教学课件PPT染料与颜料 45页

'第十一章染料与颜料2021/9/16 目录一、染料概述二、染料染色牢度及耐久性三、颜色与染料染色四、常用染料简介五、染料结构与发色六、活性染料七、染料中间体简述八、染料研究九、有机颜料2021/9/16 染料–在一定的介质中，能使纤维或其他物质牢固着色的化合物。11.1、染料概述马尾紫（苯胺紫）–第一种合成染料2021/9/16 中国古代色彩技术2021/9/16 中国传统染料植物种类繁多栀子茜草蓝草红花紫草柞树2021/9/16 各种矿物颜料朱砂雄黄赤铁矿石绿石青2021/9/16 11.1.1染料的分类（P488）按应用分类：1、酸性染料分子中含有磺酸基、羧基等酸性基团，可溶于水。主要为偶氮和蒽醌结构，少数为芳甲烷结构常用于蛋白质纤维分子和尼龙、皮革染色染色在酸性染浴中进行结构特点：染色对象：染色条件：酸性基团与蛋白质纤维中的氨基以离子键结合染色机理：2021/9/16 2、活性染料分子中含有反应性基团常用于印染麻、棉等纤维以及染色与印花结构特点：染色对象：与纤维分子中的羟基、氨基以共价键结合染色机理：3、分散染料分子中含不水溶性基团常用于涤纶、晴纶等合成纤维的染色和印花结构特点：染色对象：用分散剂将染料分散成颗粒状而对纤维染色染色机理：2021/9/16 4、还原染料有不溶于水与溶于水两种常用于纤维素纤维、棉花的染色和印花结构特点：染色对象：先被还原成可溶性的钠盐使纤维着色，再经氧化成原来的颜色（可溶则省去还原一步）。染色机理：5、阳离子染料分子呈阳离子状态，可溶于水常用于晴纶（聚丙烯纤维）的染色结构特点：染色对象：与纤维分子上的羧基成盐染色机理：2021/9/16 6、直接染料分子呈线性且含有磺酸基、羧基等水溶性基团纤维素纤维、蚕丝、纸张、皮革结构特点：染色对象：染料分子和纤维分子以范德华力和氢键结合染色机理：7、冰染染料纤维素纤维、棉花织物染色对象：重氮组分和偶氮组分直接在纤维上缩合脱水形成不溶性的偶氮染料而染色染色机理：0~5℃的冰水浴中进行染色条件：2021/9/16 8、硫化染料芳香族化合物与硫或多硫化钠相互反应而成，不溶于水结构特点：类似于还原染料染色机理：在硫化碱溶液中被还原成可溶状态染色条件：纤维素纤维染色对象：9、缩聚染料含水溶性基团，可溶于水结构特点：在纤维上脱去水溶性基团而发生分子间缩聚反应染色机理：主要用于纤维素纤维的染色和印花染色对象：2021/9/16 按化学结构分类：1、偶氮染料：在分子结构中含偶氮基2021/9/16 3、靛族染料靛蓝硫靛红酞菁4、酞菁染料2021/9/16 5、芳甲烷染料金胺G（C.I.碱性黄3，341005）酸性蓝A（C.I.酸性蓝7，42080）6、硝基和亚硝基类染料：分子中含有硝基或亚硝基黄色酸性染料2021/9/16 三段命名法例：直接墨绿B100%酸性嫩黄G120%分散蓝3B第一段冠称：染色方法与性能第二段色称：染料的基本颜色第三段尾称：染料的色光、形态及特殊性能和用途第一段为冠称冠称分为31类:酸性、弱酸性、酸性络合物、中性、直接、直接耐晒、阳离子、氧化、硫化、毛皮、油溶、醇溶、食用、分散、活性等11.1.2、染料的命名2021/9/16 第二段为色称红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等常常采用“嫩”、“艳”、“深”三个形容词表示赤者：红、大红、玫瑰红、品红、艳红等表示棕者：棕、深棕、黄综、红棕表示橙者：橙、艳橙表示黄者：黄、金黄、嫩黄、荧光黄、艳黄、深黄、冻黄表示绿者：绿、艳绿、草绿、橄榄绿表示青者：藏青、群青表示蓝者：蓝、湖蓝、墨水蓝、艳蓝、深蓝表示紫者：紫、紫红、紫酱、红紫2021/9/16 第三段是尾称(字尾)以英文字母结合阿拉伯数字补充说明染料的色光、形态、强度、特殊性能及用途等。