精细化学品化学染料与颜料PPT课件
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《染料与颜料》课件
竞争格局
染料与颜料市场集中度较高，少数大型企业占据主导地位，但中小 企业也在不断成长。
发展趋势预测
环保要求趋严
01
随着全球环保意识的提高，各国政府对染料与颜料生产过程中
的环保要求将更加严格，推动企业加大环保投入。
绿色染料与颜料的需求增长
02
消费者对健康和环保的关注度不断提高，将推动绿色染料与颜
料的需求增长。
总结词
酸性染料是一种在酸性介质中能与纤维反应生成共价键的 染料。
总结词
酸性染料具有色泽鲜艳、色谱齐全、染色方法简便等优点 。
详细描述
酸性染料通常含有磺酸基或羧酸基等酸性基团，具有较好 的水溶性和染色性能，主要用于羊毛、丝和锦纶等蛋白质 纤维和聚酰胺纤维的染色。
详细描述
在染色过程中，酸性染料可在酸性或中性介质中与纤维反 应生成共价键，使染料和纤维形成牢固的结合，不易脱落 。
染料与颜料的应用领域
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
纺织印染
纺织印染是染料与颜料应用的重 要领域之一，通过染色和印花技 术，使纺织品具有丰富多彩的外
观和优良的品质。
染料与颜料在纺织印染中发挥着 关键作用，能够赋予纺织品各种 颜色和图案，提高其美观度和附
加值。
详细描述
直接染料可用于棉、麻、丝等天然纤维的 染色，染色后颜色鲜艳、耐洗和耐摩擦性 能一般。
03
颜料的种类与特性
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
无机颜料
01
02
03
天然矿物颜料
直接从矿物中提取，如群青、 赭石等。
合成无机颜料
通过化学合成获得，如钛白、 锌白等。
染料与颜料市场集中度较高，少数大型企业占据主导地位，但中小 企业也在不断成长。
发展趋势预测
环保要求趋严
01
随着全球环保意识的提高，各国政府对染料与颜料生产过程中
的环保要求将更加严格，推动企业加大环保投入。
绿色染料与颜料的需求增长
02
消费者对健康和环保的关注度不断提高，将推动绿色染料与颜
料的需求增长。
总结词
酸性染料是一种在酸性介质中能与纤维反应生成共价键的 染料。
总结词
酸性染料具有色泽鲜艳、色谱齐全、染色方法简便等优点 。
详细描述
酸性染料通常含有磺酸基或羧酸基等酸性基团，具有较好 的水溶性和染色性能，主要用于羊毛、丝和锦纶等蛋白质 纤维和聚酰胺纤维的染色。
详细描述
在染色过程中，酸性染料可在酸性或中性介质中与纤维反 应生成共价键，使染料和纤维形成牢固的结合，不易脱落 。
染料与颜料的应用领域
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
纺织印染
纺织印染是染料与颜料应用的重 要领域之一，通过染色和印花技 术，使纺织品具有丰富多彩的外
观和优良的品质。
染料与颜料在纺织印染中发挥着 关键作用，能够赋予纺织品各种 颜色和图案，提高其美观度和附
加值。
详细描述
直接染料可用于棉、麻、丝等天然纤维的 染色，染色后颜色鲜艳、耐洗和耐摩擦性 能一般。
03
颜料的种类与特性
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
无机颜料
01
02
03
天然矿物颜料
直接从矿物中提取，如群青、 赭石等。
合成无机颜料
通过化学合成获得，如钛白、 锌白等。
精细化学品化学 第七章 染料化学品
N N HN
苯基重氮氨基苯
NN
NH 2
对氨基偶氮苯
第三节 酸性染料
1. 概念：一类在酸性染浴中进行染色的染料。 2.分类：强酸性染料、弱酸性染料、酸性媒介
染料、酸性络合染料等。
3.应用：用于羊毛、蚕丝、棉纶等染色， 也可用于皮革、纸张、墨水等方面
•强酸性、弱酸性染料：染料分子与羊毛分 子在酸性介质中形成盐键。
• 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，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。
染料和颜料的区别
染料能够渗透到物体内部进行着色， 如纤维内部； 颜料只能作用于物体表面，如布料的 表面。
染色机理
10-2 nm 10 nm 102 nm 104 nm 0.1 cm 10cm 103 cm 105 cm
CN C
N
C
N
N
Me
CN
N
CNC
C N
C
酞 菁 络 合 物
•杂环化合物 结构特征: 含有不同杂环的有机化合物.
