工艺学-第三章 染料和颜料.ppt

第三章第三章 染料和颜料染料和颜料3.1 概述概述3.2 染料染料3.2.1 偶氮染料偶氮染料3.2.2蒽醌染料蒽醌染料3.2.3其他类型染料其他类型染料3.3颜料颜料3.3.1有机颜料有机颜料3.3.2无机颜无机颜13.1 概述概述3.1.1染料与颜料的概念染料与颜料的概念（有机）染料（有机）染料*:染料是指在一定介介质质中,能将纤纤维维或其他基质获得鲜明、均匀和坚坚牢牢色色泽泽的有有色色有有机机化化合合物物。颜颜料料*:颜料是一种具有装装饰饰和和保保护护作用，不不溶溶于水和一般有机溶剂的有有机机或或无无机机有有色色化合物。2有机染料和颜料的应用有机染料和颜料的应用染料的应用途径染料的应用途径*：染色染色：着色着色：涂色涂色：染料主要的应用领域：染料主要的应用领域：主要用于纺纺织织物物的染色和印花，同时也广泛地应用于塑料、橡胶、油墨、皮革、食品、造纸等工业。颜料的应用途径颜料的应用途径*：主要是着色着色。颜料的应用领域：颜料的应用领域：主要是油油墨墨，约占颜料产量的三分之一，其次为涂料、塑料、橡胶等工业。同时，在合成纤维的原浆着色，织物的涂料印花及皮革着色中也有比较广泛的应用。3染料与有机颜料的差别染料与有机颜料的差别*：溶解性不同：对被染的基质亲和力不同：使被染的基质着色结合方式不同：对产品的性能要求不同：应用对象和途径不同：43.1.2 有机染料与颜料的发展史有机染料与颜料的发展史天然染料：4、5千年的历史染料工业的历史应该从1856年第一个合成染料苯胺紫（苯胺紫（Perkin）开始。随着合成纤维的快速发展，更促进了各类染料的发展。寻找最佳的制备路线和最经济的应用方法最佳的制备路线和最经济的应用方法；染料和颜料在新的非染色领域（如功能染料）的应用也变得越来越重要。53.1.3分类和命名分类和命名一、分类一、分类 1.1.染料的分类染料的分类来源分类：来源分类：天然染料、合成染料应应用用分分类类：根据染料的应用性质、使用对象、应用方法来分类。结结构构分分类类：根据染料共轭发色体的结构特征进行分类。6直接染料(direct dyes)酸性染料(acid dyes)冰染染料(azoic dyes)活性染料(reactive dyes)阳离子染料(cationic dyes)分散染料(disperse dyes)还原染料(vat dyes)硫化染料(sulphur dyes)金属络合染料(pre-metallised dyes)缩聚染料(polycondensation dyes)等。7偶氮结构（N=N）蒽醌（A/Q）结构，分子中蒽醌结构：靛系染料：如靛蓝，硫靛。硫化染料，具有复杂的含硫结构。酞菁（PC）结构染料，分子中含有酞菁结构。多甲川染料（菁系染料），在分子共轭体系中，含有（CC）。芳甲烷染料，包括二芳甲烷和三芳甲烷染料。硝基和亚硝基染料，在染料中，硝基为共轭体系关键组成部分。杂环染料,分子中含有杂环结构。82.颜料的分类颜料的分类根据组成组成分类：无机颜料、有机颜料两大类。按照化学结构化学结构分类：无无机机颜颜料料又可分为铁系颜料、铬系颜料、铝系颜料、锌系颜料、金属颜料、磷酸盐系颜料、铝酸盐系颜料等等。有有机机颜颜料料则可分为偶氮颜料色淀、酞菁颜料、还原颜料和其他多环颜料等。根据颜料的颜色颜色进行分类：根据颜料功功能能分类：可以分着色颜料、防锈颜料、体质颜料和特种颜料。从生产和应用角度考虑，一般无机颜料是按照颜色进行分类，有机颜料是以化学结构进行分类的。9二、命名二、命名专用的染料名称 我国对染料采用统一命名法，国内一直应用的命名法分三段制：1）、冠首（染料分类）；2）色称（表示主色其前缀可加形容词、功能词）；3）冠尾（英文表示色光+数字表示色光强度）。例如：酸性 嫩 黄 2 G 冠称 形容词 色称 色光强度 冠尾冠首为染料分类中的名称：如酸性、活性、分散等；形容词为：艳、嫩、深、坚牢、耐晒等；色称：为常用的色彩；冠尾：选用的是色称中英文的字头，称为次色或色光的偏向表示方式。10直 接 耐 晒 荧 光 嫩 黄 7 G FF 染料类别 功能词 形容词 色称 色光数量级 色光 荧光强例：-染料类别 形容词 色称 厂名或地域 色光国内染料分类基本上是以国国际际染染料料索索引引号号（即C.I.NO:索引号）排列。该索引囊括了国内外所有已生产的染料品种，是最大的染料数据库。查找一只染料需要具备几个条件，如：1）、生产国别、公司；2）、染料类型；3）产品名称；4）、染料索引号。