B表示用其染得颜色有偏蓝的色光C表示耐氯(绿漂不容易褪色)、适于染棉D表示偏暗F表示色泽鲜艳或坚牢度好G表示黄光或绿光I表示还原染料坚牢度K表示染色温度较低L表示耐光牢度好M表示混合物N表示新型或色光特殊等P表示浆状或粉状，适合于印染R表示红光T表示高深度X表示高浓度Y表示黄光%表示染料的强度，一般标准品为100%例如：直接墨绿B100%酸性金黄G100%2021/9/16 11.1.3、商品化染料（P490）合成的染料原药一般不能直接用于染色，经过混合、研磨，加入一定量的填充剂和助剂加工成商品染料，这一标准化过程称为染料的商品化。常用的助剂有：稀释剂。润湿剂、扩散剂、稳定剂、助溶剂、软水剂2021/9/16 染色牢度-染色后的物品在使用和后加工处理过程中，经受外界各种因素的作用，保持染料原来色泽的能力，是染料质量的一个重要评判指标。染色牢度是衡量染色成品的重要质量指标之一，容易褪色的染色牢度低，不易褪色的染色牢度高。染色牢度在很大程度上取决于其化学结构。此外，染料在纤维上的物理状态、分散程度、染料与纤维的结合情况、染色方法和工艺条件等也有很大影响。11.2、染料染色牢度及耐久性2021/9/16 使用时要求的牢度：（P491）耐洗牢度——染料颜色经皂洗或搓洗后掉色的程度汗渍牢度——染料颜色经汗渍作用后改变的程度摩擦牢度——染料颜色经摩擦作用后掉色的程度耐光牢度——日光作用下染料颜色改变的程度烟褪色牢度--染色物经过煤气、油燃烧后的气体及氧化氮、二氧化硫等酸性气体的腐蚀而发生的牢度加工过程时要求的牢度：耐氯漂牢度——染料经氯气作用后，颜色改变的程度耐酸碱牢度——染料经酸碱作用后，颜色改变的程度耐缩绒牢度——呢绒用染料的颜色在缩绒处理后改变的程度耐热牢度——染料在高温下改变的程度2021/9/16 11.3.1、光与颜色11.3颜色与染料染色2021/9/16 物质对光的吸收物质的颜色与光的关系完全吸收完全透过吸收黄色光光谱示意表观现象示意复合光2021/9/16 颜色的三种视觉特征：（P494)色调-表示各种颜色区别的名称。以光谱色或光的波长表示。明度-人眼睛对物体颜色明亮程度的感觉，用物体表面对光的反射率来表示。纯度-颜色的纯洁性。以彩色成分和消色成分的比例表示。2021/9/16 11.3.2染料染色（P494)颜色的深浅：是指物质吸收的光波在光谱中的位置而言，物质吸收的光波波长愈短，则颜色愈浅。颜色的浓淡：表示同一种染料的颜色强度，即物质吸收一定波长光线的量的多少。深色效应：能增加染料吸收波长的效应称为深色效应。浓色效应：增加染料吸收强度的效应叫浓色效应。浅色效应：降低吸收波长的效应称为浅色效应。淡色效应：降低吸收强度的效应叫淡色效应。2021/9/16 染料的吸收光谱曲线:深色效应淡色效应浓色效应浅色效应maxmax染料的颜色取决于max2021/9/16 偶氮颜料是指化学结构中含有偶氮基（-N=N-）的有机颜料，是纺织品服装在印染工艺中应用最广泛的一类合成染料，用于多种天然和合成纤维的染色和印花，也用于油漆、塑料、橡胶等的着色。