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染料化学
第一章染料概述
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。
染料具备以下两个条件:
可溶于水,或者可在染色时转变成可溶状态,对纤维有一定的亲合力。
能够使纤维着色,且上染后具有一定的染色牢度。
染料与颜料的相同点:
都可以用于纤维或基质的着色
不同点:
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,使用时是通过高分子粘合剂的作用,将颜料的微小颗粒粘着在纤维的表面或内部。
染料分类:
按化学结构分类分为:
偶氮染料、蒽醌染料、芳甲烷染料、靛族染料、硫化染料、酞菁染料、硝基和亚硝基染料,此外还有其他结构类型的染料,如甲川和多甲川类染料、二苯乙烯类染料以及各种杂环类染料等。
按应用性能分为:
直接染料、酸性染料、阳离子染料、活性染料、不溶性偶氮染料、分散染料、还原染料、硫化染料、缩聚染料、荧光增白剂,此外,还有用于纺织品的氧化染料(如苯胺黑)、溶剂染料、丙纶染料以及用于食品的食用色素等。
纺织纤维分3类:
植物纤维,动物纤维,合成纤维。
对于植物纤维,如棉,麻可用直接染料,活性染料,还原染料,不溶性偶氮染料,硫化染料,缩聚染料进行染色。
对于动物纤维,如羊毛,蚕丝可以用酸性染料,中性染料,媒染染料,活性染料进行着色。
合成纤维,常见的有涤纶,锦纶,腈纶,涤纶可以用分散染料染色,锦纶可以用酸性染料染色,腈纶可以用阳离子染料染色。
染料名称
结构性质特点
染色对象及方法
直接染料
直接染料是一类水溶性阴离子染料。
染料分子中大多有磺酸基,有的则有羧基,染料分子与纤维素分子之间以范德华力和氢键相结合。
直接染料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。
染色时染料在染液中直接上染纤维,通过范德华力和氢键等吸附于纤维上。
酸性染料
酸性染料是一类水溶性阴离子染料。
染料分子中含磺酸基、羧基等酸性基团,通常以钠盐的形式存在,在酸性染浴中可以与蛋白质纤维分子中的氨基以离子键结合,故称为酸性染料。
常用于蚕丝、羊毛和聚酰胺纤维以及皮革染色。
酸性染料,通过自身亲和力上染纤维,并以离子键与纤维结合;酸性媒染染料,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;酸性含媒染料,有一些酸性染料的分子中具有螯合金属离子,水解倾向小,染色牢度好。
阳离子染料
阳离子染料可溶于水,呈阳离子状态,早期的染料分子中具有氨基等碱性基团,常以酸盐形式存在。
主要用于聚丙烯腈纤维的染色,染色时能与蚕丝等蛋白质纤维分子中的羧基负离子以盐键形式相结合。
活性染料
活性染料又称为反应性染料。
这类染料分子结构中含有活性基团,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。
活性染料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。
染料通过自身亲和力上染纤维,之后在碱剂的作用下通过共价键与纤维牢固结合。
不溶性偶氮染料
这类染料在染色过程中,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,这种染料称为不溶性偶氮染料。
这类染料主要用于纤维素纤维的染色和印花。
色基先重氮化,然后通过亲和力上染到用色酚打底的纤维织物,然后偶合形成不溶性色淀而牢固存在织物上。
分散染料
