阳离子染料的结构分类及性能
第十一章阳离子染料的染色
H2O -+D+ →腈纶-COO腈纶 COOH→腈纶 -COO .D + 定位吸附/盐式键 H2O -+D+ →腈纶-SO 腈纶 -SO H→腈纶 -SO 3 3 3 .D + 定位吸附 /盐式键 三、饱和值： 1.纤维的饱和值：通常是指苯－腈纶纤 维，用标准染料在１００℃，回流４ 小时，PH４．５，浴比１：１００用 足量的染料使平衡上染百分率达到９ ５％时的百分率。
②控制PH值：加酸起溶解染料和缓染作用。 通常染浅色时酸的用量大一些，PH=34.5；染浓色时可以少加酸或不加酸， PH=4-5，常用HAC-NaAC缓冲液。 ③中性电解质的应用：在染浴中加入中性 电解质，它们的金属离子Na+，能与染 料阳离子相互竞争染色位置，由于金属 离子体积小，流动性大于染料阳离子， 就先被纤维吸附，夺占染色位置，然后 被对纤维具有较大亲和力的染料阳离子 置换，所以起到缓染作用。 缓染作用不
2、工艺流程：60℃保持５分钟，然后 快速升温至70℃ 。然后以一分钟一度 的速度升温至沸腾，保持沸腾30分钟， 然后以一分钟1℃的速度降温到50℃ ， 最后进行水洗和后处理。 3、染色工艺条件： Ⅰ染料：应选染色速度较低，亲和力较 小，匀染性好，K值较大的染料。 Ⅱ温度：60-70℃始染，严格控制升温 过程。
4.色泽鲜艳，上染百分率高，给色量好， 湿处理牢度和耐晒牢度较高，但匀染 性较差，尤其是在染淡色。 二、染色机理：在染浴中，腈纶纤维表 面带有阳离子电荷，阳离子染料生成 阳离子染料，阳离子在染液中扩散， 纤维阳离子对染料阳离子的静电引力 使染料被纤维表面吸附，成盐式键结 合。此处还有氢键和范德华力。
第三单体：染色单体，占1-3%，是改善 纤维的染色性能。 ①含酸性基团的单体：如丙烯磺酸钠、 苯乙烯磺酸钠；这一类用阳离子染料 染色。 ②含碱性基团的单体：如乙烯吡啶、丙 烯基二甲胺；这一类用酸性染料染色。 ③不含第三单体的腈纶：P194
阳离子染料总结
阳离子染料总结引言阳离子染料是一类具有阳离子性质的染料，其分子中含有带正电荷的基团。
阳离子染料广泛应用于纺织、皮革、印刷、油漆、墨水等领域，因其良好的染色性能和稳定性而备受青睐。
本文将对阳离子染料的特点、分类、应用以及相关研究进行总结。
特点阳离子染料具有以下几个特点：1.高染色力：阳离子染料分子中的正电荷基团与纤维物质中的负电荷基团相吸引，使得阳离子染料与纤维物质之间形成稳定的结合。
这种结合方式使阳离子染料的染色力更强，染色效果更加显著。
2.稳定性强：阳离子染料分子中的阳离子基团增加了其分子的稳定性，使得阳离子染料在多种环境下都能保持其染色效果。
例如在酸性条件下，阳离子染料与纤维物质的结合更为牢固，不易褪色。
3.易溶解：阳离子染料分子一般具有较好的溶解性，可以方便地与溶剂或水相混合，形成染料溶液。
这方便了阳离子染料的加工和应用。
分类根据阳离子染料分子中的阳离子基团不同，可以将其分为以下几类：1.三偶氮类阳离子染料：该类阳离子染料分子中的阳离子基团为三偶氮基团，常用的有亮胭脂红、中性红等。
这类染料以其明亮丰富的颜色而广泛应用于纺织、皮革等多个领域。
2.亚胺类阳离子染料：该类阳离子染料分子中的阳离子基团为亚胺基团，常用的有基本蓝1号、基本蓝9号等。
这类染料具有较高的染色力和稳定性，常用于纺织品的染色。
