染料化学
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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。
1、染料(Definition of dyes):能将纤维或其它基质染成一定颜色的有色物质。
2,、颜料不溶于水和有机溶剂,藉粘合剂能将纤维或其他基质着色的有色物质。
3、共轭效应(conjugation):在一个简单的双键分子中,如乙烯,π键的一对π电子的运动范围局限在两个C原子之间,这叫做定域运动。
在单双键交替出现的分子中,如丁二烯,π电子的运动不再局限在两个C原子,而扩充到4个C原子之间,这叫做离域现象。
这种具有离域现象的分子结构体系叫做共轭体系。
这种电子通过共轭体系传递的现象叫做共轭效应。
染料的命名:冠称,表示染料的应用类别,又称属名;色称,表示染料色泽的名称;词尾,以拉丁字母或符号表示染料的色光、形态及特殊性能和用途4、力份:也称着色强度,是生产厂家比照标准品染料所测定的染料的相对浓度。
5、染色牢度:染物上的染料经受各种外界因素的作用后而保持原有色泽的能力6、中间体——合成特定目标产物的专用原料。
中间体亦称中料,是生产过程中的在制品染料中间体——用以合成染料共轭结构的特定原料。
其主要特征是结构中具有多个不饱和的双键,且不饱和键在合成反应中相对较为稳定。
如苯、萘、蒽、苊、芘等。
起始物——某一特定合成反应的初始反应发色团——分子结构中能吸收可见光波的吸电子基团。
主要提升λmax。
助色团——分子结构中接在π共轭体系上的供电子基团。
如—NH2、—OH等。
7、全色——连续光谱依自然比例混合的颜色。
白光(380~780nm)通过色散可得到一段连续光谱(红橙、黄、绿、青、蓝、紫等七色)。
补色——可见光波经选择吸收后所剩余的光波。
也可以理解为剩色和残色,吸收的光波和剩余的光波互为补色0、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。
染料化学知识点总结1. 染料的定义和分类染料是一类能够通过吸附或化学结合将颜色转移到纤维或其他材料上的化合物。
染料通常分为天然染料和合成染料两大类。
天然染料主要来自植物、动物或矿物,例如蓝莓、茜草和蓝靛。
合成染料则是人工合成的染料,具有丰富的颜色和稳定的性质。
2. 染料的结构和颜色原理染料的分子结构对其颜色具有决定性的影响。
染料分子通常包含芳香环结构,并且可以存在不同的共轭结构以增强吸收和发射光的能力。
染料颜色的形成与吸收和发射光的能力以及分子结构的共轭性有关,分子中的不同基团也会影响其颜色。
例如,共轭双键能够增加吸收光的范围,从而改变染料的颜色。
3. 染料的制备和合成合成染料通常是通过化学合成的方法制备的。
染料的合成过程可以从天然化合物出发,也可以从基础化学品出发,如苯乙烯和硝基苯。
在合成染料的过程中,化学家需要考虑反应的选择性、产物的纯度以及环保性等因素。
常用的染料合成方法包括偶氮化、重氮化、醚化和酯化等。
4. 染料的性质和应用染料具有丰富的颜色、良好的亲和性和稳定的耐洗性等优良性质。
染料广泛应用于纺织品、皮革、纸张、塑料、油漆和墨水等领域。
染料的性质包括温度、PH值、光照、洗涤等多种因素都会影响其在材料上的固着和稳定性。
5. 染料的环保和可持续发展随着环保意识的增强,染料化学领域也在不断地寻求更加环保和可持续的发展方式。
目前,染料的环保性主要包括降解性、可再生性和生物可降解性等方面。
化学家正在不断寻求新型绿色染料的合成方法,以及新型染料在纺织品的应用研究。
6. 染料的分析和检测染料的分析和检测是染料化学领域的重要内容。
分析染料需要使用化学分析方法、色谱法和光谱法等。
色谱法可以将染料分离,并对其结构和性质进行分析。
光谱法则可以通过吸收、发射、拉曼等光谱技术,快速准确地对染料进行鉴定和分析。
