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第六章 染料

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第6章 酸性染料、酸性媒介染料及酸性含媒染料染色

第6章 酸性染料、酸性媒介染料及酸性含媒染料染色


染整工艺与原理 酸性染料染色
HO H25C12 N N NaO3S SO3Na NHCOCH3
弱酸性桃红BS（C.I.酸性红138，C.I.18073）
O N N Cl NaO3S
OH
NH SO2
CH3
SO3Na
弱酸性艳红B（C.I.酸性红249，C.I.18134）
染整工艺与原理 酸性染料染色
染整工艺与原理 酸性染料染色
（二）1:2型酸性含媒染料的结构和性能 1:2型酸性含媒染料或1:2型金属络合染料，在弱酸性或中性条件下染色，在国产 染料分类中，称为中性金属络合染料，简称中性染料。大多不含磺酸基团，仅含有非 离子性的亲水基团，如磺酰氨基、烷砜基、烷基磺酰氨基等。
_
H2NO2S N N O Cr O N N SO2NH2 O O
SO3Na
SO3Na
Sandolan棕N-2RL（C.I.酸性橙51，C.I. 26550）
染整工艺与原理 酸性染料染色
（二）蒽醌染料
蒽醌结构的酸性染料除了含有磺酸基外，在α位上还含有2~4个氨基、 芳氨基、烷氨基和羟基。根据这些基团性质和位置，蒽醌酸性染料可 分为三种主要结构类型，即芳氨基蒽醌、氨基羟基蒽醌和杂环蒽醌。 蒽醌酸性染料大多以紫、蓝、绿色为主，深色居多，尤以蓝色为最多。 这类染料色泽鲜艳，日晒牢度较好，匀染性和湿处理牢度随结构的变 化而不同，蓝色和绿色染料广泛应用于羊毛、蚕丝和锦纶的染色，在 毛纺行业，一些染料品种常与酸性媒介染料拼色，以起到增艳作用。
H3C N N N N OH H C N N HO N N CH3
SO3Na
SO3Na
弱酸性嫩黄G（C.I.酸性黄117，C.I.24820）
NaO3S N N N N NH SO3Na
第六章还原染料

第六章还原染料


O
Cl
退出
（七）噻唑结构系
• 这类染料一般说来对纤维素纤维具有良好的亲和 这类染料一般说来对纤维素纤维具有良好的亲和 色泽鲜艳，价格便宜，但日晒牢度差， 力，色泽鲜艳，价格便宜，但日晒牢度差，且具 有严重光脆性 光脆性。 有严重光脆性。 如：还原黄GC 还原黄GC
O S C N N C S O
•
N S
O ONa
O 蒽醌（浅黄色）
ONa 蒽醌隐色酸钠盐（红色）
退出
（一）酰胺系和亚胺系
1．酰胺系 染料结构式中含有一个或几个酰氨基，位置均在α 染料结构式中含有一个或几个酰氨基，位置均在α位。 例如： 例如：
O NHCO
OCHN O NHCO
O
NH2
O
NHCO
O
O
NH2
还原红5GK 还原红 特点： 特点：
退出
一、蒽醌类还原染料
• 凡是染料分子中含蒽醌结构或多环酮结构的统称为蒽醌类 凡是染料分子中含蒽醌结构或多环酮结构的统称为蒽醌类 蒽醌结构或多环酮结构 还原染料。这类染料绝大部分是由蒽醌及其衍生物合成的。 还原染料。这类染料绝大部分是由蒽醌及其衍生物合成的。 • 这类染料在还原染料中占有重要地位，它的优点很多，主 这类染料在还原染料中占有重要地位，它的优点很多， 要为： 各项牢度高超； 色谱齐全； 颜色鲜艳； 要为：①各项牢度高超；②色谱齐全；③颜色鲜艳；④还原 后的隐色体钠盐对纤维均有很高的亲和力。 后的隐色体钠盐对纤维均有很高的亲和力。 • 绝大部分蒽醌还原染料隐色体钠盐的色泽均较未还原染料 绝大部分蒽醌还原染料隐色体钠盐的色泽均较未还原染料 的颜色为深，仅有少数例外， 的颜色为深，仅有少数例外，这与靛族还原染料隐色体的情 况恰好相反。 况恰好相反。
第六章 酸性染料、

第六章 酸性染料、


第三节 酸性染料对羊毛、蚕丝和锦纶的上染原理
一、羊毛、蚕丝和锦纶的两性性质染料的上染机理
• 纤维的性质：
羊毛、蚕丝、聚酰胺纤维都有一个共同的结构特征，
即三种纤维大分子链均以酰胺键连接而成，都含有碱 性基团（-NH2）和酸性基团（-COOH）,即可象酸又 可象碱一样电离，具有与碱或酸结合的能力，因此具 有两性性质，即在水溶液中，存在等电点。但它们分
• 温度：分子结构小的60-70℃，分子结构大80-95℃
酸性染料在不同纤维上湿牢度为：尼龙>羊毛>蚕丝。
第一节 引言 第一节 引言
二、酸性媒染染料
综合了酸性染料和媒染染料的结构特点和染色性能， 分子中含有-SO3Na，分子结构较小，并在合适的 位置，含有可与金属离子螯合的基团。
染色特性：在酸性溶液中上染纤维，加入Na2Cr2O7 处理，使Cr3+与染料、纤维之间形成螯合物颜色变 深、变暗，日晒牢度、皂洗牢度显著提高。 主要用于羊毛纤维。也可用于蚕丝、尼龙。
COO
-
2. 吸酸，吸碱反应：羊毛在pH4-9，很少吸酸也很少吸碱。
H+
H+
COOH
NH2
NH3
• 即吸酸量不再增加，吸收质子数量与氨基含量基本一致，
氨基含量约为0.8-0.9mol/kg，此值称为羊毛的吸酸饱
和值（与-NH2含量基本一致）
• 如pH继续下降，羊毛的吸酸量又很快上升
O C NH H+ O C NH2
于当量吸附。
第四节 酸性染料对羊毛、蚕丝和锦纶的染色工艺
酸性染料目前的染色工艺（染色方法）通常采用浸染的方 法，而在浸染中易产生的质量问题主要为染色不匀或称
为色花。根据孔道扩散模型，D与dCp/dCa关系为：
第六章 色素

