染料化学课件.ppt

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1、关于染料化学第1页，此课件共44页哦分散染料定义和染色对象分散染料定义和染色对象定定义义：分散染料是一类结结构构简简单单，水水溶溶性性低低，在水中主要以微小颗粒成分分散散状状态态存在的非非离离子子染染料料。它在染色时必须借助分散剂将染料均匀地分散在染液中，才能对各类合成纤维进行染色。染色对象染色对象：聚酯纤维聚酯纤维 醋酯纤维醋酯纤维 聚酰胺纤维聚酰胺纤维第2页，此课件共44页哦分散染料分类分散染料分类按应用性能（升华性能）升华性能）按化学结构化学结构第3页，此课件共44页哦ForonForon染料：染料：E类升华牢度低，而匀染性好，适用于载体染色（福隆）S类升华牢度高，而匀染性差，主要用于热

2、熔染色 SE类升华牢度中等，适用于125140的高温染色DispersolDispersol染料：染料：A类升华牢度低，主要适用于醋酯纤维和锦纶（狄司潘素）B、C、D适用于聚酯纤维，相当于低温、中温 和高温 P类则专用于印花分散染料应用性能分类分散染料应用性能分类第4页，此课件共44页哦偶氮类偶氮类蒽醌类蒽醌类结构特征：较小的分子量结构特征：较小的分子量 非离子极性基团非离子极性基团，如OH、NH2、NHR、CN、CONHR等分散染料化学结构分类分散染料化学结构分类第5页，此课件共44页哦单偶氮类分散染料单偶氮类分散染料固定其偶合组分，改变其重氮组分，可得到自黄到蓝的色谱。固定其偶合组分，改变

3、其重氮组分，可得到自黄到蓝的色谱。固定重氮组分，变化偶合组分，对染料的色光有影响。固定重氮组分，变化偶合组分，对染料的色光有影响。第6页，此课件共44页哦分散艳蓝分散艳蓝2BLS2BLS分散黄棕分散黄棕2RFL 2RFL Dianix Blue KBFS（大爱尼克司）第7页，此课件共44页哦单偶氮分散染料的特点单偶氮分散染料的特点分子量一般为分子量一般为350350500500，制造简便，价格低廉，色谱齐全，牢度，制造简便，价格低廉，色谱齐全，牢度较好。较好。中浅色品种都属于此类，而深色品种近年来也发展很快。中浅色品种都属于此类，而深色品种近年来也发展很快。耐升华牢度和化学结构的关系：耐升华牢

4、度和化学结构的关系：导入极性基团和增加分子量导入极性基团和增加分子量都能提高染料的升华牢度；都能提高染料的升华牢度；染料分子的极性，能影响染料与纤维的亲合力，因此染料的极性应该染料分子的极性，能影响染料与纤维的亲合力，因此染料的极性应该小到使它在水中具有最小的溶解度，而在纤维中具有最大的溶解度。小到使它在水中具有最小的溶解度，而在纤维中具有最大的溶解度。第8页，此课件共44页哦其中其中ArAr为苯或萘或其衍生物。为苯或萘或其衍生物。R R为为H H、OCHOCH3 3、OHOH、CHCH3 3、ClCl、NONO2 2等基团。等基团。RR为为H H、CHCH3 3、OCHOCH3 3、NHNH

5、2 2等基团。等基团。m m、n n为为1 12 2。双偶氮类分散染料双偶氮类分散染料第9页，此课件共44页哦分散黄RGFL的结构为：该类染料的品种也多，如黄、橙、红、紫、蓝等。由于偶氮基的增多，对纤维素纤维也有亲合力。主要用于高温染色法及载体染色法染色，吸收性能和耐晒性能尚可，但升华牢度较差。导入极性基团或加大分子量，可提高升华牢度。偶合组分上带有杂环，可提高坚牢度。双偶氮分散染料的特点双偶氮分散染料的特点第10页，此课件共44页哦带杂环蒽醌型分散染料。例如分散翠蓝HBF蒽醌类分散染料蒽醌类分散染料第11页，此课件共44页哦分散蓝分散蓝 2 2BLNBLN第12页，此课件共44页哦在整个分散

6、染料中的比例在25左右。色光鲜艳，匀染性能良好，日晒牢度优良。制造复杂，成本昂贵，使用趋势逐步下降。较偶氮类更为耐晒、耐热和耐还原耐晒、耐热和耐还原。但遇一氧化氮、二氧化氮，会产生变色，梅雨季节 更为显著。蒽醌类分散染料的特点蒽醌类分散染料的特点第13页，此课件共44页哦苯乙烯型苯乙烯型苯并咪唑型苯并咪唑型 杂环类分散染料杂环类分散染料第14页，此课件共44页哦硝基二苯胺型硝基二苯胺型氨基萘酰亚胺型氨基萘酰亚胺型氨基萘醌亚胺型氨基萘醌亚胺型杂环类分散染料杂环类分散染料第15页，此课件共44页哦暂溶性分散染料暂溶性分散染料在结构中引进暂溶性基团，在染液中先呈水溶性，然后在染色过程中逐步分解，以不

