染料化学复习

1第一章染料概述一、有机染料与颜料的概念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。并非所有有色物质都能作为染料，染料必须具备下列条件：①具有一定的色泽，以染得绚丽多彩的颜色。②作为某一类纤维染色用的染料，必须对某一类纤维具有相当的亲和力。③染色简便，不损坏纤维。④具有使用要求的坚牢度。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，使用时是由某些高分子物（粘合剂）将颜料的微小颗粒粘着在纤维的表面。要使有色物质成为颜料，它们必须具备下列性能：（1）色彩鲜艳，能赋予被着色物（或底物）坚牢的色泽；（2）不溶与水、有机溶剂或应用介质；（3）在应用介质中易于均匀分散而且在整个分散过程中不受应用介质的物理和化学影响，保留它们自身固有的晶体构造；（4）耐晒、耐气候、耐热、耐酸碱和耐有机溶剂。2二、染料的分类染料按它们的结构和应用性质有两种分类方法。根据染料的应用性质、使用对象、应用方法来分类称为应用分类；根据染料共轭发色体的结构特征进行分类称为结构分类。同一种结构类型的染料，某些结构的改变可以产生不同的染色性质，而成为不同应用类型的染料；同样，同一应用类型的染料，可以有不同的共轭体系(如偶氮，蒽酯等)结构特征，因此应用分类和结构分类常结合使用。(一)按化学结构分类1.偶氮染料含有偶氮基（—N=N—）的染料。主主要要应应用用分分类类：：直直接接、、酸酸性性、、分分散散、、活活性性、、阳阳离离子子、、不不溶溶性性偶偶氮氮染染料料。在各类染料中，这类染料的品种最多，产量也最大占整个染料的50%以上，从黄色到黑色各色俱全，而以黄、橙、红、蓝色为最多。OHSO3NaN＝NCOONaNHCONHCOONaOHSO3NaN＝NNH－－NH直接铜盐紫3RL（C.I.25355）NaO3SNNNSO3NaCCClClCNCH3HO3NNNCH2CH2CNCH2CH2OCOCH3ClO2NNONSO3NaNaO3SOCuBNHCOCH3O2SHO3SOH2CH2CNCH3C2H4N+(CH3)3ClN＝N－ClO2N2.蒽醌染料包括蒽醌和具有稠芳环的醌类染料。主主要要应应用用分分类类：：还还原原、、酸酸性性、、活活性性、、分分散散、、阳阳离离子子染染料料。。OOOOOHOHOOSO3HSO3HCa(OH)220%H2SO4110~115℃OOOHOHSO3HSO3HHNO3H2SO4OOOHOHSO3HHO3SNO2NO2Na2S75~80℃OOOHOHSO3NaSO3NaNH2NH2OONHNH2NHCCCH2BrOSO3NaOOOHNHCH34CH3SO4NHCH2CH2CH2N(CH3)3OONHCH3OOHNOONH3.芳甲烷染料根据一个碳原子上连接的芳环数的不同，可分为二芳甲烷和三芳甲烷两种类型。主主要要应应用用分分类类为为阳阳离离子子、、酸酸性性染染料料。(CH3)2NN(CH3)2ClCCH2CNSO3SO3NaNC2H5C2H5CH2+-4.靛族染料含有靛蓝和硫靛结构的染料。应应用用分分类类为为还还原原染染料料。。CNHCOCNHCOCSCOCSCO5.硫化染料由某些芳胺、酚等有机溶剂和硫、硫化钠加热制得的染料，需在硫化钠溶液中染色。应应用用分分类类为为硫硫化化染染料料。。56.酞菁染料含有酞菁金属络合结构的染料。主主要要应应用用分分类类为为::直直接接、、活活性性、、硫硫化化染染料料等等。。CCCCCCCCNNNNNNNNCu7.硝基和亚硝基染料含有硝基（－NO2）的染料称为硝基染料；含有亚硝基（－NO）的染料称为亚硝基染料。主主要要应应用用分分类类为为分分散散染染料料和和酸酸性性染染料料。。O2NNO2NHNH2O2NNHO2NNHSO3Na88..甲甲川川染染料料（（次次甲甲基基染染料料））分分子子中中含含有有甲甲川川基基（（次次甲甲基基））（（——CCHH==））nn（（nn为为正正整整数数））。。