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精细化学品化学染料与颜料优秀课件

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《染料与颜料》课件

《染料与颜料》课件
竞争格局
染料与颜料市场集中度较高，少数大型企业占据主导地位，但中小 企业也在不断成长。
发展趋势预测
环保要求趋严
01
随着全球环保意识的提高，各国政府对染料与颜料生产过程中
的环保要求将更加严格，推动企业加大环保投入。
绿色染料与颜料的需求增长
02
消费者对健康和环保的关注度不断提高，将推动绿色染料与颜
料的需求增长。
总结词
酸性染料是一种在酸性介质中能与纤维反应生成共价键的 染料。
总结词
酸性染料具有色泽鲜艳、色谱齐全、染色方法简便等优点 。
详细描述
酸性染料通常含有磺酸基或羧酸基等酸性基团，具有较好 的水溶性和染色性能，主要用于羊毛、丝和锦纶等蛋白质 纤维和聚酰胺纤维的染色。
详细描述
在染色过程中，酸性染料可在酸性或中性介质中与纤维反 应生成共价键，使染料和纤维形成牢固的结合，不易脱落 。
染料与颜料的应用领域
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
纺织印染
纺织印染是染料与颜料应用的重 要领域之一，通过染色和印花技 术，使纺织品具有丰富多彩的外
观和优良的品质。
染料与颜料在纺织印染中发挥着 关键作用，能够赋予纺织品各种 颜色和图案，提高其美观度和附
加值。
详细描述
直接染料可用于棉、麻、丝等天然纤维的 染色，染色后颜色鲜艳、耐洗和耐摩擦性 能一般。
03
颜料的种类与特性
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
无机颜料
01
02
03
天然矿物颜料
直接从矿物中提取，如群青、 赭石等。
合成无机颜料
通过化学合成获得，如钛白、 锌白等。

精细化工实验技术课件第八章

精细化工实验技术课件第八章
理 氧化铁红的收率可按下式计算：
收率=
实际产量 理论产量
×100%
理论产量可按下式计算：
理论产量= M 1wm 克
2M 2
式中：M1——氧化铁的摩尔质量，g/mol，可取157.7； w——绿矾的有效含量，工业绿矾可取0.95；
M2——绿矾的摩尔质量，g/mol，可取277.8；
理论产量
颜料
理论产量可按下式计算：
理论产量= M 1wm 克
M2
式中：M1——苯基偶氮-2-羟基-3-萘甲酰苯胺的摩尔质量，
g/mol，可取367.0；
w——苯胺的有效含量，分析纯可取0.990～0.995； M2——苯胺的摩尔质量，g/mol，可取93.0； m——原料苯胺的质量，g。
七、安全与环保 苯胺有一定的毒性，实验时应保持室内通风。含有苯胺 的废液应集中处理，不能随意丢弃。
颜料
三、实验原理 本实验以绿矾（FeSO4·7H2O）为原料，以水作为溶剂和 洗涤剂制备氧化铁红。首先绿矾被加热脱去结晶水，再经氧 化还原反应生成氧化铁，最后经水洗、过滤、烘干、粉碎得 到产品。有关化学反应方程式如下：
FeSO4·7H2O FeSO4 + 7H2O
2FeSO4 焙烧 Fe2O3 + SO2+ SO3
颜料
一、颜料及其类型 颜料（pigment）属于重要的精细化工产品，广义地说， 凡是不溶于水、油等介质、但能够分散在其中的有色小颗粒 状物质。 颜料的颜色是由于颜料对白光选择性吸收的结果。颜料 选择吸收某种色光，就呈现其互补色光的颜色。颜色有色相 （色调）、明度（亮度）、纯度（饱和度）三要素，颜色三 要素决定颜色的特征。颜料的质量由色光、遮盖力、着色力、 吸油量、分散度、耐光性、酸碱度、水渗性、石蜡渗性、耐 酸性、耐碱性、耐有机溶剂性、含水量、水溶盐含量、纯度、 相对密度等指标衡量。

精细化工第6章 染料和颜料(补充) (1)