3.重氮类阳离子染料：该类阳离子染料分子中的阳离子基团为重氮基团，常用的有光黄G、压花紫等。
这类染料具有鲜艳的颜色，可以应用于纺织品和印染等行业。
应用阳离子染料具有广泛的应用领域，下面列举几个常见的应用示例：1.纺织品染色：阳离子染料具有高染色力和稳定性，常用于纺织品的染色。
纺织品经过阳离子染料的染色后，色彩鲜艳，牢固度高，不易褪色。
2.皮革加工：阳离子染料可用于皮革的染色和涂覆。
其染色效果明亮，色牢度高，可以为皮革产品增添丰富的色彩。
3.墨水制备：阳离子染料可以应用于墨水的调配。
阳离子染料的高染色力和溶解性使其成为墨水的理想成分。
实验四 染料染色性能比较
酸性染料（Acid Dyes）是一类在酸性介质中进行染色的染料。酸性染料大多数含有磺酸钠盐，能溶于水，色泽鲜艳、色谱齐全。主要用于羊毛、蚕丝和锦纶等染色，也可用于皮革、纸张、墨水等方面。对纤维素纤维一般无着色力。
酸性染料色谱齐全，色泽鲜艳，日晒牢度和湿处理牢度随染料品种不同而差异较大。和直接染料相比，酸性染料结构简单，缺乏较长的共辄双键和同平面性结构，所以对纤维素纤维缺乏直接性，不能用于纤维素纤维的染色。不同类型的酸性染料，由于分子结构不同，因而它们的染色性能也不同，所采用的染色方法也不同。
恒温染色法工艺曲线如下：
2、阳离子染料染色
移取阳离子染料母液10.00mL于干净的染杯中，加90mL水，醋酸2.5%（对纤维重），匀染剂1227 1.0%（对纤维重），将上述染浴升温至85℃，将已经在水中润湿并挤干后的布样⑤腈纶投入染浴中开始染色，继续升温至100℃，不断翻动布样，15min后把布捞出后水洗、皂洗、烘干。
2、阳离子染料
阳离子染料（cationic dyes）又称碱性染料和盐基染料。溶于水中呈阳离子状态，主要用于腈纶纤维染色，也可与蛋白质分子以盐碱相结合。阳离子染料可溶于水，在水溶液中电离，生成带阳电荷的有色离子的染料。染料的阳离子能与织物中第三单体的酸性基团结合而使纤维染色，是腈纶纤维染色的专用染料，具有强度高、色光鲜艳、耐光牢度好等优点。
恒温染色法工艺曲线如下：
3、酸性染料染色
移取酸性染料母液10.00mL于干净的染杯中，加90mL水，硫酸铵0.2g，将已经在水中润湿并挤干后的布样⑥蚕丝投入染浴中开始染色。染浴以2℃/min的速度逐渐升温至90℃，不断翻动布样，染40min，染色完毕后把布捞出后用水洗、皂洗、烘干。
染色工艺曲线如下：
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。
第十二章-阳离子染料
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
阳离子染料染色—阳离子染料的结构分类及性能
非共轭阳离子染料 迁移型阳离子染料
分散型阳离子染料
一、共轭阳离子染料
非定域阳离子染料 特征：阳电荷处于染料分子的发色体的共轭体系中。 特点：共轭型的阳离子染料，色泽鲜艳，得色量高，耐晒牢 度小于隔离型阳离子染料。
原因是：由于阳离子基团处于染料发色体的共轭体系中， 而阳离子基团是反应活泼性较大的基团，故易受到阳光作 用，导致发色系统的破坏。
阳离子染料染色
阳离子染料的结构分类及性能
阳离子染料
阳离子染料是一种色泽十分浓艳的水溶性染料 在溶液中电离生成色素阳离子以及简单的阴离子，是含酸性
基团腈纶纤维的专用染料 阳离子染料染腈纶的特点