• 三、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
应称为重氮化。
NH 2
<5 C。
+ HONO +HCl
NNCl +2H2O
+-
NNCl
二. 偶合反应
芳香重氮族盐和酚类、芳胺作用，生成 偶氮化合物的反应称为偶合反应。
精细化工第6章 染料和颜料(补充) (1)
4.2光和色 染料的颜色和染料分子本身结构有关，也和照射在染料上的光线性质省关，
因此要正确了解颜色与染料结构之间的关系，首先要了解光的物理性质。 4.2.1光的性质
可见光、γ线、紫外线、红外线、x线等都是波长不同的电磁被。在整个电
磁辐射波谱中只有很窄的一部分射线照射到眼睛中才能引起视觉。可见 光范围的界限大约为400一760纳米
2·3.2近代发色理论
从而物质呈现出吸收光谱色的补色。总之，物质 的颜色，主要是由于物质分子中的电子在可见 光作用下，发生了π→ π*或 n→n* 跃迁的结 果。
有机染料和颜料都应该满足如下要求：
能使基质着色； 色泽鲜艳； 牢度优良； 使用方便； 具有无毒性。
（1） 发色团学说
德国人维特（O.N.Witt）的发色团和助色团学说认为：有机化合
不同的颜色。在共轭双键体系中，随着共轭双键数目 的增加，使HOMO和LUMO间的能级差减小，ΔE减 小，则λ红移，产生深色效应。
2、 结构和颜色的关系
（1）共轭双键长度与颜色的关系
共轭双键的数目越多，π→π*跃迁所需的能量越低，选择吸收光 的波长移向长波方向，产生不同程度的深色效应。分子结构中 萘环代替苯环或偶氮基个数增加，颜色加深。共轭双键系统愈 长颜色愈深。芳环越多，共轭系统也越长；电子叠合轨道越多， 越易激发；激化能降低，颜色加深。
染料主要应用于各种纤维的染色．同时也广泛应用于塑料、橡 胶、油墨、皮革、食品、造纸、感光材料等方面。
7.1.3 染料的分类和命名
7.1.3.1 染料的分类
染料的分类方法有两种：其一是按照染料的应用方法;
二是根据染料的化学结构。
1)按染料的应用分类
根据染料应用对象、应用方法及应用性能可将染料分为
因此要正确了解颜色与染料结构之间的关系，首先要了解光的物理性质。 4.2.1光的性质
可见光、γ线、紫外线、红外线、x线等都是波长不同的电磁被。在整个电
磁辐射波谱中只有很窄的一部分射线照射到眼睛中才能引起视觉。可见 光范围的界限大约为400一760纳米
2·3.2近代发色理论
从而物质呈现出吸收光谱色的补色。总之，物质 的颜色，主要是由于物质分子中的电子在可见 光作用下，发生了π→ π*或 n→n* 跃迁的结 果。
有机染料和颜料都应该满足如下要求：
能使基质着色； 色泽鲜艳； 牢度优良； 使用方便； 具有无毒性。
（1） 发色团学说
德国人维特（O.N.Witt）的发色团和助色团学说认为：有机化合
不同的颜色。在共轭双键体系中，随着共轭双键数目 的增加，使HOMO和LUMO间的能级差减小，ΔE减 小，则λ红移，产生深色效应。
2、 结构和颜色的关系
（1）共轭双键长度与颜色的关系
共轭双键的数目越多，π→π*跃迁所需的能量越低，选择吸收光 的波长移向长波方向，产生不同程度的深色效应。分子结构中 萘环代替苯环或偶氮基个数增加，颜色加深。共轭双键系统愈 长颜色愈深。芳环越多，共轭系统也越长；电子叠合轨道越多， 越易激发；激化能降低，颜色加深。
染料主要应用于各种纤维的染色．同时也广泛应用于塑料、橡 胶、油墨、皮革、食品、造纸、感光材料等方面。
7.1.3 染料的分类和命名
7.1.3.1 染料的分类
染料的分类方法有两种：其一是按照染料的应用方法;