分散染料是一类结构简单,水溶性极低,在染浴中主要以微小颗粒的分散体存在的非离子染料。
分散染料的化学结构以偶氮和蒽醌类为主,也有杂环类分散染料。
分散染料主要用于聚酯纤维的染色和印花,同时也可用于醋酯纤维以及聚酰胺纤维的染色。
染色时必须借助分散剂将染料均匀地分散在染液中,然后对各类合成纤维进行染色。
还原染料
还原染料大都属于多环芳香族化合物,其分子结构中不含有磺酸基,羧酸基等水溶性基团。
它们的基本特征是在分子的共轭双键系统中,含有两个或两个以上的羰基(
),因此可以在保险粉的作用下,使羰基还原成羟基,并在碱性水溶液中成为可溶性的隐色体钠盐。
还原染料主要用于纤维素纤维的染色。
染色时,它们在含有还原剂(如Na2S2O4,连二亚硫酸钠,俗称保险粉)的碱性溶液中被还原成水溶性的隐色体钠盐后上染纤维,再经氧化后重新成为不溶性染料而固着在纤维上。
硫化染料
硫化染料是一类水不溶性染料,一般是由芳胺类或酚类化合物与硫磺或多硫化钠混合加热制得,这个过程叫做硫化
硫化染料主要用于纤维素纤维的染色。
染色时,它们在硫化碱溶液中被还原为可溶状态,上染纤维后,经过氧化又成不溶状态固着在纤维上。
缩聚染料
缩聚染料是一类在上染过程中或上染以后,染料本身分子间或与纤维以外的化合物能够发生共价键结合,从而增大分子的染料。
缩聚染料分子中含有硫代硫酸基(—SSO3Na),它们在硫化钠、多硫化钠等作用下,能将亚硫酸根从硫代硫酸基上脱落下来,并在染料分子间形成—S—S—键,使两个或两个以上的染料分子结合成不溶状态而固着在纤维上。
缩聚染料可溶于水,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,成为相对分子质量较大的不溶性染料而固着在纤维上。
目前,此类染料主要用于纤维素纤维的染色和印花,也可用于维纶的染色。
荧光增白剂
荧光增白剂可看作一类无色的染料,它们上染到纤维、纸张等基质后,可吸收紫外线,发出蓝色光,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
不同类型的荧光增白剂可用于各种纤维的增白处理。
它们直接处理到织物上,通过自身亲和力或交联剂而固着在纤维上。
习惯上,将纺织物上的染料在服用或加工处理过程中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、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。
第二章中间体及重要的单元反应
由苯、甲苯、二甲苯、萘和蒽醌等基本原料开始,要先经过一系列化学反应把它们制成各种芳烃衍生物,然后再进一步制成染料。
习惯上,将这些还不具有染料特性的芳烃衍生物叫做“染料中间体”简称“中间体”或“中料”。
合成染料主要是由为数不多的几种芳烃(苯、甲苯、二甲苯、萘和蒽醌等)作为基本原料而制得的。
常用的中间体有,苯胺,硝基苯,卤代苯,烷基苯,苯酚,萘酚,苯磺酸,萘磺酸等。
合成染料中料的反应主要可归纳为三类反应,其一是通过亲电取代使芳环上的氢原子被-NO2、-Br、-Cl、-SO3Na、-R等基团取代的反应;其二是芳环上已有取代基转变成另一种取代基的反应,如氨化、羟基化等;其三是形成杂环或新的碳环的反应,即成环缩合。
萘的磺化随磺化条件,特别是随温度的不同得到不同的磺化产物。
低温(<60℃)磺化时,由于位上的反应速率比β位高,主要产物为取代物。
随着温度的提高(165℃)和时间的推移,位上的磺酸基会发生转位生成β-萘磺酸。
萘环上引入羟基的方法有
(1)磺酸基碱熔反应:
萘磺酸在高温下(300℃)与氢氧化钠或氢氧化钾共熔时磺酸基转变成羟基