方法简单，操作容易 牢度好，色光鲜艳 卷染或浸染
阳离子染料的结构分类及性能
共轭阳离子染料
据染料分子结构特点四、分散型离子染料开发目的：降低亲和力，提高迁移性，解决阳离子染料与 阴离子染料不相容问题
方法：阳离子染料与芳香族磺酸盐形成复合体 特点：标有SD，如阳离子黄SD-5GL 80℃以下，呈非离子分散状态，对纤维亲和力低，但可与
分散染料一样吸附在纤维表面，并能均匀地扩散和渗透
如阳离子桃红FG
H3C
CH3
C C
N
CH = CH
CH3
C2H4Cl
N
H2PO4
CH3
二、具有定位电荷（非共轭型）的阳离子染料
阳离子基团与母体的共轭体系通过隔离基隔离，通式为：
O
NHCH3
CH3SO4
O NHCH2CH2CH2 N ( CH3 )2
隔离基 鎓离子
特点：
1.阳离子多为季铵离子，并固定在某一原子上 2.阳电荷集中，容易与纤维结合 3.上染率高、匀染性差 4.日晒牢度很好 5.耐热性能较好
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。
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
阳离子染料的结构分类及性能
• 染料品种多，色泽鲜艳，得色量高 • 上染率、匀染性好 • 耐晒、耐热性能较好 • 目前主要应用的品种
二、非共轭阳离子染料
• 定域型或隔离型阳离子染料
• 阳离子基团与染料发色体的共轭体系不贯通， 不参与共轭体系，由隔离基隔开
• 阳离子多为季铵离子，并固定在某一原子上 • 阳电荷集中，容易与纤维结合 • 上染率高、匀染性差 • 日晒牢度很好 • 耐热性能较好
普通型：耐用洗，耐晒 按应用分类 X型：对棉沾色少
M型：近年合成，中浅色 棉/腈混纺织物，留白品种，用X型染料染色 表14-1（P350）
• 色谱齐全 • 给色量高 • 能和蛋白质纤维中的
羧其成离子键，可直 接染羊毛和蚕丝，但 牢度差，停用
碱性品绿
• 别名: 盐基品绿，孔雀绿，碱性艳绿 • 索引号: C.I.Basic Green 4(42000) • 主要用途：用于腈纶、蚕丝、羊毛、二醋纤等纤
维的染色，染腈纶牢度尚可。 料索引号：Basic violet 14(42510) • 外观：黄绿色闪光结晶 • 用途：用于腈纶、蚕丝、羊毛、皮革、纸张的染
色。
阳离子染料的分类
共轭阳离子染料
据染料分子结构特点
非共轭阳离子染料 迁移型阳离子染料
分散型阳离子染料
一、共轭阳离子染料
• 非定域阳离子染料
• 阳离子基团在染料母体中，并与染料发色体的 共轭体系贯通
三、迁移型阳离子染料
• 开发目的：解决匀染问题、降低生产成本 • 特点：标有M或BM，如阳离子红M-RL
• 阳离子基团小，亲合力低，扩散速率高 • 在沸染过程中有优良的迁移性 • 适于腈纶膨体纱和腈纶织物匹染，中淡色匀染性极佳
阳离子染料
X%≤ [S]D
3.染料的饱和系数（f）
纤维的染色饱和值[S]f与染料的染色饱和浓度[S]D之比， 即为染料的饱和系数f。
ｆ＝ [S]f ／ [S]D 染料的饱和系数ｆ是阳离子染料的特征常数，与染料的纯 度和摩尔质量有关，而与纤维特性或纤维种类无关。特定 染料的饱和系数可表征该染料在对纤维染色时的饱和特性。 p192 8-2
