第一章染料概述
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。染料具备以下两个条件：可溶于水，或者可在染色时转变成可溶状态，对纤维有一定的亲合力。能够使纤维着色，且上染后具有一定的染色牢度。
染料与颜料的相同点：都可以用于纤维或基质的着色
不同点：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。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染着能力，使用时是通过高分子粘合剂的作用，将颜料的微小颗粒粘着在纤维的表面或内部。
染料分类：按化学结构分类分为：偶氮染料、蒽醌染料、芳甲烷染料、靛族染料、硫化染料、酞菁染料、硝基和亚硝基染料，此外还有其他结构类型的染料，如甲川和多甲川类染料、二苯乙烯类染料以及各种杂环类染料等。按应用性能分为：直接染料、酸性染料、阳离子染料、活性染料、不溶性偶氮染料、分散染料、还原染料、硫化染料、缩聚染料、荧光增白剂，此外，还有用于纺织品的氧化染料（如苯胺黑）、溶剂染料、丙纶染料以及用于食品的食用色素等。
纺织纤维分3类:植物纤维，动物纤维，合成纤维。对于植物纤维，如棉，麻可用直接染料，活性染料，还原染料，不溶性偶氮染料，硫化染料，缩聚染料进行染色。对于动物纤维，如羊毛，蚕丝可以用酸性染料，中性染料，媒染染料，活性染料进行着色。合成纤维，常见的有涤纶，锦纶，腈纶，涤纶可以用分散染料染色，锦纶可以用酸性染料染色，腈纶可以用阳
保持其原来色泽的性能叫做染色牢度。染料在纺织物上所受外界因素作用的性质不同，就有各种相应的染色牢度，例如日晒、皂洗、气候、氯漂、摩擦、汗渍、耐光、熨烫牢度以及毛
织物上的耐缩绒和分散染料的升华牢度等。 第二章 中间体及重要的单元反应
由苯、甲苯、二甲苯、萘和蒽醌等基本原料开始，要先经过一系列化学反应把它们制成各种芳烃衍生物，然后再进一步制成染料。习惯上，将这些还不具有染料特性的芳烃衍生物叫做“染料中间体”简称“中间体”或“中料”。合成染料主要是由为数不多的几种芳烃（苯、甲苯、二甲苯、萘和蒽醌等）作为基本原料而制得的。常用的中间体有，苯胺，硝基苯，卤代苯，烷基苯，苯酚，萘酚，苯磺酸，萘磺酸等。合成染料中料的反应主要可归纳为三类反应，其一是通过亲电取代使芳环上的氢原子被－NO2、－Br 、－Cl 、－SO3Na 、－R 等基团取代的反应；其二是芳环上已有取代基转变成另一种取代基的反应，如氨化、羟基化等；其三是形成杂环或新的碳环的反应，即成环缩合。
萘的磺化随磺化条件，特别是随温度的不同得到不同的磺化产物。低温（<60℃）磺化时，由于α位上的反应速率比β位高，主要产物为α取代物。随着温度的提高（165℃）和时间的推移，α位上的磺酸基会发生转位生成β-萘磺酸。 萘环上引入羟基的方法有
（1）磺酸基碱熔反应：萘磺酸在高温下（300℃）与氢氧化钠或氢氧化钾共熔时磺酸基转变
成羟基
ONa
SO 3H
NaOH H OH
。
（2）羟基置换卤素反应：
Ar-Cl
＋2NaOH
＋ H 2O
Ar-OH
NO NO 2
Cl
2
2
2
（3）羟基置换氨基反应：
NH 2
OH
15－20％H 2SO 4
200℃
萘环上引入氨基的反应，主要是硝基还原和氨解反应， （1）硝基还原反应，
NO 2
SO 33H
。
（2）氨解反应
OH
NH 2
3
重氮化反应机理：色基和盐酸与亚硝酸钠的反应称为重氮化反应。对于重氮化反应本身来说，溶液中具有一定的质子浓度是一个必要的条件,反应中，首先是盐酸与亚硝酸钠作用生成亚硝酸，在酸性介质中亚硝酸与酸反应生成亚硝化试剂，反应如下：
NaNO 2+HCl →HNO 2+NaCl HNO 2 + H +→ H 2NO 2+ H 2NO 2+ + Cl -→ H 2O + NOCl H 2NO 2+ +NO 2-
→ N 2O 3+H 2O,
其中亚硝酸阳离子,亚硝酰氯,亚硝酸酐都是亚硝化试剂.色基的重氮化反应是以亚硝化试剂作为进攻试剂的亲电反应,色基在盐酸的作用下生成色基的盐酸盐而溶于水,由于色基的盐酸盐的氨基氮上带正电荷,具有强的亲电能力的亚硝化试剂不能进攻,所以只有解析出游离胺才能使重氮化反应正常进行.重氮化反应如下:
Ar-NH2N-亚硝化Ar－NH2－NO－H（ArNH－NO）（ArN＝NOH）
Ar－N＝N
＋H＋
2迅速
在稀酸（[H]<0.5M）条件下，重氮化反应的各种反应历程，按现有的研究结果，可归纳如下式，式中X代表Cl或Br。
HNO22O＋
H NH
2－NO
－H＋
（ArNH－NO）
ArN＝NOH）Ar－N＝N（
＋H
2
Ar－N＝N）
重氮化反应影响因素：
(1)酸的用量和浓度：要使反应顺利进行，酸必须过量。酸的用量取决于芳伯胺的碱性，
碱性越弱，过量越多。酸的浓度影响下列反应：
Ar-NH2+ H3+O Ar-NH3+ H
2
O
HNO2 + H2O H3O + NO2－
一般说，无机酸浓度低时，后一影响是主要的，浓度升高反应速率增加；随着浓度的进一步增加，前一影响逐渐成为主要因素，浓度越高反应速率反而降低。
（2）亚硝酸的用量：重氮化反应进行时，自始至终必须保持亚硝酸稍过量，否则会引起自我偶合反应。
（3）反应温度：重氮化反应一般在0~5℃进行，较高温度会加速重氮盐和亚硝酸的分解。（4）芳胺的碱性：当酸的浓度很低时，芳胺的碱性对N-亚硝化的影响是主要的,这时芳胺的碱性越强反应速率越快。在酸的浓度较高时，铵盐的水解难易（游离胺的浓度）是主要影响因素，这时碱性较弱的芳伯胺的重氮化速率快。
各类芳胺的重氮化方法及反应条件：
根据芳胺不同性质，可以确定它们的重氮化条件，如重氮化试剂（即选用的无机酸），反应温度，酸的浓度和用量以及反应时的加料顺序。
（1）碱性较强的一元胺与二元胺
如苯胺、甲苯胺、甲氧基苯胺、二甲苯胺及 -萘胺、联甲氧基苯胺等，这些芳胺的特征是碱性较强，分子中不含有吸电子基，容易和无机酸生成稳定的铵盐，铵盐较难水解，重氮化时，酸量不宜过量过多，否则溶液中游离芳胺存在量太少，影响反应速率。重氮化时，一般先将芳胺溶于稀酸中，然后在冷却的条件下，加入亚硝酸钠溶液（即顺法）。
（2）碱性较弱的芳胺
如硝基甲苯胺，硝基苯胺，多氯苯胺等，这些芳胺分子中含有吸电子取代基，碱性较弱，难以和稀酸成盐，生成铵盐。在水中也很容易水解生成游离芳胺。因此它们的重氮化反应速率比碱性较强的芳胺快，所以必须用较浓的酸加热使芳胺溶解，然后冷却析出芳胺沉淀，并且要迅速加入亚硝酸溶液以保持亚硝酸在反应中过量，否则，偶合活泼性很高的对硝基苯胺重氮液容易和溶液中游离的对硝基苯胺自偶合生成黄色的重氮胺基化合物沉淀。
（3）弱碱性芳胺
若芳胺的碱性降低到即使用很浓的酸也不能溶解时，它们的重氮化就要用亚硝酸钠和浓硫酸为重氮化试剂。在浓硫酸或冰醋酸中这些芳胺的铵盐很不稳定，并且很容易水解，在浓硫酸中仍有游离胺存在，故可重氮化。对铵盐溶解度极小的芳胺（形成钠盐），也可采用反式重氮化，即等分子量的芳胺和亚硝酸钠混合后，加入到盐酸（硫酸）和冰的混合物中，进行重氮化。
（4）氨基偶氮化合物 氨基偶氮化合物如：
N ＝N －
HO 3S
NH 2
N ＝N －
NH 2
HO 3S
在酸性介质中迅速达成如下平衡：
N ＝N －
HO 3
S
NH 2
HO 3S
NH －N ＝
＝NH
偶氮苯
醌腙体
生成的醌腙体难溶于水，不能进行重氮化反应。为了防止醌腙体的盐生成，当偶氮染料生成后，加碱溶解，然后盐析，使之全部成为偶氮体的钠盐，析出沉淀过滤。加入亚硝酸钠溶液，迅速倒入盐酸和冰水的混合物中，可使重氮反应进行到底。 （5）邻-氨基苯酚类
在常规的条件下重氮化时，很容易被亚硝酸所氧化，因此它的重氮化是在醋酸中进行的，醋酸是弱酸，与亚硝酸钠作用缓慢放出亚硝酸，并立即与此类化合物作用，可避免发生氧化作用。
NH 2
OH
3H
NaNO 23N ＝N
O
3H
重氮盐的偶合反应机理
偶合反应条件对反应过程影响的各种研究结果表明，偶合反应是一个芳环亲电取代反应。在反应过程中，
第一步是重氮盐阳离子和偶合组分结合形成一个中间产物；第二步是这个中间产物释放质子给质子接受体，生成偶氮化合物。
Ar －N ＝N 2
＋
Ar －N ＝N －
H
NH
2
Ar －N ＝2
Ar －N ＝N －
NH 2＋ HB
B
影响偶合反应的因素：
（1）重氮盐：偶合是芳香族亲电取代反应。重氮盐芳核上有吸电子取代基存在时，加强了重氮盐的亲电子性，偶合活泼性高；反之，芳核上有给电子取代基存在时，减弱了重氮盐的
亲电子性，偶合活泼性低。
（2）偶合组分的性质：偶合组分芳环上取代基的性质，对偶合活泼性具有显著的影响。在芳环上引入供电子取代基，增加芳环上的电子云密度，可使偶合反应容易进行，如酚、芳胺上的羟基、氨基是给电子取代基。重氮盐常向电子密度较高的取代基的邻对位碳原子上进攻，当酚及芳环上有吸电子取代基－Cl 、－COOH 和－SO 3H 等存在时，偶合反应不易进行，一般需用偶合活泼性较强的重氮盐进行偶合。
（3）偶合介质的pH 值：对酚类偶合组分，随着介质pH 值增加，
Ar －
OH
Ar －O ＋ H
有利于生成偶合组分的活泼形式酚负氧离子，偶合速率迅速增大，pH 增加至9左右时，偶合速率达到最大值。当pH 值大于10后，继续增加pH 值，重氮盐会转变成无偶合能力的反
式重氮酸钠盐
Ar
N ＝N
O Na
。由此，降低了偶合反应速率。因此，重氮盐与酚类的偶合反应
通常在弱碱性介质中（pH ＝9～10）进行。芳胺在强酸性介质中，氨基变成NH 3正离子，降低了芳环上的电子云密度而不利于重氮盐的进攻。
NH 3
Ar －NH 2 ＋ H
Ar －
随着介质pH 值的升高，增加了游离胺浓度，偶合速率增大。当pH ＝5左右时，介质中已有足够的游离胺浓度与重氮盐进行偶合，这时偶合速率和pH 值关系不大，出现一平坦区域；待pH = 9以上，偶合速率降低，是由于活泼的重氮盐转变为不活泼的反式重氮酸盐的缘故。所以芳胺的偶合在弱酸性介质中进行。
（4）偶合反应温度：在进行偶合反应的同时，也发生重氮盐分解等副反应，且反应温度提高对分解速率的影响比偶合速率要大的多。为了减少和防止重氮盐的分解，生成焦油状物质，偶合反应一般在较低的温度下进行。另外，当pH 值大于9时，温度升高，也有利于生成反式重氮酸盐，而不利于偶合反应。
（5）盐效应：电荷符号相同的离子间的反应速率常数可以通过加盐，增加溶液离子强度、减少反应离子间的斥力、增加碰撞而获得提高。反之，电荷符号相反对离子间的反应速率常数会由于溶液离子强度的增加而下降。中性分子则没有这种影响。
（6）催化剂存在的影响：对某些有空间阻碍的偶合反应，加入催化剂（如吡啶）能加速脱氢，提高偶合反应速率。
六.试从重氮化，偶合反应机理出发比较说明：
1. 凡拉明蓝B 色基CH 3O NH NH 2
；大红色基G NH 2
CH 3
O 2N ；红B 色基NH 2
2
OCH 3
的重氮化反应的快慢，重氮化方法和酸用量的比例。
2. 分别写出它们的重氮盐和色酚AS 偶合的反应式，比较偶合反应的快慢，以及偶合时的pH 。
答：1.重氮化反应由快到慢顺序依次是凡拉明蓝B>红B 色基>大红色基G , 凡拉明蓝B 色基进行重氮化时,酸量不宜过量过多，否则溶液中游离芳胺存在量太少，影响反应速率。重氮化时，一般先将芳胺溶于稀酸中，然后在冷却的条件下，加入亚硝酸钠溶液（即顺法）.红B 色基,大红色基G 用较浓的酸加热使芳胺溶解，然后冷却析出芳胺沉淀，并且要迅速加入亚硝酸溶液以保持亚硝酸在反应中过量，否则，偶合活泼性很高的对硝基苯胺重氮液容易和溶液中游离的对硝基苯胺生成黄色的重氮胺基化合物沉淀。
2.CH3O NH N N+
OH
C NH
O
CH3O NH N N
HO C O
NH
Ar N+
OH
C NH
O
N
HO C O
NH
Ar
N
CH3
O2N
N
CH3
O2N
N+OH
C NH
O
N
HO C O
NH
Ar
N NO2
OCH3
N NO2
OCH3
偶合反应速率：
大红色基G>红B色基>凡拉明蓝B色基
偶合时的pH为：9～10.
