1%2B第一章%2B染料概述.ppt
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1、 染料化学张张 晓晓 莉莉考核方式n平时占平时占20%n期末考试占期末考试占80%n院考试课院考试课参考书目n染料化学染料化学陈荣圻编著陈荣圻编著 纺织工业出版社纺织工业出版社n染料化学染料化学郑光洪编郑光洪编 中国纺织出版社中国纺织出版社n染整工艺原理染整工艺原理(第三册)王菊生(第三册)王菊生 纺织工业出版纺织工业出版社社第一章 染料概述本章主要内容:本章主要内容:n染料的基本概念;染料的基本概念;n染料的分类染料的分类;n染料的发展史;染料的发展史;n染料的命名染料的命名;n染料的商品化加工染料的商品化加工;n染色牢度染色牢度n禁用染料禁用染料第一节 染料的基本概念 一、定义一、定义一般
2、工业和民用着色剂(一般工业和民用着色剂(colorant)主要有两类:)主要有两类:1、染料(染料(dyestuff):):能将纤维或者其他基质染成能将纤维或者其他基质染成一定颜色的有色有机化合物。一定颜色的有色有机化合物。2、颜料(颜料(pigment):):有色物质,不溶于水,对纤有色物质,不溶于水,对纤维没有亲和力,靠粘合剂的作用机械地粘着于基维没有亲和力,靠粘合剂的作用机械地粘着于基质上。质上。构成染料必须具备以下四个条件:构成染料必须具备以下四个条件:(1)对可见光谱中某一部分光具有强烈的)对可见光谱中某一部分光具有强烈的选择吸收作用,以达到具有绚丽多彩的色选择吸收作用,以达到具有绚
3、丽多彩的色泽;泽;(2)作为某一类纤维染色用的染料,必须)作为某一类纤维染色用的染料,必须对某一纤维具有相当的亲和力;对某一纤维具有相当的亲和力;(3)具有一定的染色稳定性,也即在所染)具有一定的染色稳定性,也即在所染织物上牢度性能良好;织物上牢度性能良好;(4)染料必须是可溶性的或者能够分散在)染料必须是可溶性的或者能够分散在染色介质中。染色介质中。二、染料与颜料的异同点 1、区别:、区别:n染料大多能溶于、分散于染色介质(水)或通过一定染料大多能溶于、分散于染色介质(水)或通过一定的化学处理在染色时转变成可溶状态,主要作为纺织的化学处理在染色时转变成可溶状态,主要作为纺织纤维染色、印花用。
4、纤维染色、印花用。n颜料不溶于水,分为有机的或无机的,主要用于油漆、颜料不溶于水,分为有机的或无机的,主要用于油漆、油墨、橡胶等工业,而用于纺织品的又称涂料。油墨、橡胶等工业,而用于纺织品的又称涂料。如涂如涂料染料、涂料印花料染料、涂料印花。2、相同点:、相同点:*具有艳丽的颜色具有艳丽的颜色*能以简便的方法使被染物上色能以简便的方法使被染物上色*具有所要求的染色坚牢度具有所要求的染色坚牢度第二节 染料的分类n化学结构分类法:按染料分子结构特点化学结构分类法:按染料分子结构特点进行分类(具有共同的共轭发色体系),进行分类(具有共同的共轭发色体系),利于染料的合成开发者;利于染料的合成开发者;如
5、偶氮类染料如偶氮类染料;n应用性能分类法:按染料的应用性能、应用性能分类法:按染料的应用性能、使用对象、应用方法来分类,利于染料使用对象、应用方法来分类,利于染料使用者,使用者,如直接、活性染料等如直接、活性染料等。n两种分类法常结合使用两种分类法常结合使用一、按化学结构分类1、偶氮染料、偶氮染料n染料分子中含有偶氮基;染料分子中含有偶氮基;n偶氮结构的染料品种最多,产量也最大,偶氮结构的染料品种最多,产量也最大,包括直接、酸性、活性、分散等;包括直接、酸性、活性、分散等;n从黄色到黑色各色俱全,而以黄、橙、红、从黄色到黑色各色俱全,而以黄、橙、红、蓝色为最多。蓝色为最多。2、蒽醌染料n染料分