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 纤维达到饱和吸附所需商品染料的量，以相对于 纤维或织物的质量（o.m.f.）来表示 。
阳离子染料在锦纶、醋酯纤维和阴离子改性后的 涤纶、真丝、棉、麻、丙纶等的印染中也有应用。
二、腈纶纤维的染色性能
1. 腈纶纤维组成： 最早生产的腈纶是聚丙烯腈的均聚物，结晶度高，分子链 间作用力强，性脆、手感差，难于染色。
第二单体的加入，降低了腈纶纤维的结构紧密性，改善了 手感，提高了染料在纤维中的扩散速率，改善了染色性能， 可以常压染色，常用丙烯酸甲酯。
三、染色的饱和现象
阳离子染料与腈纶的结合是One-One的定位结合，染 料对纤维的最大上染量决定于腈纶纤维中第三单体的含 量。所以在腈纶的阳离子染料染色中推出染色饱和值的 概念。
1. 腈纶阳离子染料染色的饱和值（[S]f） 腈纶阳离子染料染色饱和值（[S]f）: 用以表征单位质
量纤维上，含有可容纳阳离子染料的阴离子染座数量。 是以100克纤维在规定的条件下上染某一指定的阳离子 染料的重量计算的。
第十一章阳离子染料
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。
阳离子染料的标准
阳离子染料的标准1. 引言阳离子染料是一类具有阳离子性质的染料，它们通常可以与阴离子基带发生静电作用，并通过电化学或物理吸附等方式与基质材料结合。
在纺织、印刷、油墨、染料敏化太阳能电池等领域得到广泛应用。
因此，建立阳离子染料的标准是非常重要的，可以确保阳离子染料具有稳定的性质和一致的质量。
2. 阳离子染料的分类根据阳离子染料的结构和特性，可以将其分为以下几类： - 亲和性阳离子染料- 中性阳离子染料 - 离子交换型阳离子染料亲和性阳离子染料具有较高的亲和力，可以与基材表面形成牢固的结合；中性阳离子染料具有中性电荷，在染料上染色时不会影响基材的带电性质；离子交换型阳离子染料则能在适宜条件下与基带发生离子交换反应。
3. 阳离子染料的物理性质阳离子染料的标准应包括对其物理性质的要求。
以下是一些常见的物理性质标准：阳离子染料的色泽应明亮、饱和，并且具有良好的色强度。
色泽的标准可以根据所需应用进行调整，例如在纺织品染色中，染色剂应具有长时间的耐光性。
3.2. 溶解性阳离子染料应具有良好的溶解性，以便在制备染料溶液时能够充分溶解。
标准中应明确规定溶解度的测试方法和要求。
3.3. 稳定性阳离子染料在储存和使用过程中应具有良好的稳定性。
标准中应包含对染料在不同温度、光照和湿度条件下的稳定性要求。
4. 阳离子染料的化学性质阳离子染料的标准还应包括对其化学性质的要求。
以下是一些常见的化学性质标准：阳离子染料的pH值对于染料在不同基质上的稳定性和染色效果具有重要影响。
标准中应明确规定染料溶液的pH测试方法和要求。
4.2. 化学稳定性阳离子染料在不同的条件下可能会发生分解、变色或失去活性。
标准中应包含对染料在不同环境下的化学稳定性要求。
4.3. 有害物质阳离子染料的生产和使用过程中可能会产生一些有害物质，如重金属离子。
标准中应规定对有害物质含量的限制要求。
5. 阳离子染料的应用标准阳离子染料在不同领域有不同的应用要求。
阳离子荧光染料的合成及其性能研究
ＤＰ Ｐ Ｂ的红 外 谱 图如 图 ２所 示 。在 １５ ９ｏ ６ ｎ 左 右 出 现 的 是 吡 啶 环 的 伸 缩 振 动 吸 收 峰 ， ７ １６ ４