在在（（多多））甲甲川川染染料料结结构构中中，，有有一一个个或或几几个个甲甲川川基基（（——CCHH==））为为——NN==所所替替代代而而成成的的染染料料叫叫做做氮氮杂杂甲甲川川染染料料。。主主要要应应用用类类别别为为：：阳阳离离子子染染料料和和分分散散染染料料。。6-ClC(CH3)2NCCH3CHCHNCH3CH2CH2ClCNC4H9CH2CH2ClNCC2H5OOCCH99..11,,22——二二苯苯乙乙烯烯染染料料以1,2—二苯乙烯作为发色团，在两个苯环上可接上不同的取代基。主主要要应应用用分分类类为为直直接接染染料料..H5C2ONSO3NaCHSO3NaNOC2H5NNCH此外,还有其他结构类型的染料，如各种杂环染料、苯醌和萘醌染料等。(二)按应用性能分类用于纺织品染色的染料按应用性质大致可分为以下几类：1.直接染料这是一类可溶于水的阴离子染料。它们的分子中大多含有磺酸基，有的则具有羧基，染料分子与纤维素分子之间以范德华力与氢键相结合。主要用于纤维素纤维的染色，也可用于蚕丝、纸张、皮革的染色。2.酸性染料这是一类可溶于水的阴离子染料。染料分子中含磺7酸基、羧基等酸性基团。常用于蚕丝、羊毛等蛋白质纤维和聚酰胺纤维以及皮革染色。也有一些染料，其染色条件和酸性染料相似，但需要通过某些金属盐的作用，在纤维上形成螯合物才能获得良好的耐洗性能，称为酸性媒染染料。还有一些酸性染料的分子中具有螯合金属离子，含有这种螯合结构的酸性染料叫做酸性含媒染料。适宜于在中性或弱酸性染浴中染色的酸性含媒染料往往称为中性染料，它们也可用于聚乙烯醇缩甲醛纤维（维纶）的染色。3.阳离子染料这类染料分子溶于水呈阳离子状态，故称阳离子染料，主要用于聚丙烯腈纤维（腈纶）的染色。但早期的染料分子中，具有碱性基团，常以盐形式存在，可溶于水，能与蚕丝等蛋白质纤维分子以盐键形式相结合，故又称为碱性染料或盐基染料。4.活性染料又称为反应性染料，在这类染料分子结构中带有反应性基团，染色时能够与纤维分子中的羟基、氨基发生共价结合而牢固地染着在纤维上。主要用于纤维素纤维纺织物的染色和印花，也能用于羊毛和锦纶纤维的染色。5.不溶性偶氮染料在染色过程中，由重氮组分（色基）和偶合组分（色酚）直接在纤维上反应，生成不溶性色淀而染着。这类染料主要用于纤维素纤维的染色和印花。由于染色时需在冰的冷却条件下（0～5℃）进行，故又称为冰染染料。6.分散染料这类染料分子中不含水溶性基团，染色时染料以微小颗粒的稳定分散体对纤维进行染色。主要用于各种合成纤维的染色，如涤纶、锦纶、醋酸纤维等。87.还原染料这类染料不溶于水。染色时，它们在含有还原剂的碱性溶液中被还原成可溶性的隐色体纳盐后上染纤维，染色后再经过氧化重新成为不溶性染料而固着在纤维上，主要用于纤维素纤维的染色、印花，少量用于丝、毛的染色，各项牢度优越。8.硫化染料这类染料和还原染料一样，也是原来不溶于水的染料。染色时，它们在硫化碱溶液中被还原为可溶状态，染入纤维后，经过氧化便又成不溶状态固着在纤维上。这类染料主要用于纤维素纤维的染色。9.缩聚染料这类染料可溶于水。它们在纤维上能脱去水溶性基团而发生分子间的缩聚反应，成为分子量较大的不溶性染料而固着在纤维上。目前它们主要用于纤维素纤维的染色和印花，也可用于维纶的染色。10.荧光增白剂这类物质上染到纤维、纸张等基质后，能吸收紫外线，发射蓝色光，从而抵消织物上因黄光反射量过多而造成的黄色感，在视觉上产生洁白、耀目的效果。不同品种的荧光增白剂可用于不同种类纤维的增白。此外，还有用于纺织品的染料氧化染料（如苯胺黑）、溶剂染料、丙纶染料以及用于食品和油漆等其他工业的食品染料、有机颜料等。各类纤维适用的主要染料：纤维素纤维：直接染料、活性染料、还原染料、硫化染料、不溶性偶氮染料、可溶性还原染料蛋白质纤维：酸性染料、酸性媒染染料、酸性含媒染料、活性染料9涤纶用分散染料锦纶用分散染料、活性染料、酸性染料腈纶用阳离子染料。