阳离子染料
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染整原理教材第六节阳离子染料的染色
染整原理教材第六节：阳离子 染料的染色
欢迎来到染整原理教材的第六节课！今天我们将深入探讨阳离子染料的染色 过程，了解它们的特点、应用范围以及染色效果的评价。
阳离子染料的特点
溶解性强
阳离子染料具有良好的溶解性，可以轻易地在水中溶解，方便使用。
吸附性强
阳离子染料可以与纤维表面产生强烈的吸附作用，使染色效果持久。
总结
阳离子染料在纺织品、皮革和纸张等领域有着广泛的应用。通过了解阳离子染料的特点、染色原理和染色工艺， 我们可以更好地掌握其染色效果评价和应用控制，为工业和艺术领域的染色工作提供支持。
亲水性
阳离子染料具有良好的亲水性，可以与水性纤维相容，使染色更加均匀。
阳离子染料的染色原理
1
吸附作用
阳离子染料通过静电作用吸附在纤维表面，与纤维分子形成亲合力。
2
离子交换
阳离子染料中的阳离子与纤维表面带负电荷的阴离子进行离子交换，进一步巩固 染色效果。
3
内部扩散
染料分子在纤维内部通过扩散作用，逐渐向内部渗透，实现全染色。
阳离子染料的应用范围
1 纺织品染色
2 皮革染色
3 纸张着色
阳离子染料广泛应用于纺 织品的染色，包括棉织物、 毛织物、丝织物等。
阳离子染料也被广泛用于 皮革制品的染色，如鞋类、 包包、皮衣等。
由于其良好的溶解性和吸 附性，阳离子染料被用于 纸张的着色和印刷。
阳离子染料的染色工艺流程
预处理
在染色前，需要对纺织品进行预处理，如浸泡、漂白、洗涤等，以去除污渍和提高染料的吸附性。
50-60°C 1-3% 4-6 1-2小时
阳离子染料的染色效果评价
染色牢度
阳离子染料的染色牢度指标， 如水洗牢度、摩擦牢度和光牢 度等，决定染色效果的持久性。
欢迎来到染整原理教材的第六节课！今天我们将深入探讨阳离子染料的染色 过程，了解它们的特点、应用范围以及染色效果的评价。
阳离子染料的特点
溶解性强
阳离子染料具有良好的溶解性，可以轻易地在水中溶解，方便使用。
吸附性强
阳离子染料可以与纤维表面产生强烈的吸附作用，使染色效果持久。
总结
阳离子染料在纺织品、皮革和纸张等领域有着广泛的应用。通过了解阳离子染料的特点、染色原理和染色工艺， 我们可以更好地掌握其染色效果评价和应用控制，为工业和艺术领域的染色工作提供支持。
亲水性
阳离子染料具有良好的亲水性，可以与水性纤维相容，使染色更加均匀。
阳离子染料的染色原理
1
吸附作用
阳离子染料通过静电作用吸附在纤维表面，与纤维分子形成亲合力。
2
离子交换
阳离子染料中的阳离子与纤维表面带负电荷的阴离子进行离子交换，进一步巩固 染色效果。
3
内部扩散
染料分子在纤维内部通过扩散作用，逐渐向内部渗透，实现全染色。
阳离子染料的应用范围
1 纺织品染色
2 皮革染色
3 纸张着色
阳离子染料广泛应用于纺 织品的染色，包括棉织物、 毛织物、丝织物等。
阳离子染料也被广泛用于 皮革制品的染色，如鞋类、 包包、皮衣等。
由于其良好的溶解性和吸 附性，阳离子染料被用于 纸张的着色和印刷。
阳离子染料的染色工艺流程
预处理
在染色前，需要对纺织品进行预处理，如浸泡、漂白、洗涤等，以去除污渍和提高染料的吸附性。
50-60°C 1-3% 4-6 1-2小时
阳离子染料的染色效果评价
染色牢度
阳离子染料的染色牢度指标， 如水洗牢度、摩擦牢度和光牢 度等，决定染色效果的持久性。
阳离子染料
强酸性第三单体酸性基受染浴pH值的影响不大。
弱酸性第三单体酸性基要受到染浴 pH值的影响，当染浴 pH值较低时，弱酸性基的电离会受到抑制。
二、吸附等温线和上染速率 1. 吸附等温线: 属于单层、定位、化学吸附， 成盐机理。属于朗謬尔型吸附等温线。 教材196页图8-2。
2. 上染速率：上染速率快，初染率高，移染性差， 不匀染现象严重。
上染速率快 亲和力高 匀染性差
上染速率慢 亲和力低 匀染性好
张力和压力。
3. 腈纶纤维的超分子结构
腈纶纤维没有真正的晶区，只有侧向相对有序的准晶区。 准晶区与非晶区无严格的分界面。
第二节 阳离子染料染腈纶的基本理论
一、染色机理
由于腈纶中的第三单体酸性基团的存在和氰基的电子结构 特征，腈纶纤维在染浴中表面带有负电荷，当腈纶进入阳 离子染料的染液中发生下列过程： 1. 染浴中染料阳离子向腈纶纤维表面移动并通过扩散边界 层向纤维表面扩散。
Ａ、隔离型：
O NHCH3
阳离子蓝FGL
O
CH2SO4NHCH2CH2CH2N+(CH3)2
染料母体 ( 发色体系 ) 发色体系：蒽醌、偶氮
隔离基
阳离子基
共轭型的阳离子染料：阳离子染料分子中的正电荷贯穿于 整个共轭体系中, 正电荷是离域的（常称为离域型阳离子 染料），电子流动贯通。颜色鲜艳，匀染性好，耐晒牢度 较差。染料敏感（对 pH 、热等）。共轭型阳离子染料是 阳离子染料中的主要类型，其染料品种众多。阳离子染料的扩ຫໍສະໝຸດ 上染—OOC-腈纶—O
3S-腈纶
染浴温度超过 Tg，随着温度的升高染料向纤维 内部的扩散迅速增大。
扩散进入纤维内部的阳离子染料与腈纶纤维上带负电 的酸性基结合。
阳离子染色原理
阳离子染色原理
阳离子染料是指含有正电荷的染料分子，它们以负电的细胞膜附着物为电荷中心，阳离子染料亲水性强，易在水中溶解。
当阳离子染料与水溶液中的阴离子吸附结合时，水溶液中的染料就会被形成凝胶状体，多用于生物分子的染色和固定。
在实验中，有两种不同的配制：
1、离子染色：使用阳离子染料与细胞膜中的负电荷（如磷脂或碳酸钠）结合，形成一种粒子状的染料凝胶，使得细胞表面出现颜色，这种染料，将会沿着溶液传播，形成一个颜色的渐变。
2、热溶解：阳离子染料溶于热水中，溶液中的染料会附着在细胞表面上，形成一个紧密的层，使细胞表面变深，但随着溶液的冷却，颜色也会逐渐消失。
阳离子染料染色效果可以通过改变溶液的pH值来控制，染色效果最佳的pH值一般为6-7。
它们可以被用来染色细胞、细菌及细胞分子。
此外，它们用于确定细胞表面特定抗原、细胞因子的分泌、细胞形态学的研究等。
- 1 -。
第十二章-阳离子染料
O C H N CH3 CH2CH2CN
H3C N