ｇ Ｌ 元 明粉 ４ Ｌ 浴 比 １ １０ ／， ， ： ０ 。工 艺 流 程 见 图 １
（ Ｈ，ｙＣ ｄ Ｊ ． Ｈ ） ８ ０ ８（ Ｈ， Ｈ — Ｃ ｄ ４ Ｐ —Ｈ， ，６ ８ ｚ ， ． ７ ２ Ｃ Ｈ， ，
Ｊ６ ４ ｚ ， ． ８ ４ Ａ ． ｄ Ｊ７ ２ ） ７ ６ ５ １ ． Ｈ ） ７ ８ ０（ Ｈ， ｒ Ｈ， ， ． Ｈｚ ， ． ５
贴衬 织物 缝 合 ， 置人 ＷＡ Ｈ Ｅ — 耐 洗 色 牢 度 试 Ｓ Ｔ ＣＰ型 验机 中 ， 在规 定 的时 间与 温度下 ， 经机 械搅 拌 、 清洗 、 干燥 ； 色 织 物 耐 摩 擦 色 牢度 测 定 时 ， Ｇ ９０ 染 按 Ｂ ３２ －
阳离子 染料 是 腈 纶 纤 维 的 专 用 染 料 ¨ 。阳离 子 染 料 色 泽浓艳 ， 为诸 多增艳 酸性 染料 所不 及 ， 其是 金 尤
黄 、 和橙 等 品种 。 红
分 别 量 取 反 应 原 料 ４ 甲 基 吡 啶 （ ． ０ ｏ ， 一 ０ ２５ ｍ ｜ ２ ． Ｌ 和溴 乙烷 （ ． ０ ｌ１ ． ） 先 将溴 乙 ０ ０ｍ ） ０ ２ ５ｍｏ，５ ３ｍＬ ，
用 量 的增加 （ 于 ０ ２ ｏ ｆ 后 ） 其 上 染 率 却 呈 大 ．％ ｍ 之 ，
现 下 降的趋 势 ， 这可 能 是 因为 要 达 到 吸 附平 衡 需 要
一
图 ４为 阳离子 荧 光染 料 Ｄ Ｐ Ｐ Ｂ的 升温 上染 速 率 曲线 。腈纶 为疏水 性 纤维 ， 般 为三 元 共 聚物 ， 构 一 结
阳离子染料的名词解释
阳离子染料的名词解释阳离子染料是一种常见的染料类型，其分子结构具有带正电荷的离子性。
这类染料在化学结构上通常含有草酸、三苯甲烷等带阳离子基团的化合物。
阳离子染料具有许多独特的性质和广泛的应用领域。
一、阳离子染料的特性阳离子染料的最显著特点是其离子性质。
阳离子染料在水溶液中容易与阴离子结合，形成带电的分子结构，从而可以与纤维或其他材料表面上的带负电荷结合，实现染色效果。
这种特性使得阳离子染料在纺织、皮革、纸张等行业中得到广泛应用。
二、阳离子染料的应用领域1. 纺织行业阳离子染料在纺织行业中广泛应用于天然纤维（如棉、麻、丝）和合成纤维（如涤纶、锦纶）的染色过程中。
这些染料可以与纤维形成牢固的化学键合，使染色更加持久和耐洗，同时还能提供丰富多彩的色彩选择。
2. 皮革行业阳离子染料在皮革行业中也扮演着重要角色。
皮革染色往往需要耐久性较高的染料，以确保染色后的皮革在长期使用中不褪色或变色。
阳离子染料的离子性质使其能够渗透到皮革纤维的内部，与其形成稳定的化学键合，提供持久的染色效果。
3. 印刷和油墨行业阳离子染料在印刷和油墨行业中也得到广泛应用。
这些染料具有良好的色彩鲜艳度和覆盖性，并能与原材料中的填料等组分有效结合，提供明亮、持久的印刷效果。
4. 化妆品和个人护理产品阳离子染料也常用于化妆品和个人护理产品中。
例如，某些口红和指甲油中常含有阳离子染料，这些染料不仅能够提供丰富的颜色选择，还具有良好的耐久性和吸附性，使得化妆品在表面上能够更好地附着和持久。
三、阳离子染料的发展趋势随着环境保护意识的增强，对染料的要求也越来越高。
传统的染料制备方法通常涉及有害物质的使用与排放，这对环境造成了一定的负面影响。
因此，绿色和环保型阳离子染料的研究和开发成为当前的研究热点。
