阳离子染料的结构分类及性能
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阳离子染料染色腈纶是由丙烯腈与其他单体成分共聚而成的合成纤维。
其组成以丙烯腈为主,加入了第二单体如丙烯酸酯,以改善纤维的物理机械性能,提高它的柔韧性和手感;引入第三单体如衣康酸或丙烯磺酸,以增加纤维上吸附染料的位置,改善染色性能。
引入的酸性基因越多,纤维结合染料的位置就越多,则该纤维的染色饱和值越大,得色也越深。
腈纶采用阳离子染料在较高温度下进行染色,可得深浓鲜艳的色泽,但当染色温度过高并有碱存在时,则易使纤维泛黄,染色色泽改变。
因此,腈纶的染色一般在弱酸性条件下进行,同时应尽量避免过高温度染色。
(一)阳离子染料结构与性能阳离子染料是为了适应腈纶的染色,在碱性染料的基础上经改进而发展起来的新型染料。
这类染料在水溶液中能离解成带正电荷的色素阳离子,故称为阳离子染料。
根据阳离子染料结构中所带阳离子基团的结构特征,可将染料分为共轭型与隔离型两大类。
一般的碱性染料与阳离子染料都属于共轭型。
由于染料中的共轭体系是染料的发色部分,而阳离子基团则是染料结构中反应活性较大的敏感位置,因此这类染料的耐光和热稳定性较差,但其色泽鲜艳,得色量高,匀染性较好。
另一类阳离子染料结构中的阳离子基团是与染料母体之间的发色体系相互隔开的,故称之为隔离型阳离子染料。
由于反应活性较高的阳离子基团不参与染料母体的共轭,使染料的发色体系能在光、热作用下保持稳定,因此这类染料比较耐热,日晒牢度较高,但由于电荷集中,与纤维的结合力较强,故不易获得匀染效果。
阳离子染料对染浴的pH值比较敏感,在弱酸性介质中比较稳定,溶解度较好。
但若溶液的pH值过高,尤其是在碱性条件下,染料容易发生色光变化,甚至分解、沉淀;若pH 值过低,也会引起染料色光的改变或分解。
因此,阳离子染料染色时,pH值一般控制在4~5。
此外阳离子染料在溶液中易与阴离子型助剂和染料结合而生成沉淀或产生焦状物质,故原则上应避免与阴离子型化合物同浴,但也可利用这一性质,选用适当的阴离子助剂进行缓染或制备分散型阳离子染料。
阳离子染料总结引言阳离子染料是一类具有阳离子性质的染料,其分子中含有带正电荷的基团。
阳离子染料广泛应用于纺织、皮革、印刷、油漆、墨水等领域,因其良好的染色性能和稳定性而备受青睐。
本文将对阳离子染料的特点、分类、应用以及相关研究进行总结。
特点阳离子染料具有以下几个特点:1.高染色力:阳离子染料分子中的正电荷基团与纤维物质中的负电荷基团相吸引,使得阳离子染料与纤维物质之间形成稳定的结合。
这种结合方式使阳离子染料的染色力更强,染色效果更加显著。
2.稳定性强:阳离子染料分子中的阳离子基团增加了其分子的稳定性,使得阳离子染料在多种环境下都能保持其染色效果。
例如在酸性条件下,阳离子染料与纤维物质的结合更为牢固,不易褪色。
3.易溶解:阳离子染料分子一般具有较好的溶解性,可以方便地与溶剂或水相混合,形成染料溶液。
这方便了阳离子染料的加工和应用。
分类根据阳离子染料分子中的阳离子基团不同,可以将其分为以下几类:1.三偶氮类阳离子染料:该类阳离子染料分子中的阳离子基团为三偶氮基团,常用的有亮胭脂红、中性红等。
这类染料以其明亮丰富的颜色而广泛应用于纺织、皮革等多个领域。
2.亚胺类阳离子染料:该类阳离子染料分子中的阳离子基团为亚胺基团,常用的有基本蓝1号、基本蓝9号等。
这类染料具有较高的染色力和稳定性,常用于纺织品的染色。
3.重氮类阳离子染料:该类阳离子染料分子中的阳离子基团为重氮基团,常用的有光黄G、压花紫等。
这类染料具有鲜艳的颜色,可以应用于纺织品和印染等行业。
应用阳离子染料具有广泛的应用领域,下面列举几个常见的应用示例:1.纺织品染色:阳离子染料具有高染色力和稳定性,常用于纺织品的染色。
纺织品经过阳离子染料的染色后,色彩鲜艳,牢固度高,不易褪色。
2.皮革加工:阳离子染料可用于皮革的染色和涂覆。
其染色效果明亮,色牢度高,可以为皮革产品增添丰富的色彩。
3.墨水制备:阳离子染料可以应用于墨水的调配。
阳离子染料的高染色力和溶解性使其成为墨水的理想成分。
《染料化学》期末考试试卷附答案一、名词解释(本大题共3小题,每小题10分,共30分)1、染料:2、中料:3、偶合反应:二、填空练习题(本大题共15空,每空2分,共30分)1、阳离子染料的配伍性能是染料对纤维的和的综合效果。