在特殊条件下，它能分解产生20多种致癌芳香胺，经过活化作用改变人体的DNA结构引起病变和诱发癌症。11.4、常用染料2021/9/16 蒽醌简介蒽醌染料不易被氧化，能发生硝化、磺化和溴化反应。在蒽醌磺酸中，磺基因受两个羰基的作用，而有一定的活泼性，如磺酸基可被-X、-NH2、-OH等置换。化学性质主要用途有机合成中高级染中间体，如阴丹士林类还原染料、酸性染料、部份活性染料重要原料用作造纸蒸煮剂及双氧水原料等,可降低用碱量，缩短蒸煮时间2021/9/16 11.5、染料的结构与发色染料的发色理论(1)发色团与助色团理论维特(O.N.Witt)1876提出发色团与助色团理论。有机化合物有某些不饱和基团存在时才能发色，这些基团称之为发色基团。主要发色基团有-N=N-、=C=C=、-N=O、NO2、=C=O。主要的助色团有-NH2、-NHR、-NR2、-OH、-OR、-SO3H、-COOH等。2021/9/16 发色团：含有发色团的分子称为发色体或色原体。发色团愈多，颜色愈深。以下情况可使颜色加深：1）增加侧链内的烯基数目。2）增加羧基的数目，特别是增加彼此直接联结的羧基。3）以萘环代替偶氮染料中苯环。4）含有助色团，加深颜色，增加与纤维作用力。助色团：加强发色团的生色作用，并增加染料结合力的各种基团。-NH2、-NHR、-NR2、-OH、-OR-SO3H、-COOH等对发色团无显著影响，但可使染料具有水溶性和对某些物质具有染色能力。2021/9/16 （2)醌构理论染料分子中有醌结构存在。醌型结构可视为分子的发色团。只能用来解释三芳基甲烷类及醌亚胺类染料，对于偶氮苯类的有色化合物不适用。2021/9/16 （3）近代发色理论－分子轨道理论颜色是由于该物质吸收不同波长的电磁波而使其内部的电子发生跃迁所致。跃迁所需的激化能必须在可见光(400nm~760nm)范围内。物质的颜色主要是物质中的电子在可见光作用下发生П→П*(或伴随有n→П*)跃迁的结果，染料对可见光的吸收主要是由其分子中的П电子运动状态所决定的。2021/9/16 活性染料：是一类与纤维发生化学反应形成共价键的反应性染料。优点：染料与纤维反应生成共价键，形成“染料-纤维”有色化合物整体，使染色纤维具有很好的耐洗牢度和耐摩擦牢度，广泛应用于棉、麻、羊毛、丝和部分合成纤维等物质的印染。11.6、活性染料(P505)2021/9/16 染料与纤维的反应速率必须大于本身的水解反应与纤维的亲和力适中。染料与纤维形成的共价键的化学稳定性好，否则易水解，导致固色率下降活性染料应满足的条件2021/9/16 活性染料的类型（P505)化学结构式:S-----D---B---Re||||染连活水溶性基团料接性多为磺酸基发基基(母体上常有1-3个)色体离去基团母体染料接上活性基即可制得活性染料。活性基应用最多的是卤代均三嗪，卤代嘧啶，乙烯砜等几类。2021/9/16 染色：就是使染料通过化学或物理化学方式结合，由被染织物外部进入到被染织物内部，使织物具有一定色泽的全部加工过程。如纤维、织物、皮革的染色。染色过程3.固着2.扩散1.吸附4.