。
(2)羟基置换卤素反应:
(3)羟基置换氨基反应:
萘环上引入氨基的反应,主要是硝基还原和氨解反应,
(1)硝基还原反应,
。
(2)氨解反应
重氮化反应机理:
色基和盐酸与亚硝酸钠的反应称为重氮化反应。
对于重氮化反应本身来说,溶液中具有一定的质子浓度是一个必要的条件,反应中,首先是盐酸与亚硝酸钠作用生成亚硝酸,在酸性介质中亚硝酸与酸反应生成亚硝化试剂,反应如下:
NaNO2+HClHNO2+NaClHNO2+H+H2NO2+H2NO2++Cl-H2O+NOClH2NO2++NO2-N2O3+H2O,
其中亚硝酸阳离子,亚硝酰氯,亚硝酸酐都是亚硝化试剂.色基的重氮化反应是以亚硝化试剂作为进攻试剂的亲电反应,色基在盐酸的作用下生成色基的盐酸盐而溶于水,由于色基的盐酸盐的氨基氮上带正电荷,具有强的亲电能力的亚硝化试剂不能进攻,所以只有解析出游离胺才能使重氮化反应正常进行.重氮化反应如下:
在稀酸([H]<0.5M)条件下,重氮化反应的各种反应历程,按现有的研究结果,可归纳如下式,式中X代表Cl或Br。
重氮化反应影响因素:
(1)酸的用量和浓度:
要使反应顺利进行,酸必须过量。
酸的用量取决于芳伯胺的碱性,碱性越弱,过量越多。
酸的浓度影响下列反应:
一般说,无机酸浓度低时,后一影响是主要的,浓度升高反应速率增加;随着浓度的进一步增加,前一影响逐渐成为主要因素,浓度越高反应速率反而降低。
(2)亚硝酸的用量:
重氮化反应进行时,自始至终必须保持亚硝酸稍过量,否则会引起自我偶合反应。
(3)反应温度:
重氮化反应一般在0~5℃进行,较高温度会加速重氮盐和亚硝酸的分解。
(4)芳胺的碱性:
当酸的浓度很低时,芳胺的碱性对N-亚硝化的影响是主要的,这时芳胺的碱性越强反应速率越快。
在酸的浓度较高时,铵盐的水解难易(游离胺的浓度)是主要影响因素,这时碱性较弱的芳伯胺的重氮化速率快。
各类芳胺的重氮化方法及反应条件:
根据芳胺不同性质,可以确定它们的重氮化条件,如重氮化试剂(即选用的无机酸),反应温度,酸的浓度和用量以及反应时的加料顺序。
(1)碱性较强的一元胺与二元胺
如苯胺、甲苯胺、甲氧基苯胺、二甲苯胺及-萘胺、联甲氧基苯胺等,这些芳胺的特征是碱性较强,分子中不含有吸电子基,容易和无机酸生成稳定的铵盐,铵盐较难水解,重氮化时,酸量不宜过量过多,否则溶液中游离芳胺存在量太少,影响反应速率。
重氮化时,一般先将芳胺溶于稀酸中,然后在冷却的条件下,加入亚硝酸钠溶液(即顺法)。
(2)碱性较弱的芳胺
如硝基甲苯胺,硝基苯胺,多氯苯胺等,这些芳胺分子中含有吸电子取代基,碱性较弱,难以和稀酸成盐,生成铵盐。
在水中也很容易水解生成游离芳胺。
因此它们的重氮化反应速率比碱性较强的芳胺快,所以必须用较浓的酸加热使芳胺溶解,然后冷却析出芳胺沉淀,并且要迅速加入亚硝酸溶液以保持亚硝酸在反应中过量,否则,偶合活泼性很高的对硝基苯胺重氮液容易和溶液中游离的对硝基苯胺自偶合生成黄色的重氮胺基化合物沉淀。
(3)弱碱性芳胺
若芳胺的碱性降低到即使用很浓的酸也不能溶解时,它们的重氮化就要用亚硝酸钠和浓硫酸为重氮化试剂。
在浓硫酸或冰醋酸中这些芳胺的铵盐很不稳定,并且很容易水解,在浓硫酸中仍有游离胺存在,故可重氮化。
对铵盐溶解度极小的芳胺(形成钠盐),也可采用反式重氮化,即等分子量的芳胺和亚硝酸钠混合后,加入到盐酸(硫酸)和冰的混合物中,进行重氮化。
(4)氨基偶氮化合物
氨基偶氮化合物如:
在酸性介质中迅速达成如下平衡:
生成的醌腙体难溶于水,不能进行重氮化反应。
为了防止醌腙体的盐生成,当偶氮染料生成后,加碱溶解,然后盐析,使之全部成为偶氮体的钠盐,析出沉淀过滤。
