第八章 精细化工产品 染料

3.摩擦牢度 染色织物的摩擦分为干摩擦及湿摩擦牢度两 种。前者是用于白布摩擦织物，看白布的沾色情况，后者 用含水100%的白布摩擦染色织物，看白布沾色情况。
摩擦牢度由“沾色灰色样卡”依五级九档制比较评级，一 级最差，五级最好。 汗渍牢度和氯漂牢度按五级九档制评级。 评定染料的染色牢度，应将纺织物染成规定色泽浓度才 能进行比较，这是由于染色浓度不同，会使测得的牢度亦 不同之故。有关染后织物的各项染色牢度的试验方法，应 根据国家规定的方法进行，各项牢度的标准也应以国家标 准为准。
第三节 常用染料染色 一、直接染料染色 直接染料一般能溶解于水，也有少数染料要加一些纯碱 帮助溶解，它可不依赖其他助剂而直接上染棉、麻、丝、 毛和粘胶等纤维，所以叫直接染料。 直接染料色谱齐全，色泽鲜艳，价格低廉，染色方法简 便，但最大的缺点是这类染料的染色牢度大部分都不够好 ，针对染色牢度较差的缺陷，人们作了许多改革，例如采 用化学药品，把已经染上颜色的布进行后处理，提高色布 的耐洗和耐晒牢度；也有采用新型的交链固色剂来提高染 色织物的后处理牢度。除此之外，也发现和研制了一些新 染料品种，如直接耐晒染料和直接铜盐染料等。目前，对 如何提高直接染料的湿处理牢度，还在进一步的探索之中 。

4.染料的性能及评价

性能通常是由下列指标来评价或反映： (1)外形 常用染料外观形态有粉状、粒状、块状、浆 状等。 (2)溶解度 在一定温度下某染料在100克纯水中所能溶 解的最大克数。


(3)强度 是指染料的染色强度，它表示染色能力的 大小，也称为浓度或力分。通常以%表示。 染料的强度越大，染色时的需要量就越少。 (4)色光 是指染料与被染物所显示出的主色中所呈 现的副色。
8.3染料的发展概况



1.染料的发展历史 2.我国染料的发展概况 3.世界染料生产发展的新趋势 (1)染料生产规模化 (2)染料生产及污染有向亚洲等欠发达地区 转移的趋势 (3)在染料的生产中注重新技术及新产品的 研究
8.4、禁用染料与环保染料 （一）禁用染料 近年来，国际上对环境质量的恶化与生态平衡的 失调十分关切，人类正面临有史以来最严重的环境危 机，在环境污染中，大部分直接与工业和工业产品的 污染有关。作为染料中间体的芳胺，已被一些国家的 政府机构列为可疑致癌物，其中联苯胺的乙萘胺已被 确认为是对人类最具烈性的致癌物。根据2000年所发 布的新版测试纺织品中有毒物质的标准，涉及到的禁 用染料还包括过敏性染料、直接致癌染料和急性毒性 染料，另外还包括含铅、锑、铬、钴、铜、镍、汞等 重金属超过限量指标，甲醛含量超过限量指标，有机 农药超过限量指标的染料，以及含有环境激素、含有 产生环境污染的化学物质、含有变异性化学物质、含 有持久性有机污染物的染料等。



物质的颜色主要是物质中的电子在可见光 作用下发生П→П*(或伴随有n→П*)跃迁 的结果，因此研究物质的颜色和结构的关 系可归结为研究共轭体系中П电子的性质， 即染料对可见光的吸收主要是由其分子中 的П电子运动状态所决定的。




现代发色理论中所谓的发色团，一般是 指那些能吸收波长为400nm~760nm内电 磁波的基团，它们的分子结构里有若干 个共轭双键组成的共轭体系，这些共轭 体系往往还带有助色团，共轭体系和助 色团共同组成为一个发色体系。所谓助 色团指的是那些连接在П共轭体系上的NH2、-NHR、-NR2、-OH、-OR等供电 子基团。
⑦硫化染料 用硫或多硫化钠的硫化作用制成
⑧菁系染料 含有聚甲炔结构的染料。-(CH)n⑨杂环染料 含有五、六元杂环等结构的染料。
在皮革染色中用的较多的是前四类染料。


(2)按应用分类 酸性染料 金属络合染料 硫化染料 分散染料
直接染料 碱性染料 活性染料 氧化染料 媒染染料 还原染料 油溶与醇溶性染料等十多种



对各种被染物质也不一定具有染色能力(或亲和 力)，能够作为染料的有机化合物分子中还应含 有助色团，它们能加强发色团的生色作用，并 增加染料与被染物的结合力。 主要的助色团有-NH2、-NHR、-NR2、-OH、OR等。此外像磺酸基(-SO3H)、羧基(-COOH)等 为特殊助色团，它们对发色团并无显著影响， 但可以使染料具有水溶性和对某些物质具有染 色能力。