7. 染料的应用前景随着人们对生活品质的不断追求,染料的应用前景也在不断拓展。
未来,染料将在纺织品、食品、药品、化妆品等领域发挥更加广泛的作用。
染料化学知识点总结人教版一、染料的定义及分类染料是一种具有色彩并能着色其他物质的化学物质。
它是一种化合物,通常是有机物质,并且具有一定的溶解性和亲和力。
根据其颜色、化学结构和应用领域的不同,染料可以分为许多种类:1. 酚类染料:这类染料通常是由芳香族化合物经过酚醛缩合反应制得。
酚类染料具有良好的耐光性和耐洗性,常用于棉、麻、丝绸、纤维素等植物纤维的染色。
2. 偶氮类染料:偶氮类染料是目前使用最广泛的一类染料,其分子中含有两个氮原子,具有良好的色牢度和着色力。
这类染料通常用于染色锦纶、丙纶、聚酯等合成纤维。
3. 酮醇类染料:这类染料通常是由芳香族化合物中酮醇基团自发形成配合物而得,具有优异的耐洗性和耐光性,常用于合成纤维和皮革的染色。
4. 分散染料:分散染料具有良好的分散性,能够在合成纤维表面均匀分散并着色,常用于染色涤纶和醋酸纤维等合成纤维。
5. 酸性染料:酸性染料呈带负电荷,易溶于水,通常用于染色动物纤维如蛋白纤维或含有羧基的纤维。
6. 碱性染料:碱性染料呈带阳电荷,通常由芳香族胺类化合物经过偶联反应得到,常用于染色酚醛纤维和丙烯纤维等合成纤维。
二、染料的合成原理染料的合成通常包括以下几个步骤:原料选择、合成反应、精制和染料性能测试。
原料选择的关键在于选取适合染料颜色和性能的化学物质作为起始原料,如偶氮化合物用于合成偶氮类染料,酚醛化合物用于合成酚类染料等。
合成反应中,通常采用偶联反应、酰化反应、缩合反应等有机合成反应来将起始原料转化为染料分子。
精制过程中,通常需要对合成产物进行结构表征、溶解性、分子量等性能测试,以保证染料的质量和稳定性。
合成染料的关键在于精制过程,需要充分控制化学合成反应的条件和材料的性质,以保证合成染料的颜色和性能的稳定性。
三、染料的应用染料是纺织、皮革、塑料等行业中的重要化学品,被广泛用于这些行业的染色工艺中。
染料的应用通常包括以下几个方面:1. 纤维染色:染料被广泛用于棉、麻、羊毛、丝绸等纤维的染色,可使纤维具有丰富多彩的颜色,满足各种时尚需求。
染料化学知识点总结中考一、染料的定义和分类染料是一种能够在物质表面吸附并产生色彩的化合物,它广泛应用于纺织、印染、油墨、颜料、化妆品等行业。
根据染料的来源和化学性质,可以将染料分为天然染料和合成染料两大类。
1. 天然染料天然染料是从天然的植物、动物和微生物中提取得到的染料,如蓝莓、番茄、茶叶、紫茉莉、靛蓝等。
这些染料具有绿色环保、无毒无害、光泽度高等特点,但也存在染色效果受天气、土壤等条件影响、染色后色彩不稳定等问题。
2. 合成染料合成染料是通过化学合成得到的染料,根据化学结构可分为酚酞染料、偶氮染料、酸性染料、直接染料等不同类别。
合成染料的特点是色彩鲜艳、染色效果好、稳定性高等,但也存在着对环境污染严重、毒性大等问题。
二、染料的结构和色彩染料的分子结构对其色彩起决定性作用,染料颜料的色彩主要取决于其分子结构中的共轭结构和取代基。
通常情况下,染料的共轭结构越大、取代基越多,其色彩越鲜艳、稳定性也更高。
此外,染料还通过吸收、散射、荧光等方式产生色彩,因此对染料的结构特点有深入了解,有助于我们更好地控制染料的色彩和性能。
三、染料的溶解和固着染料的固着是指染料在织物或其他物质表面的吸附和附着过程,这一过程既与染料分子结构有关,又与染料与基材表面之间的相互作用有关。
染料分子的极性、形状、大小,以及染料和基材之间的亲疏水性等因素都会影响染料的固着效果,因此在染色过程中要根据染料的特性和基材的性质进行合理选择和处理。
四、染料的应用染料广泛应用于纺织、印染、油墨、颜料、化妆品等行业,其应用领域具体包括以下几个方面:1. 纺织行业在纺织行业中,染料被用于对棉、麻、毛等纤维进行染色处理,以实现各种颜色的纺织品生产。