113.1.4光与染料颜色光与染料颜色一、光与色染料的颜色不仅和染料分分子子本本身身结结构构有关，也与照射在染料上的光线性质有关光线性质有关。无色、白色、黑色、灰色；只有当物体选选择择吸吸收收可见光中某一波段的光线而反射其余各波段光线时，物体才显现某种颜色颜色。我们感觉到的物体的颜色，不是吸收光波长的光谱色，而是反反射射光光作用于人眼的视觉现象，也就是被吸收光的补色补色。121314二、吸收光谱二、吸收光谱 染料的颜色是染料在稀溶液中对光的选择特性，而且这种特性一般都用可见光的吸收光谱曲线吸收光谱曲线来表示log(I0/I)CL I0为入射光强度,I为透射光强度，为吸光度（或称摩尔消光系数(L/mol cm)，C为溶液浓度（mol/L）,L为比色池厚度(cm)。为溶质对某特定波长光的吸收强度的量度，的最大值（max）以及出现max最大值时的波长（max）为该物质吸吸收收带带的的特特征征值值，最大吸收波长（max）的补色即为染料的基本颜色。15吸收光谱的应用*红移(bathochromic shift)或叫深色效应 紫移（hypsochromic shift）或叫浅色效应 增色效应(hyperchromic effect)减色效应(hypochromic effect)16171819202122233.2 染料染料3.2.1 偶氮染料偶氮染料定义*：偶氮染料是分子中含有偶氮基（-N=N-）发色团发色团染料的总称。通常还具有羟基或氨基等助发色团助发色团；染料与相应的醌腙表现出苯型-醌型的互变异构现象。一、重氮化和偶合反应一、重氮化和偶合反应241.1.重氮化反应重氮化反应由芳香族的伯伯胺胺（重氮组分）与亚亚硝硝酸酸作用，生成重重氮化合物氮化合物的反应，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。Ar-NH22HX+NaNO2-Ar-N=N-X+NaX+2H2O25重氮化合物性质重氮化合物性质:重氮化合物随pH值的变化，而具有多种结构形式 重氮化合物遇光照射或受热容易分解，在酸性介质中反应如下：Ar-N+NCl-+H2O ArOH +N2 +HCl在碱性介质中重氮化合物分解加速分解加速，产物复杂。干燥时受热或震动、摩擦会剧烈分解发生爆炸。26工业生产中重氮化反应的实施*芳胺的分析测试 酸的品种和用量：工业生产中常用的有盐酸和硫酸，其中盐酸使用较多。原因？使用过量的盐酸且盐酸浓度一般不能大于20？温度：碱性强强的芳胺,其重氮盐易于分解，反应可在低温下进行(010）。碱性弱弱的芳胺和芳胺磺酸盐，其重氮盐较稳定，反应温度可略高(1030）。浓度：工业生产中，重氮化浓度范围通常为0.10.4mol/L。亚硝酸钠用量、加入速度和反应终点：在重氮化反应中，亚硝酸钠用量要略保持过量，不足会引起自身偶合。加入速度:与芳胺结构有关反应终点：保证足够的酸度和亚硝酸钠用量 搅拌速度：重氮盐溶液中杂质的清除：272.偶合反应偶合反应芳香族重氮盐和酚类、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。Ar-N=N-Cl+Ar-OH A r-N=N-A r-OHAr-N=N-CI+Ar NH2Ar-N=N-Ar-NH2 偶合反应是一个亲电子取代亲电子取代反应 偶合反应速度与重氮组分、偶合组分的性质有较大的关系。重重氮氮组组分分芳核上吸吸电电子子取取代代基基的存在。如硝基、磺酸基、羰基、氯等，可增增大大偶偶合合能能力力；反之，芳核上有给电子基存在，如甲基、甲氧基等可使偶合能力减弱。偶偶合合组组分分上具有吸电子取代基存在时，反应不易进行，相反如有给电子取代基给电子取代基存在时，可使偶合反应容易容易进行。同时，偶合反应速度还与介质的pH,反应温度及空间障碍等因素有关。28工业生产中偶合反应工艺的实施*偶合组分的分析和测试 偶合组分溶液或悬浮液的配制 介质的pH值：通常用加入缓冲剂的方法来稳定pH值。反应温度：碱性介质温度低，酸性介质温度稍高 反应物浓度：0.1-0.25mol/l 加料速度:与反应速度相匹配搅拌强度：强烈搅拌 偶合反应终点的控制：渗圈实验 29二、主要品种结构和性能二、主要品种结构和性能1.1.水溶性偶氮染料水溶性偶氮染料*水溶性偶氮染料分子中含有氨氨基基和和羟羟基基等能形成氢氢键键的基团以及磺磺酸酸基基、季季铵铵盐盐等水溶性水溶性基团。