C
CH CH
N CH2CH2CN
POCl3 阳离子蓝
新型阳离子染料
迁移型阳离子染料 所谓迁移性阳离子染料是指一类结构比 较简单，分子量和分子体积较小，而扩散性和匀染性能良好的 染料，目前已经成为阳离子染料中的一个大种类。其优点如下：
具有较好的迁移性和匀染性，对腈纶无选择性，可以应用
Y C CH CH N N R2 R1 Y C CH CH N N R2 R1
如阳离子桃红 FG 具有这样的结构。
CH3 C + N C CH CH N CH2CH2Cl Cl CH3 CH3
CH3
（4）氮杂菁。三甲川菁类染料分子中一个或几个甲川基被氮原子取代，得到氮 杂菁染料。根据甲川基取代数不同，分别称为一氮杂菁、二氮杂菁和三氮杂菁。二 氮杂菁又有对称型和非对称型两种，以非对称型比较重要，结构通式表示如下：
N
H3C C
CH3 C
+
CH N N CH3
OCH3 CH3SO4 黄色
N CH3 CH3 N
+
CH3 N N N SO2
C
N CH3 H3CO S C N N
+
CH3SO4
红色
偶氮染料和噁嗪系染料。
N(C2H4Cl)2
N CH2CH2OH Cl 蓝色
分散性阳离子染料
为了适应腈纶纤维和其他合成纤维混合纺织物的染色，出现
的给电子基，另一端是含氮的吸电子基，相当于脒离子（—
N=CH—N—）的插烯物。Y是组成杂环的杂原子或碳原子，n为
零或整数。
Y C + N CH CH2 CH n C N Y
H3C N
C
CH CH
N CH2CH2CN
POCl3 阳离子蓝
新型阳离子染料
迁移型阳离子染料 所谓迁移性阳离子染料是指一类结构比 较简单，分子量和分子体积较小，而扩散性和匀染性能良好的 染料，目前已经成为阳离子染料中的一个大种类。其优点如下：
具有较好的迁移性和匀染性，对腈纶无选择性，可以应用
Y C CH CH N N R2 R1 Y C CH CH N N R2 R1
如阳离子桃红 FG 具有这样的结构。
CH3 C + N C CH CH N CH2CH2Cl Cl CH3 CH3
CH3
（4）氮杂菁。三甲川菁类染料分子中一个或几个甲川基被氮原子取代，得到氮 杂菁染料。根据甲川基取代数不同，分别称为一氮杂菁、二氮杂菁和三氮杂菁。二 氮杂菁又有对称型和非对称型两种，以非对称型比较重要，结构通式表示如下：
N
H3C C
CH3 C
+
CH N N CH3
OCH3 CH3SO4 黄色
N CH3 CH3 N
+
CH3 N N N SO2
C
N CH3 H3CO S C N N
+
CH3SO4
红色
偶氮染料和噁嗪系染料。
N(C2H4Cl)2
N CH2CH2OH Cl 蓝色
分散性阳离子染料
为了适应腈纶纤维和其他合成纤维混合纺织物的染色，出现
的给电子基，另一端是含氮的吸电子基，相当于脒离子（—
N=CH—N—）的插烯物。Y是组成杂环的杂原子或碳原子，n为
零或整数。
Y C + N CH CH2 CH n C N Y
《阳离子染料》课件
03 阳离子染料的性能
颜色与色牢度
总结词
阳离子染料具有良好的颜色表现和色牢度，能够提供鲜艳、 持久的染色效果。
详细描述
阳离子染料在染色过程中能够与纤维紧密结合，不易褪色或 迁移，因此具有较高的色牢度。这种特性使得阳离子染料特 别适合用于需要长期保持鲜艳度的纺织品染色。
溶解性与稳定性
总结词
阳离子染料具有良好的溶解性和稳定性 ，能够在染色过程中保持稳定的性能。
历史与发展
历史
阳离子染料最早起源于20世纪50年代 ，经过多年的研究和发展，已经成为 一种重要的染料品种。
发展
随着环保要求的提高和新型纤维的不 断涌现，阳离子染料也在不断改进和 优化，以满足市场需求。
分类与应用
分类
阳离子染料按照结构可以分为偶氮型、蒽醌型、杂环型等，按照色泽可以分为 碱性紫、碱性蓝、碱性棕等。
天然皮革染色
阳离子染料可用于天然皮革如牛皮、羊皮等 的染色，能赋予皮革鲜艳的色泽和良好的耐 光、耐气候性能。
人造皮革染色
人造皮革如PU革、PVC革等也可使用阳离 子染料染色，具有良好的染色效果。
在食品包装中的应用
塑料薄膜染色
阳离子染料可用于塑料薄膜的染色，如聚乙烯、聚丙烯等，提高食品包装的视觉效果。
全球阳离子染料市场规模
近年来，随着纺织品市场的不断扩大，全球阳离子染料市场规模持 续增长。
区域市场分布
亚洲地区是全球最大的纺织品生产区域，因此也是阳离子染料的主 要消费市场。
市场趋势
环保意识的提高和可持续发展需求的增加，促使阳离子染料市场向 更加环保、可持续的方向发展。
技术创新与挑战
要点一
技术创新
04 阳离子染料的应用
阳离子染料
处
方
合
理
四、配伍性
1. 配伍现象 由于阳离子染料在腈纶纤维上吸附上染成盐机理即染座机 理, 因而阳离子染料的拼色与单色染色时的情况差异较大。不 同结构的阳离子染料对纤维的亲和力不同，同时其在纤维内 相中的扩散速率也有差异; 亲和力高的阳离子染料，染色初始 阶段一般在纤维表面吸附速率快，但在纤维内相中的扩散速 率慢，同时也容易取代纤维上已上染的亲和力低的染料 ;上染 速率快的先占有染座而上染速率慢的后占有染座。 阳离子染料拼色时，就会产生“竞染”现象。由于各染料 的“竞染”，导致在上染过程中染浴和纤维上各拼色染料的 比例时刻发生变化，产品色泽不一，难以达到理想的拼色效 果。 因而在拼色时，要考虑所选染料的配伍性。
[S]f意义: 表征和评价纤维可染性的重要指标，是 纤维本身的一种特性常数。 实际应用： [S]f ≥2 容易染成浓色。 [S]f ＜1.4仅适于中淡色品种。
兰化腈纶［S］f =2.3 金山腈纶［S］f =2.6
2. 阳离子染料的染色饱和浓度[S]D
阳离子染料的染色饱和浓度（[S]D），指能使给定
腈纶阳离子染料染色饱和值（[S]f）的测定，采用SDC推
荐的方法，并用稳定性更高的亚甲基蓝（C.I.Basic Blue
9）代替孔雀绿（C.I.Basic Green 4）作为标准染料。
贝克曼（Beckmann）法：以相对分子质量为 400、亲和 力较高的阳离子染料，在pH值为4.5，浴比为100∶1的条 件下，染浴中用足量染料使平衡上染百分率达到 95%时，
教材195页式8-3.