2、阳离子染料的母体按结构主要有、、以及菁类。
3、根据带正电核基团在染料共轭体系中的位置,阳离子染料可以分为两大类:阳离子染料和阳离子染料。
4、配伍值大的染料,亲和力、上染速率、匀杂性。
5、颜色的基本属性是、、。
7、蒽醌类还原染料的隐色体钠盐大部分均较未还原的色泽,只有极少数和未还原的色泽(近似)。
这是由于被还原为隐色体钠盐后,共轭体系的缘故。
三、判断练习题(本大题共10小题,每小题2分,共20分)1、如果把染料中的红黄兰三色等量混合可得橙灰色。
()2、提高染液温度,上染百分率提高。
()3、适合染中浅色的是还原染料。
()4、染料浓度相同,浴比增大,织物的得色量不变。
()5、一般说,提高染液温度,染料在染液中的分散度提高。
()6、染色过程一般包括吸附、扩散、固着三个阶段。
()7、染料具有颜色是由于对光波选择性吸收的结果。
()8、一般商品染料采用三段命名法,即冠称、署名、色称。
()9、酸性染料分子中氨基酰化均能提高其在羊毛上的耐光牢度,而且脂肪链越长耐光牢度的提高越大。
()10、阳离子染料在染色时,加入电解质起促染的作用。
()四、简答题(本大题共20分)1、染料按应用来分类可分为哪几类?染料化学参考答案:一、名词解释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、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。
3、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。
二、填空练习题1、亲和力、扩散性2、偶氮型、蒽醌型、三芳甲烷型3、隔离型、共軛型4、小、慢、好5、色调、纯度、亮度或明度7、深,增大三、判断练习题1、(×)2、(×)3、(×)4、(×)5、(√)6、(√)7、(×)8、(×)9、(×)10、(×)四、简答题1、染料按应用来分类可分为哪几类?答:染料按应用分类可分为:直接染料;活性染料;还原染料;可溶性还原染料;不溶性偶氮染料;硫化染料;酸性染料;酸性媒染染料;酸性含媒染料;分散染料;阳离子染料等。
阳离子染料染色特性主要包括配伍性、染色饱和浓度、饱和系数以及染料的移染性1. 配伍性由于腈纶上吸附上染的的染座(酸性基团)有限,染料拼色和单色染色时性能差异较大。
不同结构的染料对纤维的亲和力不同,同时扩散性能也不一样亲和力高的,在染色初始阶段在纤维表面吸附速率快,但在纤维内扩散速率慢,同时容易取代已上染的亲和力低的染料,产生“竞染”现象。
“竞染”导致产品色泽不一,难以达到理想拼色效果阳离子染料的配伍性通常用配伍指数或配伍值表示配伍指数是反映染料亲和力和扩散速率高低的综合指标,是拼色时选择染料的依据配伍指数确定:(1)选择上染性能不同而具代表性的染料作为参比标准,通常采用黄、蓝两色标准染料各一套,每套由5只染料组成,每只标准染料都有相应的配伍指数(K),上染最快的为1,最慢的设为5(2)测试时选择色泽差异大的一套标准色染料与其进行拼色,从拼色结果来判定其配伍性(3)若试验染料与其只参比染料配伍性一致或相近,则参比的标准染料的配伍指数就为试验染料的配伍指数配伍指数越趋近于1,染料对纤维的亲和力就越高,上染速率越快;配伍指数越趋近于5,染料对纤维的亲和力就越低,上染速率越慢;配伍指数不仅可作为拼色时选择染料的依据,同时根据K值大小,可用于指导和控制工艺条件,调节染色速率的快慢,有助于提高产品的匀染性传统型的配伍指数通常划分为5类配伍指数相近的染料,在上染过程中,染料色泽始终保持一致;差异大的,难以保证前后色泽一致配伍指数较小的染料,对纤维亲和力高,不易匀染,但竭染率高,适合染深浓色配伍指数较大的染料,匀染性好,竭染率相对较低,适合染浅淡色一般配伍指数在3左右的阳离子染料适应性较广对移染性好的第三代迁移型染料一般不再进行配伍性分类2.染色饱和浓度及饱和系数上染发生在纤维上有限的酸性基染座上,因而要使染浴中拼混的获得预期的色光和染色浓度,就需要知道所用染料对该种纤维的染色饱和浓度借助于染料的染色饱和浓度,有助于正确控制染浴中各染料使用的最高量,以节约染化料,提高产品质量染料饱和系数表征该染料在对纤维染色时的饱和特性3.移染性带正电荷的阳离子染料一旦与纤维上的酸性基团结合后,移染性较差,尤其是分子结构复杂、阳离子性和疏水性强的国产普通型阳离子染料很难通过延长保温时间来达到匀染效果,需严格控制染色温度、pH值、助剂、染料浓度,实际生产往往使用缓染剂达到匀染新型染料对纤维亲和力降低或自身具有缓染性,匀染性优良配伍指数越大,亲和力越低,移染性好。