一般酸性、直接、活性、阳离子等染料中的偶氮型都属于水溶性偶氮染料该类染料在水介质中进行染色水介质中进行染色广泛用于羊毛、丝绸、棉、麻、聚酰胺纤维、聚丙烯脂纤维及皮革等染色。30酸性染料酸性染料*定定义义：酸性染料是一类在酸酸性性介介质质中中进进行行染染色色的染料。染料分子中大多含有磺酸基磺酸基，色泽鲜艳，色谱齐全。分类分类：从染色条件看，可分为强酸性染料和弱酸性染料。强强酸酸性性染染料料特特点点：它的分子结构简单，分子量低，水溶性好，色泽比较鲜艳，不易出现色斑及价格低廉，但耐耐洗牢度差洗牢度差。弱弱酸酸性性染染料料特特点点：在强酸性染料的基础上增增加加分分子子量量就成为弱酸性染料。其分子结构较复杂，分子量较大，对羊毛的亲和力较大，色光较深，坚牢度有所提高，且不损伤羊毛，但染料溶溶解度较低解度较低。31酸性染料的染色机理 32产品举例酸性红BG200酸性嫩黄2G33 弱酸性酱红5BK 弱酸性深蓝GR34直接染料直接染料定义*：是能将棉、麻等纤维素纤维在盐盐类类电电解解质质的存在下直接染色的水溶性染料，凭借染料与棉纤维之间的氢键和范德华力结合氢键和范德华力结合而成。分类：其结构母体有偶氮型、蒽醌型、酞菁型等。直接染料可分为普通型、耐晒型、后处理型三类。特点：直接染料的构型具有线线型型、共共平平面面的特征，具有较长的共轭系统，该类染料对纤维有较较大大的的亲亲和和力力。但耐晒、耐洗牢度差。35直接染料与纤维反应的原理：直接染料染棉织物是通过染料对纤维素纤维的亲亲和和力力直接上染，即通过分分子子间间力力和和染料与纤维形成氢键染料与纤维形成氢键而结合上染在织物上。直接染料主要用于棉、粘胶等纤维素纤维及再生纤维素纤维的染色，也可以对蛋白质纤维、锦纶等进行染色。染色方法有浸染和卷染，常用的是浸染。加入电解质有利于上染百分率的提高，起促染作用。36直接橙S直接冻黄G直接耐晒黄RS37直接耐晒红玉BBL38活性染料定义*：它是一类能与纤维发生化学反应化学反应的染料。染料分子中含有能与纤维素中羟基羟基和蛋白质纤维中氨基氨基发生反应的活性基团，染色时与纤维形成化学键化学键结合，生成“染料-纤维”化合物.特点：活性染料具有色泽鲜艳，匀染性良好，耐洗性好，色谱齐全，应用方便和成本较低等优点。应用：广泛用于棉、粘胶、丝绸、羊毛等纤维及其混纺织物的染色和印花。39结构*：活性染料的分子结构由母母休休染染料料与活活性性基基两部分组成。母母体体染染料料：主要是偶氮类和蒽醌类，但也有少数其他类型，如酞菁类、噁嗪类等。活性基活性基大致可分为两大类：一类是通过杂杂环环活活性性基基的亲亲核核取取代代反应与纤维固着的类型，如三聚氯氰型、氯嘧啶型等；另一类是通过脂脂肪肪族族活活性性基基的亲亲核核加加成成反反应应与纤维固着的类型，如乙烯砜型、羟乙基砜硫酸酯型等。40第一类活性基活性染料染色机理第一类活性基活性染料染色机理*：纤维素纤维首先和染浴中的碱碱作用生成纤维素负负离离子子，然后与活性染料中的活性基卤原子发生亲核取代亲核取代反应而染色。染色条件与活性基有关41活性艳红X-3B活性艳红PN-B它们的色泽鲜艳，耐洗性能好，耐晒牢度4-5级，主要用于棉、麻、粘胶纤维及其混纺织物的染色，也可用于蚕丝、羊毛、锦纶染色和丝绸印花等。42第二类脂肪族活性基活性染料染色机理第二类脂肪族活性基活性染料染色机理*由于砜基有吸电子效应，使-碳原子上正电荷密度增加，而使纤维素负离子发生亲核加成反应，生成“染料-纤维”化合物。活性金黄KN-G43活性黑KN-H它们的耐洗牢度较好，耐晒牢度56级，主要用于棉、麻、蚕丝和锦纶等织物的染色和印花。44以膦酸基为活性基的染料染色机理以膦酸基为活性基的染料染色机理*在氰胺或双氰胺的存在下，于200220热熔条件下，膦酸活性染料与纤维素反应，生成“染料-纤维”化学键。该类染色是不不需需在在碱碱性性条条件件下，可在弱弱酸酸性性或或中中性性条件下，与分散染料-热熔法染涤棉混纺织物，且有良好耐酸性和耐碱性水解的性能。善施安黄T-4G452.不溶性偶氮染料不溶性偶氮染料定义：不溶性偶氮染料又称冰染染料，它是由重氮组分与偶合组分在纤维上反应在纤维上反应，生成不溶于水的偶氮染料而进行染色。因为重氮化、偶合过程都是在加冰冷却下进行的，所以这一染色法称冰染法，用来生成这些染料的化合物统称为冰染染料。特点：冰染染料色泽鲜艳，色谱齐全，耐晒和耐洗性良好，价格低廉，但耐摩擦牢度较差。应用：主要用于棉织物的染色和印花。分分类类*：按照其使用形式可分为：色色酚酚和和色色基基，这两类都以独立的形式作为成品；另外还有快快色色素素类，也就是稳定重氮盐化合物与偶合组分的混合物。