第六章 色素


毒 性

大鼠经口LD50＞2g/（kg体重），
小鼠经口服LD5012.75g/（kg体重）。 1985年FAO/WHO规定: ADI为0~7.5mg/（kg体重）。
五、日落黄及日落黄铝色淀
日落黄及日落黄铝色淀
概述
性状
制法
毒性
使用
概 述
HO NaO 3 S N N
SO 3 Na
性 状
性

状

红色至红褐色颗粒或粉末，赤藓红铝色淀为紫红色粉末 易溶于水（10g/100ml 室温），溶于乙醇、丙二醇和 甘油；中性水溶液呈红色，酸性时有黄棕色沉淀，碱性 时产生红色沉淀，不溶于油脂。 赤藓红铝色淀不溶于水及有机溶剂； 赤藓红耐热（105oC）、耐还原性好， 耐光、耐酸性差 其铝色淀有较好的耐光耐热性，在酸性中可发生沉淀。 赤藓红具有良好的的染着性，特别是对蛋白质染着性尤 佳。在需高温焙烤的食品和碱性及中性食品着色力较其 他色素强。吸湿性强。
由于合成色素的安全性问题，各国对其使用严格限制， 不单在品种和质量上有明确的限定，在生产单位也有 明确的限制，我国指定上海市染料研究所为全国独家 生产厂。 各国准许使用的合成色素品种各不相同，现允许使用 的仅有39种，我国8种，美国10种（品种有所不同） 英国22种，欧共体约22种，日本11种见表6-1 由于各国对食用色素的名称常用编号表示，如美国为 “FD&. No”，欧共体为EEC No.，英国、日本各有 不同，表6-1中有编号者即为该国用的合成色素极其 正规名称。
√
√ √
黄 6 黄 5
√ √
E110 E102 （E）154
一、苋菜红及苋菜红铝色淀

（一）苋菜红
苋菜红
第六章 1_染料

第六章 1_染料

17
染料应用的三个方面
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。如各种纤维、织物、皮革等。
1.吸附
染色过程
2.扩散
3.固着
18
染料应用的三个方面
着色：在物体形成最后固体之前，将染料分散于组成物中，成型后
即得有颜色的固体。如塑料、橡胶及合成纤维的原浆着色。
精细化学工艺学
主讲教师：张心亚
华南理工大学化学与化工学院 二O二一年四月
1
第六章 染料与颜料
日常生活中哪些染料？ 哪些颜料？ 这两者之间是否有区别？
2
3
4
5
第六章 染料与颜料
染料基础
6
第六章 染料与颜料
§6.1 染料概述 •染料：是能使其它物质获得鲜明、均匀、坚牢色泽的有色有 机化合物。
19
染料应用的三个方面
涂色：借助涂料作用，使染料附于物体表面而使物体着色。如涂料、
印花油漆等。
20
满足染料应用的条件
1.能染色指定物质
2.颜色鲜艳
3.与被染物结合牢固
4. 使用方便、成本低廉、无毒
21
染料的分类
(1)按染料的性能分类
•酸性染料 •中性染料 •直接染料 •还原染料
•分散染料 •硫化染料 •冰染染料 •阳离子染料等
37
染料的命名
(2) 染料索引（Colour Index，CI） 《染料索引》是一部国际性的染料、颜料品种汇编。 将世界大多数国家各染料厂的商品，分别按它们的应用性质和化学结构
归纳、分类、编号，逐一说明他们的应用特性，列出它们的结构式，注 明其合成方法，附有同类商品名称的对应表。 借助于CI，可方便地查阅染料的结构、色泽、性能、来源和染色牢度等 参考内容。
第六章 配位化合物(新)

第六章 配位化合物(新)