6、子中含有蒽醌和具有稠芳环的醌类染料染料分子中含有蒽醌和具有稠芳环的醌类染料n蒽醌类染料的品种和产量在各类结构染料中占第蒽醌类染料的品种和产量在各类结构染料中占第二位,包括酸性、分散、活性、二位,包括酸性、分散、活性、还原还原等染料。一等染料。一般来说,蒽醌类染料的日晒牢度比偶氮类高,价般来说,蒽醌类染料的日晒牢度比偶氮类高,价格较贵。格较贵。NHOONHNNNNHSO NaClClSO Na233活性艳蓝X-BR 3、靛类染料n染料分子中含有靛蓝和硫靛结构染料分子中含有靛蓝和硫靛结构SS4、芳甲烷染料n染料分子中含有一个碳原子上连接两个染料分子中含有一个碳原子上连接两个或者三个芳甲烷结构或者三
7、个芳甲烷结构C二苯甲烷 5、硫化染料n由硫或二硫键构成的复杂结构的染料,具体结由硫或二硫键构成的复杂结构的染料,具体结构尚不清楚。构尚不清楚。6、多甲川染料含有聚甲炔结构的染料含有聚甲炔结构的染料7.酞菁染料 n含有酞菁金属络合物结构的染料含有酞菁金属络合物结构的染料还有杂环类染料还有杂环类染料 直接耐晒翠蓝直接耐晒翠蓝GL(C.I.74180)二、按应用性能分类1、直接染料、直接染料能够直接上染纤维能够直接上染纤维 在弱碱性及中性溶液中能直接上染纤维素在弱碱性及中性溶液中能直接上染纤维素纤维,纤维,在弱酸性及中性液中直接上染蛋白质纤维。在弱酸性及中性液中直接上染蛋白质纤维。特点:能溶于水、染
8、色方法简单、色谱齐特点:能溶于水、染色方法简单、色谱齐全、价格便宜,但染料的各项染色牢度较差全、价格便宜,但染料的各项染色牢度较差2、活性染料、活性染料能与纤维发生化学反能与纤维发生化学反应,形成染料应,形成染料纤维化学键。纤维化学键。特点:能溶于水、具有反应性、颜特点:能溶于水、具有反应性、颜色鲜艳、色谱齐全、使用方便、染色色鲜艳、色谱齐全、使用方便、染色牢度好。牢度好。能用于棉、麻、丝、羊毛、粘胶及能用于棉、麻、丝、羊毛、粘胶及锦纶等纤维的染色。锦纶等纤维的染色。3、还原染料、还原染料 在碱性介质中能被保险粉等还原剂还在碱性介质中能被保险粉等还原剂还原成可溶性的隐色体钠盐而上染纤维素原成可
9、溶性的隐色体钠盐而上染纤维素纤维。纤维。n特点:不溶于水、能被还原、色谱齐全、特点:不溶于水、能被还原、色谱齐全、皂洗牢度、耐晒牢度好。皂洗牢度、耐晒牢度好。n但价格高,染色工艺复杂。但价格高,染色工艺复杂。4、硫化染料、硫化染料 经硫化钠还原成可溶性的钠盐而上染经硫化钠还原成可溶性的钠盐而上染纤维,再经氧化成不溶性的染料而固着纤维,再经氧化成不溶性的染料而固着在纤维上在纤维上特点:不溶于水、色谱不全、色泽较特点:不溶于水、色谱不全、色泽较暗,但价格便宜,具有一定的皂洗、耐暗,但价格便宜,具有一定的皂洗、耐晒牢度晒牢度5、不溶性偶氮染料、不溶性偶氮染料 由偶合组分(色酚)和重氮组分(色由偶合组
10、分(色酚)和重氮组分(色基)在纤维上反应生成不溶性偶氮染料基)在纤维上反应生成不溶性偶氮染料而上染纤维。而上染纤维。特点:色泽鲜艳、价格低廉,具有较特点:色泽鲜艳、价格低廉,具有较好的各项染色牢度好的各项染色牢度,但染色工艺复杂。但染色工艺复杂。6、酸性染料、酸性染料 在酸性或中性介质中染蛋白质纤维、在酸性或中性介质中染蛋白质纤维、锦纶。锦纶。特点:能溶于水、色谱齐全、色泽鲜特点:能溶于水、色谱齐全、色泽鲜艳,其染色牢度及匀染性各不相同。艳,其染色牢度及匀染性各不相同。另外还有两种具有酸性染料特征的染另外还有两种具有酸性染料特征的染料:酸性媒染染料、酸性含媒染料料:酸性媒染染料、酸性含媒染料
