第五章-直接染料

向上向下目录返回2020年8月27日星期四染料化学-------第四章向上向下目录返回2020年8月27日星期四第四章直接染料概述直接染料的发展直接染料的应用性能直接染料的结构分类向上向下目录返回2020年8月27日星期四第一节概述直接染料能不借助媒染剂而使纤维素纤维直接染色。染色时染料从染浴中转移至纤维。将棉布放在染浴中染色取出后加水洗淋，大部分染料不会被冲洗下来。这种性质称为直接性。直接性是染料分子和纤维分子间吸引力所造成。分子间的吸引力来源有两种：一为极性引力，染料分子和纤维分子间产生氢键。另一为非极性力，即范德华引力。作为直接性染料，染料分子与纤维分子间应有较大的吸引力。向上向下目录返回2020年8月27日星期四构成直接染料的条件：1.染料应是线型的，使染料分子能按长轴方向水平地吸附在纤维轴上，最大限度的使范德华吸引力发生作用。2.染料分子中占同一平面结构部分范围要大，若染料分子具有延伸的共轭体系，共轭体系部分即呈平面性。平面性分子吸附在纤维表面上面积大而又紧密，二者间的范德华力也大。3.染料分子中可以形成氢键的基团较多。染料分子中氨基、羟基能和纤维素纤维分子的羟基形成氢键。向上向下目录返回2020年8月27日星期四染料与纤维分子间的引力越大，直接性越强，水洗牢度越高，日晒牢度越好。直接染料的优点是染色简便，价格便宜，色谱齐全，曾被广泛地用于棉织物的染色。直接染料的染色牢度，尤其是湿处理牢度较低，可以通过固色后处理来提高染色牢度。向上向下目录返回2020年8月27日星期四第二节直接染料的发展1884年保蒂格（Bottiger）用化学合成的方法获得第一只直接染料——刚果红(CongoRed)，至今，直接染料已历经120年漫长的历史进程。早期的直接染料在化学结构上多为联苯胺类偶氮染料，尤以双偶氮类的结构为主，如刚果红即为对称联苯胺双偶氮染料。直接染料的最大缺点就是染色牢度较差。为解决这个问题，百年来人们进行了不懈的努力。早期是在染色后处理方面进行改进，较为成熟并广泛应用的方法是铜盐后处理及重氮化后处理。向上向下目录返回2020年8月27日星期四从30年代到70年代，主要是利用有机化学的发展，在表面活性剂类型的有机助剂中开发了阳离子型的固色剂，使用比较多的品种是固色剂Y和固色剂M。它们的使用使直接染料在耐水浸、耐洗、耐汗渍等染色牢度方面得到一定改善，但耐光及摩擦色牢度均有不同程度的下降。70至80年代，国内外的染料研究者进行了新型直接染料的研究开发。这些新型染料有不同于以往直接染料的特点：130℃以上的高温条件下要稳定，不降解，能够耐受酸性染色条件；在高温酸性条件下，仍然有较高的直接性和上染率；有明显高于以往直接染料的染色牢度尤其是湿牢度。向上向下目录返回2020年8月27日星期四为了达到这一要求，在染料的分子设计上，采用了两种方法：①染料分子中引入金属原子，形成螯合结构，提高分子抗弯能力，含有相当活泼的氢原子的亲核基团。同时设计一个特殊的固色剂，在染后经固色处理，与染料和纤维之间形成一个多维结构的交联状态，达到较高的染色牢度。②在染料分子中，引入具有强氢键形成能力的隔离基一三聚氰酰基。染料分子中不含金属离子，而是设计一个由阳离子多胺聚合体与特殊金属盐的混合物作为固色剂来达到高的色牢度。向上向下目录返回2020年8月27日星期四第三节直接染料的结构分类这里所称的一般直接染料，系指具有磺酸基（－SO3H）或羧酸基（－COOH）等水溶性基团，对纤维素纤维具有较大亲和力，在中性介质中能直接染色，也能染丝、毛、维纶纤维等，染法简便道直接染料。但牢度较差，部分染料在染色后，如经固色处理，可提高湿处理牢度。这类染料结构以双偶氮及多偶氮染料为主，并以联苯胺及其衍生物占多数。一.直接染料向上向下目录返回2020年8月27日星期四联苯胺偶氮染料联苯胺直接染料通式为：Ar－N＝N－－－N＝N－Ar'（I）（II）向上向下目录返回2020年8月27日星期四联苯胺染料的颜色随偶合组分不同而变化。