高分子染料-2009

高分子染料2020/9/121.染料的概念和分类1.1概念染料是指在一定介质中，能使纤维或其他物质牢固着色的化合物。古代染料取自动植物。目前，染料已不只限于纺织物的染色和印花，它在油漆、塑料、纸张、皮革、光电通讯、食品等许多部门得以应用。►高分子染料是指通过一定的化学反应将染料分子引人高分子的主链或侧链上而形成的一类新的有色高分子聚合物.►颜料是一种微细粉末状的有色物质，它不溶于水或油的介质中，而能均匀的分散在介质中，涂于物体表面形成色层，呈现一定的色彩。颜料应具有适当的遮盖力，着色力，高分散度，鲜明的颇色和对光稳定性等。根据来源分为天然颜料和合成颜料。►颜料与染料的区别在于：染料可溶于介质中，而使被染物品全部染色；而颜料不溶于介质中，仅能使物品表面着色。2020/9/12工业透明染料油墨工业涂料木器铝箔着色用的透明耐温染料（如烫金材料）金属透明着色染料（室内装饰品低温烤漆）特种涂料用的金属络合染料原子笔及各种文具墨水染料塑胶制品表面染色（如真空电镀等）天然及合成皮革表面着色鞋油染色2020/9/121.2染料的分类染料的分类方法有三种：按来源划分----天然和合成染料）按应用性能;按化学结构划分。常用后两种。2020/9/121.2.1染料按应用性能分为以下几类：1.直接染料directdyes该类染料与纤维分子之间以范德化力和氢键相结合，分子中含有磺酸基、羧基而溶于水，在水中以阴离子形式存在，可使纤维直接染色。直接染料2020/9/12►2.酸性染料aciddyes在酸性介质中，染料分子内所含的磺酸基、羧基与蛋白纤维分子中的氨基以离子键相结合，主要用于蛋白纤维（羊毛、蚕丝、皮革）的染色。►3.分散染料dispersedyes该类染料水溶性小，染色时借助分散剂呈分散状态而使疏水性纤维（涤纶、锦纶等）染色。2020/9/12酸性染料分散染料2020/9/12►4.活性染料reactiondyes与纤维分子的羟基、氨基发生化学反应，形成共价键而使纤维着色。又称反应染料。主要用于棉、麻、合成纤维的染色，也可用于蛋白纤维的着色.►5.还原染料vatdyes有不溶和可溶于水两种。不溶性染料在碱性溶液中还原成可溶性，染色再经过氧化使其在纤维上恢复其不溶性而使纤维着色。可溶性则省去还原一步。该类染料主要用于纤维素纤维的染色和印花。2020/9/126.阳离子染料cationicdyes因在水中呈阳离子状态而得名。用于晴纶纤维的染色。►7.冰染染料azoicdyes为不溶性偶氮染料，染色时需在冷冻条件（0-5℃）下进行，由重氮和偶分组分直接在纤维上反应形成沉淀而染色。►8.缩聚染料polycondesationdyes该类染料染色时脱去水溶性基团缩合成大分子不溶性染料附着在纤维上。►此外还有氧化染料、硫化染料等。2020/9/12返青粽叶2020/9/12►在浸泡粽叶时，加入工业硫酸铜和工业氯化铜，让已失去了原色泽的粽叶重新返青，使粽叶表面光鲜、色泽鲜绿。而人体中，铜的摄入量过大或者长期积累，则会使大量铜元素积蓄于肝脏，引起铜中毒。一旦发病就有可能致癌、致畸，甚至危及生命。2020/9/121.2.2按化学结构分类主要是根据染料所含共轭体系的结构来分►可分为：偶氮、酞菁、蒽醌、菁类、靛族、芳甲烷、硝基和亚硝基等染料。►实际上，现在有些染料很难仅以其结构和使用性能来分类，上述两种分类方法均有待于进一步完善。2020/9/12盘片选购技巧刻录光盘的基础科技是建立在化学染料上的；染料的好坏对数据储存的可靠性与时间有很大影响。对于空白光盘，人们根据其数据面的颜色则有着很多不同的称呼，如“绿盘”、“蓝盘”、“黄金盘”、“白金盘”等等2020/9/12花菁染料Cyanine绿盘由于盘片的数据面呈绿色状。最早的盘片数据面颜色均为绿色，这种盘片染料即为TaiyoYuden（太阳诱电）发明的花菁染料，有许多缺陷，怕强光，属于感光性材料，在制造CD-R时必须加入合成适当的铁金属以降低感光性。