重要的发色体系如下所示： (1)乙烯发色体系 (2)偶氮发色体系 (3)次甲基/多次甲基 (4)芳香发色体 (5)稠环芳香体 (6)蒽醌 (7)酞菁

人们把能增加染料吸收波长的效应称为深色效应。 把增加染料吸收强度的效应叫浓色效应。 反之，把降低吸收波长的效应称为浅色效应。 把降低吸收强度的效应叫减色效应。

皮革染色主要应用上述前五种。


3染料的命名
(1)我国的染料命名体系 实行的是三段命名法，规 定如下： 第一段为冠称，表示染料根据应用方法或性质分类 的名称，为了使染料名称能细致地反应出染料在应 用方面的特征，将冠称分为31类，如酸性、弱酸性 等 第二段为色称，表示染料在被染物上色泽的名称， 色泽的形容词采用“嫩”、“艳”、“深”三字。 第三段是尾称(字尾)，以英文字母结合阿拉伯数字 补充说明染料的色光、形态、强度、特殊性能及用 途等。
300 nm O2N OH OHO2N O- 410 nm


② 硝基和亚硝基染料
③芳甲烷染料 染料分子中含有二芳基甲烷和三芳基甲烷结 构的染料 。
(H3C)2N C NHHCl N(CH3)2
C
C
三苯甲烷
二苯甲烷
碱性嫩黄O

④蒽醌染料
O
O
NH2 SO3Na SO3Na NH NH
O
O
N N



中国染料命名用词 1冠称 直接，直接耐晒，直接铜蓝，直接重氮，酸性，弱酸性，酸性络合，酸性媒介， 中性，阳离子，活性，还原，可溶性还原，分散，硫化，色基，色酚，色蓝，可 溶性硫化，快色素，氧化，缩聚，混纺等。 2色称 嫩黄，黄，金黄，深黄，橙，大红，红，桃红，玫红，品红，红紫，枣红，紫， 翠蓝，湖蓝，艳蓝，深蓝，绿，艳绿，深绿，黄棕，红棕，棕，深棕，橄榄绿， 草绿，灰，黑等。 3色 光 B-带蓝光或青光；G-带黄光或绿光；R-带红光 4色光品质 F-表示色光纯；D-表示深色或稍暗；T-表示深 5性质与用途 C-耐氯，棉用 I-士林还原染料的坚牢度； K-冷染（中国活性染料K表示热染） L-耐光牢度或均染性好； M-混合物； N-新型或标准； P-适用于印花； X-高浓度（中国活性染料X表示冷染）。 各国染料冠称基本上相同，色称和词尾有些不同，也常因厂商不同而异。中国根 据需要，拟采取统一的命名法
（二）环保染料 按照生态纺织品的要求以及禁用118种染料以来，环 保染料已成为染料行业和印染行业发展的重点，环保型染 料应包括以下十方面的内容： (1)不含德国政府和欧共体及Eco-Tex Standard 100 明文规定的在特定条件下会裂解释放出22种致癌芳香胺的 偶氮染料； (2)不是过敏性染料； (3)不是致癌性染料； (4)不是急性毒性染料； (5)可萃取重金属的含量在限制值以下； (6)不含环境激素； (7)不含会产生环境污染的化学物质； (8)不含变异性化合物和持久性有机污染物； (9)甲醛含量在规定的限值以下； (10)不含被限制农药的品种且总量在规定的限值以下；


维特的发色团与助色团理论在历史上对染 料化学的发展起过重要的作用，也正是这 个原因，维特的发色团与助色团这两个名 称现在还在被广泛的使用着，不过它们的 涵义已经有了根本的变化。

2近代发色理论
根据量子化学及休克尔(Huckel)分子轨道理 论，有机化合物呈现不同的颜色是由于该 物质吸收不同波长的电磁波而使其内部的 电子发生跃迁所致。能够作为染料的有机 化合物，它的内部电子跃迁所需的激化能必 须在可见光(400nm~760nm)范围内。
第八章 染料
8.1 概述



1.基本概念 染料： 是能使其它物质获得鲜明而坚牢色泽 的化合物。 来源： 早期的染料主要来自天然动植物 。 目前合成染料已经取代了天然染料，品种已 达8600多种。
染料应用的三个方面：
1.染色
2.照射
3.土色