一般以邻羟基苯甲酸为偶合组分的染料是黄色，以1-萘胺-4-磺酸及其衍生物为偶合组分的是红色，以氨基萘酚磺酸为偶合组分的是紫或蓝色。分别举例如下：向上向下目录返回2020年8月27日星期四直接黄GR（C.I.22010）NaO3S－－NH－N＝N－－－N＝N－COOHOH－N＝N－－－N＝N－－N＝N－－－N＝N－NH2SO3NaNH2SO3Na直接蓝2B（C.I.22610）OHNH2SO3NaNaO3SSO3NaNaO3SNH2OH直接大红4B（C.I.22120）向上向下目录返回2020年8月27日星期四二苯乙烯偶氮直接染料二苯乙烯直接染料的通式为：二苯乙烯为一平面型分子，染料具有线性，平面型分子特点。染料以黄、橙色为主。如直接冻黄G（C.I.24895），该染料具有良好的染色性能，但湿处理牢度稍差。Ar－N＝N－SO3NaSO3Na－－N＝N－Ar’－CH＝CHSO3NaCH=CHSO3NaNNNNOC2H5H5C2O向上向下目录返回2020年8月27日星期四向上向下目录返回2020年8月27日星期四二.直接耐晒染料二芳基脲偶氮染料二芳基脲分子中的C－N具有部分双键的特性，整个染料分子也倾于保持平面性。但取代脲基团又为一隔离基团，将整个分子分隔成为两个独立的发色团共轭体系。染料的耐光性能优良，一般具有较好的日晒牢度。其色泽以黄、橙、红、蓝等色为主，例如：SO3NaSO3Na—N＝N－—N＝N－CH3－NHCONH－CH3SO3NaSO3Na直接耐晒黄RS（C.I.29025）向上向下目录返回2020年8月27日星期四向上向下目录返回2020年8月27日星期四三聚氯氰胺偶氮染料这类染料在分子结构中含有三聚氰胺结构，对纤维素纤维具有很好的亲和力，日晒牢度也好，但是品种不多，一般只有绿、红和蓝三种颜色。它们是由三聚氯氰与具有氨基的染料或芳香胺缩合而成。一般在染料合成中，绿色较难合成，而这类染料可通过隔离基连接黄和蓝两种染料而合成绿色染料，且应用简便。举例如下：—NH－－NH－SO3NaNNNNH－NHOHCOONa－直接耐晒绿5GLL（C.I.14155）H2NSO3NaOO－N＝N－向上向下目录返回2020年8月27日星期四二噁嗪染料二噁嗪直接染料有比较鲜艳的蓝色。染料具有很好的耐光牢度，以及不为保险粉（低亚硫酸钠）和雕白粉（次硫酸氢钠）所破坏，但水洗牢度较差。结构举例如下：ONNOClClSO3NaNaO3SNH－－HN直接耐晒艳蓝FF2G（C.I.51300）向上向下目录返回2020年8月27日星期四酞菁系直接染料这类染料主要是銅酞菁的衍生物，颜色鲜艳纯正，耐晒牢度优异。由于染料结构属非线性共平面构型，对纤维的直接性低，上染速率和上染率较低。CCNCuCCNN＝NCNCCNNNCSO3NaNaO3S直接耐晒翠蓝GL（C.I.74180）向上向下目录返回2020年8月27日星期四三.直接铜盐染料直接铜盐染料是指一类必须进行铜盐后处理，才能得到真实色光和最佳色牢度的直接染料。这类染料的结构特征是在偶氮基两侧的邻位有配位基，或在染料分子的末端有水杨酸结构，配位结构如下：OHCOOHN＝N－X1X2X1为－OH，X2为－OH、OCH3、－COOH、OCH2COOH或OC2H5向上向下目录返回2020年8月27日星期四铜盐处理时，染料与Cu2＋形成络合结构，降低了染料的水溶性，改善了染料的水洗牢度和日晒牢度，但色泽同时显著变得深暗。水杨酸结构的染料与铜络合后，色泽变化较少，但日晒牢度提高不多。含有水杨酸结构的染料举例如下：OHSO3NaNHOC－NaOOCCONH－CH3N＝NCH3NHCONHN＝NOHCOONaSO3Na直接铜盐黄FRRL（C.I.29020）向上向下目录返回2020年8月27日星期四偶氮基两侧有配位基结构的直接染料举例如下：OHOHOHH2NSO3NaN＝NOHNH2SO3NaN＝N直接铜盐蓝2RL（C.I.23165）OHSO3NaN＝NCOONaNHCONHCOONaOHSO3NaN＝NNH－－NH直接铜盐紫3RL（C.I.25355）OHN＝N－SO3NaOCH3OCH3OHNH2SO3NaN＝N直接铜盐蓝2R（C.I.24175）向上向下目录返回2020年8月27日星期四需要指出的是有些直接耐晒染料与上述染料结构类似，所不同的是铜络合反应已在染料合成中完成，染色时就不需再作铜盐后处理。