染料化学第一章课件.ppt
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- 染料 化学 第一章 课件
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1、 第一章第一章 染料概述染料概述 第二章第二章 中间体及重要的单元反应中间体及重要的单元反应 第三章第三章 染料的颜色和结构染料的颜色和结构 第四章第四章 直接染料直接染料 第六章第六章 还原染料还原染料 (结构、性质、染色机理、反应机理等)(结构、性质、染色机理、反应机理等)第八章第八章 酸性染料酸性染料 第十章第十章 活性染料活性染料 第十一章第十一章 分散染料分散染料 第十二章第十二章 阳离子染料阳离子染料第一章第一章 染料概述染料概述 第一节第一节 有机染料与颜料的概念有机染料与颜料的概念 第二节第二节 有机染料的发展史有机染料的发展史 第三节第三节 染料的分类及命名染料的分类及命名
2、第四节第四节 染料的商品加工染料的商品加工 第五节第五节 染色牢度染色牢度 第六节第六节“染料索引染料索引”简介简介 第七节第七节 禁用染料禁用染料第一节第一节 有机染料与颜料的概念有机染料与颜料的概念 染料染料是能将纤维或其他基质染成一定颜色的有色有机化合物。是能将纤维或其他基质染成一定颜色的有色有机化合物。它们大多可溶于水,有的可在染色时转变成可溶状态,直接它们大多可溶于水,有的可在染色时转变成可溶状态,直接或通过某些媒介物质和纤维发生物理的和化学的结合而染着或通过某些媒介物质和纤维发生物理的和化学的结合而染着在纤维上,主要用于纺织物的染色和印花。有些染料不溶于在纤维上,主要用于纺织物的染
3、色和印花。有些染料不溶于水而溶于醇、油,用于油蜡、塑料等物质的着色。水而溶于醇、油,用于油蜡、塑料等物质的着色。颜料颜料是不溶于水和一般有机溶剂的有机或无机有色化合物。是不溶于水和一般有机溶剂的有机或无机有色化合物。它们主要用于油漆、油墨、橡胶、塑料以及合成纤维原液的它们主要用于油漆、油墨、橡胶、塑料以及合成纤维原液的着色,也可用于纺织物的染色及印花。颜料本身对纤维没有着色,也可用于纺织物的染色及印花。颜料本身对纤维没有染着能力。使用时是由某些高分子物(粘合剂)将颜料的细染着能力。使用时是由某些高分子物(粘合剂)将颜料的细小颗粒粘着在纤维的表面。小颗粒粘着在纤维的表面。第二节第二节 有机染料的
4、发展史有机染料的发展史染料工业的开始:应该从染料工业的开始:应该从18561856年年仅年年仅1818岁的英国化学家岁的英国化学家PerkinPerkin发现第一个合成染料苯胺紫开始,发展至今已有一百发现第一个合成染料苯胺紫开始,发展至今已有一百四十多年。四十多年。现代染料工业的产生和发展:由于纺织工业的发展,对染现代染料工业的产生和发展:由于纺织工业的发展,对染料提出了迫切的需要,而天然染料在数量上、质量上远不能满料提出了迫切的需要,而天然染料在数量上、质量上远不能满足需要,加上煤焦油中发现了有机芳香族化合物,提供了合成足需要,加上煤焦油中发现了有机芳香族化合物,提供了合成染料所需的各种原料
5、,同时四价碳(染料所需的各种原料,同时四价碳(18581858)和苯结构()和苯结构(18561856)的理论模型的确立,使人们能够有计划地进行有机合成。的理论模型的确立,使人们能够有计划地进行有机合成。第三节第三节 染料的分类及命名染料的分类及命名 染料的分类染料的分类 染料按它们的结构和应用性质有两种分类方法。染料按它们的结构和应用性质有两种分类方法。应用分类:应用分类:根据染料的应用性质、使用对象、应用方根据染料的应用性质、使用对象、应用方法来分类法来分类结构分类:结构分类:根据染料共轭发色体的结构特征进行分类根据染料共轭发色体的结构特征进行分类称为结构分类。(在染料的分子结构中都具有共