4.应用
（一）、染色过程，大致可以分为三个基本阶段:
1）颜色与化合物结构的关系 自然可见光： 400-800 nm；波长越短，能量越高，颜色越 浅。反之亦然。 互补光： 若两种不同波长的光混在一起能变成白光， 则称其为互补光。如红与青绿色光等。 物质的颜色： 就是吸收了某一互补光的结果。如吸收红色 则显青绿色；反之则显红色。
因此 (1)物质的颜色是由于吸收了部分光线的结果； (2)这种吸收与物质的固有结构有关；即一定的物质可 吸收一定波长的光; 另一方面，假如我们改变物质 的结构，其吸光范围也将改变。 a. 有机物中共轭体系的增长,导致颜色加深：如 b. 有机物中引入助色或生色基，将伴随着颜色的加深。 助色基：-NH2, -OH, -OCH3; 生色基: -NO2,-C=O, 等。 c. 有机化合物离子化对颜色的影响：
(6)渗透度 是指染料向被染物内部渗透的能力。
8.2染料的颜色与分子结构的关系

1经典发色理论 维特(O.N.Witt)发色团与助色团理论 （1876）。 有机化合物结构中至少需要有某些不饱和基 团存在时才能发色，这些基团称之为发色基 团，主要的发色基团有-N=N-、=C=C=、N=O、NO2、=C=O等，含有发色团的分子 称为发色体或色原体。增加染料结构中共轭 双键的数量，其颜色加深，羰基数目增加颜 色也加深。
1.吸附
2.扩散
染色过程 3.固着
(二)染料在被染物内的固着方式: 染料在被染物内固着，不同的染料与不同的被染物， 固着原理不同，染料的固着存在两种类型: 1.纯粹化学性固色: 指染料与被染物发生化学反应，而使染料固着在被染 物上。例：活性染料染纤维素纤维，彼此形成醚键结合。 2.物理化学性固着: 由于染料与被染物之间相互吸引及氢键的形成，使染 料固着在被染物上。许多染棉的染料，如直接染料、硫化 染料、还原染料等都是依赖这种引力而固着在被染物上。
2.染料的分类

(1) 按染料的化学结构进行分类 ① 偶氮染料
偶氮染料是分子内以一个或几个偶氮基为特征的合成染 料。它的颜色几乎包括全部色谱. 常用的有酸性、碱性、直接、媒染等几大类。
偶氮染料：
偶氮化合物都有颜色，故常用作指示剂和染料。如
黄色
橙色
红色
研究表明，偶氮化合物的颜色与分子中所含的偶 氮基-N=N-以及分子的结构有关。具有共轭体系的分 子电子云流动性大，容易激发，所以其组成的物质多 数有颜色。共轭链愈长，则颜色愈深，其电子愈容易 激发，其分子吸收的可见光的光波的波长愈长。
Cl N Cl
蒽醌

活性艳蓝X-BR
Байду номын сангаас
⑤靛系染料 含有靛蓝或类似结构的染料。
O C C=C HN C O S NH O C C=C C O S
⑥酞菁染料
含有酞菁金属络合物结构的染料。
金属酞菁
代伟, 周亚平, 周理.SBA-15介孔分子筛负载金属酞菁催 化氧化甲醛.中国环境科学, 2006, 26 (4):400~403

(2)国外染料产品的命名 国外染料产品的命名，大致也采用三段命名法， 但非常混乱。
(3)染料索引 《染料索引》是一部国际性的染料、颜料品种 汇编。它将世界大多数国家各染料厂的商品，分 别按它们的应用性质和化学结构归纳、分类、编 号，逐一说明他们的应用特性，列出它们的结构 式，注明其合成方法，附有同类商品名称的对应 表。

（5）、染色牢度 染色牢度是指染色织物在使用过程中或在以后的加工过程中，染 料或颜料在各种外界因素影响下，能保持原来颜色状态的能力。 染色牢度是多方面的，一般比较主要的包括：日晒、皂洗、汗渍 、摩擦、刷洗、熨烫、烟气等牢度。 1.日晒牢度 染色织物的日晒褪色是个比较复杂的过程。在日光作 用下，染料吸收光能，分子处于激化态而变得极不稳定，容易产生 某些化学反应，使染料分解褪色，导致染色织物经日晒后产生较大 的褪色现象。日晒牢度共分8级，1级最差，8级最好。 2.皂洗牢度 指染色织物在规定条件下于肥皂液中皂洗后褪色的程 度，包括原样褪色及白布沾色两项。皂洗牢度按分为五级九档，其 中一级最差，五级最好，沾色也分为五级九档，一级沾色最严重， 五级为不沾色。