46色酚*色酚是冰染染料的偶偶合合组组分分，由于染色时首先应把纤维浸到偶合组分溶液中，故偶合组分溶液又称打底剂打底剂。大多数为不不含含磺磺酸酸基基或或羧羧基基等水溶性基团，而含含有有羟羟基基的化合物。色酚大体可分为-萘酚类和乙酰乙酰苯胺类等。-萘酚类又称色酚-AS。其基本结构为 47乙酰乙酰芳胺类型的色酚，偶合后可生成黄色染料，弥补了-萘酚类色酚缺少的黄色染料品种，使得色谱齐全。色酚AS-G 48色基*色基是冰染染料的重重氮氮组组分分，又称显显色色剂剂，是不含磺酸基或羧基等水溶性基团，而带有卤素、硝基、氰基、芳氨基、砜基等取代基的芳芳胺胺类类化化合合物。物。它们所标记的颜色的名称是与色酚AS偶合生成的颜色，并不代表仅能生成该颜色的染料，与不同的色酚偶合可得不同的颜色。色基应用时较为复杂，必须进行重氮化，立立刻刻使使用。用。后来染料工作者发展了稳稳定定的的重重氮氮盐盐（色色盐盐），使用时只需将色盐溶解，直接用来显色，简化了染色过程。49红色盐GGD黑色盐K50快色素类快快色色素素类类是特制的稳定重氮盐与色酚的混混合合物物，二者不发生反应，但在印花后经酸化或汽蒸等手段而显色生成染料，直接用于印花，不需经过打底和显色。工业生产的有快色素、快胺素、快磺素快色素、快胺素、快磺素三类。快快色色素素是用碱碱处处理理重氮盐而得的反反式式重重氮氮盐盐（稳定重氮盐）与色酚的混合物色酚的混合物.印花时需用汽汽蒸蒸后在酸酸性性浴中显色或通过含酸的蒸汽来显色，但其稳定性差，对酸高度敏感，不宜久藏。例如，快色素大红3R51快快胺胺素素是用伯胺或仲胺与重氮盐制得的重重氮氮氨氨基基化化合合物物与与色色酚酚的的混混合合物物，其稳定性好，且发色速度谐调，可以简便地进行由黄色至黑色等多种印染。应用时也需汽蒸后用酸显色。例如，快胺素棕IR52快快磺磺素素是亚硫酸钠与重氮盐作用生成稳定的重重氮氮磺磺酸酸盐盐的的混混合合物物。在蓝色至黑色系列中有较好的品种。应用时需用重铬酸钾氧化，再用汽蒸而显色。例如，快磺素深蓝G533.偶氮分散染料偶氮分散染料*分散染料是染料分子比较小，结构中不含有离离子子化化基基团团，于水中呈分散微粒状态，凭借分散剂的作用使其成为低水溶性的胶体分散液而染色。主要用于醋酸纤维、聚酯纤维等人造纤维的染色。从化学结构上看，分散染料可分为偶氮类、蒽醌类、硝基类、次甲基类等，其中偶氮类分散染料约占分散染料的60。按应用性能又可分为E（低温染色）,S（高温染色）,SE（中温染色）三个类别，E型分散染料适合于竭染，它的匀染性能好，但耐热性能差。S型分散染料适用于高温热熔染色，耐升华牢度好；SE型分散染料性能介于二者之间。54分散染料的商品化*商品分散染料的性能要求：同时满足分散性、细度和稳定性三个方面的要求。即：染料在水中能迅速分散，成为均匀稳定的交替状悬浮液；染料颗粒直径在1um左右；染料在放置和高温染色时不发生凝聚或焦油化现象等。该类染料商商品品化化，必须经过研研磨磨及及微微粒粒化化操作，并添加阴离子型或非离子型分分散散剂剂及胶胶体体保保护护剂剂配合使用等加工后处理。操作：一般是将染料、助剂（主要是分散剂）与水混合均匀，配成浆状液，送入砂磨机进行砂磨，直到取样观察细度并进行扩散性能测试合格，然后喷雾干燥，再经混配、标准化，达到商品规格。55单偶氮型分散染料通式：R1、R2为氢、羟基、氰基、酯基等；X1、X2、X3为氢、卤素、硝基、烷砜基、氰基等吸电子基团；X4、X5为氨基或取代氨基、羟基或烷氧基等给电子基团。分散黄棕S-2REL 564.金属络合偶氮染料金属络合偶氮染料二价和三价金属离子(Cr,Co,Cu,Ni,Fe等）与偶氮染料中偶氮基的邻位基团（-OH、-COOH等）形成螯合物的一类染料，统称为金属络合偶氮染料。由于配位数为4的Cu 2+和配位数为6的Cr 3+、Co+形成的配合物稳定，所以其应用较为广泛，结构特点如下：57该类染料是通过酸性染料染色后，用某些金属盐（如Cr,Cu等）为媒媒染染剂剂进行处理，而在织织物物上上形形成成络络合合物物；或者是直接将金属原子（如Cr,Co等）引入染料母体，形成染料的络合物。由于金属络合物的形成，其染品耐晒、耐光、耐洗、耐摩擦等性能优良。如果金属原子与染料母体直接形成络合物，就不需采用媒染剂处理。其中1：1型金属络合染料的络合应在酸性介质中进行，常用络合剂有甲酸铬，反应可在常压回流下进行，反应时间较长，如用加压法，反应时间可缩短。