二是根据染料的化学结构。
1)按染料的应用分类
根据染料应用对象、应用方法及应用性能可将染料分为
《染料与颜料》PPT课件
• 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。
中国染料命名用词
1 冠称 2 色称 3 色光 4 色光品质 5 性质与用途
活性艳红X-3B 活性黑KN-B 分散深蓝H2-GL
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。
3. 阳离子染料 分子结构中具有季铵盐阳离子基团，是聚丙 烯腈纤维的专用染料
4. 活性染料 染料分子中含有能与纤维分子中羟基、氨基等 发生反应的基团，在染色时和纤维形成共价键结合，用于 棉、麻、毛等纤维素纤维的染色和印花。
5. 直接染料 是一类可溶于水的阴离子染料。染料分子对纤 维素纤维具有较强的亲和力，它们不必通过其它媒介物质 （媒染剂）而直接对纤维素纤维（棉、麻、粘胶纤维等） 染色，它们也用于蚕丝、羊毛、纸张和皮革的染色。
已发展成为一个独立的精细化工行业。
二、概念
染料：是能使其它物质获得鲜明、均匀、坚牢色泽 的有色有机化合物。
染料可溶于水或有机溶剂，有的可在染色时转变成可溶状态。 有机染料主要应用于各种纤维的染色和印花，如棉、麻、毛、 丝、毛皮和皮革以及合成纤维如涤纶、尼纶、腈纶、维纶、 粘胶等。此外，也广泛应用于塑料、橡胶制品、油墨、墨水、 印刷、纸张、食品、医药等方面。
在纸张、洗衣粉和织物添加荧 光增白剂的增白原理？
❖ 当物质受到光线照射时,一部分光线在物质的表面直接反射出来,同时有 一部分光透射进物质内部,光的能量部分被吸收。
❖ 将太阳光照射染料溶液，不同颜色的染料对不同波长的光波发生不同强 度的吸收。
❖ 黄色染料溶液所吸收的主要是蓝色光波，透过的光呈黄色。 ❖ 紫红色染料溶液所吸收的主要是绿色光波， ❖ 青（蓝－绿）色染料溶液主要吸收的是红色光波。 ❖ 如果把上述各染料吸收的光波和透过的光分别叠加在一起，便又得到白
中国染料命名用词
1 冠称 2 色称 3 色光 4 色光品质 5 性质与用途
活性艳红X-3B 活性黑KN-B 分散深蓝H2-GL
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。
3. 阳离子染料 分子结构中具有季铵盐阳离子基团，是聚丙 烯腈纤维的专用染料
4. 活性染料 染料分子中含有能与纤维分子中羟基、氨基等 发生反应的基团，在染色时和纤维形成共价键结合，用于 棉、麻、毛等纤维素纤维的染色和印花。
5. 直接染料 是一类可溶于水的阴离子染料。染料分子对纤 维素纤维具有较强的亲和力，它们不必通过其它媒介物质 （媒染剂）而直接对纤维素纤维（棉、麻、粘胶纤维等） 染色，它们也用于蚕丝、羊毛、纸张和皮革的染色。
已发展成为一个独立的精细化工行业。
二、概念
染料：是能使其它物质获得鲜明、均匀、坚牢色泽 的有色有机化合物。
染料可溶于水或有机溶剂，有的可在染色时转变成可溶状态。 有机染料主要应用于各种纤维的染色和印花，如棉、麻、毛、 丝、毛皮和皮革以及合成纤维如涤纶、尼纶、腈纶、维纶、 粘胶等。此外，也广泛应用于塑料、橡胶制品、油墨、墨水、 印刷、纸张、食品、医药等方面。
在纸张、洗衣粉和织物添加荧 光增白剂的增白原理？
❖ 当物质受到光线照射时,一部分光线在物质的表面直接反射出来,同时有 一部分光透射进物质内部,光的能量部分被吸收。
❖ 将太阳光照射染料溶液，不同颜色的染料对不同波长的光波发生不同强 度的吸收。