用Cyanine材质做成的CD-R光盘有着翡翠绿的颜色（Cyanine其实是青蓝色，因为与黄金反射层合并组合,而成为绿色），俗称“绿盘”。现在单一使用花菁染料的刻录盘片已经相当少见，大部分都被后来使用钛菁染料的盘片所代替。next2020/9/12花菁染料Cyanine--绿盘2020/9/12酞菁染料Phthalocyanine“白金盘”，盘片数据面的颜色相当的浅，呈淡黄色，因为酞菁染料自身就接近透明的浅黄色。比起花菁染料来，酞菁染料材质具有更好的抗光性，能有效的延长存放资料的时间，据称可超过100年。另一方面，使用酞菁染料材质的刻录盘与使用花菁染料一样，也是利用高功率激光改变有机染料层(溶化而质变)做成凹坑（pits）来记录数据。但出于成本考虑，使用酞菁染料的盘片往往搭配低价的银材质作为反射层，且已经慢慢形成了一种行业规律，已经成为目前市场的主流产品，其优势就在于物美价廉。next2020/9/12酞菁染料Phthalocyanine--白金盘2020/9/12偶氮Azo很多品牌的高级刻录盘片使用，盘片数据面呈深蓝色。偶氮染料是由Verbatim（威宝）和MITSUBISHI（三菱化工）共同研制而成，刻录盘片寿命可达100年，同时具有良好的兼容性，而采用偶氮染料作为数据面染料的刻录盘则往往采用银材质作为反射层，使得盘片整体更具有良好的抗光性和稳定性。而为了能让刻录盘的效果达到最好，现在一些厂商也为自己的高等级盘片使用了花氰与偶氮相结合的混合染料，即cyanine+Azo，而此种盘片的数据面仍呈蓝色.next2020/9/12偶氮Azo--蓝色2020/9/122.命名►国产的商品染料，其命名包括三个部分：a染料的类别，b染料的颜色，c表示染料的色光、性能、状态、浓度、纯度等的符号。例如酸性绿B，“酸性”表示染料的所属类别，“绿”表示染料的基本颜色，“B”表示该染料带蓝光。字母B到Y都有不同含义。2020/9/12►在染料名称中往往有百分数字,它是表示染料力份的,如100%、200%等。所谓染料的力份是指染料厂选择某一浓度的染料为标准，而将每批产品于它相比较而言。例如50％就是说某染料的力份是标准染料的一半。2020/9/12苏丹红►苏丹红是一种人工合成的红色染料，常作为一种工业染料，被广泛用于如溶剂、油、蜡、汽油的增色以及鞋、地板等增光方面。2020/9/12苏丹红为亲脂性偶氮化合物，主要包括Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ四种类型。苏丹红I（SudanI）的化学名称为1-苯基偶氮-2-萘酚，分子结构式为C6H5=NC10H6OH；苏丹红II（SudanII）化学名称为1-[(2,4-二甲基苯)偶氮]-2-萘酚；苏丹红III（SudanIII）化学名称为1-{[4-(苯基偶氮)苯基]偶氮}-2-萘酚；苏丹红IV（SudanIV）化学名称1-{{2-甲基-4-[(2-甲基苯)偶氮]苯基}偶氮}-2-萘酚。2020/9/12►辣椒粉中一般多以检出苏丹红I为主►致癌性肝脏是苏丹红I产生致癌性的主要靶器官，此外还可引起膀胱、脾脏等脏器的肿瘤。►致敏性，可引起人体皮炎。►由于实际在辣椒粉中苏丹红的检出量通常较低，因此对人健康造成危害的可能性很小，偶然摄入含有少量苏丹红的食品，引起的致癌性危险性不大，但如果经常摄入含较高剂量苏丹红的食品就会增加其致癌的危险性.3.高分子染料的合成►由于对它研究的侧重点不同，合成的路线与思路也有差异。大体有三个研究方向：►（1）合成高分子量的染料以便改善通用低分子染料自身无法克服的缺陷，染料染色性能的差异成为研究的焦点。►（2）赋予通用高分子材料发色团，使高分子染料具有特殊光学性能，拓展已有功能，或可使原本难以着色的材料得到令人满意的染色效果。►（3）合成新的高分子染料，用以满足特殊的需求。1先将不饱和键引入染料小分子中，再通过加聚反应合成高分子染料2低分子染料和其它单体进行共聚反应合成高分子染料3反应性高分子与低分子染料反应合成高分子染料5高分子的重氮化，偶合反应合成高分子染料4低分子染料的重氮盐作为引发剂，与其他单体合成高分子染料.4.