精细化工第6章 染料和颜料(补充) (1)
4.2光和色 染料的颜色和染料分子本身结构有关，也和照射在染料上的光线性质省关，
因此要正确了解颜色与染料结构之间的关系，首先要了解光的物理性质。 4.2.1光的性质
可见光、γ线、紫外线、红外线、x线等都是波长不同的电磁被。在整个电
磁辐射波谱中只有很窄的一部分射线照射到眼睛中才能引起视觉。可见 光范围的界限大约为400一760纳米
2·3.2近代发色理论
从而物质呈现出吸收光谱色的补色。总之，物质 的颜色，主要是由于物质分子中的电子在可见 光作用下，发生了π→ π*或 n→n* 跃迁的结 果。
有机染料和颜料都应该满足如下要求：
能使基质着色； 色泽鲜艳； 牢度优良； 使用方便； 具有无毒性。
（1） 发色团学说
德国人维特（O.N.Witt）的发色团和助色团学说认为：有机化合
不同的颜色。在共轭双键体系中，随着共轭双键数目 的增加，使HOMO和LUMO间的能级差减小，ΔE减 小，则λ红移，产生深色效应。
2、 结构和颜色的关系
（1）共轭双键长度与颜色的关系
共轭双键的数目越多，π→π*跃迁所需的能量越低，选择吸收光 的波长移向长波方向，产生不同程度的深色效应。分子结构中 萘环代替苯环或偶氮基个数增加，颜色加深。共轭双键系统愈 长颜色愈深。芳环越多，共轭系统也越长；电子叠合轨道越多， 越易激发；激化能降低，颜色加深。
染料主要应用于各种纤维的染色．同时也广泛应用于塑料、橡 胶、油墨、皮革、食品、造纸、感光材料等方面。
7.1.3 染料的分类和命名
7.1.3.1 染料的分类
染料的分类方法有两种：其一是按照染料的应用方法;
二是根据染料的化学结构。
1)按染料的应用分类
根据染料应用对象、应用方法及应用性能可将染料分为

第八章 染料与颜料PPT课件

第八章 染料与颜料PPT课件
19
二.染料的命名与分类
1.染料的命名:
冠称 + 色称 + 词尾
说明：冠称表示染料的应用类别和性质，又称 属名； 色称表示染料的基本颜色； 词尾也称尾注，用于补充说明染料的性能或色 光和用途，常用字母表示。 例：酸性媒染蓝黑B
20
色称采用三十个色泽名称：嫩黄、黄、深黄、橙、大 红、红、桃红、玫瑰、品红、红紫、枣红、紫、翠蓝、 湖蓝、艳蓝、深蓝、艳绿、绿、深绿、黄棕、红棕、 棕、深棕、橄榄、橄榄绿、草绿、灰、黑。
颜色视觉有三个基本特征：色调、纯度和亮度。
13
3.光谱色的范围及其补色
14
4.染色：就是使染料通过化学或物理化学方式结合 在织物纤维上，使织物具有一定色泽的全部加工过 程。
纤维织物的染色过程，基本上要经过表面吸附、 内部扩散、染料固着三个阶段。 5.对纺织纤维织物了解
15
16
6.染料的发色机理
1
中国古代色彩技术
2
中国传统染料植物种类繁多
栀子
茜草
蓝草
红花
紫草
柞树
3
青出于蓝胜于蓝
蓝草→浸泡→水解→吲哚酚→吲哚酮→缩合 →蓝淀→酒糟→氢化酶→还原→吲哚酚→石 灰（提供碱性）→靛白隐色盐→靛蓝
4
除了利用植物的天然色泽，还能通过复 染、套染、媒染得到各种色彩变化
▪ 复染
▪ 套染
▪ 媒染
媒染剂
▪ 以红、紫色为主，为一类有待开发的酸性染料。
O
NC3H
HN
酸 性 红 3B C3H
ONH C3H
+
ON
SO 3-
H3C
酸性
COOH
Na3SO
▪ 此外，还有硝基类染料，因性能欠佳，仅存个别 品种。如酸性橙E。

精细化学品课件染料和颜料(化工精细方向)PPT课件

精细化学品课件染料和颜料(化工精细方向)PPT课件
I0
• 称为朗伯特-比尔（Lambert-Beer）定律。 • 最色调大就吸改收变波。长一λm般ax的黄增、长橙或、减红短称，浅染色；料绿的、
青、蓝称深色。所以染料最大吸收波长增 大，色调就加深；反之染料最大吸收波长 减短，色调就变浅。
（三）染料的结构和颜色的关系
1 、染料的发色理论概述
染料的颜色和染料分子结构有关。
Eh hC
当吸收光的能量与ΔE相等时，有机分子才会显示出颜色。ΔE 越大，所需吸收光的波长越短；反之，ΔE越小，所需吸收光 的波长越长。作为染料，它们的主要吸收波长应在400~760 nm 波段的可见光范围内。
★2、 结构和颜色的关系
（1）共轭双键长度与颜色的关系
• 共轭双键的数目越多，π→π*跃迁所需的能量越低，选择吸收光的波长 移向长波方向，产生不同程度的深色效应。分子结构中萘环代替苯环 或偶氮基个数增加，颜色加深。共轭双键系统愈长颜色愈深。芳环越 多，共轭系统也越长；电子叠合轨道越多，越易激发；激化能降低， 颜色加深。
（2） 醌构理论
• 醌构理论是英国人阿姆斯特朗（Armstrong） 于1888年提出的，认为分子中由于醌构的 存在而产生颜色。如对苯醌是有色的，在 解释芳甲烷染料和醌亚胺染料的颜色时， 得到应用。
（3） 发色理论的量子化概念
• 根据量子力学，可以准确计算出物质分子中电 子云分布情况，定量地研究分子结构与发色的 关系，认为染料分子的颜色是基于染料分子吸 收光能后，分子内能发生变化而引起价电子跃 迁的结果。1927年提出了染料发色的价键理论 和分子轨道理论。
NaO3S
NN
OH
酸性橙
•蒽醌染料
结构特征：含有 O
O 基团或多环酮 。
茜素