染色处方验算公式： P1× f1+P2× f2+× P3× f3….+PR× fR D.C. ≤ Sf
第13章 阳离子染料
Cl CH3 O2N N N N CH2CH2 CH3 N CH3 CH3 CH2SO4
染料母体
隔离基
阳离子
阳离子红GTL( C.I.Basic Red 18 )
Байду номын сангаас
第十三章 阳离子染料
2、蒽醌型阳离子染料 在蒽醌染料分子中引入与共轭发色体系相隔离的阳离子 基团。主要以蓝色为主，染色牢度好且色泽较浓。 羰基与1,4位上的氨基或羟基形成氢键，有利于提高染料 的耐光牢度。
第十三章 阳离子染料 主要内容
§13.1 引言 §13.2 阳离子染料的结构类型 §13.3 阳离子染料的应用类型 §13.4 阳离子染料的配伍值
第十三章 阳离子染料
§13.1 引言 阳离子染料是一类能在水溶液中电离生成阳离子色素的 染料。主要用于含酸性基团的聚丙烯腈纤维（即腈纶） 及其混纺织物，是聚丙烯腈纤维的专用染料，也可用于 阳离子染料可染的改性涤纶、锦纶、丙纶等的染色。 一、腈纶纤维的结构与与染色性能 聚丙烯腈纤维是以丙烯腈（CH2=CHCN）为主要单体的 共聚物。在腈纶纤维中常加入第二、第三单体共聚，降 低大分子结构紧密性，提高纤维的柔韧性，改善手感及 染色性能等。
第十三章 阳离子染料
2、应用性能 色泽：深、浓、艳，发色强度高。颜色主要为紫、蓝、 绿 牢度：耐洗、耐光、耐酸碱牢度均较差。在腈纶上染色 牢度有所提高。 适用范围：腈纶，蚕丝、羊毛、锦纶上有少量应用。
第十三章 阳离子染料
3、三芳甲烷染料的合成 含两个氨基的三芳甲烷染料——孔雀绿。 用苯甲醛与芳胺进行羰基亲核加成缩合反应合成
阳离子橙2GL(C.I. Basic Orange 22)
5–6级
第十三章 阳离子染料
氮杂菁和氮杂半菁染料：由于-CH=由-N=取代，电子云 的活动性大大降低，染料的耐光牢度大大提高。
染料母体
隔离基
阳离子
阳离子红GTL( C.I.Basic Red 18 )
Байду номын сангаас
第十三章 阳离子染料
2、蒽醌型阳离子染料 在蒽醌染料分子中引入与共轭发色体系相隔离的阳离子 基团。主要以蓝色为主，染色牢度好且色泽较浓。 羰基与1,4位上的氨基或羟基形成氢键，有利于提高染料 的耐光牢度。
第十三章 阳离子染料 主要内容
§13.1 引言 §13.2 阳离子染料的结构类型 §13.3 阳离子染料的应用类型 §13.4 阳离子染料的配伍值
第十三章 阳离子染料
§13.1 引言 阳离子染料是一类能在水溶液中电离生成阳离子色素的 染料。主要用于含酸性基团的聚丙烯腈纤维（即腈纶） 及其混纺织物，是聚丙烯腈纤维的专用染料，也可用于 阳离子染料可染的改性涤纶、锦纶、丙纶等的染色。 一、腈纶纤维的结构与与染色性能 聚丙烯腈纤维是以丙烯腈（CH2=CHCN）为主要单体的 共聚物。在腈纶纤维中常加入第二、第三单体共聚，降 低大分子结构紧密性，提高纤维的柔韧性，改善手感及 染色性能等。
第十三章 阳离子染料
2、应用性能 色泽：深、浓、艳，发色强度高。颜色主要为紫、蓝、 绿 牢度：耐洗、耐光、耐酸碱牢度均较差。在腈纶上染色 牢度有所提高。 适用范围：腈纶，蚕丝、羊毛、锦纶上有少量应用。
第十三章 阳离子染料
3、三芳甲烷染料的合成 含两个氨基的三芳甲烷染料——孔雀绿。 用苯甲醛与芳胺进行羰基亲核加成缩合反应合成
阳离子橙2GL(C.I. Basic Orange 22)
5–6级
第十三章 阳离子染料
氮杂菁和氮杂半菁染料：由于-CH=由-N=取代，电子云 的活动性大大降低，染料的耐光牢度大大提高。
阳离子染料
二、对PH值的敏感性
一般阳离子染料稳定的pH值范围是 2.5-5.5。 当pH值较低时，染料分子中的氨基 被质子化，由给电子基转变为吸电子基， 引起染料颜色发生变化； 若pH值较高，阳离子染料可能形成 季铵碱，或结构被破坏，染料发生沉淀、 变色或者褪色现象。
三、阳离子染料的配伍性
阳离子染料对睛纶的亲和力比较大， 在纤维中的迁移性能不好，难以匀染。 不同染料对同一纤维的亲和力不同， 在纤维内部的扩散速率也不相同，当上 染速率差别较大的染料进行拼混时，染 色过程中容易发生色泽变化、染色不匀 的现象；而上染速率接近的染料拼混时， 它们在染浴里浓度比例基本不变，使产 品的色泽保持一致，染色比较均匀。 这种染料拼染的性能称为染料的配伍性。
第九章 阳离子染料
张晓莉
主要内容
第一节 引言 第二节 阳离子染料的结构分类 第三节 阳离子染料的性能
第一节 引言
阳离子染料—— 是一类能在水溶液中电离 生成阳离子色素的染料。 （也称碱性染料、 盐基染料） 最早生产的合成染料；如苯胺紫、结晶紫、 孔雀石绿等； 是聚丙烯腈纤维的专用染料； 也可用于阳离子染料可染的改性涤纶、锦纶、 丙纶等的染色； 具有色谱齐全、色泽浓艳、给色量高、耐光 牢度及耐洗牢度高的特点，但不易染匀；
第二节 阳离子染料的分类
一、按化学结构分类
阳离子染料的母体分为偶氮型、蒽醌型、 三芳甲烷型及菁类等。 根据带正电荷基团在共扼系统中的位置， 阳离子染料可以分为隔离型和共轭型两 大类。
R1
Dye
CH2CH2 N R2 X R3 隔离型通式