❖ 黄色染料溶液所吸收的主要是蓝色光波，透过的光呈黄色。 ❖ 紫红色染料溶液所吸收的主要是绿色光波， ❖ 青（蓝－绿）色染料溶液主要吸收的是红色光波。 ❖ 如果把上述各染料吸收的光波和透过的光分别叠加在一起，便又得到白
第八章 染料与颜料PPT课件
19
二.染料的命名与分类
1.染料的命名:
冠称 + 色称 + 词尾
说明：冠称表示染料的应用类别和性质，又称 属名； 色称表示染料的基本颜色； 词尾也称尾注，用于补充说明染料的性能或色 光和用途，常用字母表示。 例：酸性媒染蓝黑B
20
色称采用三十个色泽名称：嫩黄、黄、深黄、橙、大 红、红、桃红、玫瑰、品红、红紫、枣红、紫、翠蓝、 湖蓝、艳蓝、深蓝、艳绿、绿、深绿、黄棕、红棕、 棕、深棕、橄榄、橄榄绿、草绿、灰、黑。
颜色视觉有三个基本特征：色调、纯度和亮度。
13
3.光谱色的范围及其补色
14
4.染色：就是使染料通过化学或物理化学方式结合 在织物纤维上，使织物具有一定色泽的全部加工过 程。
纤维织物的染色过程，基本上要经过表面吸附、 内部扩散、染料固着三个阶段。 5.对纺织纤维织物了解
15
16
6.染料的发色机理
1
中国古代色彩技术
2
中国传统染料植物种类繁多
栀子
茜草
蓝草
红花
紫草
柞树
3
青出于蓝胜于蓝
蓝草→浸泡→水解→吲哚酚→吲哚酮→缩合 →蓝淀→酒糟→氢化酶→还原→吲哚酚→石 灰（提供碱性）→靛白隐色盐→靛蓝
4
除了利用植物的天然色泽，还能通过复 染、套染、媒染得到各种色彩变化
▪ 复染
▪ 套染
▪ 媒染
媒染剂
▪ 以红、紫色为主，为一类有待开发的酸性染料。
O
NC3H
HN
酸 性 红 3B C3H
ONH C3H
+
ON
SO 3-
H3C
酸性
COOH
Na3SO
▪ 此外，还有硝基类染料，因性能欠佳，仅存个别 品种。如酸性橙E。
二.染料的命名与分类
1.染料的命名:
冠称 + 色称 + 词尾
说明：冠称表示染料的应用类别和性质，又称 属名； 色称表示染料的基本颜色； 词尾也称尾注，用于补充说明染料的性能或色 光和用途，常用字母表示。 例：酸性媒染蓝黑B
20
色称采用三十个色泽名称：嫩黄、黄、深黄、橙、大 红、红、桃红、玫瑰、品红、红紫、枣红、紫、翠蓝、 湖蓝、艳蓝、深蓝、艳绿、绿、深绿、黄棕、红棕、 棕、深棕、橄榄、橄榄绿、草绿、灰、黑。
颜色视觉有三个基本特征：色调、纯度和亮度。
13
3.光谱色的范围及其补色
14
4.染色：就是使染料通过化学或物理化学方式结合 在织物纤维上，使织物具有一定色泽的全部加工过 程。
纤维织物的染色过程，基本上要经过表面吸附、 内部扩散、染料固着三个阶段。 5.对纺织纤维织物了解
15
16
6.染料的发色机理
1
中国古代色彩技术
2
中国传统染料植物种类繁多
栀子
茜草
蓝草
红花
紫草
柞树
3
青出于蓝胜于蓝
蓝草→浸泡→水解→吲哚酚→吲哚酮→缩合 →蓝淀→酒糟→氢化酶→还原→吲哚酚→石 灰（提供碱性）→靛白隐色盐→靛蓝
4
除了利用植物的天然色泽，还能通过复 染、套染、媒染得到各种色彩变化
▪ 复染
▪ 套染
▪ 媒染
媒染剂
▪ 以红、紫色为主，为一类有待开发的酸性染料。
O
NC3H
HN
酸 性 红 3B C3H
ONH C3H
+
ON
SO 3-
H3C
酸性
COOH
Na3SO
▪ 此外，还有硝基类染料，因性能欠佳，仅存个别 品种。如酸性橙E。
精细化学品精品PPT课件
第一章 绪 论
1
主要内容
• 精细化学品的概念 • 精细化学品的分类 • 参考书目
1. 精细化学品化学，吴海霞主编，化学工业出版社 2. 精细化学品化学，闫鹏飞等主编，化学工业出版社
2
1.1 精细化学品的概念