它的应用必须在强酸性介质中强酸性介质中进行。例如，酸性络合紫5RH581：2型金属络合染料分子中不含有磺酸基，而含-SO3CH3，、-SO2NH2、-NHSO2Ar等可溶性基团，从而提高了水溶性。它与1：1型金属络合染料不同，可在中中性性至至弱弱酸酸性性介介质质中染色。络合反应需在碱碱性性介介质质中中进行，常用水杨酸铬钠作络合剂。例如，中性灰2BI59三、生产工艺举例三、生产工艺举例1.直接耐晒黑直接耐晒黑G*结构式：对硝基苯胺的重氮化第一次偶合反应第二次偶合反应还原第二次重氮化反应第三次偶合后处理606162632.活性艳红活性艳红X-3B结构式：缩合反应重氮化偶合后处理6465663.色酚色酚AS结构式：缩合后处理67684.分散深蓝H2GL乙氧基化反应还原反应羟乙基化反应还原反应酯化及酰化反应溴化反应重氮化反应偶合反应6970713.2.2蒽醌染料蒽醌染料一、主要品种结构和性能一、主要品种结构和性能 蒽醌染料按其本身的结构特点，一般可分为:1.蒽醌类可溶性染料2.蒽醌类分散染料3.还原染料4.羟基蒽醌媒染染料721 1、蒽醌类可溶性染料、蒽醌类可溶性染料蒽醌类可溶性染料是除了在蒽醌母体中引入氨氨基基和和羟羟基基外，还引入了具有水溶性的基团的磺酸基磺酸基。一般酸酸性性、活活性性、直直接接染染料料中的蒽醌型都属于可溶性的蒽醌染料。主要用于羊毛、丝绸和锦纶上的染色和印花，而且色光鲜艳。73例如，卡普伦绿5G活性艳蓝X-BR742、蒽醌类分散染料、蒽醌类分散染料蒽醌类分散染料是具有蒽醌环的分散染料。通常在其环的位位多具有氨基氨基、取代氨基或羟基取代氨基或羟基。这类染料色泽鲜艳，色谱包括红色、蓝色及若干黄色等，在深深色色品种中占重要地位。染色时不易发生水解和还原作用，其耐晒、耐皂洗牢度比一般偶氮类分散染料好，但其着色力比偶氮类分散染料差，且制造方法复杂，价格较贵。1-氨基-4-羟基蒽醌的-位取代物通式：75分散红3B分散艳红E-RLN1,5-二氨基-4,8-二羟基蒽醌衍生物通式：分散蓝2BLN分散蓝S-RGL76其他类蒽醌衍生物其他蒽醌类分散染料主要是以1,4-二氨基-2,3-二羧酰亚胺的衍生物为代表。它们的色光纯正，耐晒牢度好，但升华牢度差，合成工艺复杂，成本较高。例如，分散翠蓝S-G1分散艳红S-GL773.还原染料还原染料蒽醌还原染料是不不溶溶于于水水和和碱碱的染料，但在碱碱性性溶液中，用保保险险粉粉还原成为可可溶溶性性的隐隐色色体体，将该隐色体染在纤维素纤维上，经空空气气氧氧化化又可生成原来的不溶性染料，从而得到耐晒牢度较好的染色织物。还原蓝RSN784.羟基蒽醌媒染染料羟基蒽醌媒染染料茜素是多色染料，它不易溶于水，可溶于碱性水溶液，用不同的金属离子显示出不同的颜色土耳其红（茜素与铝的络合物）79二、生产工艺举例二、生产工艺举例1.分散红分散红3B结构式：生产工艺溴化水解缩合后处理8081822.还原蓝还原蓝RSN结构式：生产工艺缩合精制后处理83843.2.3其他类型染料其他类型染料一、靛属染料一、靛属染料靛蓝结构：靛蓝结构：二、碳鎓离子染料二、碳鎓离子染料带正电荷的阳离子染料三、硫化染料三、硫化染料四、二苯乙烯染料四、二苯乙烯染料85定义：定义：把具有靛蓝及与其类似的化学结构，以原子团作为共同的发色团的染料，一般称为靛属染料。染染色色机机理理：染料通过还原，使羰基转变为隐色体，溶于水并吸附在纤维上，用空气氧化又生成不溶性的染料，所以也属于还原染料中的一类。可用于棉、羊毛的染色。结结构构：靛属染料的结构构成单位主要是吲哚衍生物和硫茚衍生物，二分子构成单位分别结合，形成一分子的染料。既有靛蓝那样的由同一构成单位形成的对称结构染料，也由不同构成单位形成的非对称结构的染料。分分类类：该类染料包括靛蓝和硫靛的衍生物，前者只有蓝色，后者具有橙、红、棕、灰等颜色。86还原桃红R还原橙RF还原印花黑BL87二、碳鎓离子染料二、碳鎓离子染料碳鎓离子染料是一类带正电荷的阳离子染料，染料在水溶液中电离生成带正电荷的有色离子，是聚丙烯脂纤维的专用染料。特点：染料以其色泽鲜艳光亮而超过其他染料，主要用于腈纶及其混纺织物的染色，也可用于改性涤纶纤维的染色。分类：从结构上看，它主要可分为三苯甲烷、二苯甲烷、呫吨、酞菁族和醌亚胺等五类染料。881.三苯甲烷和二苯甲烷染料三苯甲烷和二苯甲烷染料它溶于水，色泽鲜艳，耐晒牢度差，常用于腈纶、纸张、皮革，杂品及笔等文具用品。用无机盐制成色淀，可作为颜料使用。这类染料制法主要有两种。