三、配合物的命名
1. 配合物的特征部分内界的命名方法
[Cu(NH3)4]2+ 四 氨 合 铜 (II) 离子
配体数(以汉字数码表示) 配体名称(不同配体之间有时以圆点(·)分开) 合(表示配位结合) 中心原子名称 中心原子氧化数(加括号，以罗马数字表示)。
注意
• 配阴离子和配阳离子的命名：
CN-、CO中，哪些可以作为中心原子？哪些可以作 为配位体？
中心原子：Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+ 配位体：H2O、NH3、F-、CN-、CO
练习2：向下列配合物的水溶液中加入AgNO3溶液，不
能生成AgCl沉淀的是（ ）。
A、[Co(NH3)4Cl2]Cl B、[Co(NH3)3Cl3]
C、[Co(NH3)6]Cl3
两可配体，异性双基配体：配体虽有两个配位原子，
由于两个配位原子靠得太近，只能选择其中一个与中心
原子成键，故仍属单齿配体，如：
-SCN- 硫氰根 以S配位
-NCS- 异硫氰根 以N配位
-ONO- 亚硝酸根 以O原子配位
-NO2- 硝基
以N原子配位
(四)配位数——直接与中心原子成键的配位原子总数
配位个体 [Cu(NH3)4]2+ [CoCl3(NH3)3]
配位键：共价键的一种。构成配位键的两原子依旧共享一 对电子，但这对电子由一方单独提供，另一方只提供空轨 道来容纳这对电子。
带正电荷的配离子称为配阳离子：
[Cu(NH3)4]2+、[Ag(NH3)2]+ 带负电荷的配离子称为配阴离子：
[HgI4]2-、[Fe(NCS)4]含有配离子的化合物和配位分子统称为配合物。
硫酸五氨·一水合钴(III)、
《2013染料化学》习题

《2013染料化学》习题

《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（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)OHOHO OHOH2 20%H 2SO4-110~115 C-SO3HNH」OH O( 2)OHSO3HNa2S75~80 C SO3Na N02 OH OSO3NaCOONa^■■1_N= Nso3H》_NHCONH_《SO3Na(4)BrNHX Br XX COCOONa-J直接铜盐紫)3RL (C. I. 25355)(5)SO3NaOHN= NO OHO NH —CH 3NHCOBrNHc—C/(H3O2NBrNH2（5 ）禁用染料（6）致敏染料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。

(7) ( 8)(9)( 10)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。

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?(1) (2)(3)(4) SO s NaOH NH 2(5)O 2N NO 2NaO 3NH 2OHO OHO OHO NH 2NH 2 O O NH 2O（1）3、 试用量子概念、分子激化理论解释染料选择吸收光线的原因。

考题染色基本知识

考题染色基本知识

考题染⾊基本知识第⼀章染⾊基本知识1. 什么叫染⾊？它的⽬的和要求是什么？2. 物体为什么会有颜⾊？物体具有颜⾊的基本条件是什么？3. 什么叫染⾊牢度？常见的染⾊牢度有哪些？4. 什么叫浸染？什么叫轧染？各适⽤于何种织物的染⾊？第⼆章染⾊基本理论1. 亲和⼒和直接性有何不同？2. 酸性染料染⽺⽑或聚酰胺纤维有⽆饱和值？⽤什么法其求出它？3. 何谓平衡吸附等温线？它分为哪⼏种类型？有何特点，⽅程式如何？4. 什么叫上染？上染过程分哪⼏个阶段？它和染⾊过程是否相同？5. 什么叫上染百分率？平衡上染百分率？它们在上染速率曲线上各有何特征？6. 染料在纤维中的扩散与染⾊效果有什么关系？影响扩散速率的因素有哪些？染料的扩散活化能⼤⼩对扩散有什么影响？7. 试从染料的扩散速率、扩散活化能以及平衡吸附等⽅⾯说明温度对上染的影响。

8. 什么扩散边界层？染⾊时染液的流动对其有何影响？9. 染料在⽔溶液中有⼏种存在形式？染⾊时染料是以何种形式上染⾊？10. 浓度、温度及中性电解质对染料在溶液中的聚集有何影响？11. 在⼀般上染过程中，△H0和△S0为何是负值？根据△H0、△S0和T的关系式，讨论染⾊温度T对平衡上染百分率的影响？12. 试说明某些酸性染料上染蛋⽩质纤维时，△S0为正值，即整个染⾊体系混乱度增加的原因。

13. 什么叫稳态扩散、⾮稳态扩散？写出对应的Fick扩散⽅程式及其物理意义。

14. 什么叫⽆限染浴、有限染浴？它们在染⾊过程中各有何特点？15. 什么叫半染时间？在不同的染⾊条件下，其变化和哪些因素有关？16. 何谓孔道扩散模型和⾃由体积扩散模型？根据其基本理论简述纤维微结构的差异对染料扩散速率的影响。

17. 什么叫初染率、移染性？染料的标准亲和⼒及染料的扩散性能对其有何影响？18. 为获得满意的染⾊效果，⼀般可通过哪些⼯艺条件来控制染料的上染速率。

19. 什么叫泳移、半匀染时间？第三章直接染料的染⾊1. 直接染料染⾊时加⼊中性电解质的作⽤是什么？说明其作⽤原理。

染料化学(总复习)

染料化学(总复习)