• 通用化学品 (heavy chemicals)：全面要求产品
功能和性能的一类化学品。
• 精细化学品 (fine chemicals)：指具有特定应用
2012 年全球表面活性剂市场销售额达到约 166 亿美元， 产销量 1850 万吨。
12
2.1 表面活性剂的概念
哪些基团是亲水的，哪些是疏水的？它们为什么 具有这些性质？
亲水基团常为极性基团，如羧酸、磺酸、硫酸、氨基或 胺基及其盐，羟基、酰胺基、醚键等也可作为极性亲水 基团。 疏水基团常为非极性烃链，如8个碳原子以上烃链。
• 乳化作用 • 润湿作用 • 增溶作用 • 起泡作用
19
2.3 表面活性剂的作用
乳化作用
乳化是一种液体以极微小液滴均匀地分散在互不 相溶的另一种液体中的作用。乳化是液-液界面现 象，两种不相溶的液体，若加入适当的表面活性 剂在强烈的搅拌下，油被分散在水中，形成乳状 液，该过程叫乳化。
20
2.3 表面活性剂的作用
13
2.1 表面活性剂的概念
HLB值
表面活性剂的亲油或亲水程度可以用HLB值的 大小判别，HLB值越大代表亲水性越强，HLB 值越小代表亲油性越强。小于10为亲油性，大 于10为亲水性。
当表面活性剂加入到水中，HLB值不同，分散状态也不同： 1-4 不分散；3-6 分散不好；6-8 激烈震荡后形成乳状分散体； 8-10稳定的分散体；10-13 半透明至透明分散体；大于13 透 明溶液
1
主要内容
• 精细化学品的概念 • 精细化学品的分类 • 参考书目
1. 精细化学品化学，吴海霞主编，化学工业出版社 2. 精细化学品化学，闫鹏飞等主编，化学工业出版社
2
1.1 精细化学品的概念
• 通用化学品 (heavy chemicals)：全面要求产品
功能和性能的一类化学品。
• 精细化学品 (fine chemicals)：指具有特定应用
2012 年全球表面活性剂市场销售额达到约 166 亿美元， 产销量 1850 万吨。
12
2.1 表面活性剂的概念
哪些基团是亲水的，哪些是疏水的？它们为什么 具有这些性质？
亲水基团常为极性基团，如羧酸、磺酸、硫酸、氨基或 胺基及其盐，羟基、酰胺基、醚键等也可作为极性亲水 基团。 疏水基团常为非极性烃链，如8个碳原子以上烃链。
• 乳化作用 • 润湿作用 • 增溶作用 • 起泡作用
19
2.3 表面活性剂的作用
乳化作用
乳化是一种液体以极微小液滴均匀地分散在互不 相溶的另一种液体中的作用。乳化是液-液界面现 象，两种不相溶的液体，若加入适当的表面活性 剂在强烈的搅拌下，油被分散在水中，形成乳状 液，该过程叫乳化。
20
2.3 表面活性剂的作用
13
2.1 表面活性剂的概念
HLB值
表面活性剂的亲油或亲水程度可以用HLB值的 大小判别，HLB值越大代表亲水性越强，HLB 值越小代表亲油性越强。小于10为亲油性，大 于10为亲水性。
当表面活性剂加入到水中，HLB值不同，分散状态也不同： 1-4 不分散；3-6 分散不好；6-8 激烈震荡后形成乳状分散体； 8-10稳定的分散体；10-13 半透明至透明分散体；大于13 透 明溶液
精细化学品课件染料和颜料(化工精细方向)PPT课件
I0
• 称为朗伯特-比尔（Lambert-Beer）定律。 • 最色调大就吸改收变波。长一λm般ax的黄增、长橙或、减红短称，浅染色；料绿的、
青、蓝称深色。所以染料最大吸收波长增 大，色调就加深；反之染料最大吸收波长 减短，色调就变浅。
（三）染料的结构和颜色的关系
1 、染料的发色理论概述
染料的颜色和染料分子结构有关。
Eh hC