三、染料的命名我国对染料采用统一命名法，按规定染料名称由三部分组成，第一部分为冠称，表示染料的应用类别、又称属名；第二部分是色称，表示染料色泽的名称；第三部分是词尾，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。四、染色牢度在服用过程中或加工处理过程中，纺织物上的染料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、汗耐光、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。日晒牢度分8级。其它牢度分5级。1级为最低，8级为最高。五、禁用染料禁用染料指可以通过一个或多个偶氮基分解出有害芳香胺的染料。目前常用染料中涉及到的总共有240种（含涂料），这些禁用染料在整个染料种类中占有很重要的比例，再加之配色的需要，纺织品上含有禁用染料的比例就更大。10致敏染料是指某些会引起人体或动物的皮肤、粘膜或呼吸道过敏的染料。大量研究表明，目前市场上初步确认的过敏性染料有28种（但不包括部分对人体具有吸入过敏和接触过敏反应的活性染料），其中23种分散染料、2种直接染料、2种阳离子染料、1种酸性染料。这类染料主要用于聚酯、聚酰胺和醋织纤维的染色。致癌染料是指染料未经还原等化学变化即能诱发人体癌变的染料。其中最著名的品红（C.I.碱性红9）染料早在100多年前已被证实与男性膀胱癌的发生有关联。目前市场上已知的致癌染料有14种，其中分散染料3种、直接染料3种、碱性染料3种、酸性染料2种和溶剂型染料3种。作业：1、4、6、8第二章中间体及重要的单元反应1.基本单元反应（十种）2.重要的染料中间体及其合成方法，能利用基本原料合成偶氮染料。3.重氮化、偶合反应的机理、影响因素、快慢比较。4．偶合反应的最佳pH以及电解质对偶合速率的影响。作业：1、2、7、9、11第三章染料的颜色与结构1．基本概念：发色团、助色团、深色效应、浅色效应、浓色效11应、淡色效应、互补色、吸收选律等。2．染料颜色与波长的关系：染料吸收的波长越长颜色越深。染料颜色由浅到深的顺序为：黄橙红紫蓝青绿染料呈现的颜色是它所吸收的光的补色。3．染料的结构与颜色的关系4．外界因素对染料颜色的影响5．染料分子中引入不同基团，颜色深浅的比较。（结合分散染料这一章复习）作业：1、3、4、6第四章直接染料1.结构特征2.应用特点、染色对象3.直接性作业：3第五章不溶性偶氮染料1.结构特征（色酚、色基及色盐）2.应用特点、染色对象3.直接性4.稳定的不溶性偶氮染料的组成、适用的色基及偶合条件作业：412第六章还原染料1.结构特征、分类2.应用特点、染色对象3.隐色体颜色变化4．光脆性定义5．还原和染色过程中的副反应6．可溶性还原染料的分类、特性、应用对象作业：1、5、7、9第七章硫化染料硫化染料、缩聚染料的结构特征及应用对象作业：2第八章酸性染料第九章酸性媒染染料、酸性含媒染料1.结构特征、分类；应用特点、染色对象2.偶氮型酸性染料、偶氮型直接染料在结构上差异。3.酸性媒染染料常用的媒染剂；它与Cr3+分别形成1:1型及1:2型络合物的结构式，反应前后颜色变化情况。作业：2、4、7、813第十章活性染料1.结构特征、分类、结构通式，每一组分对染料反应性的影响。2.应用特点、染色对象3.常用活性染料的型号、活性基类别、结构通式，与纤维素纤维反应的机理、反应活性的比较4.提高“染料——纤维”键合稳定性措施。作业：2、3、11、13第十一章分散染料1.结构特征2.应用特点、分类、染色对象3.结构与颜色、升华牢度、日晒牢度的关系作业：3、6第十二章阳离子染料1.结构特征、类型2.应用特点、应用对象3.配伍性能、配伍值与染料结构的关系4.耐晒性能作业：1、514第十三章有机颜料1．有机颜料具备的性能2.有机颜料化学结构与应用性能的关系作业：1第十四章荧光增白剂1．荧光增白剂的增白机理。2．影响荧光增白剂性能的主要因