C CH CH CH C N 共扼型通式
N
X
1、隔离型阳离子染料
正电荷集中，容易和纤维结合， 上染百分率和上染速率都比较 高，但匀染性欠佳。一般色光 偏暗，摩尔吸光度较低，色光 不够浓艳，但耐热和耐晒性能 优良，牢度很高，常用于染中、 淡色。
2024年阳离子染料市场发展现状
2024年阳离子染料市场发展现状1. 引言阳离子染料是一类具有阳离子功能基团的染料，具有良好的亲水性和阳离子吸附能力。
近年来，随着纺织、皮革、印染等行业的快速发展，阳离子染料市场也得到了快速的增长。
本文将对阳离子染料市场的发展现状进行分析。
2. 阳离子染料市场规模根据市场调研数据显示，目前阳离子染料市场呈现稳步增长趋势。
预计到2025年，全球阳离子染料市场规模将达到X亿美元。
其中，亚太地区将成为阳离子染料市场的主要增长驱动力。
3. 阳离子染料市场应用领域阳离子染料在各个领域都有广泛的应用，主要包括纺织、皮革、印染、造纸等行业。
3.1 纺织行业阳离子染料在纺织行业中被广泛应用于丝绸、羊毛、棉纱等天然纤维的染色过程中。
其亲水性和阳离子吸附能力使得阳离子染料能够更好地与纤维表面结合，达到更好的染色效果。
3.2 皮革行业皮革行业对阳离子染料的需求主要集中在皮革染色和皮革化学品领域。
阳离子染料能够使皮革呈现出良好的染色效果，并且具有耐光、耐水、耐摩擦等性能，满足了对皮革色牢度和耐久性的要求。
3.3 印染行业阳离子染料在印染行业中主要应用于纺织品的印花和颜色固定过程。
阳离子染料具有良好的固色性能和较低的成本，使得其在印染行业中得到广泛应用。
3.4 造纸行业阳离子染料在造纸行业中主要用于纸张的染色和增亮。
阳离子染料具有良好的亮度和鲜艳的色彩，在提升纸张质量和增加市场竞争力方面发挥着重要作用。
4. 阳离子染料市场竞争格局目前，全球阳离子染料市场竞争激烈，主要厂商包括BASF、Clariant、Huntsman 等。
这些公司通过不断研发和推出新产品，提高产品质量和性能，扩大市场份额。
5. 阳离子染料市场发展趋势随着全球纺织、皮革、印染等行业的持续发展，阳离子染料市场将继续保持较快的增长。
未来几年，该市场将呈现以下发展趋势：• 5.1 技术创新：随着科技进步和消费需求的变化，阳离子染料行业将面临更多的技术创新机遇，如可降解阳离子染料的开发等。
《阳离子染料》课件
阳离子染料的环境影响和风险 评估
阳离子染料是有一定的毒性的染料，可能对环境产生一定的不良影响。因此， 建立阳离子染料的环境监测体系，将染料排放和生态风险控制在合理范围之 内是非常重要的。
结论与展望
综上所述，阳离子染料是一种环保型染料，得到了越来越广泛的应用。未来，我们需要深入探究其研究和使用， 在坚持生态友好与可持续发展原则的基础上，不断去发掘其更深层的应用价值和市场潜力。
3
环境友好型阳离子染料
为了减少染料对环境的影响，采用类天然、可再生和生物降解性较好的阳离子染料新材料， 已经成为当前研究的热点。
阳离子染料的市场前景
随着环境保护意识的不断提高，绿色、环保型的阳离子染料逐步替代传统染 料的趋势愈发明显。未来，阳离子染料将有更加广阔的市场前景，利润更可 观，必将是该行业的发展新方向。
《阳离子染料》PPT课件
欢迎各位来听我今天的演讲。今天我们将介绍有关阳离子染料的最新研究进 展和应用领域。
阳离子染料的定义和特点
定义
一种含阳离子基团的合成染料，与负电性纤维 物质等形成强大的吸附作用。
优点
可以用在棉、麻、丝、毛等天然和合成纤维的 染色及印染，染色剂分子中含有阳离子，故其 在染色时能与一些负离子基团结合，形成稳定 的物理吸附，并具有一定的水溶性，环保。
通过改性海洛因法，在乙醇-水溶液中以2-氯乙酰 胺和异氰酸盐为中间体合成。
阳离子染料的研究进展
1
聚阳离子
在很多生物医学方面，通过改性聚羧酸来制备聚阳离子，得到了广泛运用。例如，聚阳离子 可以作为基因和药物（siRNA, DNA）的运载体，用于癌症等疾病的治疗。
2
新型阳离子染料
新型的β-菜碱类阳离子染料呈现出绿色环保、低剂量、抗紫外线能力比传统染料更强以及更 好的染色效果等特点。
第十一章阳离子染料
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隔离型阳离子染料
O
NHCH3
CH3SO4 O NHCH2CH2CH2N(CH3)3
阳离子蓝FGL
H N + N CH3 N N N(CH3)2 Cl
O2N
Cl CH3 N＝N N C2H4N(CH3)3 Cl
阳离子红M-RL
阳离子红GTL
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共轭型阳离子染料
阳离子黄X-6G
苯乙烯类，分子结构中有苯乙烯结构，也是半菁，其通式如下：
Y C CH CH N N R2 R1 Y C CH CH N N R2 R1
这类染料分子中只有一个吲哚杂环，共轭双键体系比菁类短，而比半菁长，
故主要是红色。色泽比较鲜艳，但日晒牢度不佳，是腈纶纤维常用的染料。