第三章．染料的颜色和结构
互补色：将两束光线相加可成白光的颜色关系称为补色关系。
单色光：单色光是波长间隔很小的光，严格地说是由单一波长的光波组成的光。
深色效应：人们把增加吸收波长的效应叫做深色效应。
浓色效应：增加吸收强度的效应称为浓色效应。
浅色效应：降低吸收波长的效应叫做浅色效应。
淡色效应：降低吸收强度的效应叫做淡色效应。
最高吸收峰越窄、越高，表示染料颜色越纯、越浓艳
积分吸收强度：吸收带的面积称为积分吸收强度，它表示整
个谱带的吸收强度。
吸收选律：有机化合物中，电子要发生具有一定跃迁距的所
谓“允许”的跃迁，要有一定的条件，这些条件称为选律。
Beer-吸收定律：将波长为λ的单色光平行投射于浓度为c的
稀溶液，温度恒定，入射光强度为I0λ，散射忽略不计，通
过厚度为l的液层后，由于吸收，光强减弱为Iλ，Iλ与I0λ之间的关系为：
303.2000010303.2/lg
ln cl
k cl k I I cl k I I cl k I I e I I λ
λλ
λ
λλ
λ
λλ
λ
λλ--=-=-== (3-1)
式中：k λ为常数。
为了方便起见，将角注略去，并以 a ＝ k /2.303代入，则
I ＝I 0 ×10－
acl (3-2) 这便是常用的朗伯特-比尔定律方程式。 发色团：
助色团：指的是接在那些共轭体系上的 影响染料颜色的因素主要有以下几个：
（1）共轭双键系统：共轭系统越长则其深色效应越显著，曾加稠合的苯环就产生深色浓色效应，直向稠合的深色效应比角向稠合的大。通过增长偶氮基共轭系统产生深色效应，偶氮基超过两个后，深色效应变显著降低。
（2）供电子基和吸电子基：共轭系统上有供电子基，产生深色效应和浓色效应。供吸电子的协同效应强或能生成氢键则深色效应更显著。氨基在α位比β位深色效应明显。分子的共面性越好，深色效应越显著。用隔离基将两个色体系连接起来，产生深色效应，说使分子共轭体系断裂则发生浅色效应
（3）分子的吸收各向异性和空间阻碍：引入取代基造成了空间阻碍引起浅色效应（偶氮染料、蒽醌染料）或深色效应（菁类染料）。 外界条件对吸收光谱的影响：对于一般ππ跃迁，激发态在极性溶剂里比较稳定、能量较低，则产生深色效应；若在非极性溶剂中比较稳定，则ππ跃迁发生浅色效应。 第五章．直接染料 直接染料可分为：
一般直接染料（色牢度较差，染法简单，可直接上染）：联苯胺偶氮染料（色谱齐全，多为深色，联苯胺致癌），二苯乙烯型染料（线型面型分子特点，黄橙色为主） 直接耐晒染料：二芳基脲偶氮染料（耐日晒牢度较好，黄橙红蓝为主），三聚氰胺偶氮染料（纤维亲和力很好，耐日晒牢度较好，一般为绿红蓝），二噁嗪染料（耐光牢度很好，不易被保险粉雕白粉破坏，水洗牢度差），酞菁系直接染料（颜色单一，鲜艳纯正，耐晒牢度优异，非线性共面结构）。
直接铜盐染料（水溶性降低，水洗耐日晒牢度均改善，色泽变深暗） 直接重氮染料：在偶氮基对位上具有氨基的染料，在染料分子末端具有间二氨基苯或间氨基萘酚结构的染料。直接交联染料 直接混纺染料 直接染料对纤维素纤维具有直接性的原因 直接染料之所以具有直接性是因为：直接染料的分子是直线型的大分子，且分子的共面性较好，而纤维素分子也是线性大分子。另外，直接染料分子中含有磺酸基等水溶性基团可直接溶解于水中，在无机盐（常用食盐与元明粉）和温度的作用下在纤维内部，染料与纤维以分子间力（氢键，范德华力）进行结合。染料分子的线性，共面性越好，分子量越大，与纤维的直接性越好。 直接染料染色性能
根据直接染料对温度、上染率及盐效应的不同，大致可以分为三类：
A类：分子结构比较简单，在染液中聚集倾向较小，对纤维的亲和力低，在纤维内的扩散速率较高，移染性好，容易染得均匀的色泽。食盐的促染作用不很显著，在常规染色时间内，平衡上染百分率往往随着染色温度的升高而降低。因此染色温度不宜太高，一般在70~80℃染色即可。这类染料的湿处理牢度较低，一般仅适宜于染浅色。A类染料也称为匀染性染料。B类：分子结构比较复杂，对纤维的亲和力高，分子中有较多水溶性基团，染料在纤维内的扩散速率低，移染性能较差，如果上染不匀，难以通过移染加以纠正。而食盐等中性电解质对这类染料的促染效果显著，故必须注意控制促染剂的用量和加入时间以获得匀染和提高上染百分率。如使用不当，则因初染率太高，容易造成染花。这类染料的湿处理牢度较高。B 类染料又称为盐效应染料。
C类：分子结构也比较复杂，对纤维的亲和力高，扩散速率低，移染及匀染性较差。染料分子中含有水溶性基团较少，在含有少量的中性电解质染浴里上染也能达到较高的上染百分率。染色时要用较高的温度，以提高染料在纤维内的扩散速率，提高移染性和匀染性。在实际的染色条件下，上染百分率一般随着染色温度的提高而增加，但始染温度不能太高，升温不能太快，要很好地控制升温速率，否则容易造成染色不匀。C类染料又称为温度效应染料，拼色时，要注意选用性能相近的同类染料为宜。
水洗牢度顺序：可从共面性角度考虑，更具有直线性，对纤维直接性高，而具有更长的共轭系统，且最长，即共平面性最好，所以对纤维直接性最高，水洗牢度更好。
第六章．不溶性偶氮染料
不溶性偶氮染料由无水溶性基团的偶合组分和芳伯胺的重氮盐在纤维上偶合成不溶于水的偶氮染料，故名为不溶性偶氮染料。用于纤维素纤维染印，色谱浓艳不及还原染料齐全，以橙红蓝酱红棕为优，水洗牢度较好，稍逊与还原染料，价廉，上染简单，不宜染淡色。
一般染色过程是先将色酚溶解在烧碱溶液中，打底，色酚与纤维借氢键和范德华力相结合，然后与色基的重氮盐显色。
涉及化学反应：
重氮化反应：
ArNH2+HX
2+ NaNO2Ar N N X+2H2O
NaX +
偶合反应：
Ar－N＝N NH2
＋Ar－N＝N－NH2＋ HB
色酚：（1）2-羟基萘-3-甲酰芳胺及其衍生物（AS）
无水溶性基团的偶合组分，AS酸性很弱不溶水，在强碱溶液中溶解成钠盐，溶解可逆，由于钠盐水解会降低溶解性，会影响后面的偶合反应，故烧碱应稍过量。若过量很多，在光催化作用下色酚会被空气养化成无偶合能力的醌式结构。在碱溶液中加入甲醛防止色酚氧化和亚硝化。芳胺的放缓上引入取代基的深色效应：硝基大于氯基大于甲基大于氢基大于氧甲基，酰氨基对位大于间位大于邻位。（2）乙酰乙酰芳胺（β-酮基酰胺）衍生物（AS-G）有活泼亚甲基，生成不同色光的黄亲和力较高，耐晒牢度差。（3）其他邻羟基芳甲酰芳胺类等。色盐是色基重氮盐的稳定形式。性能要求有：（1）能够耐受50~60℃；（2）能够保存一定时间（3）在运动和撞击时不会发生爆炸；（4）使用时容易转化成偶合的活泼形式。
色盐的主要结构形式有：(1) 稳定的重氮硫酸盐或盐酸盐，如：
NH N2Cl
CH3O
蓝色盐 VB
(2) 稳定的重氮复盐，如：
N N N2Cl
O2N
2ZnCl2
黑色盐 K
(3) 稳定的重氮芳磺酸盐，如：
OCH 3
N 2+
O 2N
SO 3
SO
3Na 红色盐 B
(4) 稳定的重氮氟硼酸盐，如：
N 2BF 4
Cl
橙色盐GC
快色素染料又称重氮色酚染料，是色酚和反式重氮酸盐的混合物。 快磺苏：重氮化合物的中性或微酸性溶液与亚硫酸作用，生成具有偶合能力的重氮亚硫酸盐，在水溶液中很快转变成稳定的重氮磺酸盐，再经加热处理可转变为有偶合能力的顺式重氮亚硫酸盐，或被氧化成为活泼的重氮硫酸盐。芳环上有给电子基，易制备成重氮磺酸盐。将此稳定的化合物与色酚混合，则制成快色素染料。 重氮化合物与脂肪族或芳香族伯、仲胺作用，生成无偶合能力的重氮氨基或重氮亚氨基化合物。当介质的pH 值下降，上述产物可以转变为原来的重氮化合物和胺。将这样的重氮氨基化合物与色酚混合，就成为快胺素染料。
中性素也是色基的重氮氨基化合物与色酚混合而成，它们与快胺素的区别在于选择稳定剂不同，以碱性较弱的邻羧基芳仲胺为主。 第七章．还原染料
还原染料大都属于多环芳香族化合物，其分子结构中不含有磺酸基，羧酸基等水溶性基团。它们的基本特征是在分子的共轭双键系统中，含有两个或两个以上的羰基（
C
O
），因此
可以在保险粉的作用下，使羰基还原成羟基，并在碱性水溶液中成为可溶性的隐色体钠盐。
还原染料的隐色体对纤维具有亲和力，能上染纤维。染色后吸附在纤维上的还原染料隐色体，经空气或其他氧化剂氧化，又转变为原来不溶性的还原染料，而固着在纤维上。芳环共平面性好，易聚集，色泽鲜艳，色谱齐全，各项牢度较高，价格昂贵。
还原染料与纤维以氢键，范德华力结合，在纤维上以主要以分子状态存在.。还原染料品种数目繁多，有全面的坚牢度，耐晒和耐洗坚牢度尤为突出。
按照化学结构和性质，还原染料原本分成蒽醌、靛族和稠环三类，加上后来出现的硫酸酯衍生物的可溶性类，共为四大类。
蒽醌类还原染料具有各项坚牢度优良、色泽较鲜艳、色谱较齐全、染料隐色体钠盐对纤维亲和力高的特点，但某些浅色品种对棉纤维有脆损作用。 靛族类还原染料和蒽醌类最显著的不同之处，就是不论它们原来是什么色泽，还原后的隐色酸钠盐都是无色或者仅含很浅的黄色或杏黄色。染料的隐色体钠盐对纤维的亲和力较小，所以不易染得深浓色；染色后织物如遇高温处理，会发生升华现象。 稠环类还原染料对纤维素纤维有一定的直接性，匀染性很好，而且各项染色坚牢度都比较优良。
可溶性类还原染料的染色牢度优良，但染浴的强碱性无法用于毛、丝等蛋白质纤维的染色。 蒽醌染料由蒽醌或其衍生物合成,蒽醌染料根据结构可以分为： 酰胺系和亚胺系, 如：还原黄WG ，它的结构为：
O NHCO
咔唑系,如还原黄FFRK （黄28号），结构为：蓝蒽酮系, 如还原绿BB （绿11号，69850），
它是4, 4'-二氨基-3, 3'-二氯蓝蒽酮。
O
O
O
O
NH
O
O
NH NH
O
O
Cl
Cl
NH 2NH 2
黄蒽酮和芘蒽酮系,如黄蒽酮（还原黄 G ，70600）二苯嵌蒽酮系, 如还原艳绿FFB ，结构为 和芘蒽酮（还原金橙 G ，59700）。它们的结构式如下：
O
N
O
N
黄蒽酮
O
HC
O
CH 芘蒽酮
O
CH 3O
CH 3O O
吖酮系，如还原红紫RRK （紫14号，67895）， 噻唑结构系，如还原黄GC （黄2号，
67300），其结构为：
其结构为：
O
O
HN
Cl
CO
Cl
Cl
O O
N
N S S
C
C
(1) 靛蓝合成途径
NH 2
+
CLCH 2OH -NHCH 2COOH
NH CH 2
C C O CH 2
NH
C O C C NH
N
C O
(2) 硫靛合成途径
C
S C C C
S O
CH 3
CH 3
Cl
Cl
CH 3
Cl
SCH NH 2
22Cl
2COONa