后处理2021/9/16 11.8、染料中间体简述苯、甲苯、萘、蒽是合成染料的基本原料，由他们转化的各种衍生物是合成染料的中间体，大致分为苯系、萘系和蒽醌系。1.苯系中间体（P519）在苯环中引入羟基、氨基、硝基、磺酸基、卤素、甲氧基等形成的中间体。2.萘系中间体（P520）萘酚、萘胺及其磺酸衍生物，各种氨基、羟基萘磺酸化合物等。3.蒽醌系中间体（P520）蒽醌及其衍生物2021/9/16 4.杂环系中间体杂环系中间体的杂原子主要是N、S，少数为O。常用杂环系中间体有：吡唑啉酮类吡啶酮类苯并噻酚类苯并噻唑类2021/9/16 （1）欧盟禁止的22种致癌芳香胺:4-氨基联苯、联苯胺、4-氯-2-甲基苯胺、2-萘胺、4-氨基-3,2’-二甲基偶氮苯、2-氨基-4-硝基甲苯、2,4-二氢基苯甲醚、4-氯苯胺、4,4’-二氨基二苯甲烷、3,3’-二氯联苯胺、3,3’-二甲氧基联苯胺、3,3’-二甲基联苯胺、3,3’-二甲基-4,4’-二氨基二苯甲烷、2-甲氧基-5-甲基苯胺、4,4’-亚甲基-二(2-氯苯胺)、4,4’-二氨基二苯醚、4,4’-二氨基二苯硫醚、2-甲基苯胺、2,4-二氢基甲苯、2,4,5-三甲基苯胺、2-甲氧基苯胺、4-氨基偶氮苯、2,4-二甲基苯胺、2,6-二甲基苯胺。新课题---对非诱变性芳胺及无毒染料进行研究！11.9.1.禁用偶氮类染料代用品研究11.9、染料研究2021/9/16 (2)22种致癌芳香胺与偶氮结构的关系有一部分含有偶氮结构的染料在经过裂解后有可能产生以上22种致癌芳香胺。这样的染料是被欧盟禁止使用的。这些禁用的偶氮染料品种数占全部偶氮染料的7%-8%左右,而并非所有含偶氮结构的染料都被禁止。(3)什么是禁用染料凡是经过还原裂解，能释放出24种致癌芳香胺的染料，即为欧盟禁用染料。(4)禁用芳香胺的检测方法目前，禁用芳香胺的常用检测方法是：将染料先还原裂解，再通过气一质联用色谱仪检查是否含有禁用芳香胺。2021/9/16 绿色染料不含可裂解产生致癌芳香胺的结构本身无致癌性和致敏性可萃取的重金属在极限值以下甲醛含量在极限值以下不含杀虫剂不会产生对环境污染的化学物质2021/9/16 充分利用先进的生产技术，研究新的合成路线和方法，尽快改进落后的生产工艺品种、质量和售后服务的竞争11.9.2.染料生产技术的开发研究（P522)2021/9/16 1、有机颜料（P522）有机颜料是一类本身具有颜色的不溶于水、油、树脂类的有机物。通常以高度分散状态加入底物使底物着色，它具有较高的着色力，颗粒易研磨和分散，这也是它和染料的区别。具有使用价值的有机颜料必须具备：色调，明度，较高的着色力，耐光坚牢度，分散性能。11.10、有机颜料2021/9/16 ★染料和有机颜料的异同:※传统作用对象染料：纺织品颜料：非纺织品，如塑料，油墨、涂料等。※与底物结合方式染料：对被着色物有亲和力，可以直接结合颜料：要借助于黏合剂或成膜物质※晶体形式染料：晶体形态不重要，染色时溶于溶液后成为分子状态。颜料：晶体形态很重要，有时同种物质不同晶形发出的光是不一样的。2021/9/16 2、有机颜料品质检测（P524）（1）颜料细度（2）晶型（3）相对密度（4）吸油量（5）水分，水溶物含量（6）pH值（7）耐酸碱性3、颜料的检验（P525)（1）着色力（2）遮盖力（3）耐迁移性2021/9/16 本章要点回顾染料的概念、分类及命名染料染色常用染料颜料2021/9/16'