这些绿色阳离子染料采用环保原料，通过改进染料分子结构，实现对纤维的染色而不损害环境。
与此同时，近年来，有机太阳能电池等新兴领域的兴起也对阳离子染料提出了新的要求。
阳离子染料分类
阳离子染料分类阳离子染料分类一、直接染料直接染料是将整个染料分子转移到纤维上的染料，也称为吸附染料。
此类染料分子通常具有双官能团，一个叫作水合助剂，它能够吸附到纤维上，另一类叫作活性基团，它可与纤维上特定的基团结合，形成吸附性键，从而与纤维结合。
直接染料大部分都可以水洗掉，染物可以归类为偶氮染料、氨基染料、羧酸染料和烃类染料等等。
1、偶氮染料：偶氮染料是双官能团染料的一类，它们大多具有两个相距较近的氮原子，以共价键的形式连接在一起。
当偶氮染料分子吸附到纤维表面时，它们的氧键和羧酸酯键与纤维上的水分子起到了内吸引作用，而它们的另一端（也就是氮原子）则与纤维上的基团发生范式作用，形成极强的新键，从而吸附到纤维上。
2、氨基染料：氨基染料又称为临界染料，它的氨基结合到纤维表面的基团，形成新的键，从而达到染色的目的。
氨基染料上的官能团容易发生变化，使得氨基染料分子能够与纤维结合，氨基染料染色效果好，耐洗性强，但对白洁度要求较高，易受污染，容易胶结，不宜高温洗涤。
3、羧酸染料：羧酸染料又称醋酸染料，它们是在纤维表面形成的醋酸根和醋酸盐结合，从而把染料分子吸附到纤维表面，起到染色作用。
羧酸染料染色对洁净度要求较高，不宜和碱性染料混用，耐水湿性强，耐药液染色也很好。
羧酸染料染色的颜色比较暗，不宜用作深色染色。
4、烃类染料：烃类染料也叫做烃类配色剂，他们的分子由烃类基团和官能团组成，它们可以与蛋白质或核酸结合，从而在纤维表面形成聚集体，并起到染色的作用。
烃类染料具有饱和度强、颜色鲜艳、柔软、耐久性强等优点。
二、间接染料间接染料是通过把染料间接地转移到纤维上来实现染色的染料，也称为化学染料，它们是利用染料的氧键和羧酸酯键与纤维上的基团产生化学反应，从而达到染色的目的。
此类染料较直接染料不容易被水洗掉，染色颜色鲜艳持久，但染色过程较繁琐，不适用于大批次的工业生产。
1、吡啶类染料：吡啶类染料是丁醇烃类染料的一种，它们由含有氰基的吡啶主体结构和有官能团的配体组成，两者之间以酯键连接，使得染料在纤维上形成聚集体，从而达到染色的作用。
阳离子染料染色
分散型阳离子染料
＊阳离子染料与芳香族磺酸盐形成复合体 ； ＊降低阳离子染料的亲和力，提高其迁移性; ＊解决了阳离子染料与阴离子染料相容问题 ； ＊ 80℃以下染料呈非离子态，80℃以上复合体缓 慢解离，染料呈阳离子态。
二、 腈纶纤维的结构特点和染色性能
2、腈纶纤维的染色性能 （1）力学性能 由于纤维的准结晶结构，故在湿、高温条件下，腈 纶易变形，加工需在无张力或低张力下进行。 （2）耐热性能 ＊ Tg=80～100 ℃（水中：70～80℃） T>Tg时，染料上染速率剧增。 ＊腈纶纤维在高温下易泛黄，染色时应尽量避免高 温处理。
非共轭型阳离子染料
O
NHCH3 CH3SO4
-
O
CH3) NH CH2CH2CH2N ( 2
+
阳离子多为季铵离子，并固着在某一原子上， 所以又叫定域型或隔离型阳离子染料。 此类染料阳电荷集中，容易与纤维结合，上染 率高、匀染性差，日晒牢度很好，耐热性能较 好。
迁移型阳离子染料