当吸收光的能量与ΔE相等时，有机分子才会显示出颜色。ΔE 越大，所需吸收光的波长越短；反之，ΔE越小，所需吸收光 的波长越长。作为染料，它们的主要吸收波长应在400~760 nm 波段的可见光范围内。
★2、 结构和颜色的关系
（1）共轭双键长度与颜色的关系
• 共轭双键的数目越多，π→π*跃迁所需的能量越低，选择吸收光的波长 移向长波方向，产生不同程度的深色效应。分子结构中萘环代替苯环 或偶氮基个数增加，颜色加深。共轭双键系统愈长颜色愈深。芳环越 多，共轭系统也越长；电子叠合轨道越多，越易激发；激化能降低， 颜色加深。
（2） 醌构理论
• 醌构理论是英国人阿姆斯特朗（Armstrong） 于1888年提出的，认为分子中由于醌构的 存在而产生颜色。如对苯醌是有色的，在 解释芳甲烷染料和醌亚胺染料的颜色时， 得到应用。
（3） 发色理论的量子化概念
• 根据量子力学，可以准确计算出物质分子中电 子云分布情况，定量地研究分子结构与发色的 关系，认为染料分子的颜色是基于染料分子吸 收光能后，分子内能发生变化而引起价电子跃 迁的结果。1927年提出了染料发色的价键理论 和分子轨道理论。
NaO3S
NN
OH
酸性橙
•蒽醌染料
结构特征：含有 O
O 基团或多环酮 。
茜素
• 称为朗伯特-比尔（Lambert-Beer）定律。 • 最色调大就吸改收变波。长一λm般ax的黄增、长橙或、减红短称，浅染色；料绿的、
青、蓝称深色。所以染料最大吸收波长增 大，色调就加深；反之染料最大吸收波长 减短，色调就变浅。
（三）染料的结构和颜色的关系
1 、染料的发色理论概述
染料的颜色和染料分子结构有关。
Eh hC
当吸收光的能量与ΔE相等时，有机分子才会显示出颜色。ΔE 越大，所需吸收光的波长越短；反之，ΔE越小，所需吸收光 的波长越长。作为染料，它们的主要吸收波长应在400~760 nm 波段的可见光范围内。
★2、 结构和颜色的关系
（1）共轭双键长度与颜色的关系
• 共轭双键的数目越多，π→π*跃迁所需的能量越低，选择吸收光的波长 移向长波方向，产生不同程度的深色效应。分子结构中萘环代替苯环 或偶氮基个数增加，颜色加深。共轭双键系统愈长颜色愈深。芳环越 多，共轭系统也越长；电子叠合轨道越多，越易激发；激化能降低， 颜色加深。
（2） 醌构理论
• 醌构理论是英国人阿姆斯特朗（Armstrong） 于1888年提出的，认为分子中由于醌构的 存在而产生颜色。如对苯醌是有色的，在 解释芳甲烷染料和醌亚胺染料的颜色时， 得到应用。
（3） 发色理论的量子化概念
• 根据量子力学，可以准确计算出物质分子中电 子云分布情况，定量地研究分子结构与发色的 关系，认为染料分子的颜色是基于染料分子吸 收光能后，分子内能发生变化而引起价电子跃 迁的结果。1927年提出了染料发色的价键理论 和分子轨道理论。
NaO3S
NN
OH
酸性橙
•蒽醌染料
结构特征：含有 O
O 基团或多环酮 。
茜素
精细化学品课件染料和颜料(化工精细方向)
• 当物质受到光线照射时,一部分光线在物质的表面直接反射出来,同时 有一部分光透射进物质内部,光的能量部分被吸收。
• 将太阳光照射染料溶液，不同颜色的染料对不同波长的光波发生不同 强度的吸收。
• 黄色染料溶液所吸收的主要是蓝色光波，透过的光呈黄色。
• 紫红色染料溶液所吸收的主要是绿色光波，
• 青（蓝－绿）色染料溶液主要吸收的是红色光波。
黄色酸性染料
a
Foil 16
•靛族染料
结构特征：含有
O ( C C C C)
共轭基团
O
O
C C
N H
H N C C
O
靛蓝
a
Foil 17
• 硫化染料
结构特征：分子中含有—S—结构或多硫结构
H2N
S
OO