第一，将两分子苯胺类与苯甲醛缩合，制成无色母体，然后氧化成有色染料。第二，以二苯甲烷衍生物为原料，与苯胺类缩合，再经氧化得到。碱性紫6BN碱性品红89靛蓝的合成将苯基甘氨酸碱熔，生成3-吲哚酚(3-羟基吲哚），然后将其氧化，得到靛蓝。硫靛的制法：与靛蓝相似，它们本身作为染料使用时，色泽不够鲜艳，耐晒，耐洗牢度也较差。902.呫吨染料呫吨染料呫吨染料是一类具有呫吨环的染料。羊毛坚牢艳桃红RL913.菁染料菁染料菁染料是含有杂环、多甲川链、成盐烷基及阴离子四部分组成，杂环的碱性是染料发色的主要因素。通式如下：Y为组成杂环的杂原子，常见的杂环有：92阳离子嫩黄7GL934.醌亚胺染料醌亚胺染料醌亚胺染料是一类含有发色团的醌亚胺类衍生物染料的总称，主要为吖嗪染料、噁嗪染料和噻嗪染料，它们的基本结构如下：94阳离子翠蓝GB亚甲基蓝BH95三、硫化染料三、硫化染料硫化染料是由芳烃的胺类、酚类或硝基化物与硫磺或多硫化钠通过硫化反应生成的染料。不溶于水，它呈胶状，不易结晶，不能提纯，分子结构难以确定。染色时需使用硫化钠或其他还原剂，将染料还原成可溶性隐色体盐，对纤维具有亲和力，然后经氧化显色，而固着在纤维上，也可说是还原染料的一种。这类染料可用于棉、麻、粘胶等纤维染色，能染单色，也可拼色。耐晒牢度较好，耐磨坚牢度较差，色泽较暗，适合于染深色。96硫化黑BRN97四、二苯乙烯染料四、二苯乙烯染料 二苯乙烯染料是以二苯乙烯为母体派生出来各类衍生物 二苯乙烯染料主要为一类荧光增白剂，它们吸收330nm 380nm之间的紫外光，能在430nm490nm辐射出最大的蓝色光，利用蓝色光和黄色光互为补色的原理，使织物具有明显的洁白感。因此，主要用于浅色印染，以增加其鲜艳度，还用于合成洗涤剂、造纸和塑料工业等领域。荧光增白剂VBL983.3颜料颜料3.3.13.3.1概述概述一、颜料的分类及特点颜料：是一类有色的细颗粒粉状物质，一般不溶于水、油、溶剂和树脂等介质中，能分散于各种介质中。它具有遮盖力、着色力，对光相对稳定。颜料按组成分为无机颜料和有机颜料两大类。无机颜料通常耐光、耐候、耐溶剂、耐化学腐蚀和升华等方面的性能优良。主要品种有钛白、铁红、群青、炭黑、硫酸钡等。有机颜料的耐光、耐热、耐溶剂虽比不上无机颜料，但它具有着色力强、色谱丰富、色彩鲜艳、耐酸碱性好、密度小等优点,尤其是现代高级颜料品种各项性能上大有提高，应用范围日益扩大。有机颜料以偶偶氮氮颜颜料料和和酞酞菁菁颜颜料料为主，二者占总有机颜料的90以上。也可按来源分、按功能分、按颜色分等。99二、颜料的发展趋势颜料由通用性向专用型发展;提高质量、降低成本的工艺改进；加强环保意识，大力开发低毒颜料；生产过程日益机械化、自动化和微机控制。100三、颜料通性*1.1.颜料的结晶颜料的结晶*颜料是微细的粒状物，其原级粒子的颗粒直径大多在十分之几微米到几微米之间，最大不超过l00微米。在这些细小的粒子内部，分子有一定的排布方式，绝大多数颜料粒子都是以晶晶体体的的形形态态存存在在，因此颜料的制造过程事实上就伴随着结结晶体的成长过程晶体的成长过程。在在设设计计颜颜料料制制造造的的工工艺艺条条件件时时，也也要要从从结结晶晶学学的角度去考虑。（？）的角度去考虑。（？）101不同的工艺条件就会造成该颜料粒子的结晶条件不同，不同的颜料有不同的晶型结构、晶体形状、晶体大小及其分布，这几方面的不同势必影响到它的性能和使用性能和使用。即使是同一化学成分的颜料，由于晶体成长的环境不同，也会出现不同的晶体结构、晶体形状、晶体大小及其分布。颜料粒子的微微观观结结构构的种种不同直接影响它的宏观现象宏观现象。102颜料晶体产生的形式颜料晶体产生的形式自发结晶自发结晶：引入晶核引入晶核：颜料结晶的影响因素颜料结晶的影响因素温度、浓度、机械作用、时间、pH值、杂质和添加物、晶核的存在。1032.颜料的光学性能*颜色颜色颜料的颜色本质是与它的化学组成化学组成紧密相关的。化学组成相同，晶晶体体结结构构不一定相同，颜料的颜色也会有所不同。因为：颗粒大小、粒度分布、杂质含量等等方面的差异，都会造成色色光光的差异，而且颜色对这些因素极为敏感，也是人眼对颜色的感觉极为敏感所致。这也就是颜料色光难以控制绝对一致的原因。104遮盖力遮盖力颜料加在透明的基料中使之成为不透明，完全盖住基片的黑白格所需的最少颜料量称之为遮盖力遮盖力。遮盖力的光学本质是颜料和存在其周围介质折折射射率率之差之差所造成。当颜料的折射率和基料的折射率相相等等时就是透透明明的的。