第十章 还原染料
1、还原染料的结构特点和分类 还原染料结构特点 不含水溶性基团； 稠环上含有两个以上的羰基； 具有一定的线性共平面结构； 隐色体对纤维素纤维具有直接性。 结构分类 靛族：靛蓝、硫靛 蒽醌：蒽醌衍生物、稠环酮、杂环蒽醌和杂环蒽酮
第十章 还原染料
2、还原染料的上染原理
第八章 活性染料
3、活性基的种类 卤代含氮杂环类：卤代均三嗪（二氯均三嗪、 一氯均 三嗪、单烟酸三嗪型）；卤代嘧啶（二氟一氯嘧啶） 含负性基的烷基类：乙烯砜型（-乙基砜硫酸酯）；乙 烯砜氨基衍生物 其它活性基：-溴丙烯酰胺（毛用）；-氯乙烯砜；膦 酸酯型 双官能团类：双侧型；架桥型 4、母体结构 偶氮类；蒽醌类（艳蓝）；酞菁结构（翠蓝）； formazan结构（鲜艳深蓝）
第七章 直接染料
5、直接染料的结构与直接性 定义：染料自染液上染纤维的能力。 表示方法： 上染纤维的染料量 上染百分率 100% 投入染料量 结构与直接性的关系：若染料分子呈直线型的，构成染 料分子的芳环成同平面的，增加染料分子与纤维素两者 之间的接触面积，使相互更易吸引，有利于染料分子中 的极性基与纤维素中的羟基形成氢键，则直接性大。 保持染料分子的线型 染料分子的平面性 形成氢键的基团 磺酸基的数量和位置
第七章 直接染料
2、一般特点 色谱齐全，色泽不够鲜艳。 价格便宜，应用方便。 湿牢度较差。与水溶性基团的多少有关。 主要应用于棉纱、针织品、真丝、粘胶纤维等产品的染 色中。 3、直接染料的合成方法 双偶氮染料： E1←D→E2 ；A→M→E；A1→Z←A2 三偶氮染料： E←D→Z←A 、E1←D→M→E2、 A→M1→M2→E
第八章 活性染料
均三嗪结构：
NH N N N Cl NH N Cl N N NHR Cl
颜色化学第六章离域Π键与有机物的颜色幻灯片

颜色化学第六章离域Π键与有机物的颜色幻灯片

激光是指通过辐射的受激发而使光波放大， 英文缩写〔laser〕。
2.染料激光器
染料激光器最突出的优点是激光输出波长在较 大范围内连续可调。
另外容易循环冷却，价格廉价。
染料激光器中的工作物质是激光染料. 第一台染料激光器是1966年由IBM公司研制,
工作物质是溶解在乙醇中的氯化铝酞菁染料。
电荷产生层材料:偶氮、蒽醌、酞菁、甲川 类和奥类；
电荷传输层材料：腙类、口恶脞类、芳胺 类等；
有机光导电材料：酞菁系列化合物，如无 机金属酞菁、铜酞菁、铝氯酞菁、铗氯酞 菁、钒氧酞菁、钛氧酞菁等。
由于激光束高度聚焦，打印清晰度很好。
(2)喷墨与热敏打印
非接触型打印，指令转变成压力信号，墨滴 20 m左右，墨汁分水溶性和油溶性。
化纤染色,可抗静电;
毛线染色,防起球,增加柔性.
真丝绸染色,增加湿牢度,艳丽度.
作用机理:3价的稀土离子易与纤维外表的 带负电荷的氧原子结合,降低氧的电负性, 使染料负离子与纤维外表静电斥力减小. 同时稀土离子能与染料分子形成配合物, 发挥染桥作用,助染.
6.3有机色素的应用及开展前景
1.与光合作用有关的色素 叶绿素是将太阳能用于进展光合作用的
关键色素. 陆地植物的光合作用每年固定的CO2量
可达1.55 1011吨,占光和作用固定CO2 总量的61%, 全世界每年消耗的矿物燃料相当于 3 109吨碳,仅占光和作用所固定碳的
在植物光合作用过程中,发生了三个重要反 响
(1)CO2被复原成糖;
(2)H2O被氧化成O2;
(3)光能被固定并转换成化学能.
自然界广泛存在,主要成分含氮氨基酸— —酪氨酸，可给出黑、褐到黄的颜色。
对毛发、皮肤、眼睛、鳞片、羽毛的颜色 有特殊奉献，提供深色背景，使散射、干 预、衍射产生的颜色表现出来。
酸性含媒染料

酸性含媒染料


NH3
NH3
H
F COO F COOH
Cl
NH3 F
Cl
D
NH3 F COOH
D
COOH
①盐起缓染作用。 ②对于弱酸性酸性染料，则需要选用对纤维亲和 力更大的阴离子有机物作匀染剂； ③中性浴酸性染料，染色在近中性条件下进行，纤 维带负电荷，盐起促染作用。
三、吸附性能 羊毛对强酸性染料的吸附符合Langmuir型。 存在吸附饱和值（adsorption saturation)。 等当量吸附时，吸附饱和值就是纤维上的 氨基数量。 超当量吸附——染料的吸附量超过纤维的 染色饱和值。
① 价格便宜
② 色泽暗淡 ③ 较高的湿处理牢度和耐晒牢度 ④ 需经两个工序，过程长，化学损伤严重，影响纤维的手 感及纺纱性能 ⑤ 染色废液含有重金属离子（Cr6+)，易造成环境污染。
⑥ 主要用于羊毛。极少用于蚕丝、锦纶。
酸性含媒染料——是分子中已含有金属螯合结构 的酸性染料。不需要媒染处理。 应用特点 ① 色泽鲜艳度介于酸性染料和酸性媒介染料之间 ② 使用方便 ③ 具有较高的耐洗、日晒和耐缩绒等牢度
• 杂环(Heterocyclic dyes)——色泽特别鲜艳、少数 有荧光。日晒牢度低。
• 偶氮结构的酸性染料品种最多，蒽醌和三芳甲烷 染料次之，其他染料品种和生产量 很低。
强酸性染料
分子结构小
引入 有机 基团
双 偶 氮
弱酸性染料
分子结构较大
第三节 酸性染料的上染原理
一、羊毛、蚕丝和锦纶的两性性质
超当量吸附的原因
① 在强酸性条件下，酰胺基吸附氢质子—— 牢度差。 ② 以范德华力、氢键结合——牢度较好。
③ 染料在纤维发生聚集