精细化学品课件染料和颜料(化工精细方向)

精细化学品课件染料和颜料(化工精细方向)

• 当物质受到光线照射时,一部分光线在物质的表面直接反射出来,同时 有一部分光透射进物质内部,光的能量部分被吸收。
• 将太阳光照射染料溶液，不同颜色的染料对不同波长的光波发生不同 强度的吸收。
• 黄色染料溶液所吸收的主要是蓝色光波，透过的光呈黄色。
• 紫红色染料溶液所吸收的主要是绿色光波，
• 青（蓝－绿）色染料溶液主要吸收的是红色光波。
黄色酸性染料
a
Foil 16
•靛族染料
结构特征：含有
O ( C C C C)
共轭基团
O
O
C C
N H
H N C C
O
靛蓝
a
Foil 17
• 硫化染料
结构特征：分子中含有—S—结构或多硫结构
H2N
S
OO
S
NH3
H3C
N
S
O
N
CH3
硫化蓝BN
a
Foil 18
•芳甲烷类染料 结构特征：一个碳原子上连接几个芳基结构
能量，包括电子能量(Ｅe)、振动能量(Ｅv)和转动能量(Ｅr)。
它们的变化都是量子化的、阶梯式的、不连续的。这种能 量的高低叫能级。通常分子总处在最低能量状态，这种能 量状态叫基态。分子吸收一定波长的光后，激发至较高的 能态，叫激发态。激发态与基态的能级差为ΔE，与吸收光 的波长之间的关系为：
E h h C
N N 黄 色
N H 2 O 2 N
O HO H NN
H 3 C N
N a O 3 S 红 色
H 3 C S O 3 N a
a
N N 红 色
N H 2
O HO H NN
N a O 3 S
S O 3 N a
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4.2.1 偶氮类染料
• 偶氮染料(azo dyes)是纺织业中应用最广泛 的一类合成染料，也用于油漆、塑料、橡 胶等的着色。在特殊条件下，分解产生20 多种致癌芳香胺。
4.2.1 偶氮染料的合成—重氮化反应
A r N H 2 + N a N O 2 + 2 H X A r N 2 X + 2 H 2 O + N a X • 重氮盐的反应 • 1. 与芳香族化合物耦合
精细化学品化学染料与颜料
物质的颜色
人眼能感觉到的光称为可见光，其波长范围400~760nm。 当一束白光照射到某物体时，若光全部透过，则是无色 的；若光全部被反射，则是白色的；若光全部被吸收， 则是黑色的。当物体吸收某一波段的光时，则反射的是 其余各波段的光，则物体呈现的是反射光的颜色。
4.1 染料与颜料的概念
OH
4.3 酸性染料
酸性染料：是一类在酸性染浴中进行染色的 染料。其结构特点是至少含有一个以上的 水溶性基团，通常是磺酸基或羟基，其化 学结构以偶氮型和蒽醌型染料占大多数。
主要应用：羊毛、蚕丝、皮革、纸张的染色。 结合力：酸性染料分子与羊毛中的氨基以离
子键、范德华力结合。
4.3 酸性染料
4.3.1 强酸性染料 4.3.2 弱酸性染料 1）偶氮型
染料主要以有机分子为主，无机物染料 K[Fe(II)(CN)6Fe(III)] 普鲁士蓝
4.1 染料与颜料的概念
·无机颜料通常耐光、耐热、耐溶剂、耐化 学腐蚀和耐升华等方面的性能优良，主要 品种有钛白、铁红、铬黄、群青、炭黑、 硫酸钡等。
·有机颜料的耐光、耐热、耐溶剂性虽比不 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 大大提高，应用范围日益扩大。
4.3 酸性染料
常用的染料中间体：
1.J-酸：2-氨基-5-羟基-7-萘磺酸
2.γ-酸：1-羟基-7-氨基-3-萘磺酸
γ-酸
3.H-酸：1-氨基-8-萘酚-3,6-二磺酸
4. 2,3-酸：2-羟基-3-萘磺酸
5.T-酸：1-萘胺-3,6,8-三磺酸
6.猩红酸：
H3O S
NHCONH
S3 O H
OH
合成：氨基磺酸钠重氮化，再与羟基磺酸钠偶合。
对十二烷基苯胺重氮化，H-酸乙酰化，最后偶合。
OH NN
SO3Na