S
NH3
H3C
N
S
O
N
CH3
硫化蓝BN
a
Foil 18
•芳甲烷类染料 结构特征：一个碳原子上连接几个芳基结构
能量，包括电子能量(Ｅe)、振动能量(Ｅv)和转动能量(Ｅr)。
它们的变化都是量子化的、阶梯式的、不连续的。这种能 量的高低叫能级。通常分子总处在最低能量状态，这种能 量状态叫基态。分子吸收一定波长的光后，激发至较高的 能态，叫激发态。激发态与基态的能级差为ΔE，与吸收光 的波长之间的关系为：
E h h C
N N 黄 色
N H 2 O 2 N
O HO H NN
H 3 C N
N a O 3 S 红 色
H 3 C S O 3 N a
a
N N 红 色
N H 2
O HO H NN
N a O 3 S
S O 3 N a
相关主题
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Ar N N +
O
Ar N N
O
Ar N N
O
H
-H
慢
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Ar N N +
NH2
Ar N N
H
NH2
Ar N N
-H
NH2
• 2. 重氮基团的离去
• 3. 与羟基、卤素的取代反应
4.2 染料的分类
染料分类－按应用分类
（1）酸性染料 （2）中性染料 （3）阳离子染料 （4）活性染料 （5）直接染料 （6）还原染料 （7）分散染料 （8）硫化染料 （9）冰染染料
CH3 CH3
4.1 染料与颜料的概念
染料的分子结构与颜色的关系
4. 形成金属络合物：金属离子与染料分子络合时，金属 离子一方面以共价键与染料分子结合，又与具有未共用 电子对的原子形成配位键从而影响共轭体系电子云的分 布，使染料分子π电子离域增强，选择吸收移向长波。
同一染料与不同金属离子的络合物具有不同的颜色。
NH2 O OH SO3Na
NaO3S OH O NH2
酸性蓝 R
O NH2
NH2 O
SO3Na NaO3S
O HN
CH3 C CH3
弱酸蓝 GL
NH O
4.3 酸性染料
4.3.3 酸性媒介染料与金属络合染料 1）酸性媒介染料：酸性染料染色后用金属媒染剂 （如铬或铜盐）处理，在纤维上生成络合物。
优点：可提高酸性染料的耐晒及耐湿牢度 缺点：染色手续较复杂、色光较暗、织物会发生变色
NN
NH2 O2N
NN
NH2
黄色
红色
4.1 染料与颜料的概念
染料的分子结构与颜色的关系
3. 分子的平面结构的影响：组成分子共轭双键体系的
原子在同一平面，电子离域程度增加，受原子核束缚
减弱，选择吸收移向长波，使颜色加深。
O NH
CH3
O NH
CH3
绿色
H3C O NH
H3C H3C O NH 蓝色 H3C
4.1 染料与颜料的概念
能以分子状态或分散状态使纤维或其它物质获得鲜 明和牢固色泽的有色物质称为染料。
染料是可溶于水或有机溶剂的化合物。主要应用于各种纤维 的染色和印花。如棉、麻、毛、丝、毛皮和皮革以及合成纤 维如涤纶、尼纶、腈纶、维纶、等。此外，也广泛应用于塑 料、橡胶制品、油墨印刷、纸张、食品、医药等方面。品种 达9000种。
染料主要以有机分子为主，无机物染料 K[Fe(II)(CN)6Fe(III)] 普鲁士蓝
4.1 染料与颜料的概念
·无机颜料通常耐光、耐热、耐溶剂、耐化 学腐蚀和耐升华等方面的性能优良，主要品 种有钛白、铁红、铬黄、群青、炭黑、硫酸 钡等。
·有机颜料的耐光、耐热、耐溶剂性虽比不 上无机颜料，但它具有着色力强、色谱丰富、 色彩鲜艳、耐酸碱性好、密度小等优点，尤 其是现代高级颜料品种各项性能上大大提高， 应用范围日益扩大。