6、轭称为结构分类。(在染料的分子结构中都具有共轭体系。按照这种共轭体系结构的特点来分类)体系。按照这种共轭体系结构的特点来分类)偶氮染料偶氮染料 含有偶氮基(含有偶氮基(N=NN=N)的染料。的染料。蒽醌染料蒽醌染料 包括蒽醌和具有稠芳环的醌类染料。包括蒽醌和具有稠芳环的醌类染料。芳甲烷染料芳甲烷染料 根据一个碳原子上连接的芳环数的不同,可分为根据一个碳原子上连接的芳环数的不同,可分为二芳甲烷和三芳甲烷两种类型。二芳甲烷和三芳甲烷两种类型。结构分类结构分类结构分类结构分类 靛族染料靛族染料 含有靛蓝和硫靛结构的染料含有靛蓝和硫靛结构的染料。(用蓼蓝叶用蓼蓝叶泡水调和与石灰沉淀所得的蓝色染料;贵州
7、生产的天然蓝靛染料:贵州盛产泡水调和与石灰沉淀所得的蓝色染料;贵州生产的天然蓝靛染料:贵州盛产蓝草,这是一种蓼科植物,。把蓝草叶放在坑里发酵便成为蓝靛。蓝草,这是一种蓼科植物,。把蓝草叶放在坑里发酵便成为蓝靛。)酞菁染料酞菁染料 含有酞菁金属络和结构的染料。含有酞菁金属络和结构的染料。COCSCOSC蓼蓝蓝草蓝草蓝草-靛蓝靛蓝-花布花布 硫化染料硫化染料 由某些芳胺、酚等有机溶剂和硫、硫由某些芳胺、酚等有机溶剂和硫、硫化钠加热制得的染料,需在硫化钠溶液中染色。化钠加热制得的染料,需在硫化钠溶液中染色。硝基和亚硝基染料硝基和亚硝基染料 含有硝基(含有硝基(NONO2 2)的染料称)的染料称为硝基
8、染料;含有亚硝基(为硝基染料;含有亚硝基(NONO)的染料称为亚)的染料称为亚硝基染料。硝基染料。此外还有其他结构类型的染料,如此外还有其他结构类型的染料,如甲川和多甲川甲川和多甲川类染料、二苯乙烯类染料以及各种杂环染料类染料、二苯乙烯类染料以及各种杂环染料等。等。结构分类结构分类按应用性能分类按应用性能分类直接染料直接染料(direct dyesdirect dyes)这是一类可溶于水的阴离这是一类可溶于水的阴离子染料。它们的分子中大多含有磺酸基,有的则具有子染料。它们的分子中大多含有磺酸基,有的则具有羧基,染料分子与纤维素分子之间以范德华力与氢键羧基,染料分子与纤维素分子之间以范德华力与氢
9、键相结合。主要用于纤维素纤维的染色,也可用于蚕丝、相结合。主要用于纤维素纤维的染色,也可用于蚕丝、纸张、皮革的染色。纸张、皮革的染色。NNH3COOCH3NN直接湖蓝6B(C.I.24410)OHNH2SO3NaSO3NaNH2OHNaO3SSO3Na酸性染料酸性染料(acid dyesacid dyes)这是一类可溶于水的阴离子这是一类可溶于水的阴离子染料。染料分子中含磺酸基、羧基等酸性基团,通常染料。染料分子中含磺酸基、羧基等酸性基团,通常以水溶性钠盐存在,在酸性浴中可以与蛋白质纤维分以水溶性钠盐存在,在酸性浴中可以与蛋白质纤维分子中的氨基以离子键结合,故称为酸性染料。常用于子中的氨基以离
10、子键结合,故称为酸性染料。常用于蚕丝、羊毛和聚酰胺纤维以及皮革染色。也有一些染蚕丝、羊毛和聚酰胺纤维以及皮革染色。也有一些染料,其染色条件和酸性染料相似,但需要通过某些金料,其染色条件和酸性染料相似,但需要通过某些金属盐的作用,在纤维上形成螯合物才能获得良好的耐属盐的作用,在纤维上形成螯合物才能获得良好的耐洗性能,称为洗性能,称为酸性媒染染料酸性媒染染料。阳离子染料阳离子染料(cationic dyes)(cationic dyes)这类染料分子溶于水这类染料分子溶于水呈阳离子状态,故称阳离子染料,主要用于聚丙烯腈呈阳离子状态,故称阳离子染料,主要用于聚丙烯腈纤维的染色。但早期的染料分子中,具