染料化学课后习题答案

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共轭系统越长那么其深色效应越显著。

2．O O NHCONHCO＞OONHCH3NHCH2CH2OH＞OONH2NH2＞OHOO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)2X= x＝N , λmax＝710nm x = CH ,λmax＝610nm x＝N－NH2 ,λmax＝420nm 共轭系统越长那么其深色效应越显著。

4．C （CH3）2NNH2N（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.比拟各类直接染料的染色性能。

第六章-还原染料PPT课件

还原染料染色过程复杂，匀染性差；因染液 碱性较强，难以用于其他纤维染色。
• 可溶性还原染料是还原染料隐色体的硫酸 酯碱金属盐，可溶于水。
• 靛族还原染料隐色体的硫酸酯碱金属盐— 溶靛素；
• 稠环酮类还原染料隐色体的硫酸酯碱金属 盐—溶蒽素。
.
49
OSO3Na
Br
C
NH
Br
CC
Br
NH
C
Br
OSO3Na
蓝蒽酮类还原染料异构化倾向较强，而且一旦形成 蒽酚酮异构体而析出，即使加热也难以使其溶解。
对于容易发生异构化的染料应严格控制染液pH值。
.
42
O
NH O O NH
[H ]
正常还原
O-
NH O O- NH
O
O
O
NaOH
不足
NH O OH NH
O
蓝色
蓝酚酮化合 物，紫色
.
43
（4）水解反应
• 在较高的温度和碱浓度条件下，含有酰胺 基（－NHCO－）结构的还原染料会发生不 同程度的水解，生成色泽较深的氨基化合 物，使产品色泽变化，染色牢度降低。
.
14
4. 蓝蒽酮类还原染料 染料分子结构中含有2个亚氨基，并形成吖嗪结构。
O
O
NH O O NH
Cl
NH O O NH
O
还原蓝RSN 耐氯漂牢度差
Cl
O
还原蓝BC 耐氯漂牢度好
.
15
5. 吖酮类 主要为红、紫色，少数为绿、蓝和棕色。
Cl O HN
Cl
CO
O Cl
还原红紫RRK
.
16
6.具有噻唑结构的蒽醌还原染料

精细化工实验技术 实验六染色实验


染料
4．用偶氮染料染色
取5mL 0.5% 萘酚AS（或β-萘酚）放入100 mL烧杯中，加入
几滴乙醇搅拌成糊状，向其中加入7 mL 5%氢氧化钠溶液和50 mL 水，加热后使其溶解，放置冷到20～30℃，放入事前在热水中润 湿、拧干、大小约5cm×5cm左右的棉布，浸泡20 min后取出拧干。
另外取5mL 0.5% 对硝基苯胺水溶液放入250mL 的烧杯中，加 入5%盐酸10mL和水30mL，加热溶解。冷却后加入20g左右的碎冰， 将5mL 5%亚硝酸钠溶液一次加入进行重氮化反应。10 min后，加 入结晶醋酸钠2 g，调节溶液的pH约为4左右，然后把溶液稀释至 约100mL，得到重氮盐的溶液。
O
CH2
NH(CH2)6
N H
CH2
O
染料
2．活性染料的染色和直接染料一样，主要是依靠染料 对纤维的亲和力而上染的。但是，活性染料的亲和力一般比 直接染料小得多。活性染料的上染率在40～50%左右。在浸 染时加元明粉或工业食盐促染，可以增进上色深度、提高上 染率、降低污水的色度。促染剂浓度增加有利上染率增加， 也有利改善固色效果，但如果浓度过高，会使溶解度低的活 性染料沉淀析出，同时也会加重后处理的负担。因此，促染 剂的浓度应根据染色浴比、染色深度、续缸情况、染料的溶 解度以及染料的亲和力等因素来决定，用量一般为20～ 40g/L。
染料
三、主要仪器与药品 1．主要仪器 烧杯（100mL、250mL各一只）、试管及玻璃棒等。 2．主要药品与材料 0.5%二号橙水溶液、0.5%刚果红水溶液、0.5%靛蓝水溶液、0.5%萘
酚AS或0.5%β-萘酚水溶液、0.5%对硝基苯胺水溶液、0.5%活性艳红X-3B
水溶液、0.1g油溶性偶氮染料 4-偶氮苯-2-偶氮萘酚、0.5%乙酸水溶液、 5%硫酸钠水溶液、0.5%碳酸钠水溶液、5%碳酸钠水溶液、5%连二亚硫酸 钠（保险粉）水溶液、5%氢氧化钠水溶液、5%盐酸水溶液、5%亚硝酸钠 水溶液、5%交联剂EH水溶液、三水合醋酸钠晶体、元明粉、95%乙醇溶液、 无水乙醇、冰块、蒸馏水、中性洗涤剂及肥皂水溶液等。