水解，H
CH 3Cl
C
CH 2S
O 还原桃红 R
靛蓝的牢度很好,但是它的色泽晦暗并不鲜艳，它的隐色体钠盐对纤维素纤维的直接性很小，无法一次染得深色。这些缺点可以通过卤化的方法得到改善。卤化后的靛蓝色泽比较鲜艳明亮，而且，染料卤化后，提高了染料隐色体钠盐对纤维素纤维的直接性。硫靛染料大部分都是红色，与靛蓝一样，硫靛本身色泽都不够鲜艳，而且日晒牢度也差；可是它的衍生物却很漂亮，而且各项牢度都很高。
影响还原染料还原速度的主要因素及其影响：
还原速度一般在习惯上以染料达到完全还原状态所需时间的半量——半还原时间来表示。还原速度与染料隐色体电位虽然都是用来显示染料的还原性能的，但两者之间并没有直接的联系。一般规律是靛族染料的隐色体电位负值较小，但它们的还原速度却很缓慢；蒽醌类染料的隐色体电位负值较高，但还原速度却很快。由于染料的还原是一种多相反应，不仅染料的结构决定着染料内在的还原特性，而且染料分散体颗粒的物理形状和大小也会影响染料还原的速度。因为分散体的颗粒直接决定着发生反应的固液界面接触面积的大小和反应的能力。根据研究结果，染料颗粒物理状态对还原速度的影响，比染料化学结构差异的影响一般为小。实验还发现，对于同一种染料，还原反应的速度并不与颗粒的表面积成正比关系，还原反应速度的增长慢于颗粒表面积的增长。对于还原速度来说，染料结晶的性质比颗粒大小更为重要。实践证明：决定染料还原速度的主要因素是温度和保险粉含量；而染料本身的性质和物理形态以及染浴中氢氧化钠的浓度对还原速度仅有一定的的影响。 因此，在生产中提高染料的还原速度最经济的办法是提高还原温度。不过，有些染料在高温反应时会产生一些副反应，对于这些染料，不能采取提高温度的办法。 一些用还原染料印染的织物，在穿着过程中会发生纤维脆损现象称为光敏脆损现象。这种现象的产生原因，主要是这些染料吸收光线中某一波段的能量转移给其他物质时，在纤维上引起了光化学反应所致。光敏脆损现象的产生与染料的结构是否有关，目前还缺乏足够的论证。但有些情况具有一定的规律性。在还原染料中，黄色、红色和橙色是产生光敏脆损现象比较严重的色泽系统。还原、硫化、偶氮染料中存在。 第八章．硫化染料
硫化染料是一类水不溶性染料，一般是由芳胺类或酚类化合物与硫磺或多硫化钠混合加热制得，这个过程叫做硫化。 制备方法：（1）熔融硫化法是将芳香族化合物与硫磺或多硫化钠在不断搅拌下加热，在200~250℃熔融，直到产品获得应有的色泽为止。硫化完毕，有的直接将产物粉碎，混拼即得成品；有的则将产物溶于热烧碱溶液中，再除去剩余的硫磺，并吹入空气使染料氧化析出，过滤，最终得到具有较高纯度的产品。（2）溶剂蒸煮法是将硫化钠先溶于溶剂，加硫磺配成多硫化钠溶液，然后加入中料，加热回流进行硫化。可选用水或丁醇作溶剂。硫化完毕，有
的吹入空气使染料氧化析出；有的直接蒸发至干，粉碎拼混成为产品。 硫化染料按所用中料的不同主要分类有
由对-氨基甲苯、2, 4-二氨基甲苯等中料合成的硫化染料，如硫化黄2G ：
N
S
NH 2
N
S
H 3C
N
S
由4-羟基二苯胺类中料合成的硫化染料，如
NH
OH
NH
(硫化新蓝BBF 的中料)
NH
OH
H 2N
NH 2
(硫化深蓝3R 、RL 的中料)
由吩嗪衍生物中料合成的硫化染料，如硫化红棕3B 可能有如下式所示的结构：
H CH 3
N
N NH 2O S
S O N N H 3C H 2N
S S
H
由2, 4-二硝基苯酚合成的硫化黑染料，如硫化黑染料可能有如下结构：
S
N S
NH 2OH
H 2N O
O N H 2N HO
S
NH 2S
S
S 2 7
~
硫化还原染料，如硫化还原蓝R ，其结构式如下：
H
N S
N O
S
S O S N
S
S N
H
硫化染料的染色过程
1染料的还原溶解：硫化染料还原时，一般认为染料分子中的二硫(或多硫)键，亚砜基及醌基等都可被还原：
D S S D'
[H]D SH +D'SH
D S S D'
O O [H]D SH +D'SH +2H 2O
N D [H]OH
NH D
2. 染液中的染料隐色体被纤维吸着
硫化染料隐色体在染液中以阴离子状态存在，它对纤维素纤维具有直接性。 3. 氧化处理
上述隐色体染料在纤维上通过氧化工序生成不溶性的染料，并充分发色。硫化染料的整个还原氧化过程如下：
D S
S D SNa D S S D
NaSH NaOH 氧化硫化染料隐色体
硫化染料 4. 后处理
后处理包括净洗、上油、防脆、固色等项。 缩聚染料是一类在上染过程中或上染以后，染料本身分子间或与纤维以外的化合物能够发生共价键结合，从而增大分子的染料。缩聚染料分子中含有硫代硫酸基（—SSO 3Na ），它们在硫化钠、多硫化钠等作用下，能将亚硫酸根从硫代硫酸基上脱落下来，并在染料分子间形成—S —S —键，使两个或两个以上的染料分子结合成不溶状态而固着在纤维上。就硫代硫酸基在染料分子中的连接情况来看，有的染料的硫代硫酸基是直接接在发色体系的芳环上的；有的则是接在芳环的烷基或乙胺基等取代基的碳原子上的。前一种类型的染料以缩聚黄3R 为例，它是由对氨基苯硫代硫酸盐重氮化，与1-苯基-3-甲基吡唑酮偶合而制成的，它的结
构式如下：NaO 3SS
N N C C CH 3
C N
N
后一种类型的染料可以缩聚翠蓝I3G 为例，它是由铜酞菁磺酰氯和2-氨基乙基硫代硫酸盐（H 2NCH 2CH 2SSO 3Na ）缩合制成，它的结构式如下：CuPc(SO 2NHCH 2CH 2SSO 3Na)n
式中CuPc 代表铜酞菁结构，n =3.3~3.5。 第九章 酸性染料
传统的酸性染料都是在酸性条件下染色，故通称酸性染料，含有大量磺酸基，少量有羧酸基，是一类水溶性染料，有色谱齐全、色泽鲜艳、结构简单等特点，其发色体结构中偶氮和蒽醌占有很大比重，主要用于羊毛、真丝等蛋白质纤维和锦纶的染色和印花。按染料对羊毛的染色性能，酸性染料可分为强酸浴、弱酸浴和中性浴染色的三类酸性染料。 双偶氮酸性染料和蒽醌型酸性染料的主要合成途径。 双偶氮酸性染料
NH2OH
NaO3S SO3
Na H
NH2OH
NaO3S SO3Na
O2N N
N
NH2OH
NaO3S SO3Na
O2N N N N N
酸性黑B
蒽醌型酸性染料
O
O
NH
NH
CH3
CH3
SO3Na
3
Na
O
O
OH
OH
OH
OH
OH
OH
OH
OH
O
O
H3BO3
CH3
酸性蓝绿G
试述酸性染料结构与其应用性能的关系，举例说明提高皂洗牢度的可能途径。分析如下结构中的取代基X、Y对染料在羊毛上的应用性能的影响。
N=N
OH NHY
SO3Na
NaO3S
X
（1）染料分子结构与耐光性能
母体结构、取代基的性质以及它们所处的相对位置对其耐光牢度有直接影响。通常染料分子中氨基、羟基的存在不利于耐光性能，而卤素（Cl、Br）、硝基、磺酸基、氰基以及三氟甲基等有助于耐光坚牢度的提高。
分子中氨基酰化均能提高酸性染料在羊毛上的耐光坚牢度，但是，当脂肪链过长时，将导致耐光牢度的降低。
在染料分子中引入某些特殊基团，也能使染料分子结构的稳定性得到提高，或者是影响染料分子在染色纤维中的物理状态，进而提高其耐光牢度。
由氨基蒽醌磺酸衍生的酸性及弱酸性染料染羊毛的耐光牢度均较好。与氨基蒽醌分散染料相似，当在氨基的邻位引入磺酸基、甲基或其他取代基团，降低了蒽醌1-位的氨基对光氧化作用的活泼性，提高其耐光稳定性。同时，如果在蒽醌类酸性染料分子中引入脂肪族碳链时，则以C8~C12为宜，否则耐光牢度也会降低。
（2）染料分子结构与湿处理牢度
染料分子结构决定了对染色纤维结合力的大小，该结合力越大，亲水性越弱，染着在纤维内部的染料分子保留在纤维之中，不易向外扩散，则湿处理牢度越高。
增加染料相对分子质量，使具有相同磺化程度，即含有相同磺酸基数的染料分子，其湿处理牢度将随着染料相对分子质量或分子体积的加大而得到改进。同时，具有更好的分子共平面性更能改进染料的湿处理牢度。
可见，改变分子结构、增大相对分子质量有助于湿处理牢度的改进。
（3）染料分子结构与匀染性能
在染料分子中引入较多的水溶性基团，如磺酸基、羧酸基，以提高染料在水中的溶解度，加大染料分子的亲水性，降低染料对纤维的亲和力，可有效地增加染料的匀染性能。
对于酸性染料而言，增加相对分子质量，引入特殊的基团如脂肪族碳链等可以降低染料亲水性，增加染料对纤维的亲和力，提高其湿处理牢度，但会影响染料的匀染性。其中尤以含长碳链的弱酸性染料更为明显。因此，在相对分子质量增加到一定程度时，可用芳环或环烷烃代替脂肪链，同时引入极性较强的基团，如取代的磺酰氨基，酯基，以赋于染料一定的亲水性能，在增加与纤维结合能力的同时，还可以具有较好的匀染性。
(4)分析：
对日晒牢度的影响：
X：①只要为吸电基，就可以降低电子云密度，日晒牢度提高，会产生深色效应，对位效率更高；②但X位于偶氮基邻位时，日晒牢度好，但但X为-NO2时，日晒牢度显著降低；③X引入某些基团，如-SO2NR2等磺酰胺基，可提高耐光牢度
Y：若为酰化基团R-CO-时，由于分子体积增大，可提高日晒牢度，且随着脂肪链的增大而增大，但过长时，会使牢度降低，以C4~C8为佳。
对湿处理牢度的影响：
X：①为脂肪族烷基、环烷烃、芳烃等疏水基团时，湿处理牢度好，且随着碳链长度、分子量的增加而增大；②但X在偶氮基对位时，有较好的分子共平面性，湿牢度提高；③引入染料共平面性好的基团，更能显著改善湿牢度；④X为水溶性基团时，可提高匀染性，但会降低湿处理牢度。
Y：采用大分子的酰化基团时，湿牢度得到提高，且随着碳链长度、分子量的增大而增大。
对匀染性影响：
X、Y中的长碳链会使匀染性降低，因此分子量的增大有一定的限制；用芳环或环烷烃代替X、Y中的脂肪链，同时引入极性较强的基团，赋予染料一定的亲水性。
此外，当X为-OH且在偶氮基邻位时，为酸性媒染染料，可显著提高日晒、湿处理牢度；此时Y主要用于调节匀染性，其体积越小越好。
比较偶氮型酸性染料和直接染料在结构、染色对象、染色性能(匀染性，牢度)以及合成染料中间体的异同点。
偶氮型酸性染料分子结构比较简单，分子中含有水溶性基团，主要用于染羊毛等蛋白质纤维，与纤维以离子键结合，由于分子量小，加上分子中含有较多的水溶性基团导致其湿处理牢度较差，对羊毛的匀染性好。
直接染料的分子量大，分子中也含有水溶性基团，分子呈线性，共平面性好，与纤维的直接性大，与纤维主要以范德华力结合，水洗，日晒牢度不佳。
指出下列染料是什么种类的染料，分别指出各自的应用对象，颜色和牢度，并说明理由。
1. 2.