染料的选择和使用对纺织品的色彩、手感、牢度等性能都有着重要影响。
2. 印染行业在印染行业中,染料主要用于印花和绣花工艺中,通过不同的印染工艺和染料选择,实现各种花型和色彩的印花品或绣花品。
3. 油墨颜料行业在油墨颜料行业,染料作为颜料的重要组成部分,被广泛用于印刷油墨、涂料等产品中,赋予产品丰富的色彩。
1、最大吸收波长λmax——它决定了染料颜色的深浅(色位);2、最大摩尔吸光度εmax——它决定了染料颜色的浓淡(饱和度);3、吸收带宽Δṽ——它决定了染料颜色的纯度(鲜艳度);4、吸收能级ΔE——等于染料吸收带宽的曲线积分(激化度)。
5、亲和力——俗称直接性,是染料向纤维迁移能力的总称。
依染色理论化学,指染料对纤维“吸附→扩散→渗透→结合” 能力的总和。
6、染色牢度:染物上的染料经受各种外界因素的作用后而保持原有色泽的能力,称为染色牢度。
7、染料提升力:是一个定性指标,指随染料用量增加染得颜色深度增加趋势的大小8、染料匀染性:9、热迁移:是指分散染料染物在长期储存过程中染料分子逐步向纤维表面泳移,产生褪色、变色和对其它纤维沾色的现象。
10、染料移染性:在染色过程中已上染到织物上的来固色的染料自然的通过染液转移到染料浓度低的位子上去11、隐色体:还原染料在碱性溶液中受强还原剂作用而还原成可溶性染料,一般为钠盐12、鎓离子:为有机阳离子。
在有机化合物中,以N、O、S等为中心原子的基团若在水中电离为正离子,则称之为鎓离子。
如氮鎓离子、氧鎓离子、硫鎓离子等。
13、全色——连续光谱依自然比例混合的颜色。
白光(380~780nm)通过色散可得到一段连续光谱(红橙黄绿青蓝紫七色)。
补色——可见光波由选择吸收后所剩余的光波。
也可以理解为剩色和残色,吸收的光波和剩余的光波互为补色。
14、发色团——分子结构中能吸收可见光波的吸电子基团。
主要提升λmax15、助色团——分子结构中接在π共轭体系上的供电子基团。
主要提升εmax16、日晒牢度:染料上染织物后,在日光照射下保持原来色泽的能力17、染料中间体——用以合成染料共轭结构的特定原料。
其典型特征是结构中含有一系列不饱和键(π电子系统),且在合成中不饱和键较为稳定,如苯、萘、蒽、杂环芳香族化合物及其衍生物等。
18、盐效应——指中性电解质在反应体系中对反应过程的影响,亦称电解质效应。
化学类别1. 偶氮染料:分子中含有偶氮基(-N=N-)的染料。
有单偶氮,双偶氮和多偶氮染料。
这是整个染料中最多的一类。
2. 蒽醌染料:分子中含有蒽醌结构的染料。
3. 靛族染料:含有靛蓝或类似结构的染料。
包括靛蓝和硫靛结构的染料。
4. 酞菁染料:分子中含有四氮卟吩的结构,这类染料色泽鲜艳,主要有翠蓝和翠绿两个品种。
5. 芳甲烷染料:分子中含有二芳甲烷和三芳基甲烷结构的染料。
6. 硫化染料:用硫或多硫化钠的硫化作用制成的染料。
7. 菁系染料:又称多甲川或杂氮甲川染料,分子中含有次甲基(-CH=)n。
⒏杂环染料:分子中含有杂环结构的染料。
根据染料的应用特性,可将其分为以下几类:1. 酸性染料:这类染料分子中含有磺酸基或羧基,通常以水溶性钠盐存在,在酸性或弱酸性介质中能染蛋白质纤维、锦纶,但不能染纤维素纤维。
这里还包括酸性媒介染料,这类染料与酸性染料的性质相似,其特点是在偶氮基的邻位上含有羟基、羧基等能与金属鳌合的基团。
经金属媒染剂处理后,染料能够和金属形成坚牢的络合物。
2. 酸性络合染料和中性染料:酸性络合染料是在染料生产过程中与某些金属离子化合,形成的一种络合物。
其中,分子结构中只含有一个或两个磺酸基,偶氮染料与金属离子以1:1的比例鳌合而成的,称为酸性络合染料。
这种染料可溶于水,主要在强酸性浴中染毛织物。
如果由二分子单偶氮染料与一个金属离子络合而成的,则称2:1型金属络合染料,即中性染料。
其水溶性较酸性络合染料差,可在弱酸或中性染浴中染羊毛、维纶、锦纶。
