染料化学活性染料课件.ppt
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- 染料 化学 活性染料 课件
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1、第十章第十章 活性染料活性染料 活性染料的概念与特点活性染料的概念与特点 活性染料的结构及性能活性染料的结构及性能 活性染料的发展活性染料的发展 活性染料的染色机理活性染料的染色机理 活性染料的性能改进与发展活性染料的性能改进与发展活性染料概念活性染料概念 活性染料(反应性染料):活性染料(反应性染料):一类在化学结构一类在化学结构上带有反应性基团能与纤维形成共价键结合上带有反应性基团能与纤维形成共价键结合的水溶性阴离子染料。的水溶性阴离子染料。结合方式:结合方式:共价键共价键 活性基团与羟基或氨基活性基团与羟基或氨基活性染料优点活性染料优点 共价键结合共价键结合、染色牢度好染色牢度好、匀染性
2、好、光脆损少 色泽色泽鲜艳、光亮度特别好好 生产成本较低成本较低、价格适中价格适中 色谱齐全色谱齐全 使用方便、用途广泛 国内已能大量自制活性染料缺点活性染料缺点 含盐染色污水,盐浓度高,色度也高(提高吸尽率)耐氯漂和日晒牢度不如还原染料 烟气褪色现象(蒽醌结构的蓝色品种)染色过程中发生水解,利用率不高 贮存稳定性差活性染料的结构及性能活性染料的结构及性能活性染料的结构活性染料的结构 SDBRe S 水溶性基团 D 染料母体 B 连接基;Re 活性基。SO3NaOHNHSO3NaNaO3SNNNNNNHClRSBD离去基团Re 高的水溶性。高的储藏稳定性,不易水解。对纤维有较高的反应性和高的固
3、色率。染料纤维间结合键的化学稳定性高,即使用过程中不易断键褪色 扩散性好,匀染性、透染性良好。各项染色牢度,如日晒、气候、水洗、摩擦、耐氯漂等牢度均好。未反应的染料及水解染料,染后容易洗去,不沾色。染色的提升性好,即可染得深浓色。活性染料应具备的性能活性染料应具备的性能活性染料染色过程活性染料染色过程 上染:染料的吸附和扩散,上染率低 固色:共价键合 后处理:洗除未结合的染色 反应性反应性 稳定性:稳定性:共价键的稳定性;共价键的稳定性;水解和储存稳定性水解和储存稳定性 固色率固色率 反应速率反应速率 印染加工工艺条件:固色温度、碱剂等印染加工工艺条件:固色温度、碱剂等溶解度、直接性、及扩散性
4、溶解度、直接性、及扩散性活性基团的特点活性基团的特点(1 1)均三嗪活性基)均三嗪活性基 由于这类活性基团具有较大的适应性,因而在活性染料中占主要地位。其中最普遍的是二氯均三嗪(Procion MX,国产X型),与一氯均三嗪(Procion H,国产K型)两大类。NNNNHDClClNNNNHDNHRCl二氯均三嗪,二氯均三嗪,X型型 一氯均三嗪,一氯均三嗪,K型型CNCNCNDNHClCl活性基团的分类活性基团的分类X X型反应活泼性高,但容易水解,适合于低温染色。室温型反应活泼性高,但容易水解,适合于低温染色。室温pH10.5pH10.5弱碱弱碱,耐酸性水解差耐酸性水解差K K型反应活泼性
5、降低,不易水解,固色率有所提高,适合于型反应活泼性降低,不易水解,固色率有所提高,适合于高温染色与印花。高温固色高温染色与印花。高温固色80 80 强碱强碱NaOH NaNaOH Na3 3POPO4 4影响共价键的稳定性:影响共价键的稳定性:均三嗪的碳原子的带电性均三嗪的碳原子的带电性 均三嗪的各种取代基均三嗪的各种取代基耐酸性水解尤差的原因耐酸性水解尤差的原因:均三嗪核上的氯原子水解后所生成均三嗪核上的氯原子水解后所生成的酸对结合键具有自动催化水解作用的关系。的酸对结合键具有自动催化水解作用的关系。均三嗪活性基染料的特点均三嗪活性基染料的特点1.1.二氯均三嗪:二氯均三嗪:用一个甲氧基来取