NaO 3S
OH
O 2N
N N C
CONH
C
OH
CH 3
N N
CH 3
CH OSO 2
CH 3
N N
3Na
CH 3
3.
OH
3Na
N N
CH 3O OCH 3N N OH
NaO 3S
NH 2
4.
N N
OH
NaO 3S
CH 3CONH
NHCNH
O
OH
3Na
N N NHCOCH 3
1．强酸性染料，主要用于羊毛、真丝等蛋白质纤维的染色。分子结构简单，磺酸基所占比例高，在水中溶解度较好，因此有好的匀染性，但常温染液中基本上以离子状态分散，对羊毛亲和力较低，湿处理牢度差，日晒牢度较好，色泽鲜艳。
2．弱酸性染料，主要用于羊毛、真丝等蛋白质纤维的染色。分子结构稍复杂，磺酸基所占比例相对较低一点，溶解度也稍差一些，在染液中基本以 胶体分散状态存在，对羊毛亲和力较高，因此湿处理和匀染性属中等。
3．直接染料，主要用于纤维素纤维的染色。色谱齐全，湿处理牢度较低。
4．直接铜盐染料，主要用于纤维素纤维的染色。铜盐处理时，改善了染料的水洗牢度和日晒牢度，但色泽同时变得深暗。
第十章 酸性媒染染料与酸性含媒染料
酸性媒染染料：结构特征：含有与酸性染料相同的磺酸基或羧酸基的水溶性基团，具有酸性染料的性质；又含有能与金属原子络合的基团（如羟基、氨基），具有媒染染料的性质；分子量较小。应用性能：主要应用于羊毛、蚕丝及聚酰胺纤维上，经媒染剂处理后，在羊毛上具有良好的耐光、耐洗和耐缩绒坚牢度；色光不如酸性染料鲜艳，但颜色加深。
酸性含媒染料：结构特征：绝大多数是含水溶性基团的偶氮型染料；在分子中含有水杨酸基团或在偶氮基两侧邻位上具有可以与金属形成络合物的羟基、氨基母体染料；应用性能：染色过程中，借助铬离子分别与染料、纤维通过共价键、配位键相结合在一起，使染色织物具有优良的各项牢度。
酸性媒染染料按其化学结构分类主要包括偶氮，蒽醌、三芳甲烷及氧蒽等四种类型。 偶氮类
N N
OH COONa
NaO 3S
酸性媒染深黄GG 蒽醌类
O O OH
NH
SO 3Na
SO 3Na
NH
酸性媒染蓝黑B 三芳甲烷类
HO NaOOC
C
O COONa
CH 3
CH 3
N(C 2H 5)2
酸性媒染紫R 氧蒽类
O C
(C 2H 5)2N
O COONa COONa
酸性媒染桃红3BM
作为络合反应的媒染剂常用的是重铬酸钾或重铬酸钠。铬离子和染料的络合反应分子比决定于染料的配位体结构和反应条件。，三价铬离子的配位数是6，而每个水杨酸结构具有两个
配位基。所以理论上铬离子和具有水杨酸结构的染料可以形成1:
3、1
:2和
1:1（络合物分子中的中心金属离子数和染料分子数之比）三种类型的络合物。
N N
O C O
1:1型
B N N
O C O
Cr
O
O C
N
N
1:2型
N N O C O Cr
O
O C
O N N
O O C O N
N 3
1 3型
金属在形成螯合环络合物后，失去原来性能而呈现许多新的性能。例如，不同于原金属盐原有的颜色。在偶氮染料分子中，偶氮基参与络合后，染料色光一般有改变。在具有邻羟羧酸结构的偶氮染料与铬的络合中，发色团偶氮基不参与络合，故络合后色光变化较小。
试从下列酸性染料的结构和应用性能差异，分别指出它们属于何种类型的酸性染料，比较染料的匀染性、湿处理牢度，并说明理由。
1. 2.
N N
OH NHCOCH3 NaO3S SO3Na
N N
OH NHCOCH3
NaO3S SO3Na H25C12
3. 4.
O3
Na
NaO3S OH
O2N N N C
CONH
OH
CH3
答：1是强酸性染料，分子结构简单，磺酸基所占比例高，在水中溶解度较好，因此有好的匀染性，但常温染液中基本上以离子状态分散，对羊毛亲和力较低，湿处理牢度差。
2是弱酸性染料，分子结构稍复杂，磺酸基所占比例相对较低一点，溶解度也稍差一些，在染液中基本以胶体分散状态存在，对羊毛亲和力较高，因此湿处理和匀染性属中等。
3是酸性含媒染料，含有金属Cr离子，湿处理牢度较酸性染料好，但不如酸性媒染染料。
4是酸性媒染染料，与强酸性染料结构类似，含配位体，湿处理牢度很好。
第十一章活性染料
活性染料的通式可写成S－D－B－Re，
S：水溶性基团，影响染料水溶性和扩散型及所带来的负电荷越多，电介质促染作用越明显D：染料母体，决定除反应性以外的染料的基本性质，是染料的发色部分。①赋予染料一定的直接性，不宜过低，否则会影响染色时的吸附和固色率；但也不宜过高，否则不利于水解染料从纤维上洗净，影响沾色或降低色牢度；②与鲜艳度、色牢度的关系：母体染料结构直接决定其鲜艳度和色牢度；③影响染料的反应性，在B和Re相同下，D相当于取代基，在整个染料分子处于同一共轭系统时，能直接影响活性基的反应性；在非共轭型系统时，会影响桥基而间接影响活性基的反应性；④调整与纤维亲和力和溶解度的关系，是改进染料染色性能和提高固色率的一个途径。
B：桥基，①影响活性基的反应性；亚胺基的离解能降低反应的活泼性，可能引起亲和力降低，而降低固色率。当亚胺基被烷基化后，可提高反应性，但会使亲和力下降；②羟基的长度和弹性也会影响固色率；③影响染料-活性基和染料-纤维的稳定性；
Re：活性基，①提供染料的反应性，不仅决定染料和纤维的反应速度，且在一定程度上还决定染料在纤维上的固色率；②与染料的稳定性有关，尤其重要的是储藏稳定性。反应性太强，活泼性太高，染料易水解，无法保存。染料与纤维结合后产生的共价键的种类及活泼性影响其耐酸耐碱稳定性，进而影响色牢度；③决定纤维印染加工的性质和条件。反应性高的在较低温度、碱性较弱的条件按下固色；反应性低的还适用于印花工艺中；④与染料的溶解
度、扩散型及直接性有一定关系
（2）①卤代均三嗪型活性染料（X 型和K 型）与纤维的反应可用染料的亲和取代反应来解释。
活性基上，由于与碳连接的氯原子电负性也很强，电子诱导的结果使碳原子呈现更强的正电性，这样芳香杂环上的碳原子更易受到亲核试剂的攻击，发生亲核取代反应。固色时，纤维素纤维在碱性介质中的离子化，生成纤维素负离子（亲核试剂），它能与活性染料的活性基团发生亲核取代反应：
N
N
NH
D NHR
+ Cell －CH 2－O N N
NH
D NHR
O －CH 2－Cell N N
NH
D NHR
O －CH 2－Cell
＋ Cl
上述生成的染料－纤维共价键是酯键。
二氯均三嗪环上的一个氯原子被纤维素阴离子或－OH 取代后，第二个氯原子便不易被取代了。
②KN 型活性染料与纤维的结合是一种亲核加成反应。染色时，染料在碱作用下生成含活泼双键的乙烯砜基(－SO 2CH ＝CH 2)，由于活性基中－SO 2为吸电子基，电子诱导效应的结
果使 -碳原子呈现更强的正电性，遂能与纤维素负离子发生加成反应，H ＋
离子由水中供给，
反应后产生OH －
离子，其反应过程如下：
D －S －CH 2CH 2－O －SO 3Na
O
O
OH
D －S CH 2－O －SO 3Na
O
O
D S CH 2
Cell －CH 2－O
D －S －CH －CH 2－O －CH 2－O
O
H
D －S －CH 2－CH 2－O －CH 2－Cell
O
O
以上反应所形成的染料－纤维共价键是醚键，即R －O －R'，在D －F 键的牢度上与酯键结合是有区别的。
③M 型活性染料同纤维素纤维反应的机理取决于引入的活性基团。若是卤代均三嗪型和嘧啶型则发生亲核取代，若是乙烯砜型则是亲核加成反应。
④染料-纤维的酸碱稳定性： 碱性条件下
X 型>K 型>M 型>KN 型 酸性条件下
KN 型>M 型>K 型>X 型
一、写出一氯均三嗪，二氯均三嗪，一氯甲氧基均三嗪和二氟一氯嘧啶，甲基砜嘧啶，三氯嘧啶两组活性染料的结构式。比较它们的反应活泼性的大小并说明理由。写出下列染料与纤维素纤维的反应机理并比较说明它们的反应活泼性及“染料-纤维”键的水解稳定性。
D NH
N Cl
D NH
N N Cl
F
F
试从这些机理出发对近年来在改进和提高卤代杂环活性染料的反应性能和提高“染料－纤维”间键的稳定性方面的品种发展，讨论并举例说明之。
答：（1）活性染料结构式分别为：
染料化学习题答案 第一章染料概述 一．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。成为染料需要具备以下两个条件：（1）可溶于水，或者可在染色时转变成可溶状态，对纤维有一定的亲合力。（2）能够使纤维着色，且上染后具有一定的染色牢度。二．纺织纤维按其来源可以分为3类，植物纤维，动物纤维，合成纤维；对于植物纤维，如棉，麻可用直接染料，活性染料，还原染料，不溶性偶氮染料，硫化染料，缩聚染料进行染色。对于动物纤维，如羊毛，蚕丝可以用酸性染料，中性染料，媒染染料，活性染料进行着色。合成纤维，常见的有涤纶，锦纶，腈纶，涤纶可以用分散染料染色，锦纶可以用酸性染料染色，腈纶可以用阳离子染料染色。 三．略 四．略 五．略 第二章中料及其合成途径 一．略 二．合成染料中料中常用的重要的亲电取代反应有磺化、硝化、卤化，烷化，芳化。 1)磺化反应的作用即是在有机化合物分子中引入磺酸基。 磺化目的： 1．通过引入磺酸基赋予染料水溶性。 2．染料分子中的磺酸基能和蛋白质纤维上的－NH3+生成盐键结合而赋予染料对纤维的亲和力。 3．通过亲核置换，将引入的磺酸基置换成其他基团，如－OH、－NH2、－Cl、－NO2、－CN等，从而制备酚、胺、腈、卤代物、硝基化合物等一系列中间体。在染料中间体合成中主要是－SO3Na经碱熔成－ONa的反应。 2）硝化反应的作用即是在有机化合物分子中引入硝基。 硝化目的： 1．作为制取氨基化合物的一条重要途径。