3. 直接染料:直接染料绝大多数是含有磺酸基的偶氮染料,可溶于水。
由于染料本身结构的特殊性,对纤维素纤维有较强的亲和力,能在弱碱性或中性染浴中直接上染棉、粘胶织物,但这类染料水洗牢度不好。
4. 不溶性偶氮染料:又称冰染染料或纳夫妥染料。
由重氮剂和偶合剂两部分组成,染色时先用偶合剂打底,然后再浸轧重氮剂,此时在织物上形成染料,由于该染料不溶于水,故称为不溶性偶氮染料,主要用于棉织物的印染。
一、名词解释1.补色:两种不同颜色的光混合起来成为白光,这两种光的颜色称为补色。
2.吸收带:有机有色物质对光的吸收有一宽的区域,形成一个吸收峰,称为吸收谱带,简称吸收带。
(波长最长的吸收带称为第一吸收带)3.深色效应(红移):由于某些原因引起物体吸收光的波长向长波方向位移的现象,又称深色效应。
4.浅色效应(蓝移或紫移):物体的吸收光波长向短波方向位移的现象,又称浅色效应。
5.浓色效应:引起某一波带吸收强度(ε)增加的效应。
6.淡色效应:引起某一波带吸收强度(ε)减小的效应。
7.发色团:有色物质有颜色的原因是其分子结构中带有一些不饱和基团。
这些基团称为发色团。
如:-N=N-、C=C 、-N=O、-NO2、C=O等。
(发色体:含有发色团的分子共轭体系称为发色体。
)助色团:物体要有颜色,分子中除了发色团外,往往还要有一些助色团。
一些供电子基团,常含有未共用的电子对。
如-NH2,-OH,-NHR等。
8.跃迁:当分子的运动状态发生变化时,能级也随之发生变化。
这种运动状态的变化叫做跃迁,电子运动状态的变化称为电子跃迁。
允许跃迁和禁阻跃迁:常把吸收强度较大的电子跃迁称为允许跃迁,吸收强度较小的跃迁称为禁阻跃迁。
一般分子的εmax数值范围在10~105之间。
对于π电子的跃迁来说,通常将εmax<103的跃迁称为禁阻跃迁;把εmax>103的跃迁称为允许跃迁。
9.协同作用:如果在一个共轭体系中同时引入供、吸电子基,分子中形成供吸电子体系,会造成更明显的深色效应,这种作用称为协同作用。
(供电子一边供电子能力加强,吸电子一边吸电子能力加强,深色效应加强。
)10.位阻效应:若引入的基团由于立体阻碍,而妨碍它们处于同一平面,会使吸收带发生位移,同时吸收带强度降低,这种现象称为位阻效应。
11.星标位置与非星标位置:由于氮原子的电负性比碳原子高,因此正电荷间隔而均匀地分布在整个共轭体系中。
从氮原子开始隔一个原子打星标,可以把共轭体系中的碳原子分为星标和非星标两类。
一、名词解释1.补色:两种不同颜色的光混合起来成为白光,这两种光的颜色称为补色。
2.吸收带:有机有色物质对光的吸收有一宽的区域,形成一个吸收峰,称为吸收谱带,简称吸收带。
(波长最长的吸收带称为第一吸收带)3.深色效应(红移):由于某些原因引起物体吸收光的波长向长波方向位移的现象,又称深色效应。
4.浅色效应(蓝移或紫移):物体的吸收光波长向短波方向位移的现象,又称浅色效应。
5.浓色效应:引起某一波带吸收强度(ε)增加的效应。
6.淡色效应:引起某一波带吸收强度(ε)减小的效应。
7.发色团:有色物质有颜色的原因是其分子结构中带有一些不饱和基团。
这些基团称为发色团。
如:-N=N-、C=C 、-N=O、-NO2、C=O等。
(发色体:含有发色团的分子共轭体系称为发色体。
)助色团:物体要有颜色,分子中除了发色团外,往往还要有一些助色团。
一些供电子基团,常含有未共用的电子对。
如-NH2,-OH,-NHR等。
8.跃迁:当分子的运动状态发生变化时,能级也随之发生变化。
这种运动状态的变化叫做跃迁,电子运动状态的变化称为电子跃迁。
允许跃迁和禁阻跃迁:常把吸收强度较大的电子跃迁称为允许跃迁,吸收强度较小的跃迁称为禁阻跃迁。
一般分子的εmax数值范围在10~105之间。
对于π电子的跃迁来说,通常将εmax<103的跃迁称为禁阻跃迁;把εmax>103的跃迁称为允许跃迁。