C12H25
OH NHCOCH3 NN
SO3Na 酸性红 B（C.I. 14720）
பைடு நூலகம்
NaO3S
SO3Na
弱酸性桃红 BS（C.I. 18073）
4.3 酸性染料
2）蒽醌型 合成：二羟基蒽醌磺化、硝化、中和、硫化钠还原。
CH3 CH3
4.1 染料与颜料的概念
染料的分子结构与颜色的关系
4. 形成金属络合物：金属离子与染料分子络合时，金属 离子一方面以共价键与染料分子结合，又与具有未共用 电子对的原子形成配位键从而影响共轭体系电子云的分 布，使染料分子π电子离域增强，选择吸收移向长波。
同一染料与不同金属离子的络合物具有不同的颜色。
1. 共轭双键长度的影响：共轭双键的数目越多， π→π*跃迁所需的能量越低，选择吸收光的波长移 向长波。
O 2 N
NN
C O O N a O HO 2 N
黄 色
N H 2O H
NN
NN
N a O 3 S
S O 3 N a 蓝 色
4.1 染料与颜料的概念
染料的分子结构与颜色的关系
2. 取代基的影响：共轭系统中引入－NH2、－NR2、－ OH、－OR等给电子基团时，其孤对电子与共轭系统的 π电子形成p-π共轭 ，降低了分子激发能，选择吸收移 向长波；引入吸电子基团如－NO2、－CO－ 、－CN等 与共轭体系形成π-π共轭 ，选择吸收移向长波。
Cr1/3 OO
OH
Fe1/3 OO
OH
Al1/3 OO
OH
O 棕色
O 紫色
O 红色
4.2 染料的分类
染料的分类－按结构分类
（1）偶氮染料
（2）蒽醌染料 （3）硝基和亚硝基染料 （4）靛族染料 （5）硫化染料 （6）芳甲烷染料 （7）菁 (jing)系染料（次甲基染料） （8）酞菁染料 （9）杂环染料 （10）其它染料：二苯乙烯染料等
慢
快
A rN N +
O A rN N H
O A rN N - H
O
慢
快
A rN N +
N H 2 A rN N H
N H 2 A rN N - H
N H 2
• 2. 重氮基团的离去
• 3. 与羟基、卤素的取代反应
4.2 染料的分类
染料分类－按应用分类
（1）酸性染料 （2）中性染料 （3）阳离子染料 （4）活性染料 （5）直接染料 （6）还原染料 （7）分散染料 （8）硫化染料 （9）冰染染料
能以分子状态或分散状态使纤维或其它物质获得鲜 明和牢固色泽的有色物质称为染料。
染料是可溶于水或有机溶剂的化合物。主要应用于各种纤维 的染色和印花。如棉、麻、毛、丝、毛皮和皮革以及合成纤 维如涤纶、尼纶、腈纶、维纶、等。此外，也广泛应用于塑 料、橡胶制品、油墨印刷、纸张、食品、医药等方面。品种 达9000种。
NH2 O OH SO3Na
NaO3S OH O NH2
酸性蓝 R
O NH2
NH2 O
SO3Na NaO3S
O HN
CH3 C CH3
弱酸蓝 GL
NH O
4.3 酸性染料
4.3.3 酸性媒介染料与金属络合染料 1）酸性媒介染料：酸性染料染色后用金属媒染剂 （如铬或铜盐）处理，在纤维上生成络合物。
优点：可提高酸性染料的耐晒及耐湿牢度 缺点：染色手续较复杂、色光较暗、织物会发生变色
4.1 染料与颜料的概念
颜料是不溶于水和一般有机溶剂的有色物质，它与被着 色物质没有亲和力，只有通过胶粘剂或成膜物质，使其 附着在物体表面或混在物体内部，使物体着色。 主要用于油漆、油墨、橡胶、塑料的着色。
Fe2O3 红色颜料 TiO2 最白的颜料 SnS2 金色颜料
染料和颜料的显色原理是什么？
4.1 染料与颜料的概念 染料的分子结构与颜色的关系
N N
N H 2 O 2 N
黄 色
N N 红 色
N H 2
4.1 染料与颜料的概念
染料的分子结构与颜色的关系
3. 分子的平面结构的影响：组成分子共轭双键体系的
原子在同一平面，电子离域程度增加，受原子核束
缚减弱，选择吸收移向长波，使颜色加深。
O NH
CH3
O NH
CH3
绿色
H3C O NH
H3C H3C O NH 蓝色 H3C