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CDP---阳离子可染涤纶（加入少量第三组分SIPM，即间苯二甲酸二甲酯5磺酸钠) ECDP---常压阳离子染料沸染涤纶。用SIPM为改性剂的CDP纤维,其结构仍较紧密,染色还 需要在高温高压条件下进行,能耗大,设备复杂等缺点,而且不能与羊毛、蚕丝等混纺或交 织染色。因此若需要常压可染则还应加入第四组分，增大纤维中的非晶区和改善非晶区 大分子的活动性,来降低聚酯大分子的刚性，从而获得阳离子染料常压沸染的染色效果。 第四单体一般为聚乙二醇、间苯二甲酸二甲酯、己二酸二甲酯、丁二醇等。
N(C2H4Cl)2 Cl
N CH2CH2OH 蓝色
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第三节 新型阳离子染料
改性合成纤维用阳离子染料
适用于改性聚酰胺纤维的阳离子染料
有下列结构：黄色是共轭型甲川系染 料，红色为隔离型偶氮染料，蓝色是
O NHC3H6N(CH3)3 蓝色 CH3 N C N + N CH3 N 红色 N C2H4N+(CH3)3 C 2H5 2I O NHC3H6N(CH3)3 2Cl
01 碱性阳离子染料
阳离子染料一、定义。
阳离子染料，是纺织染料的一种，又称碱性染料或盐基染料。
阳离子染料可溶于水，在弱酸性水溶液（染浴）中电离，生成带正电荷的有色离子（有机碱类），该离子与织物中第三单体的酸性基团（阴性基团，如磺酸基、羧酸基等）结合而生成盐，牢固地附着于纤维上，从而使纤维染色。
阳离子染料对聚丙烯腈纤维有很高的亲和力，是腈纶纤维的专用染料，具有强度高、色光鲜艳、耐光牢度好等优点。
二、发展历程。
碱性染料只是阳离子染料的一种，酸性染料是阴离子染料的一种。
一般的阳离子染料，是含有胺基的盐类，其阴离子为酸根离子，电离后带正电荷，加入中性盐会起缓染的作用，防止染色不均匀产生色斑色条。
老的碱性染料，主要用于染纸张和蛋白质纤维。
20世纪50年代随着腈纶的问世（德国拜耳公司），出现了一批专门用于腈纶染色的碱性染料，并称之为阳离子染料。
由于碱性染料上染纤维后耐光色牢度和耐洗色牢度较差，现在已很少用于织物的染色，主要用于文教用品、纸张的着色及制造色淀（可溶性染料在无机碱中沉淀而生的颜料，不溶于水）。
世界上生产染料的发达国家，其生产的阳离子染料和碱性染料产量的总和，只占染料总产量的10%以下，我国只占1%左右。
阳离子染料中，以X型三原色和阳离子桃红FG及艳红5GN为产量较大的品种。
2三、类型和特点。
按应用性能，阳离子染料分普通型、X型和M型。
按化学结构，可分为隔离型和共轭型两个系统。
隔离型：染料分子中的正电荷通过隔离基和染料的发色团的共轭体系相连接，正电荷是固定在季铵盐的氮原子上。
共轭型：染料分子中的正电荷是染料发色团共轭体系的组成部分，正电荷不是固定在某个原子上，而是可以移域的。
按发色基团，可分为偶氮染料、三芳甲烷染料、蒽醌染料以及杂环化合物等多种类型。
四、染色方法和机理。
阳离子染料是丙烯腈纤维（腈纶/人造羊毛）的专用染料，此外也可用于改性涤纶和锦纶的染色和印花。
染色方法是在弱酸性（pH值在4.5左右）的浴缸中，以醋酸和醋酸钠为缓冲剂，在电介质和适量助剂存在下，接近沸腾染色。
第十二章 阳离子染料
Y C CH CH N N R2 R1 Y C CH CH N N R2 R1
如阳离子桃红 FG 具有这样的结构。
CH3 C + N C CH CH N CH2CH2Cl Cl CH3 CH3
CH3
（4）氮杂菁。三甲川菁类染料分子中一个或几个甲川基被氮原子取代，得到氮 杂菁染料。根据甲川基取代数不同，分别称为一氮杂菁、二氮杂菁和三氮杂菁。二 氮杂菁又有对称型和非对称型两种，以非对称型比较重要，结构通式表示如下：
的给电子基，另一端是含氮的吸电子基，相当于脒离子（—
N=CH—N—）的插烯物。Y是组成杂环的杂原子或碳原子，n为
零或整数。
Y C + N CH CH2 CH n C N Y
（1）菁（碳菁） ，其通式表示如下：
Y + N C CH CH CH C N N Y Y C CH CH CH C Y + N
Cl
N(CH3)3
CH3 N
O2N N2 Cl
Cl CH3 O2N N＝N－ N C2H4N+(CH3)3 Cl
C2H4N (CH3)3 Cl
+
-
这类染料具有优良的耐晒牢度和 pH 稳定性，但不及共轭型阳离子染料那样浓艳，着色力 也差些。
（二）隔离型蒽醌阳离子染料 如阳离子蓝 FGL：
O NHCH3
CH3 S C N CH3 N N CH C N CH3 N
SO3 黄色
S C N CH3 N N C C N CH3
SO3 红色
CH3O
S C N CH3 N N N(CH3)2
SO3 黄色
活性阳离子染料
活性阳离子染料是一类新型阳离子染料。在共轭型或隔离型
染料分子上引入活性基后，赋予这类染料以特殊的性能，尤其 在混纺纤维上不但仍保持鲜艳的色泽，同时可染多种纤维。如 下几种形式的结构较多。
如阳离子桃红 FG 具有这样的结构。
CH3 C + N C CH CH N CH2CH2Cl Cl CH3 CH3
CH3
（4）氮杂菁。三甲川菁类染料分子中一个或几个甲川基被氮原子取代，得到氮 杂菁染料。根据甲川基取代数不同，分别称为一氮杂菁、二氮杂菁和三氮杂菁。二 氮杂菁又有对称型和非对称型两种，以非对称型比较重要，结构通式表示如下：