加入亚硝酸钠溶液,迅速倒入盐酸和冰水的混合物中,可使重氮反应进行到底。
(5)邻-氨基苯酚类
在常规的条件下重氮化时,很容易被亚硝酸所氧化,因此它的重氮化是在醋酸中进行的,醋酸是弱酸,与亚硝酸钠作用缓慢放出亚硝酸,并立即与此类化合物作用,可避免发生氧化作用。
重氮盐的偶合反应机理
偶合反应条件对反应过程影响的各种研究结果表明,偶合反应是一个芳环亲电取代反应。
在反应过程中,第一步是重氮盐阳离子和偶合组分结合形成一个中间产物;第二步是这个中间产物释放质子给质子接受体,生成偶氮化合物。
影响偶合反应的因素:
(1)重氮盐:
偶合是芳香族亲电取代反应。
重氮盐芳核上有吸电子取代基存在时,加强了重氮盐的亲电子性,偶合活泼性高;反之,芳核上有给电子取代基存在时,减弱了重氮盐的亲电子性,偶合活泼性低。
(2)偶合组分的性质:
偶合组分芳环上取代基的性质,对偶合活泼性具有显著的影响。
在芳环上引入供电子取代基,增加芳环上的电子云密度,可使偶合反应容易进行,如酚、芳胺上的羟基、氨基是给电子取代基。
重氮盐常向电子密度较高的取代基的邻对位碳原子上进攻,当酚及芳环上有吸电子取代基-Cl、-COOH和-SO3H等存在时,偶合反应不易进行,一般需用偶合活泼性较强的重氮盐进行偶合。
(3)偶合介质的pH值:
对酚类偶合组分,随着介质pH值增加,
有利于生成偶合组分的活泼形式酚负氧离子,偶合速率迅速增大,pH增加至9左右时,偶合速率达到最大值。
当pH值大于10后,继续增加pH值,重氮盐会转变成无偶合能力的反式重氮酸钠盐
。
由此,降低了偶合反应速率。
因此,重氮盐与酚类的偶合反应通常在弱碱性介质中(pH=9~10)进行。
芳胺在强酸性介质中,氨基变成
正离子,降低了芳环上的电子云密度而不利于重氮盐的进攻。
随着介质pH值的升高,增加了游离胺浓度,偶合速率增大。
当pH=5左右时,介质中已有足够的游离胺浓度与重氮盐进行偶合,这时偶合速率和pH值关系不大,出现一平坦区域;待pH=9以上,偶合速率降低,是由于活泼的重氮盐转变为不活泼的反式重氮酸盐的缘故。
所以芳胺的偶合在弱酸性介质中进行。
(4)偶合反应温度:
在进行偶合反应的同时,也发生重氮盐分解等副反应,且反应温度提高对分解速率的影响比偶合速率要大的多。
为了减少和防止重氮盐的分解,生成焦油状物质,偶合反应一般在较低的温度下进行。
另外,当pH值大于9时,温度升高,也有利于生成反式重氮酸盐,而不利于偶合反应。
(5)盐效应:
电荷符号相同的离子间的反应速率常数可以通过加盐,增加溶液离子强度、减少反应离子间的斥力、增加碰撞而获得提高。
反之,电荷符号相反对离子间的反应速率常数会由于溶液离子强度的增加而下降。
中性分子则没有这种影响。
(6)催化剂存在的影响:
对某些有空间阻碍的偶合反应,加入催化剂(如吡啶)能加速脱氢,提高偶合反应速率。
六.试从重氮化,偶合反应机理出发比较说明:
1.凡拉明蓝B色基
;大红色基G
;红B色基
的重氮化反应的快慢,重氮化方法和酸用量的比例。
2.分别写出它们的重氮盐和色酚AS偶合的反应式,比较偶合反应的快慢,以及偶合时的pH。
答:
1.重氮化反应由快到慢顺序依次是凡拉明蓝B>红B色基>大红色基G,凡拉明蓝B色基进行重氮化时,酸量不宜过量过多,否则溶液中游离芳胺存在量太少,影响反应速率。
重氮化时,一般先将芳胺溶于稀酸中,然后在冷却的条件下,加入亚硝酸钠溶液(即顺法).红B色基,大红色基G用较浓的酸加热使芳胺溶解,然后冷却析出芳胺沉淀,并且要迅速加入亚硝酸溶液以保持亚硝酸在反应中过量,否则,偶合活泼性很高的对硝基苯胺重氮液容易和溶液中游离的对硝基苯胺生成黄色的重氮胺基化合物沉淀。
2.