9.协同作用:如果在一个共轭体系中同时引入供、吸电子基,分子中形成供吸电子体系,会造成更明显的深色效应,这种作用称为协同作用。
(供电子一边供电子能力加强,吸电子一边吸电子能力加强,深色效应加强。
)10.位阻效应:若引入的基团由于立体阻碍,而妨碍它们处于同一平面,会使吸收带发生位移,同时吸收带强度降低,这种现象称为位阻效应。
11.星标位置与非星标位置:由于氮原子的电负性比碳原子高,因此正电荷间隔而均匀地分布在整个共轭体系中。
从氮原子开始隔一个原子打星标,可以把共轭体系中的碳原子分为星标和非星标两类。
一、名词解释1、吸收光谱曲线:我们把克分子消光系数ε随着入射光的波长的变化而变化的关系曲线,叫染料的吸收光谱曲线。
2、物质的颜色:物质的颜色就是物质对于可见光选择吸收的结果,物质的颜色是它所吸收光的颜色的补色。
3、红移:染料的最大吸收波长向长波方向移动,染料的颜色变深,叫红移。
4、蓝移:染料的最大吸收波长向短波方向移动,染料的颜色变浅,叫蓝移。
5、深色效应:染料的最大吸收波长向长波方向移动,染料的颜色变深,叫深色效应。
6、浅色效应:染料的最大吸收波长向短波方向移动,染料的颜色变浅,叫浅色效应。
7、颜色的亮度:半带宽越窄,染料的颜色越亮。
8、颜色暗度:半带宽越宽,染料的颜色越暗。
9、补色现象:两种不同颜色的光加在一起产生白光的现象,就叫做互为补色现象。
10、光谱色:被物质吸收的那部分波长光的颜色就叫做光谱色。
11、光谱色的补色:被物质吸收的那部分波长光的颜色就叫做光谱色;而没有被物质吸收的反射回来的那部分波长光的颜色,就叫做该光谱色的补色。
12、助色团:染料的分子中助色团一般具有不饱和的基团,对染料的颜色贡献很大。
13、发色团:染料的分子中发色团一般具有非共用电子对的基团,对染料的颜色起着增深的作用,增强染料对纤维染着性的基团。
14、朗伯特-比尔吸收定律:朗伯特-比尔吸收定律:当一束平行的单色光照射到有色物质的稀溶液中时,部分波长的光被物质吸收,部分波长的光透过有色物质的稀溶液透过光的光强I与入射光的光强I0之间的比值与溶质的性质ε、溶液的浓度C、以及液层的厚度d之间的关系附和朗伯特-比尔吸收定律。
可以表示如下:I=I0e -kcd15、染料的最大吸收波长:吸收强度最大时所对应的波长称为染料的最大吸收波长。
染料的最大吸收波长λmax标志着染料的最基本的颜色。
16、染料的最大克分子消光系数:最大克分子消光系数εmax标志着染料颜色的浓淡。
浓色效应(增色效应):指的是染料的克分子消光系数变大,染料的颜色变浓;淡色效应(减色效应):指的是染料最大克分子消光系数变小,染料的颜色变淡。
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”。
大学染料化学知识点总结导论染料是一类可溶于溶剂或水的有机化合物,可以将其用于涂料、油墨、塑料、纺织品等领域,从而给这些产品赋予颜色。
染料分为天然染料和合成染料两大类。
天然染料是来自于植物、动物或矿物的有机化合物,而合成染料是人工合成的有机化合物。
一、染料的分类根据染料的化学结构和着色机理可以将染料分为不同的类别。
常见的分类如下:1. 酚酞染料酚酞染料是一类含有酚酞结构的染料,常用于纺织品的染色。
酚酞染料具有良好的耐光性和耐洗性,颜色明亮鲜艳。
2. 偶氮染料偶氮染料是一类含有偶氮基团的染料,也是常用的染料之一。
偶氮染料颜色鲜艳,但对光和洗涤的耐久性较差。
3. 醌染料醌染料是一类含有醌结构的染料,常用于棉织品的染色。
醌染料具有良好的耐光性和耐洗性,但颜色较淡。
4. 金属染料金属染料是一类含有金属离子的染料,具有高度的色彩稳定性和耐光性,常用于特殊要求的颜色。
5. 原料染料原料染料是一类用于颜料和涂料颜料的染料,通常颜色较浓烈且颜料粒子较大。
二、染料的合成1. 基本合成路线染料的合成通常采用有机合成的方法。