N O2[H] H+ N H2 N O2 Z n O H N H N H H N H2N H2 2．硝基是一个重要的发色团，利用它的极性，加深染料颜色。 3．利用硝基的吸电子性，使芳环的其他取代基活化，易于发生亲核置换反应。 3）卤化反应的作用即在有机化合物分子中引入了卤素 卤化目的： 1．可改善染色性能，提高染料的染色牢度。如四溴靛蓝的牢度比靛蓝好，颜色更加鲜艳，牢度好。 2．通过卤基（主要是－Cl、－Br）水解、醇解和氨化引入其他基团，主要是－OH、－OR和－NH2 3．通过卤基，进行成环缩合反应，进一步合成染料 4）烷化的作用即在有机化合物分子中引入了烷基或芳基。 烷基化目的： 1．在染料分子中引入烷基和芳基后，可改善染料的各项坚牢度和溶解性能； 2．在芳胺的氨基和酚羟基上引入烷基和芳基可改变染料的颜色和色光； 3．可克服某些含氨基、酚羟基染料遇酸、碱变色的缺点。 三．合成染料主要是由为数不多的几种芳烃（苯、甲苯、二甲苯、萘和蒽醌等）作为基本原料而制得的。常用的中间体有，苯胺，硝基苯，卤代苯，烷基苯，苯酚，萘酚，苯磺酸，萘磺酸等 四．萘的磺化随磺化条件，特别是随温度的不同得到不同的磺化产物。低温（<60℃）磺化时，由于α位上的反应速率比β位高，主要产物为α取代物。 随着温度的提高（165℃）和时间的推移，α位上的磺酸基会发生转位生成β-萘磺酸。（一）萘环上引入羟基的方法有（1）酸基碱熔反应：萘磺酸在高温下（300℃）与氢氧化钠或氢氧化钾共熔时磺酸基转变成羟基 O N a S O3H N aO H 270℃H+ O H 。
染料化学考题范本 一、名词解释（每题4分，合计20分） 1、互补色 2、深色效应 3、共轭型阳离子染料 4、快色素 5、光脆性
二、选择题（每题2分，合计20分） 1.染料有两种分类方法，其一是；其二是。染料主要有和二类主要化学结构。 2.涤纶纤维主要用染料染色。根据染料的升华牢度和染色性能，将其分为、、型，其中型适用于高温高压染色法，型适用于高温热熔染色法。 3.活性染料和纤维成键结合。染料分子由 等几部分结构组成，分子通式可以写成。影响含氮杂环活性基团的反应活泼性的因素主要有。4.酸性染料主要用于纤维的染色。按染料染色pH和染色性能的不同又可细分为、、；这些染料分别在、、条件下染色。 5.所谓浅色效应是指的效应；增大染料的吸收强度的效应称为效应。影响染料在溶液中的颜色的主要因素 。 6.在偶合反应的表示式E→D→E中，D表示；E表示。 7.当色酚As分别和重氮盐进行偶合反应时，若反应中逐步增加NaCl
的用量，则色酚As 和 的反应速率增加。 2Na O 3 S 2 C H 32SO 3Na Na O 3S - - 8. 按照分子轨道理论，分子对光产生选择吸收而发色的主要原因是染料分子价电子的________________跃迁。 1. π π* 2.σ σ* 3.n π* 4.π σ* 9.下列活性染料的反应性活泼顺序为_________________________________。 D N H Cl N N N Cl D N H Cl Cl D N H Cl Cl D N H N N N Cl N H R N N Cl N N F B A D C 10.下列分散染料的升华牢度大小次序为_____________________________。 O O N H 2 O H O O N H 2 O H O O N H 2 O H O O Cl A B C
一、名词解释练习题 1、染料：有色的有机化合物，能溶于水或其他介质以制成溶液或分散液，并能直接或经媒染剂作用使纤维着色，染后具有一定坚牢度及鲜艳度的物质。 2、力份：是指染料厂选择某一浓度的染料为标准，而将同种类不同批次的染料产品与它相比较而言，用百分数表示。即同种染料，在相同条件下用相同用量，染出颜色的浓淡程度比较。 3、颜料：是不溶于水和一般的有机溶剂的有机或无机有色化合物。颜料本身对纤维没有染着能力，使用时主要靠高分子粘合剂的作用，将颜料的微小颗粒黏着在纤维表面或内部。 4、互补色光：一定波长的光与另一定波长的光，以适当的强度比例混合得到白光，这两种有色光称为互补色光。 5、中料：将不具备染料特性的芳烃衍生物叫做染料中间体，简称中料。 6、重氮化反应：芳伯胺与亚硝酸作用生成重氮盐的反应称为重氮化反应。因亚硝酸不稳定，通常使用亚硝酸钠和盐酸或硫酸，使反应生成的亚硝酸立即与芳伯胺反应。 7、偶合反应：芳香族重氮盐浴酚类和芳胺作用，生成偶氮化合物的反应。 8、染色牢度：是指染色产品在使用过程中或染色以后的加工过程中，在各种外界因素的作用下，能保持其原来色泽的能力。 9、加法混色：加法混色指的是不同颜色的光的混合。在人眼视网膜的同一点上同时。射入两束或两束以上颜色的光，产生与这些光的颜色不同的另一个颜色的感觉，它是把色光叠加起来的混色方法。 10、单色光：在光谱上看到的颜色叫光谱色，不能分解的光谱色称为单色光。 11、深色效应：通过改变染料结构等可改变染料的最大吸收波长，即改变染料色泽的深浅。凡是能使染料的最大吸收波长增大的效应称为深色效应。 12、浅色效应：通过改变染料结构等可改变染料的最大吸收波长，即改变染料色泽的深浅。凡是能使染料的最大吸收波长减小的效应称为浅色效应。 13、浓色效应：通过改变染液浓度等可改变染料的最大摩尔消光系数，即改变染料色泽的浓淡。凡是能使染料的最大摩尔消光系数增大的效应，称为浓色效应。 14、淡色效应：通过改变染液浓度等可改变染料的最大摩尔消光系数，即改变染料色泽的浓淡。凡是能使染料的最大摩尔消光系数减小的效应，称为淡色效应。 15、Lambert-Beer-吸收定律：单色光透过理想的染料溶液时，吸光度等于摩尔吸光系数、溶液浓度以及单色光经过的光程长度之积。
一讨论无机酸的性质和无机酸的浓度对重氮化反应的影响。 浓硫酸大于盐酸大于稀硫酸 1、酸的用量从上式可知，酸的理论用量为2mol，但实际生产时，酸的用量要比理论量大的多。这是因为： ①溶解芳胺。酸与芳胺作用生成铵盐，溶于水； ②酸与亚硝酸钠作用生成重氮化试剂—亚硝酸; ③稳定重氮盐。重氮盐一般是容易分解的，只有在过量的酸液中才比较稳定。 酸量多了也不好，会使游离芳胺浓度降低，反应速度因此降低，一氧化氮、二氧化氮大量逸出，这样既造成浪费又污染环境 二盐对偶合反应速率有何影响？ 若A、B两离子所带电荷相同时，能提高偶合速率；若A、B两离子所带电荷相反时，能减小偶合速率；若A、B两离子中，有一个呈电中性，对偶合速率无影响。 三荧光增白剂的增白原理 增白剂吸收能量较高的近紫外区光线，使分子进入激发态，由于这一状态不稳定，当激化分子返回到能量较低的基态时，由于能量的损失再辐射出光时比吸收时光的波长为长，因此由紫外区波长到可见光区（450nm）兰色光波范围，这种兰色光不但可以补正黄色光，而且还有剩余，所以增白织物，看上去略带兰色光的增白效果，因此我们说荧光增白剂的增白是光学上的补色作用，又称为光学增白剂。
四分散染料的升华牢度、日晒牢度分别与结构有何关系 分散染料的耐升华牢度，与分子间吸引力有关，也和染料分子大小，染料分子的偶极性大小有关。染料分子量增加，分子间范德华力增加，不易升华；染料分子的极性增加，也不易升华。 偶氮分散染料重氮组份为杂环的染料，其耐晒牢度一般较高，杂环上若具有吸电子取代基，则染料的日晒牢度更高 蒽醌型分散染料的光褪色是一个很复杂的问题，氨基蒽醌在有氧的存在下，光褪色的第一步可能是生成羟胺化合物，氨基的电子云密度越大，既碱性越大，染料的耐光牢度越低。其规律是： （1）α—氨基的4位引入供电子基，供电子性越强，耐光牢度越低。（2）α—氨基的β位引入吸电子基，耐光牢度↑。 （3）α—位上氨基数量越多，耐光牢度越低。 一般来讲蒽醌染料的耐光牢度比偶氮型分散染料好。 五为什么还原染料染色时，必须在碱性条件下加入保险粉？说明其原理。 还原染料不溶于水，染色时必须先用保险粉将其还原成隐色体钠盐，然后才能在染浴中进行染色。 六为什么耐碱性K＞X＞KN，耐酸性KN＞K＞X K与X型和纤维形成的是酯键，在酸性和碱性条件下均发生水解。而KN型为醚键，其只在碱性条件下水解，所以KN型耐酸性最强，耐碱性最弱，酯键的断裂与成键反应均为亲核取代，所以C-O键上C 的电子云密度越小越有利于水解，而X型有两个Cl，均为吸电子基，
染料化学课后习题答案 第一章 一. 何谓染料以及构成染料的条件是什么试述染料与颜料的异同点。 答：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。成为染料需要具备以下两个条件：（1）可溶于水，或者可在染色时转变成可溶状态，对纤维有一定的亲合力。（2）能够使纤维着色，且上染后具有一定的染色牢度。染料与颜料的相同点：都可以用于纤维或基质的着色。不同点：染料主要用于纺织物的染色和印花，它们大多可溶于水，有的可在染色时转变成可溶状态。染料可直接或通过某些媒介物质与纤维发生物理的和化学的结合而染着在纤维上。染料主要的应用领域是各种纺织纤维的着色，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，使用时是通过高分子粘合剂的作用，将颜料的微小颗粒粘着在纤维的表面或内部。 二．试述染料和颜料的分类方法；写出各类纺织纤维染色适用的染料（按应用分类）。 答：染料分类： 1.按化学结构分类分为：偶氮染料、蒽醌染料、芳甲烷染料、靛族染料、硫化染料、酞菁染料、硝基和亚硝基染料，此外还有其他结构类型的染料，如甲川和多甲川类染料、二苯乙烯类染料以及各种杂环类染料等。 2. 按应用性能分为：直接染料、酸性染料、阳离子染料、活性染料、不溶性偶氮染料、分散染料、还原染料、硫化染料、缩聚染料、荧光增白剂，此外，还有用于纺织品的氧化染料（如苯胺黑）、溶剂染料、丙纶染料以及用于食品的食用色素等。纺织纤维按其来源可以分为3类，植物纤维，动物纤维，合成纤维；对于植物纤维，如棉，麻可用直接染料，活性染料，还原染料，不溶性偶氮染料，硫化染料，缩聚染料进行染色。对于动物纤维，如羊毛，蚕丝可以用酸性染料，中性染料，媒染染料，活性染料进行着色。合成纤维，常见的有涤纶，锦纶，腈纶，涤纶可以用分散染料染色，锦纶可以用酸性染料染色，腈纶可以用阳离子染料染色。 三、按染料应用分类，列表说明各类染料的结构和性质特点、染色对象、方法。
燃料化学品综述 一.概述 1.基本概念 ·染料是能使其它物质获得鲜明而坚牢色泽的化合物。 ·早期的染料主要来自天然动植物 ·目前合成染料已经取代了天然染料，品种已达8600多种 2.染料的分类 (1)按染料的化学结构进行分类 ①偶氮染料 ②硝基和亚硝基染料 ③芳甲烷染料染料分子中含有二芳基甲烷和三芳基甲烷结构的染料 ④蒽醌染料 ⑤靛系染料含有靛蓝或类似结构的染料。 ⑥酞菁染料含有酞菁金属络合物结构的染料。 ⑦硫化染料用硫或多硫化钠的硫化作用制成 ⑧菁系染料含有聚甲炔结构的染料。-(CH)n- ⑨杂环染料含有五、六元杂环等结构的染料。 在皮革染色中用的较多的是前四类染料。 (2)按应用分类 酸性染料、直接染料、碱性染料、金属络合染料、活性染料、氧化染料、硫化染料、媒染染料、还原染料、分散染料、油溶与醇溶性染料等十多种 皮革染色主要应用上述前五种。 染料的发展概况 染料的发展历史 我国染料的发展概况 世界染料生产发展的新趋势 (1)染料生产规模化 (2)染料生产及污染有向亚洲等欠发达地区转移的趋势(3)在染料的生产中注重新技术及新产品的研究 酸性染料 概述 酸性染料是一类须在酸性介质中进行染色的染料，并因此而得名，并非染料本身呈酸性。 分子式：D—SO3Na，D代表有色染料母体。 电离式：D—SO3Na D—SO3-(有色染料阴离子)+ Na+(无色) 酸性染料的结构和分类 结构特点：大多为芳香族化合物的磺酸钠盐。这类染料主要由具有磺酸基的
