中的位置来进行的。如果阳离子与染料母体通过隔离基相连接，称为隔离型阳离子染料。常见的阳离子为取代的季铵盐。其通式为 Dye代表染料母体,如果阳离子是染料共轭发色体系的组成部分，则称为共轭型阳离子染料；常见结构是三芳甲烷结构，噁嗪结构及菁型结构等。 二 硫化染料 分子结构中存在硫键，应用时需要用硫或硫化处理的染料
14、，称为硫化染料，主要用于棉及其他纤维素纤维的染色。其色谱以黄棕，草绿，红棕，蓝，黑为主，缺少眼里品种。根据硫化方式不同，可以将硫化染料分为硫化还原染料和硫化缩聚染料。,1 硫化还原染料的合成原料和方法 硫化还原染料在应用时必须先用硫化钠将染料还原溶解成隐色体，而后被纤维吸收，再经氧化处理染着在纤维上的染料，称为硫化还原染料。制备硫化还原染料的有机原料主要有芳胺，二元胺，酚，氨基酚及一些硝基化合物；硫化剂主要是硫和多硫化钠（Na2Sx），硫指数x为3-4，它的作用是还原剂，脱氧剂和亲核试剂，合成方法有烘焙法和溶剂法。,2 硫化缩聚染料 染料分子中带有硫代硫酸基（-SSO3-）的暂溶性硫化染料，称
15、为硫化缩聚染料。它由染料母体和反应性基团两部分组成，发色体主要是偶氮，金属络合和酞菁，反应性基团为带或不带桥链的硫代硫酸基，这类染料通式可表示为：Dye-SSO3Na和Dye-CH2CH2SSO3Na。制备硫代硫酸基的中间体为：,三 还原染料,在碱性溶液中加入保险粉还原，然后进行染色的染料，称为还原染料。此类染料色谱齐全，色泽鲜艳，是棉及混纺织物的主要染色染料。 还原染料的分子中不含磺酸基，羧基等水溶性基团，它们共同的结构特征是分子的共轭发色系统中含有两个或两个以上的羰基，属于羰基发色体。 根据化学结构进行分三类：靛系，蒽醌系，其他醌系。,1靛族还原染料,现在应用的靛族染料一般是化学合成制得的
16、，他们具有共同的发色共轭体系：靛蓝 发色共轭体,2 蒽醌类还原染料,以蒽醌或其衍生物所合成的还原染料及在还原染料中具有蒽醌结构的都属于蒽醌类还原染料。,四 分散染料,分散染料是一类分子比较小，结构上不带水溶性基团的染料。它在染色时必须借助于分散剂，将染料均匀地分散在染液中，才能对聚酯之类的纤维染色。主要用于对化学纤维中的聚酯纤维（涤纶）酸性纤维（二醋纤，三醋纤）以及聚酰胺纤维（锦纶）进行染色。依据结构可分为偶氮和蒽醌两种类型。,1偶氮型分散染料,偶氮型分散染料的通式为：其中X2，X4，为重氮组分在2，4位上的取代基。X,Y,R1R2是偶单组份对应位置的取代基。,2 蒽醌型分散染料,这类染料的发色结构是属于羰基发色体的蒽醌结构，分子中取代基的性质，数量及位置均与染料的发色及染色性能有密切关系，该类染料的通式为： 其中X,Y,Z为-H,-OH,-NR1R2,Thank you ！,