高分子染料的性能►由于高分子染料与高分子基体结合牢固，色素分子不易扩散，因此获得的染色品色泽稳定，不易产生混色污染，耐候性强。与小分子染料相比，高分子染料具有以下明显特征。►1.良好的耐迁移性►由于高分子色素在被染物中没有分子迁移现象，因此完全没有小分子染料容易迁移造成的混色污染现象。例如耐迁移性较差的偶氮和蒽醌类染料通过高分子化处理，混色污染问题可以彻底解决。►2.耐溶剂性强►由于高分子染料在多数常见溶剂中不溶解或者溶解性很低，因此用高分子染料染成的物料耐溶剂性能好，遇溶剂不易褪色►3.耐热性好►由于大分子的非挥发性，高熔点和在较高温度下的低溶解度，使被染物料耐高温性质得到提高。例如，蒽醌染料经高分子化后，使用温度上限可以提高几十度。►4.与被染物的相容性好►当被染物是高分子材料时，高分子染料与其的相容性显然要比小分子染料好一些。染料与基体具有良好的相容性是制备透明有色材料所必须的。如果染料高分子化时采用的高分子骨架与被染高分子材料的结构相同，则其相容性可以大大提高。►5.安全性高►由于高分子染料对生物体的细胞膜几乎没有渗透性，也不易被细菌和酶所分解，因此误食后不会被体内吸收，可原封不动地排出体外，不会对基体产生毒害作用。因此这类染料特别适合制造幼儿玩具。5.高分子染料的应用功能高分子染料的应用有两种方式:一次加工法二次着色法应用方式►一次加工法，即根据色泽和色深要求，制备过程中加入少量的染料，在高分子材料生产时完成了着色过程，这种方法着色均匀，但受发色体单一、色谱不全限制；►二次着色法，即先制成色泽深浓的高分子染料，通过二次着色完成无色物质的着色过程，在这种方法中有色材料着色不均匀，但色泽及色深易于控制。制备高分子染料时受发色体限制，可通过少量染料的拼混得到多种色泽的高分子染料，且工艺易于进行。高分子染料的应用►高分子染料应主要在纤维、塑料、涂料、油漆、食品、化妆品、医药、感光材料、军工和国民经济等领域中应用研究.油漆和涂料中的应用■具有良好抗洗涤性能的人造铅笔墨水于20世纪90年代问世，这种墨水采用了聚氧烯烷链中含有发色体的高分子染料液体。■某些高分子染料由于具有良好的耐热性、耐水性、耐溶剂萃取性以及耐日晒等，在涂层材料中已有较好应用。法国PCUK公司合成了各种适用于环氧丙烯酸系、聚丙烯酸系、聚氰酯丙烯酸系的高分子染料。NipponZeon有限公司则通过聚合手段得到彩色球状微粒，可用在涂层材料中。固体染料激光器►1992年，Hemes等将磺基罗丹明掺入聚丙烯酸盐中，制成激光棒，用倍频Nd：YAG激光器泵浦，从绿光(495～580nm)到红光(640～770nm)激光转换最大输出能量为66nd，其脉冲宽度为10.8μs。►1993年，洛斯·阿拉莫斯实验室将激光染料掺入丙烯酸酯塑料中制成塑料染料激光棒，这种新型激光棒可用闪光灯或固体激光进行泵浦。10cm长塑料染料激光棒，斜率效率可达62%，在5Hz重复频率时，寿命可达6000次脉冲。►美国加州大学巴巴拉分校的Moses报道导电聚合物MHE-PPV中的聚光作用，在用倍频Q开关Nd：YAG激光器泵浦时，测得MHE-PPV的量子效率与罗丹明6G差不多，发射波为600nm左右。Barashkov等在聚甲基丙烯酸酯和环氧聚合物中掺入氨基香豆素、罗丹明等激光染料，染料可分散于未改性的聚合物中，也可经化学键结合于聚合物基质上进行改性，这两种系统都可用Nd：YAG激光器(λ=355nm)作泵浦源。经激光染料活化的聚乙烯乙酸乙酯激光材料，则可用XeCl准分子激光器作泵浦源.生物医学方面的应用►许多功能性高分子染料具有生物活性，可用于杀菌、疾病诊断等。如今，功能性高分子染料已在疾病检测、DNA测序、荧光探针、光动力治疗等方面得到了实际应用，在高科技医疗领域起到重要作用。DNA荧光探针检测仪►疑问一：服装中为什么会添加了可分解芳香胺呢？►专家解答：可分解芳香胺染料(即人们常说的“偶