当颜料的折射率大大于于基料的折射率时就出现遮盖力，两者之差越大，表现的遮盖力越强。颜料的遮盖力还随粒粒径径大大小小而变，存在着体现该颜料最大遮盖力的最佳粒度最佳粒度。高折射率颜料和颜料粒子大小关系比较大，低折射率颜料和颗粒大小关系比较小。在同样粒度下，高n值的颜料要比低n值遮盖力强度高。105着色力着色力着色力是某一种颜料与另一基准颜料混合后颜色强弱能力，通常是以白色颜料为基准去衡量各种彩色或黑色颜料对白色颜料的着色能力。对于白白色色颜颜料料比较其着色力，现有用消消色色力力去进行比较的方法，用加一种蓝颜料去抵消的方法，而比较出不同的白颜料着色力。着色力是颜料对对光光线线吸吸收收和和散散射射的结果，主要取决于吸吸收收，吸收能力越大，其着色力越高，不同的颜料，其着色力有很大的不同。着色力的强弱决定于颜料的化化学学组组成成，一般说来，相似色调的颜料，有机颜料比无机颜料着色力要强的多。同同样样化化学学成成分分的的颜颜料料，着色力的波动取决于颜料粒子大小、形状、粒度分布、晶型结构。1063、颜料的颗粒性质、颜料的颗粒性质*颜料是一种固体粉末，它的粒度可以处于超细状态超细状态。由于超细这一特殊性，使颜料粒子的几何性质和物理性质几何性质和物理性质在颜料使用过程中发生极大的影响。虽然这些颗粒仍然保持着原有的化学成分和化学性质，颜料这种小颗粒的晶体无论是颗粒大小、形状、分布、晶体内部颗粒大小、形状、分布、晶体内部结构等等结构等等那一方面稍有不同稍有不同就会影响一系列的颜料性质.颜料粒子的超细状态会带来颜料粒子处于高高能能位位状状态态，粒子表面尤其活跃，形成颜料粒子之间、颜料粒子与展色剂之间种种复杂关系。通常单纯粒子，可以只有两个物理属性，即表面积和密度表面积和密度，而对于颜料粒子则往往不足。颗颗粒粒学学：研究颗粒大小、形状和排列方式等与颗粒特性的关系；颗粒的粒度和粒度分布等的标准测量技术；颗粒在流体中的形为和流动规律等。1074.颜料的表面性能颜料的表面性能*表面能和比表面积：表面能和比表面积：表面电荷：表面电荷：对颜料分散起很大作用润湿润湿表面吸附和吸油量表面吸附和吸油量1085.颜料的稳定性能颜料的稳定性能*颜料化学成分的稳定性颜料化学成分的稳定性颜料的化学成分是颜料间相互区别的主要标志。不同化学成分的颜料，其颜色、遮盖力、着色力、粒度、晶型结构、表面电荷以及极性等物理性能均不相同，并且也决定了颜料化学性质的不同。一般来讲，根据颜料的性质及应用，要求颜料有稳定的化学成分并不受外界环境的影响。但是，有时候为了某种目的还要利用它的不稳定性利用它的不稳定性。颜料的耐化学物品性颜料的耐化学物品性颜料最本质的性质应是一种惰性物质，当然对于具体一个颜料来讲很难做到不和任何物质起反应，此时在使用上就要求扬长避短，一般涂料所接触到的化学物质不外乎酸、碱、盐、水、腐蚀性气体、有机溶剂等。109颜料的耐候性、耐光性、耐热性颜料的耐候性、耐光性、耐热性颜料的耐光、耐候、耐热等是颜料性能在应用上的指标，直接影响着它们的使用价值。一般说来无机颜料通过阳光大气的作用会导致颜颜色色变变暗暗、变变深深。同样情况下对有机颜料则表现多是褪色褪色。颜料的耐光、耐热、耐候等性能的改进：添加各种化学物质；改变晶格结构；在颜料表面上做包膜处理，钝化其表面等。由于处理方法不同，可形成同一化学成分的不同颜料品种，供不同用途的选择使用。1106.颜料的分散性颜料的分散性*颜料在展色剂中的分散过程颜料在展色剂中的分散过程颜料在展色剂中分散经历了三个过程：润湿、研磨和分散。颜料的分散稳定性颜料的分散稳定性颜料的理想分散状态，是惰性的颜料粒子稳定悬浮在展色剂中。实际情况与理想状态有所偏差，原因：颜料并不是真正惰性的，颜料和展色剂之间存在着复杂的物理的、化学的相互作用；颜料这些微粒子比表面积大，表面能高，又有表面电荷，表面吸附的各种物质，本身就存在着聚集倾向；颜料本体的粒度、结晶、分子极性等一系列原因，使颜料这些微细物还处于很活跃之中，存在着很多不稳定情况。产生絮凝、沉淀、花浮、泛浮、触变等现象，这些现象使用得当也可得到良好的效果。1117.颜料中杂质的影响颜料中杂质的影响水溶物：使涂膜与水分接触形成孔穴，破坏了漆膜对底材的保护作用，而且这些盐分还会引起底材的腐蚀。水分：（指颜料表面所吸附的水）。颜料中适当的水分含量是必要的，水份的存在会影响颜料在涂料中研磨分散性。过低难以研磨，过大返粗。不同的颜料有不同的合理的水分含量。水浸pH值：中性筛余：325目。112四、颜料的颜料化*1.1.