11、有碱性基团,纤维的染色。但早期的染料分子中,具有碱性基团,常以盐形式存在,可溶于水,能于蚕丝等蛋白质纤维常以盐形式存在,可溶于水,能于蚕丝等蛋白质纤维分子以盐键形式相结合,故又称为碱性染料或盐基染分子以盐键形式相结合,故又称为碱性染料或盐基染料。料。NON(C2H5)2(C2H5)2NCl活性染料活性染料(reactive dyesreactive dyes)又称为反应性染料,在又称为反应性染料,在这类染料分子结构中带有反应性基团,染色时能够与这类染料分子结构中带有反应性基团,染色时能够与纤维分子中的羟基、氨基发生共价结合进而牢固地染纤维分子中的羟基、氨基发生共价结合进而牢固地染着在纤维上,主
12、要用于纤维素纤维纺织物的染色和印着在纤维上,主要用于纤维素纤维纺织物的染色和印花,也能用于羊毛和合成纤维的染色花,也能用于羊毛和合成纤维的染色.不溶性偶氮染料不溶性偶氮染料(azoic dyes)(azoic dyes)在染色过程中,由重氮在染色过程中,由重氮组分和偶合组分直接在纤维上反应,生成不溶性色淀而组分和偶合组分直接在纤维上反应,生成不溶性色淀而染着,这种染料称为不溶性偶氮染料。其中,重氮组分染着,这种染料称为不溶性偶氮染料。其中,重氮组分是一些芳伯胺的重氮盐,偶合组分主要是酚类化合物。是一些芳伯胺的重氮盐,偶合组分主要是酚类化合物。这类染料主要用于纤维素纤维的染色和印花。由于染色这类
13、染料主要用于纤维素纤维的染色和印花。由于染色时需在冰的冷却条件下(时需在冰的冷却条件下(0 055)进行,故又称为)进行,故又称为冰染冰染染料染料。OHCNHO+OHCNHONNClClN2+ClCl分散染料分散染料 (disperse dyes)(disperse dyes)这类染料分子中不含水这类染料分子中不含水溶性基团,染色时需借助分散剂的作用使染料成细小溶性基团,染色时需借助分散剂的作用使染料成细小颗粒的分散状对纤维进行染色,故称为分散染料。主颗粒的分散状对纤维进行染色,故称为分散染料。主要用于各种合成纤维的染色,如涤纶、锦纶、醋酸纤要用于各种合成纤维的染色,如涤纶、锦纶、醋酸纤维等。
14、维等。NO2NNNClClC2H4CNC2H4OC2H5还原染料还原染料(vat dyes)(vat dyes)这类染料不溶于水。染色时,这类染料不溶于水。染色时,它们在含有还原剂的碱性溶液中被还原成可溶性的隐它们在含有还原剂的碱性溶液中被还原成可溶性的隐色体从而上染纤维,染色后再经过氧化重新成为不溶色体从而上染纤维,染色后再经过氧化重新成为不溶性染料而固着在纤维上,主要用于纤维素纤维的染色、性染料而固着在纤维上,主要用于纤维素纤维的染色、印花,少量用于丝、毛的染色,牢度优越。印花,少量用于丝、毛的染色,牢度优越。OONHNHOO硫化染料硫化染料(sulphursulphur dyes)dye
15、s)这类染料和还原染料一样,这类染料和还原染料一样,也是原来不溶于水的染料。染色时,它们在硫化碱溶也是原来不溶于水的染料。染色时,它们在硫化碱溶液中被还原为可溶状态,染入纤维后,经过氧化便又液中被还原为可溶状态,染入纤维后,经过氧化便又成不溶状态固着在纤维上。这类染料主要用于纤维素成不溶状态固着在纤维上。这类染料主要用于纤维素纤维的染色。纤维的染色。缩聚染料缩聚染料(polycondensationpolycondensation dyes)dyes)这是最近二十这是最近二十年来发展起来的一类染料,可溶于水。它们在纤维上年来发展起来的一类染料,可溶于水。它们在纤维上能脱去水溶性基团而发生分子间
16、的缩聚反应,成为分能脱去水溶性基团而发生分子间的缩聚反应,成为分子量较大的不溶性染料而固着在纤维上。目前它们主子量较大的不溶性染料而固着在纤维上。目前它们主要用于纤维素纤维的染色和印花,也可用于维纶的染要用于纤维素纤维的染色和印花,也可用于维纶的染色。色。荧光增白剂荧光增白剂(fluorescent whitening agentsfluorescent whitening agents)这这类物质上染到纤维、纸张等基质后,能吸收紫外线,类物质上染到纤维、纸张等基质后,能吸收紫外线,发射蓝色光,从而抵消织物上因黄光反射量过多而造发射蓝色光,从而抵消织物上因黄光反射量过多而造成的黄色感,在视觉上