6、代氯原子用一个甲氧基来取代氯原子:由于甲氧基是供电子基,电子诱导的结果,减弱了核碳原子由于甲氧基是供电子基,电子诱导的结果,减弱了核碳原子的正电性,从而使其反应性有所降低(的正电性,从而使其反应性有所降低(Cibacron ProntCibacron Pront染料染料)。反应性介于一氯均三嗪与二氯均三嗪之间,具有较好的印浆反应性介于一氯均三嗪与二氯均三嗪之间,具有较好的印浆稳定性,特别适用于短蒸印花工艺。稳定性,特别适用于短蒸印花工艺。一氯甲氧基均三嗪NNNNHDOCH3Cl均三嗪活性基染料改善途径均三嗪活性基染料改善途径2.2.一氯均三嗪:一氯均三嗪:采用负电性更强的氟来取代氯采用负电性更
7、强的氟来取代氯提高均三嗪核上碳原子带有较强的正电性,从而比一氯均三提高均三嗪核上碳原子带有较强的正电性,从而比一氯均三嗪型活性基团更为活泼(嗪型活性基团更为活泼(Cibacron FCibacron F染料)。染料)。它更适合于中低温染色的工艺它更适合于中低温染色的工艺 (40(4060)60)。一氟均三嗪NNNNHDNHRF均三嗪活性基染料改善途径均三嗪活性基染料改善途径(2)(2)嘧啶活性基嘧啶活性基整个嘧啶基由于是二嗪结构,核上碳原子的正电性较弱,整个嘧啶基由于是二嗪结构,核上碳原子的正电性较弱,因而它要比均三嗪结构的反应性为低。因而它要比均三嗪结构的反应性为低。二氯嘧啶或三氯嘧啶二氯嘧
8、啶或三氯嘧啶(Drimarene X(Drimarene X,Reacton)Reacton)比一氯均三比一氯均三嗪染料的反应性还低,而稳定性最高,耐酸碱水解性好,特别嗪染料的反应性还低,而稳定性最高,耐酸碱水解性好,特别适合于高温染色。适合于高温染色。NNClHClDNHNNClClClDNH 二氯嘧啶 三氯嘧啶 二氟一氯嘧啶NNFClFDNH引入氟原子:引入氟原子:在在2,42,4氯的位置上用更活泼的氟来取代,形成二氟一氯嘧啶的氯的位置上用更活泼的氟来取代,形成二氟一氯嘧啶的活性基活性基(Drimarene R(Drimarene R,K)K),使它具有中等的反应活泼性,而有,使它具有中等
9、的反应活泼性,而有较高的固色率,很好的耐酸和耐碱的水解稳定性。较高的固色率,很好的耐酸和耐碱的水解稳定性。嘧啶活性基染料的改善途径嘧啶活性基染料的改善途径(3)(3)乙烯砜活性基乙烯砜活性基 RemazolRemazol、SumifixSumifix、国产、国产KNKN型染料都是一种型染料都是一种 羟乙基砜硫羟乙基砜硫酸酯结构的染料,它在微碱介质酸酯结构的染料,它在微碱介质(pH(pH值值8)8)中转化成乙烯砜基而中转化成乙烯砜基而具有高的反应性,与纤维形成稳定的共价键结合,故这类染料具有高的反应性,与纤维形成稳定的共价键结合,故这类染料统称乙烯砜基活性染料。统称乙烯砜基活性染料。乙烯砜基的反
10、应活泼性介于二氯均三嗪和一氯均三嗪之间,乙烯砜基的反应活泼性介于二氯均三嗪和一氯均三嗪之间,染色温度染色温度50507070。但乙烯砜基团的直接性很低,因此要使染。但乙烯砜基团的直接性很低,因此要使染料很好地用于吸尽染色,只好从染料母体结构上去考虑。料很好地用于吸尽染色,只好从染料母体结构上去考虑。耐碱性水解差;耐酸性和中性水解好耐碱性水解差;耐酸性和中性水解好 DSO2CH2CH2OSO2NaDSO2CH CH2OH(4(4)复合活性基)复合活性基 (多活性基多活性基)复合活性基的活性染料,即在一个染料大分子中含有两个相复合活性基的活性染料,即在一个染料大分子中含有两个相同的活性基团或两个不
11、同的活性基团。同的活性基团或两个不同的活性基团。反应机会多,反应性高,固色率高至反应机会多,反应性高,固色率高至80809090,亲和力好,亲和力好(染料分子的增大),在高温染色条件下渗透与匀染性好。(染料分子的增大),在高温染色条件下渗透与匀染性好。单侧型由于大多数不呈线状结构,染料与纤维的共平面性较单侧型由于大多数不呈线状结构,染料与纤维的共平面性较差,直接性低,主要适用于印花,如差,直接性低,主要适用于印花,如Procion SPProcion SP、国产的、国产的KPKP型。型。这种染料固色率很高,水解染料少,后处理就比较简单。这种染料固色率很高,水解染料少,后处理就比较简单。双侧型及