偶氮染料、蒽醌染料和三芳甲烷染料组成。所以从结构上看多为偶氮型染料，而且以单偶氮和双偶氮的为最多。 酸性染料的性质及应用性能 ?相对分子量低，大多数在400~800之间。 ?多数以磺酸基为水溶性基团。 ?染浴中加入酸时，可生成色素酸，色素[D—SO3Na+HCL→D—SO3H(色素酸)+ Na++CL-]使被染物着色浓厚，有利于染料固定。 ?染浴中加入中性盐时因同离子效应而使染料离解减缓，减少色素酸的生成，缓染、匀染。 ?酸性染料阴离子与重金属阳离子会产生有色沉淀，故染色时不可用金属器皿。 ?对钙、镁离子不敏感，可在硬水中使用。 ?不能与阳离子染料同浴染色，若先用阴离子染料染色，后用阳离子染料固色，则染色效果好。 ?染浴中加入一定量的阴离子或非离子表面活性剂可对酸性染料起匀染作用。 ?酸性染料和直接染料搭配用于皮革染色，相溶性好，染色互补性好。 ?酸性染料用于铬鞣革时，常在染色后期加甲酸固色。 ?酸性染料色谱齐全，色泽鲜艳，渗透性好，使用方便，具有一定的坚牢度。 ?抗水性较差，不耐水洗，耐碱洗坚牢度差。 直接染料 概述 直接染料是一类无须使用媒染剂就能直接使纤维染色的染料，故名直接染料。从化学结构上看，直接染料几乎全是偶氮型，且多数为双偶氮或多偶氮型。相对分子量比酸性染料大，主要为芳香族磺酸盐，易溶于水，能和纤维分子间依靠范德华力和氢键结合。 直接染料的特点 分子结构有三个特点：直线型、共平面性和较长的共轭系统。 直接染料在染色性质上的特点： ?在溶液中易聚集形成半胶体溶液，提高染色温度可以降低染料聚集度，从而提高上染能力； ?对酸敏感，在染色时不需加酸固色； ?对水中的钙镁离子十分敏感，与之生成沉淀，染色时注意水的硬度； ?染色时渗透性差，遮盖力好，色泽浓厚，是皮革染色时主要的表面着色染料之一； ?在染色时可与酸性染料配合使用，效果互补，不可与阳离子性物质同浴使用。 碱性染料 概述碱性染料又名盐基染料，它是有颜色的有机碱与酸形成的盐，碱性染料水溶液中离解成染料阳离子和酸根阴离子. 电离式：Me-NH3Cl Me-NH3+(染料阳离子)+Cl 碱性染料并非本身具有碱性，也不是要求在碱性介质中溶解或染色，而
染料化学实验 实验一 合成酸性橙Ⅱ 用途：羊毛、蚕丝、皮革等的染色。 一、 反应 1、重氮化反应 NH 2SO 3Na + 2HCl + NaNO 2SO 3- N=N +Cl - + 2NaCl + 2H 2O 10℃ 2、乙萘酚的溶解 -OH + NaOH -ONa + H 2O 3、偶合反应 SO 3- N=N +Cl --ONa NaO 3S-N N OH ++ HCl 二、 主要原料 1、对氨基苯磺酸 8.7克 2、30%HCl （d=1.15） 18.3克 3、NaNO 2 3.5克 4、30%NaOH （d=1.33） 7.4克 5、乙萘酚 7.3克 6、食盐 约7.5克 7、碳酸钠 2.7克 8、尿素
三、实验方法 1、重氮化 ⑴在150ml烧杯中，加入55ml水，8.7克对氨基苯磺酸，2.7克碳酸钠，加热使其全部溶解。冷却后，再加入溶于8ml水的3.5克NaNO2的溶液，搅拌，备用。（用手搅即可） ⑵在250ml烧杯中，加入40ml水，再加入16ml 30%HCl搅匀，冰浴冷却，控制温度在10℃~15℃。将上述混合液于10~15分钟内均匀加入。加完后保持此温度，继续搅拌30分钟，得重氮盐白色悬浮液。 用刚果红试纸检测呈兰色，显示悬浮液保持酸性。加入少量尿素破坏过量的亚硝酸。 2、偶合 在400ml烧杯中，加入60ml水，7.3克乙萘酚，在搅拌下加入6ml 30%NaOH，升温到80℃，使其全部溶解。然后把此溶液倒入已经备有冰浴冷却，电动搅拌的500ml搪瓷烧杯中，使其冷却至8℃，加盐2克，快速加入重氮盐全部量的1/2，此时pH为8~10，再加盐3克，然后将剩余的1/2重氮盐控制在10分钟内均匀加完，并随时用液碱调pH≥8。加完重氮盐，继续搅拌30分钟，再加盐2.5克，并用HCl调染液pH= 7。继续搅拌约30分钟，直至重氮盐消失时为偶合终点。（用H酸作渗圈实验）。 偶合完成后染料应全部析出，用水抽过滤，得橙红色滤并，自然干燥，作实验三染色之用。
一、名词解释 1、酸性染料； 传统的酸性染料是指含有酸性基团的水溶性染料，而且所含酸性基团绝大多数是以磺酸钠盐形式存在于染料分子上，仅有个别品种是以羧酸钠盐形式存在。 早期的这类染料都是在酸性条件下染色，故通称酸性染料。 2、酸性媒染染料； 一种特殊结构的酸性染料，分子中具有能与金属离子形成稳定络合物的基团，这类染料叫酸性媒染染料。 3、酸性含媒染料； 将媒染剂金属离子预先引入染料分子中，成为含金属的络合染料。习惯上将这类染料称为酸性含金属染料，又称为酸性含媒染料、酸性螯合染料或金属络合染料。所引入的金属离子一般是铬离子，少数是钴离子。 4、强酸浴染色的酸性染料； 分子结构较简单，磺酸基所占比例高；在水中溶解度较高，常温染液中基本上以离子状态分散；对羊毛的亲合力较低，染色需在强酸浴中进行(pH＝2.5－4)。 优缺点：湿处理牢度较差，日晒牢度较好，色泽鲜艳，匀染性良好。 5、弱酸浴染色的酸性染料； 特点：分子结构稍复杂，磺酸基所占比例相对地较低，溶解度稍差，在常温染液中基本上以胶体分散状态存在，对羊毛纤维的亲合力较高，染色在弱酸浴中进行(pH＝4～5)。 优缺点：湿处理牢度较好，匀染性稍差 6、中性浴染色的酸性染料； 特点：分子结构更复杂，磺酸基所占比例更低，疏水性部分增加，溶解度更差，在常温染浴中主要以胶体状态存在，对羊毛的亲合力更高，染色需在中性浴中进行(pH＝6～7)。 优缺点：匀染性较差，色泽不够鲜艳，但湿处理牢度好。 7、1：1型酸性螯合染料； 一般是用单偶氮染料和铬盐（如硫酸铬、蚁酸铬等）溶液在高压锅中加热合成的。所用偶氮染料绝大多数为o，o’ -二羟基偶氮染料，也有少数是o-羟基-o’-羧基偶氮染料。它们具有一个或两个磺酸基。 8、1：2型酸性螯合染料； 是由单偶氮染料在近中性溶液中和诸如水杨酸铬钠等铬的络合物一起加热合成的。它们主要由O，O’-二羟基偶氮染料螯合而成。 9、歧化反应； 络合的过程是一个释放质子的过程，因此1：1性的酸性含金属染料是在酸性的条件下合成的，应在酸性条件下进行应用，如果在中性的条件下进行应用，会生成1：2型；而1：2型是在中性的条件下形成的，就应当在中性的条件下进行应用，如果在酸性或碱性的条件下进行应用的话，会生成1：1或1：3型的染料，这些反应叫歧化反应。
《染料化学》复习题 一、名词解释练习题 1、染料：有色的有机化合物，能溶于水或其他介质以制成溶液或分散液，并能直接或经媒染剂作用使纤维着色，染后具有一定坚牢度及鲜艳度的物质。 2、力份：是指染料厂选择某一浓度的染料为标准，而将同种类不同批次的染料产品与它相比较而言，用百分数表示。即同种染料，在相同条件下用相同用量，染出颜色的浓淡程度比较。 3、颜料：是不溶于水和一般的有机溶剂的有机或无机有色化合物。颜料本身对纤维没有染着能力，使用时主要靠高分子粘合剂的作用，将颜料的微小颗粒黏着在纤维表面或内部。 4、互补色光：一定波长的光与另一定波长的光，以适当的强度比例混合得到白光，这两种有色光称为互补色光。 5、中料：将不具备染料特性的芳烃衍生物叫做染料中间体，简称中料。 6、重氮化反应：芳伯胺与亚硝酸作用生成重氮盐的反应称为重氮化反应。因亚硝酸不稳定，通常使用亚硝酸钠和盐酸或硫酸，使反应生成的亚硝酸立即与芳伯胺反应。 7、偶合反应：芳香族重氮盐浴酚类和芳胺作用，生成偶氮化合物的反应。 8、染色牢度：是指染色产品在使用过程中或染色以后的加工过程中，在各种外界因素的作用下，能保持其原来色泽的能力。 9、加法混色：加法混色指的是不同颜色的光的混合。在人眼视网膜的同一点上同时。射入两束或两束以上颜色的光，产生与这些光的颜色不同的另一个颜色的感觉，它是把色光叠加起来的混色方法。 10、单色光：在光谱上看到的颜色叫光谱色，不能分解的光谱色称为单色光。 11、深色效应：通过改变染料结构等可改变染料的最大吸收波长，即改变染料色泽的深浅。凡是能使染料的最大吸收波长增大的效应称为深色效应。 12、浅色效应：通过改变染料结构等可改变染料的最大吸收波长，即改变染料色泽的深浅。凡是能使染料的最大吸收波长减小的效应称为浅色效应。 13、浓色效应：通过改变染液浓度等可改变染料的最大摩尔消光系数，即改变染料色泽的浓淡。凡是能使染料的最大摩尔消光系数增大的效应，称为浓色效应。 14、淡色效应：通过改变染液浓度等可改变染料的最大摩尔消光系数，即改变染料色泽的浓淡。凡是能使染料的最大摩尔消光系数减小的效应，称为淡色效应。 15、Lambert-Beer-吸收定律：单色光透过理想的染料溶液时，吸光度等于摩尔吸光系数、溶液
《染料化学》课程标准 一、课程性质与任务 本课程是中等职业学校纺织技术及营销专业的选修课程，其任务是使学生熟悉、掌握纺织材料结构和纺织材料前处理过程中所涉及的化学知识，认识各种染料，具备运用所学知识完成染料染色的具体操作能力，为今后解决生产实际问题和职业生涯的发展打下一定的基础。 二、课程教学目标 通过学习染料化学的发展、定义、性能、评价以及行业的基础知识，纺织专业必要的有机化学、分析化学基础理论和基础知识，现代纺织技术中涉及的化学知识，使学生认识各种染料，具备运用所学知识完成染料染色的具体操作能力。培养善于动脑、勤于思考、及时发现问题的学习习惯。并使学生具备以下能力： 1. 认识各种染料的能力； 2. 掌握各染料结构性能的能力； 3. 完成染料染色相关操作的能力。 三、参考学时 本课程的参考学时是28学时。为保证学生掌握主要教学内容达到基本教学要求，课程总学时数应至少保证28学时。 四、课程学分 总学分为2学分