11、7、分散染料、分散染料 溶解度较小,是一种非离子型染料,用于溶解度较小,是一种非离子型染料,用于染涤纶、锦纶。染涤纶、锦纶。8、阳离子染料、阳离子染料 分子中含有碱性基团,能上染腈纶纤维。分子中含有碱性基团,能上染腈纶纤维。特点:溶于水、色泽鲜艳、染色牢度好。特点:溶于水、色泽鲜艳、染色牢度好。9、荧光染料、荧光染料 这类染料能吸收紫外线放出可见光,颜色特这类染料能吸收紫外线放出可见光,颜色特别亮艳,主要用于印花。别亮艳,主要用于印花。10、荧光增白剂、荧光增白剂 这是一类染在纤维基质上,能吸收紫外线而这是一类染在纤维基质上,能吸收紫外线而发射蓝色光线,从而增加纤维基质白度的物发射蓝色光线,从
12、而增加纤维基质白度的物质。其使用方法因纤维性质而不同。质。其使用方法因纤维性质而不同。小结n纤维素纤维用染料纤维素纤维用染料(1)直接染料直接染料(2)活性染料活性染料(3)还原染料还原染料(4)暂溶性还原染料暂溶性还原染料(5)硫化染料硫化染料(6)不溶性偶氮染料不溶性偶氮染料 n蛋白质纤维和锦纶用蛋白质纤维和锦纶用染料染料(1)酸性染料酸性染料(2)酸性媒染染料酸性媒染染料(3)活性染料活性染料 n 涤纶和锦纶用染料涤纶和锦纶用染料 分散染料分散染料 n 腈纶用染料腈纶用染料 阳离子染料阳离子染料(碱性染料碱性染料)图图1 2000年全球纤维和染料的相对年消耗量估计值年全球纤维和染料的相对
13、年消耗量估计值 (纤维产量纤维产量51010kg年,染料消耗量年,染料消耗量8108kg)A-棉,棉,48 B-粘胶长丝,粘胶长丝,5 C-羊毛,羊毛,6 D-锦纶,锦纶,9 E-腈纶,腈纶,7 F-涤纶,涤纶,25第三节 染料的发展史n1856年年W.H.Perkin发现发现苯胺紫(开创了合成染料新苯胺紫(开创了合成染料新纪元)纪元)n1864年年P.Griess发现发现偶氮染料偶氮染料n1884年年P.Boetigger合成了第一个染棉的合成了第一个染棉的直接染料直接染料(刚果红),无需媒染剂(刚果红),无需媒染剂n1883年年A.Von Baeyer确定了靛蓝的结构确定了靛蓝的结构n19
14、01年年R.Bohn合成了第一个还原染料合成了第一个还原染料还原蓝还原蓝RSNn1912年年Laska Zitscher研制了不溶性偶氮染料研制了不溶性偶氮染料n1923年出现分散染料年出现分散染料n1927年年H.Diesbach发现酞菁染料发现酞菁染料n1956年出现了活性染料年出现了活性染料n染料和颜料记载于染料和颜料记载于染料索引染料索引(Colour Index,缩写,缩写C.I.),它是),它是一部国际性的染料、颜料品种汇编。一部国际性的染料、颜料品种汇编。“染料索引染料索引”Color index简介简介n除了少数天然染料外,现代纺织物加工中所用的染料除了少数天然染料外,现代纺织