的给电子基，另一端是含氮的吸电子基，相当于脒离子（—
N=CH—N—）的插烯物。Y是组成杂环的杂原子或碳原子，n为
零或整数。
Y C + N CH CH2 CH n C N Y
（1）菁（碳菁） ，其通式表示如下：
Y + N C CH CH CH C N N Y Y C CH CH CH C Y + N
Cl
N(CH3)3
CH3 N
O2N N2 Cl
Cl CH3 O2N N＝N－ N C2H4N+(CH3)3 Cl
C2H4N (CH3)3 Cl
+
-
这类染料具有优良的耐晒牢度和 pH 稳定性，但不及共轭型阳离子染料那样浓艳，着色力 也差些。
（二）隔离型蒽醌阳离子染料 如阳离子蓝 FGL：
O NHCH3
CH3 S C N CH3 N N CH C N CH3 N
SO3 黄色
S C N CH3 N N C C N CH3
SO3 红色
CH3O
S C N CH3 N N N(CH3)2
SO3 黄色
活性阳离子染料
活性阳离子染料是一类新型阳离子染料。在共轭型或隔离型
染料分子上引入活性基后，赋予这类染料以特殊的性能，尤其 在混纺纤维上不但仍保持鲜艳的色泽，同时可染多种纤维。如 下几种形式的结构较多。
阳离子染料
阳离子染料染色匀染方法
阳离子染料染色匀染方法-分段升温法：
在每个升温段之间，可以保温一段时间，然后再升温至100℃染色， 利于匀染。 85~90 ℃保温10~15min 95℃或97℃保温20~30min 保温后上染速率增加很多，保温时间定增加 保温后上染速率没有增加，保温可以取消或另找保温温度
阳离子染料染色匀染方法
1.是含酸性基团腈纶纤维的专用染料
2.是为了适应腈纶的染色，在碱性染料的基础上经改 进而发展起来的新型染料。
3.这类染料在水溶液中能离解成带正电荷的色素阳离 子，故称为阳离子染料。
阳离子染料结构
按 阳 离 子 基 团 的 结 构 特 征
如：阳离子红 如：阳离子黄GTL 2RL
1.共轭型
正电荷中心含在发色 结构中
阳离子染料染色方法
3.轧染 2.卷染 轧染染色主要用于腈纶丝束、毛条及腈纶混纺织 卷染染液的组成与浸染相似，除含有染料外，还有 物。腈纶织物受热容易变形，所以很少采用轧染。 醋酸、醋酸钠、元明粉、阳离子缓染剂等。染料的溶解法和 染液配制与浸染亦类同。60℃开始染色，染色4道后升温至 98～100℃，沸染8O～90min，再热水洗、皂洗、热水洗、温 水洗。所用设备应以能自动调节张力的等速卷染机为好，使 织物在染色过程中所受张力尽可能小，否则会影响织物手感。
染色时先将染料用使用量一半的醋酸调匀，加水调成浆状 染浴可由染料、醋酸、醋酸钠、缓染剂、无水硫酸钠等组 成，各助剂的用量可根据染色之深浅而有所不同。 后加沸水使染料溶解，然后将其他助剂及剩余醋酸加到染 浴中，再将溶解好的染料滤入染浴内，搅匀后即可染色。
染色后进行降温，其降温速率要缓慢，过快会影响手感。 染色后即可进行水洗，有的也可进行柔软处理，以增进手 感。 染色时间对染料的扩散及是否上染充分有很大的关系，时 间短，易造成环染，影响染色牢度，可根据所染色泽来确 定染色时间。
第十一章阳离子染料
LOGO
第十三章 阳离子染料
LOGO
➢ 阳离子所染纤维-----腈纶
➢ 腈纶旳构成
一般具有85%以上旳丙烯腈与少许其他一种或两种单体 旳共聚物为原料所制成。
若丙烯腈含量为35-85%旳则称为变性聚丙烯腈纤维。 第一单体:丙烯腈，对纤维旳许多化学、物理和机械性能起 主要决定作用。
LOGO
第二单体：中性单体,占3-12%,丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯或 醋酸乙烯酯. 作用：减弱聚丙烯腈大分子间作用力，改善手感和弹性，克服 脆性，有利于染料分子进入纤维内部。
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概述
❖ 新型阳离子染料：开发对混纺纤维沾染性很小旳新品种。另外，伴随阳 离子染料可染型涤纶(CDP和ECDP)旳发展，研发了能满足CDP和ECDP染色 要求旳新型阳离子染料。
❖ 高性能阳离子染料：开发具有高pH值和湿热稳定性旳阳离子染料，以满 足印染技术旳发展和对织物性能要求。另外，阳离子染料旳毒性一般较 大，尤其是对水生物如鱼、藻类等，所以迫切需要开发低毒性旳阳离子 染料，尤其是可取代属于急性毒性染料旳阳离子染料。
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共轭型阳离子染料
❖ 3.菁类阳离子染料
根据甲川基两端杂环旳性质和甲川基中一种或几种碳原子被氮取代旳 情况，作为阳离子染料使用旳分为五类。
菁（碳菁），其通式表达如下：
Y C
+ N
Y CH CH CH C
N
Y
Y
C CH CH CH C
+
N
N
两个杂环相同旳为对称菁，如阳离子桃红FF，不相同步为非对称菁，如阳
N
R1 N
R2
此类染料分子中只有一种吲哚杂环，共轭双键体系比菁类短，而比半菁长， 故主要是红色。色泽比较鲜艳，但日晒牢度不佳，是腈纶纤维常用旳染料。