＊在沸染过程中有优良的迁移性; ＊阳离子基团小，亲和力低，扩散速率高; ＊染中、淡色时匀染性极佳; ＊适用于腈纶膨体纱染色和腈纶织物匹染; ＊染料在名称后面标以“M”或“BM”。 如阳离子红M-RL。
第十一章 阳离子染料染色
一、概述
1、含水溶性基团，能直接溶于水； 2、色谱齐全，色泽浓艳； 3、染色牢度优良； 4、匀染性较差 ； 5、适用腈纶、阳离子可染涤纶染色。
二、 腈纶纤维的结构特点和染色性能
1、腈纶纤维的结构特点 第一单体 + 第二单体 + 第三单体 → 腈纶纤维
丙烯腈， 含量85% 以上，决 定纤维的 化学、物 理和机械 性能。 不饱和有 机酸酯，含 量 3%~12% ， 改善纤维手 感，提高纤 维柔韧性 不饱和有机 酸，含量在 1%~3% ， 改进纤维的 亲水性，提 高染料的染 色性。
阳离子染料的染色原理和染色性能
（3）恒温染色法
• 始终在85~95℃ 的恒温条件下进 行染色 45~90min， 待大部分染料吸 尽后再升温至 100℃染色。
（四）匀染性
• 实践：
• 最适宜温度97~105℃， • 高温下的延续时间为45~90min
• 浅色，温度可低些，时间可短 • 深色温度可提高，并延长染色时间 • 温度过高，手感硬，织物变形
• 拼色时，产生竞染现象 • 一种染料上染后会影响其它染料的上染速
率和上染百分率 • 要求：配伍，满足下式
M1t M 2t M 3t M1 M 2 M 3
（二）配伍性(相容性)
• 在拼色时要选用配伍值相等或相近的染料。 • 如果配伍性不一致，则在整个染色过程中，
色光随时间长短而变化，就难以获得色泽 始终一致的产品，容易产生色差。 • 配伍值与染料的结构有密切的关系 • 阳离子染料之间的配伍性能一般通过相互 比较而得到，目前应用最广的是配伍值， 符号是K。
（四）染性
• 3、中性电解质的应用 ：缓染作用
• 电解质会使纤维的ζ电位绝对值降低降低纤维对染料的 吸附速率。
• 它们的金属Na+ 离子能与染料阳离子竞染，金属离子 在染液中的扩散性和在纤维中的扩散性高于染料阳离 子，优先和纤维中的酸性基团结合，然后逐渐被对纤 维具有较大亲和力的染料阳离子所取代。
第三节 阳离子染料的染色原理和染色性能
一、阳离子染料的染色原理 二、阳离子染料的染色性能
一、阳离子染料的染色原理
• 腈纶上的酸性基团电离，使纤维带负电荷：
• 腈纶—COOH→腈纶—COO-+H+ • 腈纶—SO3H→腈纶—SO3-+H+
• 负电荷的腈纶与带正电的阳离染料之间产 生静电引力
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一、共轭阳离子染料
非定域阳离子染料
阳离子基团在染料母体中，并与染料发色体的 阳离子基团在染料母体中， 共轭体系贯通 所带阳离子电荷分散在共轭体系中，但位置不 所带阳离子电荷分散在共轭体系中， 固定 染料品种多，色泽鲜艳，得色量高 染料品种多，色泽鲜艳， 上染率、匀染性好 上染率、 耐晒、耐热性能较好 耐晒、 目前主要应用的品种
三、迁移型阳离子染料
开发目的：解决匀染问题、降低生产成本 开发目的：解决匀染问题、 特点：标有M或BM，如阳离子红 特点：标有 或 ，如阳离子红M-RL
阳离子基团小，亲合力低，扩散速率高 阳离子基团小，亲合力低， 在沸染过程中有优良的迁移性 适于腈纶膨体纱和腈纶织物匹染，中淡色匀染性极佳 适于腈纶膨体纱和腈纶织物匹染，