常见的合成路线包括偶氮偶联法、分散染料法、直接染料法等。
2. 偶氮偶联法偶氮偶联法是一种常用的染料合成方法,该方法利用芳胺化合物与芳酚化合物发生亲电取代反应,生成偶氮化合物。
3. 分散染料法分散染料法是一种合成颗粒粒径较小的染料的方法,该方法将染料颜料颗粒分散在水相中,然后通过化学方法使其形成分散染料。
4. 直接染料法直接染料法是一种合成浓缩染料的方法,该方法利用分子内氢键或离子键的形成来增加染料颜色的强度。
三、染料的着色机理染料的着色机理是指染料颜色的产生原因和机制。
一般来说,染料的着色机理主要包括吸收光能、分子结构和对染料的稳定性。
1. 吸收光能染料颜色的产生主要是由于染料分子吸收特定波长的光能,激发分子内的电子跃迁从而产生颜色。
2. 分子结构染料的分子结构也是决定其颜色的重要因素,通常含有共轭结构的染料颜色较深。
第一章 染料概述一、染料的定义以及构成染料的条件是什么?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。
二、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)。
答: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。
第二章 中料及其合成途径1、试举例说明在合成染料中常用哪些重要的亲电取代反应?试述这些反应在染料合成在中的作用和目的,写出下列中料的名称,合成路线,并说明它们是否能够作为重氮组份或偶合组份在偶合反应中使用(如合作偶合组份,请标出偶合的位置)答: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。
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。
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。
N N OH
NHCOCH 3NaO 3S SO 3Na H 25C 12
二、酸性染料按照染色性能分为哪几类?
(1)强酸浴染色的酸性染料;(2)中性浴染色的酸性染料;(3)弱酸浴染色的酸性染料。
三、酸性染料的结构分类中有哪几种?
答:(1)偶氮类;(2)蒽醌类;(3)三芳甲烷类;(4)其它杂环类等。
四、偶氮类酸性染料中常用的二次偶合组分是什么?写出结构示意结构?
(1)所用的偶合组分能偶合两次的如H —酸、间苯二酚等。
H 酸 间苯二酚
五、总结酸性媒染染料的特征?
1)偶氮类的酸性媒染染料:
①偶氮基参与络合的酸性媒染染料:这类酸性媒染染料在偶氮基的邻合邻‘位,含有羟基、氨基、磺酸基或羧基等能与金属离子形成络合结构的配位基,它们与偶氮基一起与金属离子 参与络合,络合前后,染料的颜色变化大,一般颜色转深变暗;
②配位基在分子末端的酸性媒染;这类染料大多数位水杨酸结构作为偶合组分,或用氨基水杨酸作为重氮组分与先的重氮组分或偶合组分制备而成的,这类染料一般只有端基即邻羟基、羧基参与络合,偶氮基不参与络合,络合前后,染料的颜色变化不大。
(2)蒽醌类的酸性媒染染料:在蒽醌类的 —位上含有羟基、氨基等能与金属离子形成络合结构的配位基,它们一起与蒽醌的羰基参与络合反应。
(3)三芳甲烷类的酸性媒染染料:
一般也都具有水杨酸结构。
(4)占吨类的酸性媒染染料:一般也具有类似的水杨酸结构。
六、酸性染料染色的缺点及解决的办法?
染色的缺点:水洗牢度差。
解决的办法:(1)采用阳离子型的固色剂进行处理;(2)选用分子中具有较长的疏水性的基团的染料进行染色,通过增大分子量,降低水溶性基团的相对含量,从而达到提高水洗牢度的目的。
七、1:2型的酸性螯合染料为什么要在中性的条件下进行使用?
答:如果在酸性条件下使用,会发生歧化反应,引起染料的色光回颜色发生变化。
八、简述单偶氮类酸性染料的大致几种类型?