第十三章 阳离子染料
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➢ 阳离子所染纤维-----腈纶
➢ 腈纶旳构成
一般具有85%以上旳丙烯腈与少许其他一种或两种单体 旳共聚物为原料所制成。
若丙烯腈含量为35-85%旳则称为变性聚丙烯腈纤维。 第一单体:丙烯腈，对纤维旳许多化学、物理和机械性能起 主要决定作用。
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第二单体：中性单体,占3-12%,丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯或 醋酸乙烯酯. 作用：减弱聚丙烯腈大分子间作用力，改善手感和弹性，克服 脆性，有利于染料分子进入纤维内部。
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概述
❖ 新型阳离子染料：开发对混纺纤维沾染性很小旳新品种。另外，伴随阳 离子染料可染型涤纶(CDP和ECDP)旳发展，研发了能满足CDP和ECDP染色 要求旳新型阳离子染料。
❖ 高性能阳离子染料：开发具有高pH值和湿热稳定性旳阳离子染料，以满 足印染技术旳发展和对织物性能要求。另外，阳离子染料旳毒性一般较 大，尤其是对水生物如鱼、藻类等，所以迫切需要开发低毒性旳阳离子 染料，尤其是可取代属于急性毒性染料旳阳离子染料。
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共轭型阳离子染料
❖ 3.菁类阳离子染料
根据甲川基两端杂环旳性质和甲川基中一种或几种碳原子被氮取代旳 情况，作为阳离子染料使用旳分为五类。
菁（碳菁），其通式表达如下：
Y C
+ N
Y CH CH CH C
N
Y
Y
C CH CH CH C
+
N
N
两个杂环相同旳为对称菁，如阳离子桃红FF，不相同步为非对称菁，如阳
N
R1 N
R2
此类染料分子中只有一种吲哚杂环，共轭双键体系比菁类短，而比半菁长， 故主要是红色。色泽比较鲜艳，但日晒牢度不佳，是腈纶纤维常用旳染料。
染整工艺原理第8章 阳离子染料染色
S
+C N
N=N
CH3
C2H5 N
C2H4OH
（C.I.11105）
染整工艺与原理
CH3O
S
+C N
N=N
CH3
N CH3 CH2CHCH2OCH3 OCH3
（C.I. 11154） 阳离子蓝X-GRRL (C.I. Basic Blue 41)
阳离子染料染色
H5C2O
S
+C N
N=N
C2H4CONH2
Cationic dyes has the highest exhaustion rate of all man made fibres between 96%～98%
A right first time rate of >95% is possible for dyeing of PAN
-SO3-d
-SO3-
The SF value can be compared with the available seats in a classroom, where each seat represents
a negative charged sulfonic acid group
染整工艺与原理 Some general explanations about dyeing of PAN
N C2H5 C2H5
阳离子蓝X-BL (C.I. Basic Blue 66)
染整工艺与原理
阳离子染料染色
6、萘内酰胺类
萘内酰胺类共轭型阳离子染料具有优良的耐晒牢度，对羊毛沾色较少，因 而可很好地用于毛/腈、毛/改性涤纶等的染色和印花，如Astrazon紫FRR （C.I.Basic violet 20）。
12阳离子染料
作业
• 一、名词解释
• 1、阳离子染料 • 2、隔离型阳离子染料 • 3、共轭型阳离子染料 • 4、菁染料（对称菁染料、不对称菁染料和半菁染料） • 5、氮杂菁染料 • 6、阳离子染料的配伍值
• 二、简答题
• 1、写出费雪氏碱和费雪氏醛的结构与合成过程。 • 2、简述隔离型和共轭型阳离子染料的区别及优缺点。 • 3、杜瓦规则的基本内容是什么？ • 4、简述阳离子染料有哪些结构特征适合于对腈纶纤维进 • 行染色。
Maxilon 蓝M—2G
Maxilon 红RL
• 二、改性合成纤维用阳离子染料 • 1、适用于改性聚脂纤维用的阳离子染料
黄色
红色
蓝色
• 2、适用于改性聚酰胺纤维的
黄色
红色
• 3、适用于改性聚脂纤维和聚酰胺纤维
• 三、分散型阳离子染料
将阳离子染料中的阴离子置换成分 子量较大的基团，使其溶解度下降， 几乎不溶，再加投入扩散剂形成分 散状态，与其他染料同浴时不产生 沉淀，仅上染腈纶和改性的合成纤 维，可以与分散染料同浴一起上染
§12阳离子染料 §12.1 引言
• 一、定义
分子中一般不含有磺酸基或羧基等水 溶性的基团，是四价胺盐正离子与小 分子的盐酸根、硫酸根、磷酸根成盐， 溶于水后电离出色素阳离子，是一种 可溶性的阳离子染料。又叫碱性染料, 也叫盐基染料.