15、物加工中所用的染料和颜料都是化学合成产品。和颜料都是化学合成产品。染料索引染料索引(Colour Index,缩写为缩写为C.I.)是一部国际性的染料、颜料品种是一部国际性的染料、颜料品种汇编。它将世界各主要染料生产企业的商品,分别按汇编。它将世界各主要染料生产企业的商品,分别按照它们的应用性质和化学结构归纳、分类、编号,逐照它们的应用性质和化学结构归纳、分类、编号,逐一说明它们的应用特性,列出它们的结构式,有些还一说明它们的应用特性,列出它们的结构式,有些还注明它们的合成方法,并附有同类商品名称对照表。注明它们的合成方法,并附有同类商品名称对照表。n目前我国广泛使用的是目前我国广泛使用的是1
16、971年出版的第三版及年出版的第三版及1975年年出版的增订本。第三版染料索引共分五卷,增订本两卷,出版的增订本。第三版染料索引共分五卷,增订本两卷,共收集染料品种近共收集染料品种近8000种,对每一种染料详细地列出了种,对每一种染料详细地列出了它的应用分类类属、色调、应用性能、各项牢度等级、它的应用分类类属、色调、应用性能、各项牢度等级、在纺织及其它方面的用途、化学结构式、制备途径、发在纺织及其它方面的用途、化学结构式、制备途径、发明、有关资料来源以及不同商品名称等,以下就其编排明、有关资料来源以及不同商品名称等,以下就其编排加以介绍。加以介绍。n第一、二、三卷,按染料应用分类分成第一、二、
17、三卷,按染料应用分类分成20大类(如酸性、大类(如酸性、偶氮显色物质、碱性显色物质、直接染料、分散染料、偶氮显色物质、碱性显色物质、直接染料、分散染料、食品染料、显色染料、皮革染料等),并在各类染料中食品染料、显色染料、皮革染料等),并在各类染料中将颜色划分为将颜色划分为10类(黄、橙、红、紫、蓝、绿、棕、灰、类(黄、橙、红、紫、蓝、绿、棕、灰、黑、白),然后再在同一颜色下,对不同染料品种编排黑、白),然后再在同一颜色下,对不同染料品种编排序号,称为序号,称为“染料索引应用类属名称编号染料索引应用类属名称编号”。n在这三卷中还以表格形式给出了应用方法、用途、较重要的在这三卷中还以表格形式给出了
18、应用方法、用途、较重要的牢度性质和其它基本数据。牢度性质和其它基本数据。n第四卷对已明确化学结构的染料品种,按化学结构分类分别第四卷对已明确化学结构的染料品种,按化学结构分类分别给以给以“染料索引化学结构编号染料索引化学结构编号”,结构未公布的染料无此编,结构未公布的染料无此编号。例如,卡普隆桃红号。例如,卡普隆桃红BS(C.I1 8073)、)、分散藏青分散藏青H-2GL(C.I.11345)、)、还原蓝还原蓝RSN(C.I.69800)。在这卷中)。在这卷中还列出了一些染料的结构式、制造方法概述和参考文献(包还列出了一些染料的结构式、制造方法概述和参考文献(包括专利)。第一、二、三卷和第四
19、卷之间的内容是交错参考括专利)。第一、二、三卷和第四卷之间的内容是交错参考的,相互补充。的,相互补充。n第五卷为索引,包括各种牌号染料名称对照、制造厂缩写、第五卷为索引,包括各种牌号染料名称对照、制造厂缩写、牢度试验的详细说明、专利索引以及普通名词和商业名词的牢度试验的详细说明、专利索引以及普通名词和商业名词的索引。索引。第四节第四节 染料的命名方法染料的命名方法 n染料的命名一般采用三段命名法染料的命名一般采用三段命名法即即:冠称、色称、和尾注冠称、色称、和尾注。一、冠称(属名)冠称是根据染料的应用对象、染色方法以及冠称是根据染料的应用对象、染色方法以及性能来确定的,我国的冠称有性能来确定的
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- 第一章 染料 概述
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