17、产生洁白、耀目的效果。不同成的黄色感,在视觉上产生洁白、耀目的效果。不同品种的荧光增白剂可用于不同种类纤维的增白品种的荧光增白剂可用于不同种类纤维的增白。CHHCCHHCSO3NaNaO3S染料的命名染料的命名 冠称冠称色称色称尾称尾称冠称冠称 冠称是根据染料的应用对象、染色方法以及性能来冠称是根据染料的应用对象、染色方法以及性能来确定的,我国的冠称有确定的,我国的冠称有3131种,如直接、直接耐晒、直种,如直接、直接耐晒、直接铜盐、直接重复、酸性、弱酸性、酸性络合、酸性接铜盐、直接重复、酸性、弱酸性、酸性络合、酸性媒介、中性、阳离子、活件、毛用活性、还原、可溶媒介、中性、阳离子、活件、毛用活
18、性、还原、可溶性还原、分散、硫化、可溶性硫化、色基、色酚、色性还原、分散、硫化、可溶性硫化、色基、色酚、色盐、快色素、氧化、缩聚、混纺等。盐、快色素、氧化、缩聚、混纺等。色称色称 表示染料的基本颜色。我国采用了表示染料的基本颜色。我国采用了3030个色泽名称:个色泽名称:嫩黄、黄、金黄、深黄、橙、大红、红、桃红、玫红、嫩黄、黄、金黄、深黄、橙、大红、红、桃红、玫红、品红、红紫、枣红、紫、翠蓝、湖蓝、艳蓝、深蓝、品红、红紫、枣红、紫、翠蓝、湖蓝、艳蓝、深蓝、绿、艳绿、深绿、黄棕、红棕、棕、深棕、橄榄绿、绿、艳绿、深绿、黄棕、红棕、棕、深棕、橄榄绿、草绿、灰、黑等。颜色的名称一般可加适当的形容词草
19、绿、灰、黑等。颜色的名称一般可加适当的形容词如如“嫩嫩”、“艳艳”、“深深”三个字,而取消了过去习三个字,而取消了过去习惯使用的淡、亮、暗、老、浅等形容词,但由于习惯惯使用的淡、亮、暗、老、浅等形容词,但由于习惯至今还仍沿用。同时,有时还以天然物的颜色来形容至今还仍沿用。同时,有时还以天然物的颜色来形容染料的染色,如染料的染色,如“天蓝天蓝”、“果绿果绿”、“玫瑰红玫瑰红”等。等。尾称尾称有不少染料,它们的冠称与色称虽然都相同,但有不少染料,它们的冠称与色称虽然都相同,但应用性能上尚有差别,故常用词尾来表示染料色光、应用性能上尚有差别,故常用词尾来表示染料色光、牢度、性能上的差异,写在色称的后
20、面。我国根据大牢度、性能上的差异,写在色称的后面。我国根据大多数国家的习惯,井结合我国使用情况,用符号代表多数国家的习惯,井结合我国使用情况,用符号代表染料的系列、色光、强度、力份、牢度、形态、染色染料的系列、色光、强度、力份、牢度、形态、染色条件、用途以及其它性能,而外国厂商对词尾是任意条件、用途以及其它性能,而外国厂商对词尾是任意附加的,不一定具有确切的意义。附加的,不一定具有确切的意义。表示色光、性能、用途的字母及意义表示色光、性能、用途的字母及意义:R R 表表 示示 红光红光;G G 表表 示示 绿光绿光(所有黄色区所有黄色区)或黄光或黄光(其余色区其余色区););B B 表表 示示
21、 蓝光蓝光;N N 表表 示示 近中性灰色或色光特殊近中性灰色或色光特殊;F F 表表 示示 色光稍亮色光稍亮;C C 表表 示示 比同类同系列的染料品种有显较高的耐氯牢度比同类同系列的染料品种有显较高的耐氯牢度;L L 表表 示示 比同类同系列的染料品种有显较高的耐晒牢度比同类同系列的染料品种有显较高的耐晒牢度;P P 表表 示示 适用于印花适用于印花;S S 表表 示示 适用于丝绸。适用于丝绸。当系列名为汉字时,将系列名加在冠称和尾称之间(当系列名为汉字时,将系列名加在冠称和尾称之间(“一般一般”系列系列染料不加系列名);当系列名为字母时,则加在色称之后,并用半染料不加系列名);当系列名为
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