阳离子染料的名词解释阳离子染料是一种常见的染料类型,其分子结构具有带正电荷的离子性。
这类染料在化学结构上通常含有草酸、三苯甲烷等带阳离子基团的化合物。
阳离子染料具有许多独特的性质和广泛的应用领域。
一、阳离子染料的特性阳离子染料的最显著特点是其离子性质。
阳离子染料在水溶液中容易与阴离子结合,形成带电的分子结构,从而可以与纤维或其他材料表面上的带负电荷结合,实现染色效果。
这种特性使得阳离子染料在纺织、皮革、纸张等行业中得到广泛应用。
二、阳离子染料的应用领域1. 纺织行业阳离子染料在纺织行业中广泛应用于天然纤维(如棉、麻、丝)和合成纤维(如涤纶、锦纶)的染色过程中。
这些染料可以与纤维形成牢固的化学键合,使染色更加持久和耐洗,同时还能提供丰富多彩的色彩选择。
2. 皮革行业阳离子染料在皮革行业中也扮演着重要角色。
皮革染色往往需要耐久性较高的染料,以确保染色后的皮革在长期使用中不褪色或变色。
阳离子染料的离子性质使其能够渗透到皮革纤维的内部,与其形成稳定的化学键合,提供持久的染色效果。
3. 印刷和油墨行业阳离子染料在印刷和油墨行业中也得到广泛应用。
这些染料具有良好的色彩鲜艳度和覆盖性,并能与原材料中的填料等组分有效结合,提供明亮、持久的印刷效果。
4. 化妆品和个人护理产品阳离子染料也常用于化妆品和个人护理产品中。
例如,某些口红和指甲油中常含有阳离子染料,这些染料不仅能够提供丰富的颜色选择,还具有良好的耐久性和吸附性,使得化妆品在表面上能够更好地附着和持久。
三、阳离子染料的发展趋势随着环境保护意识的增强,对染料的要求也越来越高。
传统的染料制备方法通常涉及有害物质的使用与排放,这对环境造成了一定的负面影响。
因此,绿色和环保型阳离子染料的研究和开发成为当前的研究热点。
这些绿色阳离子染料采用环保原料,通过改进染料分子结构,实现对纤维的染色而不损害环境。
与此同时,近年来,有机太阳能电池等新兴领域的兴起也对阳离子染料提出了新的要求。
阳离子染料分类阳离子染料分类一、直接染料直接染料是将整个染料分子转移到纤维上的染料,也称为吸附染料。
此类染料分子通常具有双官能团,一个叫作水合助剂,它能够吸附到纤维上,另一类叫作活性基团,它可与纤维上特定的基团结合,形成吸附性键,从而与纤维结合。
直接染料大部分都可以水洗掉,染物可以归类为偶氮染料、氨基染料、羧酸染料和烃类染料等等。
1、偶氮染料:偶氮染料是双官能团染料的一类,它们大多具有两个相距较近的氮原子,以共价键的形式连接在一起。
当偶氮染料分子吸附到纤维表面时,它们的氧键和羧酸酯键与纤维上的水分子起到了内吸引作用,而它们的另一端(也就是氮原子)则与纤维上的基团发生范式作用,形成极强的新键,从而吸附到纤维上。
2、氨基染料:氨基染料又称为临界染料,它的氨基结合到纤维表面的基团,形成新的键,从而达到染色的目的。
氨基染料上的官能团容易发生变化,使得氨基染料分子能够与纤维结合,氨基染料染色效果好,耐洗性强,但对白洁度要求较高,易受污染,容易胶结,不宜高温洗涤。
3、羧酸染料:羧酸染料又称醋酸染料,它们是在纤维表面形成的醋酸根和醋酸盐结合,从而把染料分子吸附到纤维表面,起到染色作用。
羧酸染料染色对洁净度要求较高,不宜和碱性染料混用,耐水湿性强,耐药液染色也很好。
羧酸染料染色的颜色比较暗,不宜用作深色染色。
4、烃类染料:烃类染料也叫做烃类配色剂,他们的分子由烃类基团和官能团组成,它们可以与蛋白质或核酸结合,从而在纤维表面形成聚集体,并起到染色的作用。
烃类染料具有饱和度强、颜色鲜艳、柔软、耐久性强等优点。
二、间接染料间接染料是通过把染料间接地转移到纤维上来实现染色的染料,也称为化学染料,它们是利用染料的氧键和羧酸酯键与纤维上的基团产生化学反应,从而达到染色的目的。
此类染料较直接染料不容易被水洗掉,染色颜色鲜艳持久,但染色过程较繁琐,不适用于大批次的工业生产。
1、吡啶类染料:吡啶类染料是丁醇烃类染料的一种,它们由含有氰基的吡啶主体结构和有官能团的配体组成,两者之间以酯键连接,使得染料在纤维上形成聚集体,从而达到染色的作用。