偶合反应速率:
大红色基G>红B色基>凡拉明蓝B色基
偶合时的pH为:
9~10.
第三章.染料的颜色和结构
互补色:
将两束光线相加可成白光的颜色关系称为补色关系。
单色光:
单色光是波长间隔很小的光,严格地说是由单一波长的光波组成的光。
深色效应:
人们把增加吸收波长的效应叫做深色效应。
浓色效应:
增加吸收强度的效应称为浓色效应。
浅色效应:
降低吸收波长的效应叫做浅色效应。
淡色效应:
降低吸收强度的效应叫做淡色效应。
最高吸收峰越窄、越高,表示染料颜色越纯、越浓艳
积分吸收强度:
吸收带的面积称为积分吸收强度,它表示整个谱带的吸收强度。
吸收选律:
有机化合物中,电子要发生具有一定跃迁距的所谓“允许”的跃迁,要有一定的条件,这些条件称为选律。
Beer-吸收定律:
将波长为的单色光平行投射于浓度为c的稀溶液,温度恒定,入射光强度为I0,散射忽略不计,通过厚度为l的液层后,由于吸收,光强减弱为I,I与I0之间的关系为:
(3-1)
式中:
k为常数。
为了方便起见,将角注略去,并以a=k/2.303代入,则
I=I0×10-acl(3-2)
这便是常用的朗伯特-比尔定律方程式。
发色团:
助色团:
指的是接在那些共轭体系上的
影响染料颜色的因素主要有以下几个:
(1)共轭双键系统:
共轭系统越长则其深色效应越显著,曾加稠合的苯环就产生深色浓色效应,直向稠合的深色效应比角向稠合的大。
通过增长偶氮基共轭系统产生深色效应,偶氮基超过两个后,深色效应变显著降低。
(2)供电子基和吸电子基:
共轭系统上有供电子基,产生深色效应和浓色效应。
供吸电子的协同效应强或能生成氢键则深色效应更显著。
氨基在α位比β位深色效应明显。
分子的共面性越好,深色效应越显著。
用隔离基将两个色体系连接起来,产生深色效应,说使分子共轭体系断裂则发生浅色效应
(3)分子的吸收各向异性和空间阻碍:
引入取代基造成了空间阻碍引起浅色效应(偶氮染料、蒽醌染料)或深色效应(菁类染料)。
外界条件对吸收光谱的影响:
对于一般ππ跃迁,激发态在极性溶剂里比较稳定、能量较低,则产生深色效应;若在非极性溶剂中比较稳定,则ππ跃迁发生浅色效应。
第五章.直接染料
直接染料可分为:
一般直接染料(色牢度较差,染法简单,可直接上染):
联苯胺偶氮染料(色谱齐全,多为深色,联苯胺致癌),二苯乙烯型染料(线型面型分子特点,黄橙色为主)
直接耐晒染料:
二芳基脲偶氮染料(耐日晒牢度较好,黄橙红蓝为主),三聚氰胺偶氮染料(纤维亲和力很好,耐日晒牢度较好,一般为绿红蓝),二噁嗪染料(耐光牢度很好,不易被保险粉雕白粉破坏,水洗牢度差),酞菁系直接染料(颜色单一,鲜艳纯正,耐晒牢度优异,非线性共面结构)。
直接铜盐染料(水溶性降低,水洗耐日晒牢度均改善,色泽变深暗)
直接重氮染料:
在偶氮基对位上具有氨基的染料,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。
直接交联染料直接混纺染料
直接染料对纤维素纤维具有直接性的原因
直接染料之所以具有直接性是因为:
