精细化工 染料与颜料

第十一章染料与颜料11.1色彩颜料的介绍11.2概述11.3染料和颜料的命名与分类11.4偶氮染料和蒽醌染料的制备方法11.5有机颜料的发展中国古代色彩技术中国传统染料植物种类繁多栀子茜草蓝草红花紫草柞树无机颜料无机颜料中最早使用的是赭石，之后如《尚书》中所载“黑土、白土、赤土、青土、黄土”逐渐开始使用，赤土如朱砂，黄土如石黄（分雄黄、雌黄），青土如石青、石绿（即孔雀石），白土如垩土、铅粉、白云母等，黑土主要是墨及黑色矿石。中国五色图古希腊四色说白色红色黄绿色黑色青赤黄黑白蜡染蜡染实际上应该叫“蜡防染色”，它是用蜡把花纹点绘在麻、丝、棉、毛等天然纤维织物上，然后放入适宜在低温条件下染色的靛蓝染料缸中浸染，有蜡的地方染不上颜色，除去蜡即现出因蜡保护而产生的美丽的白花。如果仅仅是蓝地白花也不算稀罕，那和蓝印花布没什么两样。蜡染的灵魂是“冰纹”，这是一种因蜡块折叠迸裂而导致染料不均匀渗透所造成的染纹，是一种带有抽象色彩的图案纹理。染料的相关知识1.染料的概念：能使其他物质获得鲜明而牢固色泽的一类物质。有颜色且可以在纤维上染色。2.颜色的概念：人们对物体物理性质的一种感觉，这种感觉的产生是由于物体选择反射可见光，被反射的各单色光以不同比例和不同强度射入眼，刺激了感色细胞，其分光刺激强度以脉冲信号传送给大脑所产生的一种综合反映。颜色视觉有三个基本特征：色调、纯度和亮度。11.2概述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。11.3染料的命名与分类说明：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冠称+色称+词尾1.染料的命名:色称采用三十个色泽名称：嫩黄、黄、深黄、橙、大红、红、桃红、攻瑰、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。色泽的形容词，采用“嫩”，“艳“‘深”三个词，词尾采用B、G、R等字母标志色译。B为蓝，G为黄，R为红。词尾中表示色光及性能的字母如下：B一蓝光，G—黄光或绿光，I—还原染料坚牢度，K—冷染，L—耐光牢度较好，M—混合，N—新型，P—适用于印花，T—深等2.染料的分类(1).按染料的结构分类•偶氮染料•蒽醌染料•硝基和亚硝基染料•靛族染料•硫化染料•芳甲烷类染料•菁系染料•酞菁染料•杂环类染料•偶氮染料结构特征：含有—N=N—基团NNNaO3SOH酸性橙•蒽醌染料结构特征：含有基团或多环酮。OOOHOHOO茜素•硝基和亚硝基染料结构特征：含有硝基或亚硝基ONaNO2NO2NaO3S黄色酸性染料•靛族染料结构特征：含有共轭基团COC(CCO)HNCOCCNHCO靛蓝•硫化染料结构特征：分子中含有—S—结构或多硫结构SH2NH3CNOSOOSNH3NCH3硫化蓝BN•芳甲烷类染料结构特征：一个碳原子上连接几个芳基结构CCH3H3CHNCl-NH+CH3NHCH3金胺G•菁系染料(次甲基染料)结构特征：含有一个或多个—CH=CNCH3CCNCH3CH3CH3CCCHH阳离子橙R•酞菁染料结构特征:酞菁金属络合物CCNNCCNCNCNNNMeCCN酞菁　络合物•酸性染料•碱性染料•直接染料•分散染料•媒介染料•活性染料•硫化染料•还原染料•有机颜料•功能染料•不溶性偶氮染料(2).根据染料的应用分类11.4偶氮染料和蒽醌染料的制备方法一.重氮化反应NH2+HONO+HCl5C。NNClNNCl+-+2H2O芳香族伯胺和亚硝酸作用生成重氮盐的反应称为重氮化，芳伯胺常称重氮组分，亚硝酸为重氮化剂。影响因素•反应温度：重氮化反应一般在较低温度下进行这一原则不是绝对的，在间歇反应锅中重氮反应时间长，保持较低的反应温度是正确的，但在管道中进行重氮化时，反应中生成的重氮盐会很快转化，因此重氮化反应可在较高温度下进行。•无机酸的用量和浓度：反应时若酸用量不足时Ar-N2Cl+ArNH2——Ar-N＝N—NHAr+HCl这是一种自我偶合反应，是不可逆的，一旦重氮氨基物生成，即使补加酸液也无法使重氮氨基物转变为重氮盐，因此使重氮盐的质量变坏，产率降低。在酸量不足的情况下，重氮盐容易分解，温度越高，分解越快。•反应温度二.偶合反应NNCl+-+OHNaOH/H2O0C。NNOH对羟基偶氮苯NNCl+-+NH2CH3COONa/H2O0C。NNHN苯基重氮氨基苯NNNH2对氨基偶氮苯芳香重氮族盐和酚类、芳胺作用，生成偶氮化合物的反应称为偶合反应。酚类、芳胺称为偶合组分。•重氮盐：重氮盐芳核上的取代基不同，其偶合能力有差别。•偶合组分的性质：当偶合组分芳环上有给电子取代基，使反应容易发生；反之，不易发生反应。•介质的pH影响因素11.5有机颜料的发展•1899----1938年，从开始合成立索尔红到酞菁绿问世，使各种色谱基本配套，逐步以着色强度高、颜色鲜艳的有机颜料替代无机颜料，是发展速度比较慢的第一阶段。•1954-----1970年，高分子材料的发展迅速，对着色剂的要求提高。•1970-------至今，对新品种的开发减少，重点转向工艺路线的设计和颜料剂型的研究及对颜料晶体结构等方面的理论研究。国内外有机颜料生产情况1996年，全世界有机颜料产量约210kt，美国、日本、西欧及日本的产量约77％（美国约占27％、西欧占35％、日本占15％）；2000年有机颜料的总产量已达250kt左右；有机颜料以每年3％速度增长。各国有机颜料主要用途比例用途世界平均/％（1996年）美国/％（1996年）日本/％（1996年）印刷油墨油漆、涂料塑料涂料印花浆纤维母粒纸张其它5224124323601612--155--655241345品种档次世界美国日本中国低档、相对比例/％中档、相对比例/％高档、相对比例/％35605267044255370291有机颜料档次品种与相对比例有机染料是有色非金属的氧化物，或者一些非金属没有溶性的非金属盐，有机染料又分成自然有机染料和天然有机染料，自然有机染料是矿产染料。无机染料是有色的无机复合物，也分成自然和分解的两大类。现正在罕用的是分解无机染料，无机染料的种类多，颜色比拟完全，功能优于有机染料.有机染料次要是炭黑及铁，钛，钡，锌，镉，铅等非金属氧化物或者盐。无机染料可分成单偶氮，双偶氮，色淀，酞菁或者稠环染料等多少大类。有机染料耐晒，耐热，耐候，耐溶剂性好，覆盖力强，但色谱没有非常完全，设色力低，色彩娇艳度差，全体非金属盐和氧化物毒性大。无机染料构造多样，色谱完全，色彩娇艳纯粹，设色力强，但全体货物耐光，耐候，耐溶剂性差，低档无机染料也有很好的耐光，耐候，耐溶剂性，但价钱高贵。有机染料和无机染料