六、教学建议仅供参考： （一）教学方法 1.本课程以课堂讲授为主，实训为辅，理论与实践相结合。在教学中要融入对学生职业道德和职业意识的培养，重视培养学生的综合素质和职业能力。 2.教师可以灵活运用集体讲解、小组讨论、示范演示、答疑指导、分组训练、综合实践等教学形式，全面实现教学做一体化，让学生学中做，做中学。 3.充分利用现代教育技术，配合实物教学设备、多媒体教学课件、数字化教学资源等手段，从学生实际出发，因材施教，充分调动学生学习兴趣，加强学生学习的主动性和积极性。 （二）评价方法 1.坚持多元化的评价原则，实行日常考核、理论考核与实训考核相结合的评价方式。 2.重视学生平时表现，结合平时考勤、课堂提问、学生作业、平时测试、实验实训、技能竞赛及考试情况，综合评价学生成绩，对在学习和应用上有创新的学生应特别给予鼓励。 （三）教学条件 1.课堂教学条件：多媒体教室、多媒体资料及设备、实物及教具模型。 2.实训条件：参照实训室设备配备标准进行，建议师生比在1:15-1:20。 （四）教材编写
1.染料：有色的有机化合物，能溶于水或其他介质以制成溶液或分散液，并能直接或经媒染剂 作用使纤维着色，染后具有一定坚牢度及鲜艳度的物质。 2.力份：是指染料厂选择某一浓度的染料为标准，而将同种类不同批次的染料产品与它相比较 而言，用百分数表示。即同种染料，在相同条件下用相同用量，染出颜色的浓淡程度比较。 3.染色牢度：是指染色产品在使用过程中或染色以后的加工过程中，在各种外界因素的作用下， 能保持其原来色泽的能力。 4.颜料：是不溶于水和一般的有机溶剂的有机或无机有色化合物。颜料本身对纤维没有染着能 力，使用时主要靠高分子粘合剂的作用，将颜料的微小颗粒黏着在纤维表面或内部。 5.光敏脆损：某些色系如黄色、橙色、红色等的还原染料染色织物在穿着过程中，经日光照射 后染料颜色并没有褪去，但织物却逐渐脆化损坏，这种现象称为光敏脆损。 6.中料：将不具备染料特性的芳烃衍生物叫做染料中间体，简称中料。 7.重氮化反应：芳伯胺与亚硝酸作用生成重氮盐的反应称为重氮化反应。因亚硝酸不稳定，通 常使用亚硝酸钠和盐酸或硫酸，使反应生成的亚硝酸立即与芳伯胺反应。 8.顺式重氮化：重氮化时先将芳胺溶于稀酸中，然后在冷却条件下加入亚硝酸钠溶液。 9.反式：等相对分子质量的芳胺与亚硝酸钠混合，加入到盐酸或硫酸和冰的混合物中重氮化。 10.偶合反应：芳香族重氮盐浴酚类和芳胺作用，生成偶氮化合物的反应。 11.直接染料：绝大多数是含磺酸基的偶氮染料，能溶于水，分子结构中含水溶性基团(—SO3H)， 能在中性或弱碱性溶液中上染纤维素纤维；在弱酸及中性介质中上染蛋白质纤维。染色方便，色谱齐全，价格便宜，但各项牢度较差，尤其是湿处理牢度。较少用于棉织物染色，多用于粘胶、蚕丝及锦纶丝的染色。 12.活性染料：分子结构中带有反应性基团，染色时与纤维素纤维中的—OH和蛋白质纤维中的 —NH2发生化学反应生成共价键，故又称反应性染料。主要用于棉、麻、蚕丝等，也能用于羊毛、粘胶及聚酰胺纤维的染色，颜色鲜艳，色牢度好。 13.还原染料：不溶于水，除了个别品种外，分子结构中都含有羰基(—C=O)，在碱性介质中被 保险粉还原成可溶性的隐色体钠盐而上染纤维，再经氧化重新生成原来的不溶性染料而固着在纤维上，故称还原染料，商品名称为士林染料。主要用于纤维素纤维的染色，其耐晒耐洗牢度都较好。 14.可溶性还原染料：是还原染料隐色体硫酸酯的钠盐或钾盐，可溶于水，再在酸性条件下水解 氧化为它的母体染料而染着在纤维上。主要用于染纤维素纤维和涤棉混纺织物的淡色。15.酸性染料：含有—SO3H、—COOH等酸性基团，能溶于水，在酸性或中性介质中染料分子 内所含的磺酸基、羧基与蛋白纤维分子中的氨基以离子键相合而上染蛋白质纤维，也可用于锦纶的染色。根据染料染色性能的不同分为强、弱、中性浴染色的酸性染料。 16.酸性媒染染料：上染前或后要经过媒染剂处理，使媒染剂中的金属离子与染料络合沉积在纤 维上，包括1:1和1:2型染料。染色牢度优于酸性染料，但色泽不够鲜艳。适用于羊毛、蚕丝及聚酰胺的染色。 17.酸性含媒染料：酸性含媒染料或酸性媒介染料是指染料本身分子中已经含有与染料分子按照 一定比例鳌合的金属离子。染色牢度优于酸性染料，但色泽不够鲜艳。适用于羊毛、蚕丝及聚酰胺的染色。 18.分散染料：分子结构中不含水溶性基团，是非离子型染料，染色时借助分散剂将染料分散成 极细小的颗粒，形成分散浴而染着纤维所以称为分散染料。主要用于聚酯、聚酰胺及醋酯纤维的染色。 19.阳离子染料：阳离子染料是在碱性染料的基础上发展起来的，碱性染料分子结构中含有碱性 基团，与酸成盐而溶于水，染料的色素离子带有阳电荷，所以又称为阳离子染料。这类染料色泽鲜艳,牢度较好，主要用于晴纶纤维的染色。 20.隐色体电位：染料分子恰好转化为隐色体时的电极电位称为隐色体电位。
染料基础知识 染料是指在一定介质中，能使纤维或其他物质牢固着色的化合物。我们介绍的染料和颜料只限于有机化合物。古代染料取自动植物。1856年Perkin发明第一个合成染料——马尾紫，使有机化学分出了一门新学科——染料化学。20世纪50年代。Pattee和Stephen发现含二氯均三嗪基团的染料在碱性条件下与纤维上的羟基发生键合，标志着染料使纤维着色从物理过程发展到化学过程，开创了活性染料的合成应用时期。目前，染料已不只限于纺织物的染色和印花，它在油漆、塑料、纸张、皮革、光电通讯、食品等许多部门得以应用。染料的分类染料的分类方法有三种：按来源划分（天然和合成染料）、按应用性能划分、按化学结构划分。常用后两种分类方法。染料按应用性能分为以下几类： 1.直接染料(direct dyes) 该类染料与纤维分子之间以范德化力和氢键相结合，分子中含有磺酸基、羧基而溶于水，在水中以阴离子形式存在，可使纤维直接染色。 2.酸性染料（acid dyes）在酸性介质中，染料分子内所含的磺酸基、羧基与蛋白纤维分子中的氨基以离子键相合，主要用于蛋白纤维（羊毛、蚕丝、皮革）的染色。 3.分散染料（disperse dyes）该类染料水溶性小，染色时借助分散剂呈分散状态而使疏水性纤维（涤纶、锦纶等）染色。 4.活性染料（reactive dyes）染料分子中存在能与纤维分子的羟基、氨基发生化学反应的基团。通过与纤维成共价键而使纤维着色。又称反应染料。主要用于棉、麻、合成纤维的染色，也可用于蛋白纤维的着色。 5.还原染料（vat dyes）有不溶和可溶于水两种。不溶性染料在碱性溶液中还原成可溶性，染色再经过氧化使其在纤维上恢复其不溶性而使纤维着色。可溶性则省去还原一步。该类染料主要用于纤维素纤维的染色和印花。 6.阳离子染料（cationic dyes）因在水中呈阳离子状态而得名。用于晴纶纤维的染色，常并入碱性染料类。
第一次作业（第一章至第九章） 1.何谓染料以及构成染料的条件是什么？试述染料与颜料的异同点。写出各类 纺织纤维染色适用的染料（按应用分类）。 答：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。成为染料需要具备以下两个条件：（1）可溶于水，或者可在染色时转变成可溶状态，对纤维有一定的亲合力。（2）能够使纤维着色，且上染后具有一定的染色牢度。 染料与颜料的相同点：都可以用于纤维或基质的着色 不同点：染料主要用于纺织物的染色和印花，它们大多可溶于水，有的可在染色时转变成可溶状态。染料可直接或通过某些媒介物质与纤维发生物理的和化学的结合而染着在纤维上。染料主要的应用领域是各种纺织纤维的着色，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，使用时是通过高分子粘合剂的作用，将颜料的微小颗粒粘着在纤维的表面或内部。 按应用性能分为：直接染料、酸性染料、阳离子染料、活性染料、不溶性偶氮染料、分散染料、还原染料、硫化染料、缩聚染料、荧光增白剂，此外，还有用于纺织品的氧化染料（如苯胺黑）、溶剂染料、丙纶染料以及用于食品的食用色素等。 2.何谓染色牢度，主要有哪些指标来评价染料的染色牢度？ 答：习惯上，将纺织物上的染料在服用或加工处理过程中经受各种因素的作用而在不同程度上能保持其原来色泽的性能叫做染色牢度。染料在纺织物上所受外界因素作用的性质不同，就有各种相应的染色牢度，例如日晒、皂洗、气候、氯漂、摩擦、汗渍、耐光、熨烫牢度以及毛织物上的耐缩绒和分散染料的升华牢度等。 3.按结构直接染料分为哪几类？并比较比较各类直接染料的染色性能。 答：直接染料可分为：直接染料可分为直接染料、直接耐晒染料、直接铜盐染料和直接重氮染料。
第三章．染料的颜色和结构 影响染料颜色的因素主要有以下几个：（1）共轭双键系统(2）供电子基和吸电子基（3）分子的吸收各向异性和空间阻碍. 1． N N NH2 ＞N N NH2 ＞ N N NH2 共轭 系统越长则其深色效应越显著。2． O O NHCO NHCO ＞ O O NHCH3 2CH2OH＞ O O NH2 2＞ OH O O供吸电 子的协同效应越强，深色效应越显著，分子的共面性越好,深色效应越显著。3． (CH3)2N X N(CH3)2 ＞(CH3)2N X N(CH3)2＞ (CH3)2N X N(CH3)2 X=x＝N，λmax＝710nmx=CH，λmax＝610nmx＝N－NH2,λmax＝420nm
共轭系统越长则其深色效应越显著。4． C （CH3）2N NH2 N（CH3）2Cl- + （紫） ＞ C （CH3）2N N（CH3）2Cl- + （绿）引入取代基氨基造成了空间阻碍引起深色效应. 第五章．直接染料 一。按结构直接染料分为哪几类？试各举一例，并写出具体的合成路线。
答：直接染料可分为：直接染料可分为直接染料、直接耐晒染料、直接铜盐染料和直接重氮染料。 直接染料主要包括：联苯胺偶氮染料，二苯乙烯型染料 直接耐晒染料包括：二芳基脲偶氮染料，三聚氰胺偶氮染料，二噁嗪染料,酞菁系直接染料. 直接重氮染料包括：在偶氮基对位上具有氨基的染料，在染料分子末端具有间二氨基苯或间氨基萘酚结构的染料 合成略 二.简述直接染料对纤维素纤维具有直接性的原因,试从染料结构考虑提高染料直接性的可能途径。 答：直接染料之所以具有直接性是因为：直接染料的分子是直线型的大分子，且分子的共面性较好，而纤维素分子也是线性大分子。另外，直接染料分子中含有磺酸基等水溶性基团可直接溶解于水中，在无机盐(常用食盐与元明粉）和温度的作用下在纤维内部,染料与纤维以分子间力（氢键，范德华力）进行结合。染料分子的线性，共面性越好,分子量越大,与纤维的直接性越好. 三。比较各类直接染料的染色性能。