(1)以苯胺及其衍生物作为重氮组分,以吡唑啉酮作为偶合组分所生成的单偶氮染料一般
为黄色,
(2)以苯胺的衍生物为重氮组分,以萘系的衍生物作为偶合组分的单偶氮酸性染料一般为橙色的。
(3)以苯胺的衍生物为重氮组分,以H —酸作为偶合组分的单偶氮酸性染料一般为红色的。
九、简述酸性媒染染料与金属离子的络合过程?
在酸性染料中最常用的媒染剂是重铬酸钾或重铬酸钠,它们在羊毛先上首先被还原成四价铬,然后被还原成二价铬,生产二价铬的络合物后再被氧化成三价铬的络合物。
十、简述酸性染料的适用对象及染色的优缺点?
酸性染料主要用于羊毛、蚕丝、皮革等蛋白质纤维的染色和印花,也适用于锦纶的染色。
此外还可以应用于墨水、造纸等。
酸性染料色谱齐全,染色方便;但色泽不太鲜艳,染色物的湿牢度较差。
十一、从染料和纤维两个方面论述酸性染料的结构特征适合于对羊毛等蛋白质纤维的染色?
(1)酸性染料的分子中含有磺酸基或羧基等水溶性的基团,是一种水溶性的阴离子型的染料,可以按照孔道扩散模型进行染色;
(2)分子量小,适合于表面具有紧密鳞片层的羊毛纤维进行染色;
(3)分子的直线性和平面性不强,适合于对于呈螺旋构象的羊毛纤维大分子进行染色,使酸性染料的分子与羊毛纤维的大分子靠得很近,产生强的范德华引力。
十二、 试述酸性染料结构与其染色性能的关系,以及提高水洗牢度的途径。
酸性染料分子中含有一定数量的亲水性基团,如-SO3H 、-COOH 、-NH2、-OH 基等,染料分子具有较强的亲水性。
当分子中含有较多的-SO3H 基,染色纤维在碱性水溶液中,由于解离的磺酸基-SO3-与纤维内带负电荷区域之间的静电排斥力,更容易造成染料向碱性水溶液中的解吸附。
因此尽管酸性染料染着羊毛、丝及聚酰胺纤维时可以与纤维之间形成盐键,但其结合强度仍比较低,因此染料在纤维上的湿处理牢度不是十分理想。
提高酸性染料水洗牢度的方法:增加染料分子量,湿处理牢度将随着染料分子量或分子体积的加大而得到改进. 可以在染料分子中引入脂肪族烷基、环烷烃及芳烃等憎水性基团。
这些基团的引入不仅可以降低酸性染料在水中的溶解度和亲水性能,而且又增加了染料分子与蛋白质纤维分子间的引力,明显地提高染料湿处理牢度。
十三、酸性染料按应用性能是如何进行分类的? 分析如下结构的偶氮型染料中的取代基X 、Y 对染料(包括酸性媒染染料)的应用性能有如何的影响?
酸性染料按其应用性能可以分为强酸浴染色的酸性染料,弱酸浴染色的酸性染料,中性浴染色的酸性染料,酸性媒染染料以及酸性金属络合物染料;在偶氮染料的分子结构中,X-若N =N
O H N H Y SO 3N a N aO 3S X
为氨基、羟基则不利于耐光性能,若为卤素(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。
Y -若为-OH 、-OCH3, -SO3H 及-Cl 等,则染料分子结构的稳定性提高,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。
X-,Y -基团的分子量越大,染料的湿处理牢度越好。
十四、试述偶氮型酸性染料与直接染料在结构、染色对象、染色性能上的异同点。
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。
十五、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、 为以苯胺的衍生物作为重氮组分,以H-酸作为耦合组分的单偶氮酸性染料(酸性红 3B )
一般为红色染料,在强酸性域中染羊毛,其耐晒牢度为3~4级
2、 为以苯胺的衍生物作为重氮组分,以H-酸作为偶合组分的单偶氮酸性染料,分子中引入脂肪族碳链对染料的耐光牢度有所提高,湿处理能力也增强
3、 为硝基酸性染料这类染料牢度很低
4、 偶氮基参与络合的酸性媒染染料(酸性含媒蓝GGN )该染料相对分子质量小,水溶性
基团相对含量高,溶解性好,对纤维亲和力好,扩散性好,移染性好,匀染性好,但染色物的湿牢度差
aO 3S OH O 2N N N C CONH
C
OH
CH 3
N OH NHCOCH 3NaO 3S SO 3Na
O 3Na N N
OH
NHCOCH 3NaO 3S SO 3Na H 25C 12。