4.2.1 偶氮类染料
• 偶氮染料(azo dyes)是纺织业中应用最广泛 的一类合成染料，也用于油漆、塑料、橡 胶等的着色。在特殊条件下，分解产生20 多种致癌芳香胺。
4.2.1 偶氮染料的合成—重氮化反应
ArNH2 + NaNO2 + 2HX
• 重氮盐的反应 • 1. 与芳香族化合物耦合
ArN2X + 2H2O + NaX
4.1 染料与颜料的概念
颜料是不溶于水和一般有机溶剂的有色物质，它与被着 色物质没有亲和力，只有通过胶粘剂或成膜物质，使其 附着在物体表面或混在物体内部，使物体着色。 主要用于油漆、油墨、橡胶、塑料的着色。
Fe2O3 红色颜料 TiO2 最白的颜料 SnS2 金色颜料
染料和颜料的显色原理是什么？
4.1 染料与颜料的概念 染料的分子结构与颜色的关系
4.3 酸性染料
常用的染料中间体：
1.J-酸：2-氨基-5-羟基-7-萘磺酸
2.γ-酸：1-羟基-7-氨基-3-萘磺酸
γ-酸
3.H-酸：1-氨基-8-萘酚-3,6-二磺酸
4. 2,3-酸：2-羟基-3-萘磺酸
5.T-酸：1-萘胺-3,6,8-三磺酸
6.猩红酸：HO3SNHCONHSO3HOH
OH
合成：氨基磺酸钠重氮化，再与羟基磺酸钠偶合。
对十二烷基苯胺重氮化，H-酸乙酰化，最后偶合。
OH NN
SO3Na
C12H25
OH NHCOCH3 NN
SO3Na 酸性红 B（C.I. 14720）
NaO3S
SO3Na
弱酸性桃红 BS（C.I. 18073）
4.3 酸性染料
2）蒽醌型 合成：二羟基蒽醌磺化、硝化、中和、硫化钠还原。
1. 共轭双键长度的影响：共轭双键的数目越多， π→π*跃迁所需的能量越低，选择吸收光的波长移向 长波。
NN
COONa OH O2N
O2N
黄色
NN
NH2 OH NN
NaO3S
蓝色
SO3Na
4.1 染料与颜料的概念
染料的分子结构与颜色的关系
2. 取代基的影响：共轭系统中引入－NH2、－NR2、－ OH、－OR等给电子基团时，其孤对电子与共轭系统的 π电子形成p-π共轭 ，降低了分子激发能，选择吸收移 向长波；引入吸电子基团如－NO2、－CO－ 、－CN等 与共轭体系形成π-π共轭 ，选择吸收移向长波。
Cr1/3 OO
OH
Fe1/3 OO
OH
Al1/3 OO
OH
O 棕色
O 紫色
O 红色
4.2 染料的分类
染料的分类－按结构分类
（1）偶氮染料
（2）蒽醌染料 （3）硝基和亚硝基染料 （4）靛族染料 （5）硫化染料 （6）芳甲烷染料 （7）菁 (jing)系染料（次甲基染料） （8）酞菁染料 （9）杂环染料 （10）其它染料：二苯乙烯染料等
第四章 染料与颜料
带你进入色彩斑斓的世界~
物质的颜色
人眼能感觉到的光称为可见光，其波长范围400~760nm。 当一束白光照射到某物体时，若光全部透过，则是无色 的；若光全部被反射，则是白色的；若光全部被吸收， 则是黑色的。当物体吸收某一波段的光时，则反射的是 其余各波段的光，则物体呈现的是反射光的颜色。
2）金属络合染料：与酸性媒介染料相似，不同的 是在染料制备时即制成染料的金属络合物，使用 方便。
4.3 酸性染料
酸性染料：是一类在酸性染浴中进行染色的 染料。其结构特点是至少含有一个以上的 水溶性基团，通常是磺酸基或羟基，其化 学结构以偶氮型和蒽醌型染料占大多数。
主要应用：羊毛、蚕丝、皮革、纸张的染色。 结合力：酸性染料分子与羊毛中的氨基以离
子键、范德华力结合。
4.3 酸性染料
4.3.1 强酸性染料 4.3.2 弱酸性染料 1）偶氮型