染整技术第6章 其他染料直接印花


2.印花方法 印花方法
-两种。 两种。
即色基（或色盐）印花法和色酚印花法，前者使用最为普遍。 即色基（或色盐）印花法和色酚印花法，前者使用最为普遍。 -色基印花法工艺流程 色基印花法工艺流程 色酚打底 → 烘干 → 色基重氮盐印花 → 烘干 → 热水洗 → 碱洗 → 水洗 → 皂煮 → 水洗 → 烘干
（3） ） 400 10 ~ 50 0 ~ 30 5 15 ~ 20 30 ~ 40 10 1000
3.色浆调剂 3.色浆调剂 氨水 - 作碱剂，使色浆在碱性下稳定，由于此法色浆中电解质多，对染料 作碱剂，使色浆在碱性下稳定，由于此法色浆中电解质多， 的溶解不利，故采用氨水代替纯碱，且汽蒸时，氨水挥发失去碱性， 的溶解不利，故采用氨水代替纯碱，且汽蒸时，氨水挥发失去碱性， 符合此法的应用要求。 符合此法的应用要求。 氯酸钠 作氧化剂， 可溶性还原染料氧化的主要用剂。 - 作氧化剂，是可溶性还原染料氧化的主要用剂。
4.色浆中各助剂的作用 4.色浆中各助剂的作用
亚硝酸钠 - 氧化剂。在印花色浆中并不发生反应，而在硫酸显色时，亚硝酸钠 氧化剂。在印花色浆中并不发生反应，而在硫酸显色时， 与硫酸反应生成亚硝酸，使染料水解氧化而显色。 与硫酸反应生成亚硝酸，使染料水解氧化而显色。 其用量根据染料浓度和氧化难易程度而定，经验公式计算如下： 其用量根据染料浓度和氧化难易程度而定，经验公式计算如下： 易氧化的染料：亚硝酸钠用量(g)= +〔染料量(g) 1/10〕 (g)× 易氧化的染料：亚硝酸钠用量(g)= 2(g) +〔染料量(g)×1/10〕 中等氧化的染料：亚硝酸钠用量(g)= 5(g)+〔染料量(g) 1/5〕 (g)× 中等氧化的染料：亚硝酸钠用量(g)= 5(g)+〔染料量(g)×1/5〕 难氧化的染料：亚硝酸钠用量(g)= +〔染料量(g) 1/5〕 (g)× 难氧化的染料：亚硝酸钠用量(g)= 7(g) +〔染料量(g)×1/5〕

《染色》复习题

第一章染色的根本学问<一> 名词解释1、上染2、上染百分率3、上染速率曲线4、平衡上染百分率5、半染时间6、盐析7、双电层8、 zate 电位9、吸附活化能10、直接性11、浴比<二>问题1、简述染料上染纤维的三个阶段？2、指出上染速率曲线的实际意义？3、简述影响染料聚拢的因素？4、染料与纤维的结合力有哪些形式，举例说明？5、简述纤维在染浴中带电学说？6、简述影响zate 电位的各种学说？7、分析纤维外表各种离子浓度的分布状况。

8、分析纤维带电与实际染色的关系。

9、解释“上染平衡属于动态平衡“这个结论。

10、分析纤维的两相构造及纤维的吸湿溶胀对染色的影响？其次章染色热力学<一> 名词解释：1、化学位2、染料对纤维的染色标准亲和力3、吸附等温线4、有效容积5、染色分数6、吸附层容积7、染色热〔△H〕8、染色熵〔△S〕<二> 问题1、常见的吸附等温线有哪几种形式？举例说明各种吸附等温线所表示的染色机理及其特点。

2、从亲和力定义式推导出朗格缪尔吸附等温式：3、从亲和力定义式推导弗莱因利胥吸附等温式：4、依据染色热，分析温度对染色工艺的影响。

5、假设一个分子量为 500 的分散染料染锦纶纤维时，浴比为 1：20，在 60℃时，亲和力〔-µ°〕为 3000kcal/mol,染色热〔△H°〕为10kcal/mol，试计算80℃下每升染液里参加多少克染料才能使每公斤纤维获得 1%的吸取〔注：每升染液按 1kg 计算，染色热可视为不随温度变化的定值〕？6、用直接染料染两块试样，在温度为 T1下染色到达平衡时，染液的浓度为[D]S 在温度为T〔T ≠T 〕下染色到达平衡时，染液1， 2 2 1浓度为[D]S2，假设到达平衡时，两试样上染料浓度相等，即[D]f [D]f 试推导出染色热的表达式〈设染色热不随温度改1= 2，变〉。