7、溶性颗粒染着于纤维，从而可以防止染料在染色过程中产生凝聚。可聚合的高分子分散染料可聚合的高分子分散染料含有可聚合基团，通过这些基团的聚合，使染料在涤纶上的牢度有所提高。如高温型的金黄色染料，其湿处理牢度良好。溶剂型分散染料溶剂型分散染料有机溶剂中有良好的溶解度，可用于制造转移印花纸用色墨和溶剂染色。这类染料的结构仍以偶氮和蒽醌类为主。它们都有较好的耐晒和耐升华牢度，其中黄色的更好。其他类分散染料其他类分散染料第16页，此课件共44页哦将染料、分散剂、和其它助剂等与水混合均匀，配成浆状将染料、分散剂、和其它助剂等与水混合均匀，配成浆状液，砂磨，然后喷雾干燥，再经混配、标准化，制成易于成高液，砂磨

8、，然后喷雾干燥，再经混配、标准化，制成易于成高度分散和稳定悬浮液的染料商品。度分散和稳定悬浮液的染料商品。分散性：分散性：染料在水中能迅速分散，成为均匀稳定的胶体状染料在水中能迅速分散，成为均匀稳定的胶体状悬浮液悬浮液细度：细度：染料颗粒直径在染料颗粒直径在1 1微米左右微米左右稳定性稳定性：染料在放置及高温染色时，不发生凝聚或焦油化：染料在放置及高温染色时，不发生凝聚或焦油化现象现象 分散染料的商品加工分散染料的商品加工第17页，此课件共44页哦分散染料形态分散染料形态浆状浆状液状液状粉状粉状颗粒状颗粒状第18页，此课件共44页哦分散剂分散剂分散能力分散能力染料的晶体状态染料的晶体状态色泽鲜

9、艳度色泽鲜艳度制备温度和搅拌速度制备温度和搅拌速度分散剂和染料晶面间主要通过分子间力相互分散剂和染料晶面间主要通过分子间力相互吸引，随着温度升高，颗粒热运动加剧，分吸引，随着温度升高，颗粒热运动加剧，分散剂保护层变薄，染料容易发生结集。散剂保护层变薄，染料容易发生结集。第19页，此课件共44页哦分散染料的基本性质分散染料的基本性质溶解性溶解性结晶现象结晶现象染色性染色性第20页，此课件共44页哦溶解性溶解性微溶性微溶性（约为直接染料的0.01）：不含水溶性基团具有非离子极型基团（OH、NH2、NHR、CN、CONHR）依靠分散剂均匀分散依靠分散剂均匀分散影响溶解性的因素影响溶解性的因素：极性基

10、团（OH）分子量增加温度第21页，此课件共44页哦第22页，此课件共44页哦温度（降低）：晶体析出 晶体增长 晶型转变分散剂：稳定作用，抑制晶体增长时间结晶现象结晶现象第23页，此课件共44页哦 分散染料:低分子的偶氮、蒽醌及二苯胺等的衍生物 非离子型极极性性基基团团（羟基、氰基、偶氮基、氨基、芳香胺基、芳香亚胺基、甲氧基、乙氧基、二乙醇胺基等）:使染料分子带有极性，赋予染料对涤纶的染着能力涤纶的染着能力染色性染色性第24页，此课件共44页哦分散染料染色过程分散染料染色过程分散染料分散：在水中主要以微小颗粒成分散状态存在，且染料微小晶体、染料聚集体、分散剂胶束中的染料和染浴中的染料分子处于相互

11、平衡之中。染色：染料分子吸吸附附在纤维表面，最后进入纤维空隙（所谓自由体积）而向内部扩散扩散。决定染染色色作作用用的基本因素：染料的相相对对亲亲合合力力、扩扩散散特性和结合能力特性和结合能力。高温染色:涤纶分子链紧密，扩散阻力大，染料扩散困难第25页，此课件共44页哦分散染料的上染分散染料的上染染料和纤维之间主要是范德华力、氢键和电荷转移力染料颗粒染料颗粒染料单分子染料单分子胶束中的染料胶束中的染料纤维上染料纤维上染料第26页，此课件共44页哦范德华力范德华力氢键：氢键：染料分子极性基团(如OH、NH2、NHR等)提供质子，与涤纶分子的吸质子基团CO可以形成氢键结合：电荷转移力电荷转移力：染料