《染料化学》习题
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《染料化学》习题 第一章 染料概述 1、名词解释：（1）染料 （2）颜料 （3）染料商品化 （4）染色牢度 （5）禁用染料 （6）致敏染料 （7）致癌染料。 2、构成染料的条件是什么？ 3、按纺织纤维分类写出各种纤维染色适用的染料（应用分类名称）。 4、染料的名称由哪几部分组成？各表示什么？ 5、何谓染料商品化加工？染料的商品化加工有何作用？常用哪些助剂？ 6、评价染色牢度的指标有哪些？ 7、什么是《染料索引》？包含哪些内容？ 8、试指出下列染料的类属（结构分类，应用分类） （1） OH SO 3Na N ＝N COONa NHCONH COONa OH SO 3Na N ＝N NH － －NH 直接铜盐紫 3RL （C. I. 25355） （2） （3） O OH OH Ca(OH)2 20%H 2SO 4110~115℃ O O OH OH SO 3H SO 3H O O OH SO 3H NO 2 Na 2S 75~80℃O O OH OH SO 3Na SO 3 Na NH 2NH 2 O O OH NH CH 3 （4） （5） NH CO Br Br C C CO NH Br Br (H 3C)2N C N(CH 3)2Cl （6） （7） N SO 3Na N SO 3Na NaO 3S OH NH NH N N N SO 2CH 2CH 2OSO 3Na Cl O 2N NH NO 2 NH 2 （8）
《染料化学》习题 第一章 染料概述 1、名词解释：（1）染料 （2）颜料 （3）染料商品化 （4）染色牢度 （5）禁用染料 （6）致敏染料 （7）致癌染料。 2、构成染料的条件是什么？ 3、按纺织纤维分类写出各种纤维染色适用的染料（应用分类名称）。 4、染料的名称由哪几部分组成？各表示什么？ 5、何谓染料商品化加工？染料的商品化加工有何作用？常用哪些助剂？ 6、评价染色牢度的指标有哪些？ 7、什么是《染料索引》？包含哪些内容？ 8、试指出下列染料的类属（结构分类，应用分类） （1） OH SO 3Na N ＝N COONa NHCONH COONa OH SO 3Na N ＝N NH － －NH 直接铜盐紫 3RL （C. I. 25355） （2） （3） O OH OH H)2 20%H 2SO 4110~115℃ O O OH OH SO 3H SO 3H OH SO 3H NO 2 Na 2S 75~80℃O O OH OH SO 3Na SO 3 Na NH 2NH 2 O O OH NH CH 3 （4） （5） NH CO Br Br C C CO NH Br (H 3C)2N C N(CH 3)2Cl （6） （7） N SO 3Na N SO 3Na NaO 3S OH NH NH N N N SO 2CH 2CH 2OSO 3Na Cl O 2N NH NO 2 NH 2 （8） SO 3Na CH=CH SO 3Na N N N N OC 2H 5 H 5C 2O
第二章中间体及重要的单元反应 1、何谓染料中料，在合成中料中主要采用哪些单元反应？ 2、试述卤化、磺化和硝化在染料中料合成中的作用，并以反应方程式表示引入这些取代基的方法。 3、合成染料用的主要原料是什么？有哪些常用的中间体？写出从芳烃开始合成下列中料、染料的途径。（1）（2）（3） OH NH2 SO3Na NaO3S S C N NH2 CH3 OH NH2 NaO3S （4）（5）（6） CH CH SO3Na NaO3S NO2 O2N C HC C N CH3 HO OH NaO3S NH2 （7）（8）（9）（10） O O OH OH O O NH NH O O NH2 NH2 O O NH2 4、以氨基萘磺酸的合成为例，说明萘的反应特点以及在萘环上引入羟基、氨基的常用方法。 5、以蒽醌中料的合成为例，说明在蒽醌上引入羟基、氨基的常用方法。 6、何谓重氮化反应？影响重氮化反应的因素有哪些？ 7、何谓偶合反应？偶合剂主要有哪几类？影响偶合反应的因素有哪些？ 8、试述偶合反应的pH 值对偶合反应速率的影响。 9、盐对偶合反应的速率有什么影响？ 10、以芳烃为原料，写出下列染料合成反应过程和基本反应条件。 N=N O2N H33H N=N 第三章染料的颜色和结构 1、名词解释：（1）发色团（2）助色团（3）深色效应（4）浓色效应（5）浅色效应（6）淡色效应 （7）互补色（8）单色光（9）积分吸收强度（10）吸收选律（11）Lambert-Beer吸收定律2、从染料的吸收光谱曲线的性状上可得到哪些信息？
染料化学 第一节．染料概述 染料是使纤维或其他基质染成鲜明而坚牢色泽的有机化和物。作为染料除了具有鲜明的色泽外，还须能溶于水或借助于化学方法使之溶于水及制成分散液，在染色时舍染液而上染纤维，上染后具有一定的坚牢度，即在后加工或服用过程中保持不褪色。有一部分有色物质（包括有机物和无机物），不溶于水和一般有机溶剂，但也能上染纤维，他们往往借助于某些高分子物（粘合剂）将悬浮状态的颜料细小颗粒粘在纤维表面，这种有色物质称为颜料，颜料主要用于油漆、油墨、橡胶、塑料以及合成纤维原液着色。 染料一般具有以下特点： ①.有鲜艳的色泽 ②.能溶于水或通过其他化学方法能够均匀的分散在染色介质中。 ②.与纤维有一定的亲和力，可以舍染液而上染纤维。 ④.有一定牢度，在织物服用过程中不掉色，不退色。 第二节．发色理论 1．光与色 光是一种客观存在的电磁波，色是一种人脑主观的反映。只有光入射的眼睛里面，大脑才能产生颜色的概念。可见光的波长范围大约为400nm~760nm，从波长760nm~400nm的光依次就是红成黄绿蓝靛紫。物体之所以有颜色，是因为它对可见光的某一或某一段波长 发生了选择性吸收，反射或透射出来的就是剩余色光的复合光，表现为其吸收光的补色。关于补色可以用一个色环来表示，每种光的对角就是它的补光。 2.色彩的属性
色彩具有三个属性： ①色相（Hue），表示色的特质，是区别色彩的必要名称，例如红色，蓝色等。 它与色彩的强弱，明暗没有关系，只是纯粹表示色的相貌差异。其本质是光的某一段波长。 ②明度（Value），表示色彩的强度，即色光的明暗度。不同的色光，反射的光亮 强弱不一，因而产生不同程度的明暗。其本质是光波的波幅大小。 ③彩度（Chroma），表示色的纯度，即色的饱和度，具体来说就是色光汇总含有 白或黑的成分多少。 3．拼色 日常生活中见到的大多是复合光，在印染加工中一般也要用两种或以上的染料拼混配色，以获得规定的色泽，颜色的混合有三种方法：加法、减法和平均法。 ①加法：把两束光投射在一起所产生的混合便属于加法混合，它们混合的结果使混合光的 亮度增加（等于混合前两光的亮度之和）。混合光的色相取决于参与混合各光的色相以及它们的相对强弱，如：红光和绿光可以混合出黄光或橙光。若两束光以适当的比例混合能产生白光，如红光与蓝绿光，那么这两束光的颜色称为互补色。加法混合的三原色是红，绿，蓝。电视机屏幕上的各种颜色便是由红，绿，蓝三原色以加法混合的方式得到的。 ②混合后亮度减小，那么这种混合方式就是减法混合。我们所用的染料通常都具有这样的 特性：能够有选择地吸收可见光谱中某些波段（或者说某些颜色）的光。所以，染料的颜色是它吸收光源中一部分色光后剩余色光所表现出来的，例如黄色的染料致所以表现出黄色，是因为它吸收了绿、蓝等较短波长的光的缘故。正是由于染料的这种吸光性，所以把两种染料混合在一起所表现出来的混合色的光亮度将会比混合前小，因而是减法混合。另外，印刷品所产生的颜色也是各种颜色的油墨以减法混合的方式产生的。减法混合的三原色是青蓝，品红，黄，它们分别是加法混合三原色。 ③混合后亮度不变，那么这种混合方式就是平均混合。颜色的平均混合可以用陀螺的例 子来说明：先在陀螺面上贴几种颜色，如黄色和蓝色然后将陀螺快速旋转起来，这时我们看到的颜色将会是绿色，它是黄色和蓝色两种颜色在人眼的视觉反应时间内频繁作用于视网膜所产生的一种效果（或假象）。由于这种混合的结果只使色相发生混合变化，而总的亮度并不改变，所以是平均混合。
《染料化学》课后习题与及答案 第一章 一. 何谓染料以及构成染料的条件是什么？试述染料与颜料的异同点。 答：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。成为染料需要具备以下两个条件：（1）可溶于水，或者可在染色时转变成可溶状态，对纤维有一定的亲合力。（2）能够使纤维着色，且上染后具有一定的染色牢度。 染料与颜料的相同点：都可以用于纤维或基质的着色 不同点：染料主要用于纺织物的染色和印花，它们大多可溶于水，有的可在染色时转变成可溶状态。染料可直接或通过某些媒介物质与纤维发生物理的和化学的结合而染着在纤维上。染料主要的应用领域是各种纺织纤维的着色，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，使用时是通过高分子粘合剂的作用，将颜料的微小颗粒粘着在纤维的表面或内部。 二．试述染料和颜料的分类方法；写出各类纺织纤维染色适用的染料（按应用分类）。答：染料分类： 1.按化学结构分类分为：偶氮染料、蒽醌染料、芳甲烷染料、靛族染料、硫化染料、酞菁染料、硝基和亚硝基染料，此外还有其他结构类型的染料，如甲川和多甲川类染料、二苯乙烯类染料以及各种杂环类染料等。 2. 按应用性能分为：直接染料、酸性染料、阳离子染料、活性染料、不溶性偶氮染料、分散染料、还原染料、硫化染料、缩聚染料、荧光增白剂，此外，还有用于纺织品的氧化染料（如苯胺黑）、溶剂染料、丙纶染料以及用于食品的食用色素等。 颜料分类： 颜料可根据所含的化合物的类别来分类：无机颜料可细分为氧化物、铬酸盐、硫酸盐、碳酸盐、硅酸盐、硼酸盐、钼酸盐、磷酸盐、钒酸盐、铁氰酸盐、氢氧化物、硫化物、金属等。有机颜料可按化合物的化学结构分为偶氮颜料、酞菁颜料、蒽醌、靛族、喹吖啶酮等多环颜料、芳甲烷系颜料等。 从生产制造角度来分类可分为钛系颜料、铁系颜料、铬系颜料、橡胶用颜料、陶瓷及搪