7、推断以下各种说法是否正确：〔1〕〔a〕当[D] [D] 时，上染到达平衡态。

染料化学

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。

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染料
4．冰染染料
冰染染料（ice dye）是使重氮组分（色基）及偶合组 分（色酚）在纤维上反应，生成不溶性的偶氮染料而染色的 一类染料。因为重氮化和偶合两过程常用冰冷却，所以被称 为冰染染料。为了便于使用，色基往往被制成稳定的重氮盐， 称为色盐，溶于水后即可用作显色。
冰染染料色泽鲜艳，牢度好，适用范围广，色谱齐全和价格 低廉，广泛用于纤维素纤维、丝、毛、聚酯、尼龙和醋酸纤 维等染色。但是冰染染料应用过程较复杂，而且大部分重氮 盐不稳定。但是在发展了稳定重氮盐以后，这个问题得到了 部分解决。
N Cl + H-Cl
SO3Na
0 ～5℃
NH2 + NaNO2 + 2 H-Cl
+ N2Cl + NaCl + 2 H-OH
染料
⑶ 偶合
Cl
+
N
N2Cl
+
OH HN
N
N
Cl
NaO3S
SO3Na
0 ～ 5℃ Na2CO3, Na3PO4
NN NaO3S
Cl
N
OH HN
N
N Cl + H-Cl
SO3Na
加氢氧化钠后甲基橙溶液颜色：由
色变为
色。
2．数据处理
中间体及产物的收率计算方法可参照《实验一 杀虫剂
甲氧氯的制备》中相关内容。
甲基橙粗品的收率为：
%；甲基橙精制产物的收
率为：
%。
染料
实验五 活性艳红X-3B的制备
一、 实验目标 1．理解活性染料的反应原理； 2．掌握X型活性染料的合成方法。 二、产品特性与用途
染料
1．酸性染料和碱性染料 酸性染料（acid dye）是在酸性介质中染色的一类染料。 大酸性染料色谱齐全，主要用于羊毛和蚕丝染色，也用于皮 革、造纸、墨水等方面着色，但对纤维素纤维着色力差。 碱性染料（basic dye）是在水溶液中能直接离解生成 阳离子或者与酸形成盐后间接生成阳离子的一类染料。碱性 染料可溶于水。使用时需先用媒染剂在纤维上打底后再染色， 颜色浓艳。但是，耐晒牢度和耐洗牢度差。主要用于棉、羊 毛和蚕丝的染色，用于纸张着色和打字色带、色淀及照相材 料的制造等。
活性艳红X-3B 四、主要仪器与药品 1．主要仪器 电加热套及电动搅拌器等。 2．主要药品 10.2g H酸、2.8g 苯胺、5.6g三聚氯氰、7.4mL 30%盐酸、
H2N
SO3Na + 3 H-Cl
HO3S
2．偶合反应
HO3S
N2Cl +
N(CH3)2 CH3COOH
HO3S
N2Cl + 2 NaCl + 2 H-OH
NN
+
N(CH3)2 CH3COO H
染料
3.甲基橙醋酸黄（酸性黄）
HO3S
NN
+ N(CH3)2 CH3COO +
H
NaOH
NaO3S
NN
N(CH3)2 + CH3COONa + H-OH
活性艳红X-3B的英文名称：Reactive brilliant red X-3B，是枣红色粉末，溶于水呈现出蓝光红色。遇铁对色光
无影响，遇铜色光稍暗。可用于棉、麻、粘胶纤维以及蚕丝、 羊毛、锦纶的染色；可用于丝绸印花，能与直接染料、酸性 染料同印。能与活性金黄X-G、活性蓝X-R组成三原色，拼染 多种中至深色的颜色，如橄榄绿、草绿、墨绿等，色泽丰满。
4．检验变色效果
把少许甲基橙晶体溶于水，加几滴盐酸，随后用稀氢氧化钠溶液中 和碱化，观察溶液颜色变化。
染料
六、实验记录与数据处理
1．实验记录：
碘化钾淀粉试纸若变蓝，则说明亚硝酸钠过量。此时加
g尿素搅拌后，碘化钾淀粉试纸刚好变成蓝色。
粗产物：
g；外观：
；纯度
%；
精制产物：
g；外观：
；纯度 %。
加盐酸后甲基橙溶液颜色：由 色变为 色；
热5 min，冷却至室温，再于冰水中冷却，使甲基橙晶体析出完全。 抽滤，依次用水、乙醇、乙醚洗涤晶体，压干，得甲基橙粗品。
染料
3．盐析、抽滤
将烧杯从冰盐水浴中取出，恢复至室温。加入5g氯化钠，搅拌并放 入沸水浴中加热使其全部溶解。冷至室温后置于冰水浴中冷却。待甲基 橙晶体完全析出后，抽滤。用少量饱和氯化钠水溶液洗涤烧杯和滤饼， 压紧抽干。
若想得到较纯的产品，可将滤饼连同滤纸移到装有75mL l %氢氧化 钠沸水的烧杯中，加热并不断搅拌使其溶解。取出滤纸后把溶液冷至室 温后在冰水浴中继续冷却。待结晶完全析出后抽滤，再用乙醇、乙醚洗 涤，压紧。重结晶操作应迅速，否则由于湿的产物在空气中受光的照射 后颜色会很快加深，所以一般会得到紫红色的粗产物。用乙醇、乙醚洗 涤的目的是使产品迅速干燥。产品在50℃以下晾干，得鲜艳橙色的鳞片 状甲基橙晶体，产量约2.5g。称量产品，计算收率。