二、非共轭阳离子染料
定域型或隔离型阳离子染料
阳离子基团与染料发色体的共轭体系不贯通， 阳离子基团与染料发色体的共轭体系不贯通， 不参与共轭体系， 不参与共轭体系，由隔离基隔开 阳离子多为季铵离子，并固定在某一原子上 阳离子多为季铵离子， 阳电荷集中，容易与纤维结合 阳电荷集中， 上染率高、匀染性差 上染率高、 日晒牢度很好 耐热性能较好
染色工艺条件
温度80℃ 温度 ℃→100℃ ℃ 时间45~90min→10~25min 时间 缓染剂用量2~3%→0.1~1.5% 缓染剂用量 不同纤维可用同一染色方法
四、分散型阳离子染料
目的：降低亲和力，提高迁移性，解决阳 目的：降低亲和力，提高迁移性， 离子染料与阴离子染料不相容问题 方法：阳离子染料与芳香族磺酸盐形成复 方法： 合体 特点：标有 ，如阳离子黄 特点：标有SD，如阳离子黄SD-5GL
分 类
普通型：耐用洗， 普通型：耐用洗，耐晒 按应用分类 X型：对棉沾色少 型 M型：近年合成，中浅色 型 近年合成， 腈混纺织物， 棉/腈混纺织物，留白品种，用X型染料染色 腈混纺织物 留白品种， 型染料染色 表14-1（P350） （ ）
碱性品红
染料索引号：Basic violet 14(42510) 染料索引号： 外观：黄绿色闪光结晶 外观： 用途：用于腈纶、蚕丝、羊毛、皮革、纸张的染 用途：用于腈纶、蚕丝、羊毛、皮革、 色。
阳离子染料的分类
共轭阳离子染料 非共轭阳离子染料
据染料分子结℃以下，呈非离子分散状态，对纤维亲和力 ℃以下，呈非离子分散状态， 但可与分散染料一样吸附在纤维表面， 低，但可与分散染料一样吸附在纤维表面，并 能均匀地扩散和渗透
四、分散型阳离子染料
当温度高于 ，复合体缓慢解离，放出阳 当温度高于80，复合体缓慢解离， 离子，被纤维吸附，扩散进纤维， 离子，被纤维吸附，扩散进纤维，并与纤 维上的酸性基团以离子键结合， 维上的酸性基团以离子键结合，完成染色 过程 工艺简单，匀染性优良，耐热性优异，最 工艺简单，匀染性优良，耐热性优异， 终热定形不易变形， 终热定形不易变形，重现性好 与其他染料同浴染色时，不会形成沉淀 与其他染料同浴染色时， 用于腈纶（不加缓染剂）、腈纶混纺织物、 用于腈纶（不加缓染剂）、腈纶混纺织物、 ）、腈纶混纺织物 阳离子可染的涤纶、锦纶。 阳离子可染的涤纶、锦纶。
第二节 阳离子染料的结构分类及性能
阳离子染料
阳离子染料是一种色泽十分浓艳的水溶性 染料 在溶液中电离生成色素阳离子以及简单的 阴离子，是含酸性基团腈纶 腈纶纤维的专用染 阴离子，是含酸性基团腈纶纤维的专用染 料 阳离子染料染腈纶的特点
方法简单，操作容易 方法简单， 牢度好，色光鲜艳 牢度好， 卷染或浸染
碱性染料
碱性染料在溶液中电 离也生成色素阳离子， 离也生成色素阳离子， 是含伯胺、 是含伯胺、叔胺等碱 性基团的盐基性染料 色谱齐全 给色量高 能和蛋白质纤维中的 羧其成离子键， 羧其成离子键，可直 接染羊毛和蚕丝， 接染羊毛和蚕丝，但 牢度差， 牢度差，停用
碱性品绿
别名 盐基品绿，孔雀绿，碱性艳绿 别名: 盐基品绿，孔雀绿， 索引号 C.I.Basic Green 4(42000) 索引号: 主要用途：用于腈纶、蚕丝、羊毛、二醋纤等纤 主要用途：用于腈纶、蚕丝、羊毛、 维的染色，染腈纶牢度尚可。 维的染色，染腈纶牢度尚可。 外 观 : 绿色闪光晶体