12、架桥型的染料由于呈线状结构,直接性较高,更适双侧型及架桥型的染料由于呈线状结构,直接性较高,更适用于吸尽染色法,用于吸尽染色法,Procion HEProcion HE型及国产型及国产KDKD、KEKE型大多属于此类。型大多属于此类。双侧型。染料的结构通式为:双侧型。染料的结构通式为:单侧型。染料结构通式为:单侧型。染料结构通式为:架桥型。染料结构通式为架桥型。染料结构通式为NNNRNHDClNHNNNRClDNHNNNClNHNNNRClNNNNHNHBClNHNNNNHClDD均三嗪活性基均三嗪活性基+均三嗪活性基均三嗪活性基乙烯砜活性基(直接性比较低)乙烯砜活性基(直接性比较低)+一氯均
13、三嗪活性基一氯均三嗪活性基提高染料的亲合力、提高耐酸耐碱性、适合于吸尽染色法。反提高染料的亲合力、提高耐酸耐碱性、适合于吸尽染色法。反应活泼性介于乙烯砜型与一氯均三嗪之间,染色温度在应活泼性介于乙烯砜型与一氯均三嗪之间,染色温度在50508080。单侧型,其结构通式为:。单侧型,其结构通式为:NNNNHNHAClDSO2CH2CH2OSO3Na(5)5)膦酸基活性基膦酸基活性基 与分散染料拼混,应用于涤棉混纺织物印花或染色(因为分与分散染料拼混,应用于涤棉混纺织物印花或染色(因为分散染料遇到碱剂会影响给色量与鲜艳度)。商品名为散染料遇到碱剂会影响给色量与鲜艳度)。商品名为Procion Pro
14、cion T T,国产称,国产称P P型。其通式为:型。其通式为:DPOHOOH 染料母体是活性染料的发色部分,染料母体是活性染料的发色部分,它赋以活性染料不同的色它赋以活性染料不同的色泽、鲜艳度、牢度、直接性泽、鲜艳度、牢度、直接性。大多数活性染料的母体结构与酸性染料相似,少数和酸性媒大多数活性染料的母体结构与酸性染料相似,少数和酸性媒染染料结构相似,但也并不限于酸性染料。染染料结构相似,但也并不限于酸性染料。分类:分类:通常黄、橙、红浅色色调的染料系用通常黄、橙、红浅色色调的染料系用单偶氮及双偶氮单偶氮及双偶氮染料染料,紫、灰、黑、褐色等暗色系用,紫、灰、黑、褐色等暗色系用金属络合染料金属
15、络合染料,艳蓝及,艳蓝及绿色常用由溴氨酸合成的绿色常用由溴氨酸合成的葸醌衍生物葸醌衍生物或或酞菁染料酞菁染料。染料母体染料母体(一)、母体与直接性的关系(一)、母体与直接性的关系直接性与活性染料的反应性、固色率、沾色性等关系:直接性与活性染料的反应性、固色率、沾色性等关系:具有具有一定的直接性,否则会影响吸附和固色率,尤其是浸染时,分一定的直接性,否则会影响吸附和固色率,尤其是浸染时,分子结构多数比较大。子结构多数比较大。直接性与水解染料、沾色的关系:直接性与水解染料、沾色的关系:直接性不宜过高,水解染直接性不宜过高,水解染料必须易于洗除;如果水解染料直接性过高,必然会影响水解料必须易于洗除;
16、如果水解染料直接性过高,必然会影响水解染料从纤维上洗净,形成沾色或降低色牢度。染料从纤维上洗净,形成沾色或降低色牢度。选用酸性染料和简单的直接染料作为染料母体。选用酸性染料和简单的直接染料作为染料母体。(二)母体与鲜艳度、色牢度的关系(二)母体与鲜艳度、色牢度的关系 铜酞菁结构的活性染料,鲜艳度和日晒牢度优异。铜酞菁结构的活性染料,鲜艳度和日晒牢度优异。采用带荧光的染料母体。采用带荧光的染料母体。铜络合的偶氮染料色光亦较艳,多为红紫到蓝色,且耐晒牢铜络合的偶氮染料色光亦较艳,多为红紫到蓝色,且耐晒牢度高。度高。蒽醌为母体蒽醌为母体:红光艳蓝,色光鲜艳,亲合力小,易洗涤性好,红光艳蓝,色光鲜艳,
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