直接染料的分子是直线型的大分子,且分子的共面性较好,而纤维素分子也是线性大分子。
另外,直接染料分子中含有磺酸基等水溶性基团可直接溶解于水中,在无机盐(常用食盐与元明粉)和温度的作用下在纤维内部,染料与纤维以分子间力(氢键,范德华力)进行结合。
染料分子的线性,共面性越好,分子量越大,与纤维的直接性越好。
直接染料染色性能
根据直接染料对温度、上染率及盐效应的不同,大致可以分为三类:
A类:
分子结构比较简单,在染液中聚集倾向较小,对纤维的亲和力低,在纤维内的扩散速率较高,移染性好,容易染得均匀的色泽。
食盐的促染作用不很显著,在常规染色时间内,平衡上染百分率往往随着染色温度的升高而降低。
因此染色温度不宜太高,一般在70~80℃染色即可。
这类染料的湿处理牢度较低,一般仅适宜于染浅色。
A类染料也称为匀染性染料。
B类:
分子结构比较复杂,对纤维的亲和力高,分子中有较多水溶性基团,染料在纤维内的扩散速率低,移染性能较差,如果上染不匀,难以通过移染加以纠正。
而食盐等中性电解质对这类染料的促染效果显著,故必须注意控制促染剂的用量和加入时间以获得匀染和提高上染百分率。
如使用不当,则因初染率太高,容易造成染花。
这类染料的湿处理牢度较高。
B类染料又称为盐效应染料。
C类:
分子结构也比较复杂,对纤维的亲和力高,扩散速率低,移染及匀染性较差。
染料分子中含有水溶性基团较少,在含有少量的中性电解质染浴里上染也能达到较高的上染百分率。
染色时要用较高的温度,以提高染料在纤维内的扩散速率,提高移染性和匀染性。
在实际的染色条件下,上染百分率一般随着染色温度的提高而增加,但始染温度不能太高,升温不能太快,要很好地控制升温速率,否则容易造成染色不匀。
C类染料又称为温度效应染料,拼色时,要注意选用性能相近的同类染料为宜。
水洗牢度顺序:
可从共面性角度考虑,更具有直线性,对纤维直接性高,而具有更长的共轭系统,且最长,即共平面性最好,所以对纤维直接性最高,水洗牢度更好。
第六章.不溶性偶氮染料
不溶性偶氮染料由无水溶性基团的偶合组分和芳伯胺的重氮盐在纤维上偶合成不溶于水的偶氮染料,故名为不溶性偶氮染料。
用于纤维素纤维染印,色谱浓艳不及还原染料齐全,以橙红蓝酱红棕为优,水洗牢度较好,稍逊与还原染料,价廉,上染简单,不宜染淡色。
一般染色过程是先将色酚溶解在烧碱溶液中,打底,色酚与纤维借氢键和范德华力相结合,然后与色基的重氮盐显色。
涉及化学反应:
重氮化反应:
偶合反应:
色酚:
(1)2-羟基萘-3-甲酰芳胺及其衍生物(AS)
无水溶性基团的偶合组分,AS酸性很弱不溶水,在强碱溶液中溶解成钠盐,溶解可逆,由于钠盐水解会降低溶解性,会影响后面的偶合反应,故烧碱应稍过量。
若过量很多,在光催化作用下色酚会被空气养化成无偶合能力的醌式结构。
在碱溶液中加入甲醛防止色酚氧化和亚硝化。
芳胺的放缓上引入取代基的深色效应:
硝基大于氯基大于甲基大于氢基大于氧甲基,酰氨基对位大于间位大于邻位。
(2)乙酰乙酰芳胺(β-酮基酰胺)衍生物(AS-G)有活泼亚甲基,生成不同色光的黄亲和力较高,耐晒牢度差。