• 二、适用对象：
适用于腈纶纤维织 物的染色和印花
• 三、染色的优缺点
染棉、毛、腈纶 及其混纺织物， 匀染性好，日晒
牢度优良
• 4、三嗪型活性阳离子染料
腈纶、阳离子可染型 聚脂纤维、含有氨基 或羟基的纤维都可以
染色。
• 五、新型发色团的阳离子染料 • 1、香豆素类阳离子染料
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根据N原子取代数目的不同，可分为一氮杂菁、 二氮杂菁、三氮杂菁。
二氮杂菁包括对称型和非对称型，其中以不
对称型较为重要，染料的耐晒牢度和稳定性 较好。
结构通式：
C
+
N
X
Y
Z
C N
X、Y、Z：N或CH
22
• 阳离子嫩黄7GL
• 阳离子猩红
CH3O
• 阳离子黄2RL CH3O
CH3
S
N
C
N
N
CH
C
+
N
N
连接，正电荷是定域的。 结构通式：
CH3
D CH2CH2 N+ CH3
CH3
2
特点： • 因正电荷集中，染料容易与纤维结合，上
染百分率较高，上染速率较快，但匀染性 较差。 • 摩尔消光系数较小，颜色较暗，主要用于 染中、淡色。 • 耐热、耐晒性能优良。
3
• 根据染料母体的不同，隔离型阳离子染料 可分为：
N
R1
R2 N
R3
C CH CH
N
R1
+ R2 N
R3
该类染料的共轭系统比半菁长，比菁短，一般 为红色。色泽鲜艳，但耐晒牢度较差。
20
H3C CH3
C CH CH
+
N
CH3 N
C2H4Cl
CH3
阳离子桃红FG
21
（4）氮杂菁和氮杂半菁型
在三甲川类染料分子的一个或几个甲川基被N 原子取代，得到氮杂菁或氮杂半菁染料。
耐晒牢度 5
10
2. 杂环类阳离子染料
+
R2N
X
NR2
Y
杂环原子：O、S、N等
11
（1）吖嗪类
+
(CH3)2N
N
N(CH3)2
N
藏红花T
12
（2）噻唑类
+
(CH3)2N
S
N(CH3)2
N
亚甲基蓝
13
（3）噻嗪类
+
(C2H5)N
O
N(C2H5)2
N
阳离子翠蓝GB
14
3. 菁类阳离子染料（多甲川类阳离子染料）
部分。
结构通式：
R2
+ C CH CH N
N
R3
R1
+ R2
C CH CH N
N
R3
R1
由于共轭体系小，染料一般为黄色。
18
H3C CH3
C CH CH NH
+
N
CH3
阳离子黄X－6G
OCH3
19
（3）苯乙烯菁类 苯乙烯菁类阳离子染料分子结构中含有苯乙烯
结构，也属于半菁。
结构通式：
+ C CH CH
1. 隔离型偶氮阳离子染料
鎓离子可连在偶合组分或重氮组分上。
Cl
O2N
NN
C2H5 N CH2CH2
CH3 N+ CH3 CH3
CH3
O
CH3 N+ CH2 C
CH3
CH3
NN
NH2
4
2. 隔离型蒽醌阳离子染料 一般以1,4-二氨基蒽醌类、 1-氨基-4-羟基蒽醌
类为染料母体。 该类染料在腈纶上无烟气褪色现象，耐晒牢度
+ C CH CH CH C
N
N
R1
R2
当两端杂环相同——对称菁染料 当两端杂环不相同——不对称菁染料
16
H3C CH3
H3C CH3
C CH CH CH C
+
N
N
CH3
CH3
阳离子桃红FF
H3C CH3
C CH CH CH C
+
N
CH3
阳离子橙R
N CH3
17
(2) 半菁 半菁染料分子中只有一个N原子是杂环的组成
CH3
CH3
S
S
C
N
N
N
C
+
N
N
CH3
CH3
CH3SO4-
CH3
S
CN NN
+
N
CH3
OCH3 ZnCl323
（5）二氮杂苯乙烯菁型 结构通式：
+C N N
N
R2 N
R3
C NN
N
+ R2 N
R3
R1
R1
该类染料色谱全，色泽鲜艳，着色力强，耐晒牢
度优良，是重要的阳离子染料种类，品种多。
与非共轭型偶氮阳离子相比，正电荷是离域的。
第十二章 阳离子染料 • 染料分子中含有正电荷，常与Cl-、
CH3COO- 、 H3PO4-、 CH3SO4-等阴离子 形成盐。 • 染料可溶于水。 • 主要用于腈纶纤维染色。
1
§1 阳离子染料的种类
根据带正电荷基团（鎓基）在染料共轭系统 中的位置，阳离子染料分为隔离型和共轭 型。
一、隔离型阳离子染料 染料的鎓基通过隔离基与染料的发色体系相
+
CH3 N N CH CH
CH3 N
C2H4CN
阳离子蓝
26
§2 阳离子染料性质
一、溶解性能 阳离子染料的溶解性能主要决定于阴离子，
其中阴离子为CH3SO4-的染料溶解度较大。 阳离子染料与大分子阴离子结合，产生沉淀，
应避免与阴离子染料和阴离子表面活性剂 同浴染色。
27
二、对酸碱稳定性
阳离子染料对pH值敏感。 • 在pH值降低时，染料的氨基会发生离子化现
象，染料颜色改变。
CH3
N
NH2
N
CH3 H+ CH3
与苯乙烯菁阳离子染料相比，－CH＝CH－被－ N＝N－取代，产生明显的深色效应，耐晒牢 度提高。
24
• 阳离子艳蓝RL
CH3O
S
CNN
+
N
CH3
• 阳离子蓝X－GRL
CH3O
S
CNN
+
N
CH3
N(CH3)2 CH3SO4-
C2H5
N
ZnCl3-
C2H4OH
25
4. 迫萘酰胺类阳离子染料
由N取代的迫萘酰胺与各类芳胺加热缩合而成。 耐晒牢度优良，染色牢度好，对羊毛粘色程 度较低，主要为鲜艳的红色、蓝色。
6
1. 三芳甲烷阳离子染料
色泽鲜艳，主要有红、紫、蓝、绿等颜色， 价格较低，耐晒牢度差。
+
(CH3)2N
C
N(CH3)2
Cl
阳离子蓝G
7
对于三芳甲烷类阳离子染料，染料的颜色及 耐晒牢度与取代基的碱性有关。取代基的 碱性越强，染料的颜色越深，但耐晒牢度 较低。
Y
颜色 耐晒牢度
+
Y
C
Y
蓝
5~6
－NH2 －N(CH3)2
红
4~5
紫
1~2
8
提高三芳甲烷阳离子染料耐晒牢度的方法
（1）在芳胺基引入氰乙基（－CH2CH2CN）
CH3
CNCH2CH2 N
C
CH3
+
N CH2CH2CN
Cl
耐晒牢度 6级 • 降低氨基的碱性，会使染料颜色变浅，着色
力降低。
9
（2）用吲哚基代替苯基，制备不对称染料
CH3 N
C
CH3
+
N CH3
• 该类染料分子中，在两个含氮杂环间由一个 或多个甲川基（－CH＝）相连接，染料含 有－CH＝C＝发色体系，结构通式：
Y
Y
C
+
N
CH
CH
CH n
C
N
Y是组成杂环的杂原子或C原子，n为0或正整 数。杂环结构为喹啉、苯并噻唑、吲哚等。
• 菁类阳离子染料色泽鲜艳，着色力高，有一
定的耐光牢度。
15
（1）菁 结构通式：
好，但摩尔消光系数较低。
O NHCH3
CH3 O NHCH2CH2 N+ CH3
CH3
阳离子蓝FGL
5
二、共轭型阳离子染料
• 共轭型阳离子染料鎓离子处于共轭体系上， 染料的正电荷分布在整个共轭体系中。
• 染料颜色鲜艳，摩尔消光系数较高，染料 着色力强，但部分品种耐晒牢度、耐热性 较差。
• 共轭型阳离子染料品种较多，根据染料母 体结构不同，主要有三芳甲烷类、噁嗪类、 多甲川类等。