NH2NaO3SSO3NaOHNNH3COOCH3NNOHNH2SO3NaSO3NaC.I.直接蓝1NH2HO3SSO3HONNOONNCuCuONH2SO3HSO3HC.I.直接蓝76向上向下目录返回2020年8月27日星期四OSO3NaN＝NSO3NaNHCOHNNaO3SONaO3SN＝NCuOCuO直接耐晒紫2RLL（C.I.29225）NH2OHNNH3COOCH3NNNaO3SSO3NaOHNH2NaO3SSO3NaC.I.直接蓝15NH2ONNOONNCuCuNaO3SSO3NaONH2NaO3SSO3NaC.I.直接蓝218向上向下目录返回2020年8月27日星期四四.直接重氮染料这类染料的分子结构中具有可重氮化的氨基(－NH2)。应用时照通常的方法染色后，再经重氮化处理，使染料在纤维上进行重氮化，最后再用偶合剂进行偶合，形成较深的色泽，并能提高其湿处理牢度。（一）在偶氮基对位上具有氨基的染料ClH2NOCH3OCH3SO3NaOHSO3Na－N＝N－－N＝N－向上向下目录返回2020年8月27日星期四CH3－CH3－N＝N－－N＝N－COONaOHCH3H2NNH2SO3Na（二）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例如，直接重氮橙GG为分子末端具有间二氨基苯的染料，结构式(C．I.23365)为：直接重氮黑BH为分子末端具有间-氨基萘酚的染料，其结构式(C．I.22590)为：OHSO3NaN＝NH2NOHSO3NaN＝NNH2SO3Na向上向下目录返回2020年8月27日星期四五.直接交联染料直接交联染料是由含有铜络合结构及一些特殊配位基的染料与多官能团螯合结构阳离子型固色剂组成的染色体系。国产直接交链染料品种全部为铜络合直接染料，都是双偶氮型染料，国外个别直接交链染料就是普通直接染料或直接耐晒染料。染料对纤维素纤维具有直接性，还含有能与固色交链剂起反应的活泼氢原子。染料与纤维之间既有离子键合，又有化学共价键合。固色交链剂为多官能团反应固色剂，是由多乙烯多胺与双氰胺缩聚成多胺树脂，再在亚氨基上引入酰氨羟甲基成盐而成。向上向下目录返回2020年8月27日星期四NNNHCONHSO3NaCH3CH3NNSO3NaSO3NaSO3Na直接交联黄SF-R（C.I.直接黄50）SO3NaNaO3SNNNSO3NaNOH直接交联艳红SF-F3B（C.I.直接红80）NHCONHOHSO3NaNNNNSO3NaSO3Na向上向下目录返回2020年8月27日星期四六.直接混纺染料大部分直接混纺染料品种既可当作直接混纺染料使用，也当作直接耐晒染料使用。NNSO3NaSO3NaCH3NHNNSO3NaSO3NaCH3NNNNHCH2CH2OHNHC.I.直接黄86（29325）NSO3HONNHCONHHO3SONNSO3HOOSO3HCuCuC.I.直接红83（29225）向上向下目录返回2020年8月27日星期四直接混纺D型染料对纤维素纤维直接性高，上染率好，在少用无机盐的条件下也有较高的上染率；染料溶液的稳定性好，即使在130℃染浴中也不会发生凝聚现象，具有较高的相对上染率；分散染料染色一般在酸性条件下进行，而直接混纺染料在酸性条件下，对纤维素纤维具有较好的上染率，对染浴的酸碱度适应范围较广，同时具有良好的染色坚牢度。向上向下目录返回2020年8月27日星期四第四节直接染料的应用性能直接染料含有亲水性基团（－SO3Na或－COONa），它的溶解度大小主要决定于染料分子中亲水性基团的多少。另外