(3)其他邻羟基芳甲酰芳胺类等。
色盐是色基重氮盐的稳定形式。
性能要求有:
(1)能够耐受50~60℃;
(2)能够保存一定时间(3)在运动和撞击时不会发生爆炸;(4)使用时容易转化成偶合的活泼形式。
色盐的主要结构形式有:
(1)稳定的重氮硫酸盐或盐酸盐,如:
(2)稳定的重氮复盐,如:
(3)稳定的重氮芳磺酸盐,如:
(4)稳定的重氮氟硼酸盐,如:
快色素染料又称重氮色酚染料,是色酚和反式重氮酸盐的混合物。
快磺苏:
重氮化合物的中性或微酸性溶液与亚硫酸作用,生成具有偶合能力的重氮亚硫酸盐,在水溶液中很快转变成稳定的重氮磺酸盐,再经加热处理可转变为有偶合能力的顺式重氮亚硫酸盐,或被氧化成为活泼的重氮硫酸盐。
芳环上有给电子基,易制备成重氮磺酸盐。
将此稳定的化合物与色酚混合,则制成快色素染料。
重氮化合物与脂肪族或芳香族伯、仲胺作用,生成无偶合能力的重氮氨基或重氮亚氨基化合物。
当介质的pH值下降,上述产物可以转变为原来的重氮化合物和胺。
将这样的重氮氨基化合物与色酚混合,就成为快胺素染料。
中性素也是色基的重氮氨基化合物与色酚混合而成,它们与快胺素的区别在于选择稳定剂不同,以碱性较弱的邻羧基芳仲胺为主。
第七章.还原染料
还原染料大都属于多环芳香族化合物,其分子结构中不含有磺酸基,羧酸基等水溶性基团。
它们的基本特征是在分子的共轭双键系统中,含有两个或两个以上的羰基(
),因此可以在保险粉的作用下,使羰基还原成羟基,并在碱性水溶液中成为可溶性的隐色体钠盐。
还原染料的隐色体对纤维具有亲和力,能上染纤维。
染色后吸附在纤维上的还原染料隐色体,经空气或其他氧化剂氧化,又转变为原来不溶性的还原染料,而固着在纤维上。
芳环共平面性好,易聚集,色泽鲜艳,色谱齐全,各项牢度较高,价格昂贵。
还原染料与纤维以氢键,范德华力结合,在纤维上以主要以分子状态存在.。
还原染料品种数目繁多,有全面的坚牢度,耐晒和耐洗坚牢度尤为突出。
按照化学结构和性质,还原染料原本分成蒽醌、靛族和稠环三类,加上后来出现的硫酸酯衍生物的可溶性类,共为四大类。
蒽醌类还原染料具有各项坚牢度优良、色泽较鲜艳、色谱较齐全、染料隐色体钠盐对纤维亲和力高的特点,但某些浅色品种对棉纤维有脆损作用。
靛族类还原染料和蒽醌类最显著的不同之处,就是不论它们原来是什么色泽,还原后的隐色酸钠盐都是无色或者仅含很浅的黄色或杏黄色。
染料的隐色体钠盐对纤维的亲和力较小,所以不易染得深浓色;染色后织物如遇高温处理,会发生升华现象。
稠环类还原染料对纤维素纤维有一定的直接性,匀染性很好,而且各项染色坚牢度都比较优良。
可溶性类还原染料的染色牢度优良,但染浴的强碱性无法用于毛、丝等蛋白质纤维的染色。
蒽醌染料由蒽醌或其衍生物合成,蒽醌染料根据结构可以分为:
酰胺系和亚胺系,如:
还原黄WG,它的结构为:
咔唑系,如还原黄FFRK(黄28号),结构为:
蓝蒽酮系,
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