染料
5．还原染料 还原染料（vat dye）是指先还原而后染色的一类染料。 一般还原染料不溶于水，但在碱溶液中它们分子中的羰基还 原为隐色体的可溶性盐，被棉纤维等吸收后再经氧化，恢复 为原来的不溶性染料。稠环醌是还原染料中最重要的一类， 用于染色和印花，色泽鲜艳，且具有较全面的牢度。 6．硫化染料 硫化染料（sulfur dye）是不定型结构的化合物，确切 的发色体尚未弄清楚，用于棉织物染色已有一百多年。硫化 染料和还原染料相似，不溶于水，应用时首先必须还原成可 溶形态，还原剂是硫化钠，纤维被染色后在空气中氧化而显 色。这类染料中最重要的品种是硫化黑、硫化黑T。
乙醇，是一种酸碱指示剂。它是由对氨基苯磺酸重氮盐与N，N-二
甲基苯胺在弱酸性介质中经偶合反应得到的。 偶合反应首先得到亮红色的酸性甲基橙，称为酸性黄。在碱
存在下，酸性黄可转变为橙黄色的钠盐，即甲基橙。
染料
三、实验原理 1．重氮化反应
H2N
SO3H + NaOH
H2N
SO3Na + H-OH
0 ～ 5℃
染色条件
室温
蒸汽焙烘 40～60℃ 60～80℃ 60～90℃
90～100℃
碱剂
碳酸钠Biblioteka 碳酸氢钠磷酸三钠、 泡花碱
碳酸钠
碳酸钠
氨水
染料
NaO3S
其反应方程式如下： ⑴ 缩合
OH NH2
H酸
+
SO3Na
⑵ 重氮化
Cl NN Cl N Cl
5 ～ 10 ℃ 3～ 5h
三聚氯氰
NaO3S
Cl
N
OH HN
N
精细化工试验技术
第六章 染料
一、染料及其分类 二、染料的应用 三、染料发展概况 实验四 甲基橙的制备 实验五 活性艳红X-3B的制备 实验六 染色实验
染料
一、染料及其分类 染料是一类有色的有机化合物，可溶于水或溶剂，或可 转变成溶液，或能在液体中均匀分散，能使纤维或其它物质 获得牢固而鲜明的颜色。 染料按用途可分为羊毛用染料、纤维素纤维用染料、合 成纤维用染料；按应用可分为酸性染料、碱性染料、直接染 料、媒染染料、冰染染料、还原染料、硫化染料、活性染料、 分散染料、功能性染料、阴离子染料等；按结构可分为偶氮 染料、蒽醌染料、靛族染料、二苯乙烯染料、三苯甲烷染料、 苯乙烯基染料、呫吨染料等。
2．偶合反应
将l.3mL（0.01mol）N，N-二甲基苯胺与lmL冰醋酸混合，搅
拌下将此溶液加到上述重氮盐溶液中。加完后搅拌反应l0 min。 然后缓慢加入25mL 5%氢氧化钠溶液直至反应液变为橙色。若反应
物中尚存N，N-二甲基苯胺的醋酸盐，在加入氢氧化钠后，就有N， N-二甲基苯胺析出，影响产物的纯度。将橙色溶液在沸水浴上加
（ω=0.01）、25mL氢氧化钠溶液（ω=0.05）、3mL浓盐酸、
1mL冰醋酸、1.3mL N，N-二甲基苯胺、5g氯化钠、尿素、无 水乙醇、乙醚、饱和氯化钠溶液、蒸馏水及冰块等。
染料
五、实验内容与操作步骤
1．重氮盐的制备
在250mL烧杯中放入l％氢氧化钠20mL和2.1g（0.01mol） 粉状对氨基苯磺酸晶体，温热使后者完全溶解。对氨基苯磺 酸是两性化合物，但其酸性比碱性强，故能与碱作用而生成 盐，这时溶液应呈碱性（用石蕊试纸检验），否则需补加 l～2 mL 氢 氧 化 钠 溶 液 。 然 后 冷 却 至 室 温 ； 另 溶 0 . 8 g （0.012mol）亚硝酸钠于6mL水中并加入上述烧杯中，在冰 盐浴中冷却至5℃以下。在另一烧杯中放入3mL浓盐酸和l0mL 冰水，也放入冰盐浴中冷却至5℃以下。
染料
7．活性染料 活性染料（reaction dye）是英国卜内门公司在1956年发明的，它 适用于棉和其他纤维素纤维的染色。活性染料主要用于纤维素纤维染色， 也用于羊毛、尼龙等织物染色。它具有色泽鲜艳、色谱齐全、匀染性能 和湿牢度好、工艺适应性强、使用简便、成本较低等特点。近十年在其 他染料用量相对下降的情况下，活性染料用量却呈不断增加的趋势。 8．分散染料 分散染料（disperse dye）是一类以分散体系形式进行染色的染料。 分散染料分子较小，分子结构中不含离子基团，在大量分散剂作用下能 分散成均匀而稳定的微小颗粒，容易渗透进高分子纤维中。主要用于各 种合成纤维和混纺纤维织物的染色和印花。 9．功能染料 主要有近红外吸收染料、液晶显示染料、激光染料、压热敏染料、有机 光导材料用染料、pH指示染料、光敏染料以及光变染料等。
染料
2．直接染料
在纤维素纤维或蛋白质纤维染色时，不需媒染剂而能直接上 色的一类染料称为直接染料（direct dye）。它染色方便，色谱 齐全，价格低廉，因而广泛用于各种纤维素纤维、蛋白质纤维及 其混纺织物的染色。联苯胺直接染料是直接染料中最重要的一类。 其中直接黑38，不仅用于棉织物染色，还能用于羊毛、丝绸、皮 革等染色，染色性能均很好。