12、分子上供电子基团与吸电子基团使染料分子偶极化，纤维CO基团形成偶极矩偶极矩：分散染料染色机理分散染料染色机理 疏水键力：疏水键力：熵的变化第27页，此课件共44页哦分散染料的化学结构和染色性能分散染料的化学结构和染色性能颜色颜色升华牢度升华牢度日晒牢度日晒牢度第28页，此课件共44页哦化学结构和染料颜色的关系化学结构和染料颜色的关系共轭系统共轭系统深色效应：深色效应：重氮组份结构，取代基取代基性质（吸吸 电子）电子）、数目、位置数目、位置 偶合组份上取代基取代基（供电子）取代基的空间阻碍 第29页，此课件共44页哦重氮组分的取代基重氮组分的取代基若无空间阻碍，吸电子取代基数目越多，吸电子能力越

13、强，深色效应越显著。吸电子取代基在偶氮基的对位效果最强。下述基团深色效应的强弱依次为：NO2 CN COCH3 Cl H第30页，此课件共44页哦重氮组份重氮组份的苯环换成杂环，颜色显著变深苯环换成杂环，颜色显著变深。杂环中再具有吸电子基，深色效应更强。重氮组分的苯环换成杂环重氮组分的苯环换成杂环第31页，此课件共44页哦单偶氮染料的偶合组分偶合组分主要是N取代苯胺衍生物。在氨基的邻位和间位引入取代基对颜色也有影响，间位的影响比邻位更大一些。供电子基产生深色效应供电子基产生深色效应，吸电子基产生浅色效应。偶合组分的取代基偶合组分的取代基第32页，此课件共44页哦偶合组分氨基上的取代基偶合组分氨

14、基上的取代基第33页，此课件共44页哦偶合组分氨基邻位偶合组分氨基邻位存在体积较大的取代基时，深色效应减弱。取代基的空间阻碍取代基的空间阻碍第34页，此课件共44页哦重重氮氮组组分分重重氮氮基基的的邻邻位位，引入一些体积较大的取代基，降低深色效应。取代基的空间阻碍取代基的空间阻碍第35页，此课件共44页哦化学结构与染料日晒牢度的关系化学结构与染料日晒牢度的关系偶氮染料偶氮基光化学反应历程（氧化反应）偶氮染料偶氮基光化学反应历程（氧化反应）第36页，此课件共44页哦电子云密度电子云密度取代基取代基偶氮染料偶氮染料蒽醌染料蒽醌染料化学结构与染料日晒牢度的关系化学结构与染料日晒牢度的关系第37页，此

15、课件共44页哦偶氮基氮原子的电子云密度越高，将易发生光化学氧化反应。偶氮基氮原子的电子云密度越高，将易发生光化学氧化反应。在在苯苯环环上上引引入入供供电电子子基基（NHNH2 2、OCHOCH3 3等等）往往往往会会降降低低分分散散染染料料的的日日晒牢度。晒牢度。引入吸电子基（引入吸电子基（NONO2 2、ClCl等）则可提高日晒牢度。等）则可提高日晒牢度。偶氮染料偶氮染料R基团和日晒牢度的关系为：R:CN Cl H CH3 OCH3 NO2第38页，此课件共44页哦蒽醌染料分子中氨基碱性越强，染料日晒牢度就越差蒽醌染料分子中氨基碱性越强，染料日晒牢度就越差。蒽醌染料蒽醌染料第39页，此课件共

16、44页哦1-1-氨基氨基-4-4-羟基蒽醌羟基蒽醌：染料日晒牢度好，虽然氨基和羟基都是供电子基，由于羟基和氨基都可以和羰基形成内分子氢键，在在2 2位上引入吸电子基位上引入吸电子基，如Cl、Br、CF3等可提高染料的日晒牢度，如分散红3B，在涤纶上日晒牢度在6级以上，其结构式如下：蒽醌染料蒽醌染料第40页，此课件共44页哦升华牢度升华牢度:指染料在高温染色时由于升华而脱离纤维的程度。指染料在高温染色时由于升华而脱离纤维的程度。极性极性芳环共平面性芳环共平面性分子量分子量染料颗粒大、晶格稳定染料颗粒大、晶格稳定结合力结合力增加分散染料取代基的极性和分子量有一定的限度增加分散染料取代基的极性和分子量有一定的限度化学结构与升华牢度的关系化学结构与升华牢度的关系第41页，此课件共44页哦染料分子重氮组分引入适当的极性基团或增加染料的分子量。染料分子重氮组分引入适当的极性基团或增加染料的分子量。R:NO2 CN Cl OCH3 H CH3偶氮染料偶氮染料第42页，此课件共44页哦在偶合组分中引入极性取代基，也可提高染料的升华牢度。在偶合组分中引入极性取代基，也可提高染料的升华牢度。R1=R2=H R1=H,R2=OH R1=OH,R2=CN R1=R2=CN偶氮染料偶氮染料第43页，此课件共44页哦感感谢谢大大家家观观看看第44页，此课件共44页哦