有机颜料的颜料化有机颜料的颜料化 有机颜料的颜料化，实质上是通过适当的工艺方法改变粒子的聚集状态或晶型，使之具有所需要的应用性能，如色光、着色力、透明度等。113114酸酸处处理理法法：主要用于酞菁颜料。酸溶法、酸胀法 盐磨法：盐磨法：又称机械研磨法，是用机械外力，将颜料粗品与无机盐一起研磨，使晶型发生改变，无机盐作为助磨剂。115溶剂吸附法：溶剂吸附法：是将粉状或膏状的半成品颜料加入到有机溶剂中，在一定温度下搅拌，使颜料粒子增大，晶型稳定，有利于提高耐热性、耐晒性和耐溶剂性，增大遮盖力。此法常用于偶氮颜料。水水-油转相法油转相法将分散在水中的细颗粒颜料在高速搅拌下，加入不溶于水的有机高分子物质（油相）。依有机颜料的疏水亲油性，则颜料粒子会由水相进入油相，再加热去掉水相，即得油相膏状物，再高速搅拌，即达到作油墨或涂料的粘度的要求，这种处理法称挤水换相法。由于防止了干燥中的凝聚现象，有利于着色力、分散性，鲜艳度的提高。116颜料的表面处理：颜料的表面处理：表面处理，是使颜料粒子表面吸附某种添加剂。目的：占据表面活性部位，抑制晶体的进一步生长；减少形成二次粒子的机会，或防止形成大粒坚硬的聚结体；改变界面状况，调节粒子表面的亲油、亲水特性；形成表面保护膜，提高分散稳定性及增强其抗絮凝能力，改善耐晒、耐候性能。颜料的表面处理方法a.以松香及松香衍生物的表面处理 b.以胺类化合物的表面处理 c.表面活性剂处理 d.有机颜料的衍生物 e.用高分子聚合物进行表面处理1172.无机颜料的颜料化无机颜料的颜料化无机颜料的颜料化主要是用表面处理方式进行。表面吸附方式改性离子交换方式的改性形成共价键方式的表面处理颜料化是某些颜料生产工艺中不可缺少的步骤，它可以大大提高颜料的某些特殊性能，扩大其应用范围。颜料化改性方法应大力推广，但由于改进工艺后，颜料价格上升，故有待于把经济性和优良的改进工艺结合起来考虑。1183.3.2有机颜料有机颜料分类:按化学结构可分为偶氮颜料、酞菁颜料、缩合多环颜料和其他颜料。发展趋势：在改良老品系的同时（如引入不同的取代基），大力开发新品系；采用新的颜料配比，改进现有品种，提高利用价值，扩大应用范围，考虑到颜料的形态对载色体容易分散，以及为了防止粉尘飞扬，因此生产的商品剂型由粉状粉状向浆状浆状形态发展。119一、偶氮颜料一、偶氮颜料偶氮颜料是指化学结构中含偶氮基（-N=N-）的有机颜料。偶氮颜料的色谱分布较广，有黄、橙、蓝等颜色。其色泽鲜艳、着色力强、密度小，耐光性好，制造方便，价格便宜，但牢度稍差。偶氮颜料的改进偶氮颜料的改进*:从化学结构上看，表现在两个方面:一是增增大大分分子子量量和和相相应应增增加加酰酰氨氨基基团团，使耐光、耐热、耐溶剂、耐迁移性能有很大提高；二是颜料分子结构中引引进进杂杂环环基基团团，特别是引进环状酰氨基团以改进耐溶剂、耐迁移性能；此外改变局部结构的同时，采用表表面面处处理理，改变操作条件，以改进颜料适应性的研究也很活跃。120偶氮颜料按化学结构分类:不溶性偶氮颜料偶氮染料色淀缩合型偶氮颜料其结构不同，性能各异。大体比较如下耐热性：耐晒性：（单偶氮）（双偶氮）耐极性溶剂：耐非极性溶剂：耐化学品性：1211.不溶性偶氮颜料不溶性偶氮颜料（1）单偶氮颜料乙酰基乙酰芳胺系（其中X、Y、Z、U、V、W为取代基）耐晒黄l0G122-萘酚系萘酚系（其中X,Y为取代基）甲苯胺红123芳基吡唑啉酮系（其中X,Y，Z为取代基）颜料黄101242-羟基-3-萘甲酰胺系(其中X、Y、Z、U、V、W代表取代基）永固红F4R125苯并咪唑酮系苯并咪唑酮系黄色棕色颜料(X、Y、Z、W代表取代基）苯并咪唑酮系红色棕色颜料(X、Y、Z代表取代基)126永固橙HSL永固棕HSR127（2）双偶氮颜料乙酰基乙酰芳胺系(U、W、X、Y、Z代表取代基)联苯胺黄G128芳基吡唑啉酮系永固桔黄C129双乙酰基乙酰芳胺系(W、X、Y、Z为取代基）永固黄HGR1302.偶氮染料色淀偶氮染料色淀将可溶溶于于水水的含磺酸或羧酸基团的偶偶氮氮染染料料转化成不溶于水的钡、钙、锶的盐，就成为偶氮颜料。这类染料称为“色淀染料”。由偶氮染料转化生成的颜料称为偶氮染料色淀。偶氮染料色淀按化学结构可分为乙酰基乙酰芳胺系颜料、-萘酚系颜料、2-羟基-3-萘甲酸系颜料、2-羟基-3-萘甲酰芳胺系颜料和萘酚系颜料五类。颜料黄#168 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