活性染料及染色12

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2.活性染料的结构、分类及染色性 能。
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教法设计 通过与直接染料做对比，突出活性染料的特点
教学教学 教学准备 多媒体课件、直接染料及活性染料染色布样
学
教学后记 重点讲述活性染料的结构、分类、染色性能
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教学内容与进程 （一）复习与提问（10 分钟） 1、直接染料的染色过程及机理。 2、直接染料的分类及个类别的特点。 3、直接染料固色的原因及方法。 （二）新课内容 1、活性染料的特点和概念。(了解) （20 分钟） 2、活性染料的结构、分类及染色性能。（掌握） （45 分钟） （三）小结（10 分钟） （四）作业与思考题（5 分钟） 1、活性染料从结构上看有何特点？ 2、常用国产活性染料有哪些类型？染料命名时尾注用什么字母区别？ 3、各类活性染料的分子结构有什么特点、反应的活泼性如何？
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1、 活性染料概述
1.1 活性染料的概念—— 活性染料是一类在化学结构上带有反应性基团（又称为活性基团）
的水溶性阴离子型染料。在染色过程中，染料结构上的活性基团能与 纤维素纤维上的羟基、蛋白质纤维及聚酰胺纤维上的氨基等发生化学 反应，在染料和纤维之间生成共价键结合，故活性染料也称为反应性 染料。 1.2 活性染料的特点——
(1)亚氨基(一NH-) ：用得最多，氮受二边吸电子基的影响比较活泼， 碱性较强时发生电离，影响反应性。 (2)甲亚氨基：亚甲氨基中的氢被甲基所取代，当活性基团相同时，用 N-甲亚氨基做桥基比亚氨基的活性高。 (3)甲酰胺基(一 CONH 一)：羰基的吸电子性，使染料的反应性较高。
作业与思考题
1、活性染料从结构上看有何特点？ 2、常用国产活性染料有哪些类型？染料命名时尾注用什么字母区别？ 3、各类活性染料的分子结构有什么特点、反Βιβλιοθήκη Baidu的活泼性如何？
水溶性基团是提供染料水溶性的基团，它决定了染料的水溶性能。 活性染料的水溶性基团一般为磺酸基(一 SO3Na) 。 2.2 活性染料的应用分类及其反应性 2.2.1 均三嗪基类活性染料
这类染料的活性基是卤代均三嗪的衍生物，架桥基通常是亚氨基， 离去基为卤基。可表示如下：
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均三嗪型活性染料可分为以下几种： （1）二氯均三嗪型 结构通式为：
2、活性染料的结构及分类
2.1 活性染料的化学结构通式 活性染料的化学结构通式可表示如下：S--D--B---Re
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式中：D——染料发色体系或称染料母体(Dye chramogen)； B——连接基或称架桥基(Bridge link)； Re——活性基或称反应基(Reactive group)； S——水溶性基团(Water solubiling group)。
其溶解度和稳定性较好，在酸性和中性溶液中非常稳定，即使煮 沸也不会水解。
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反应性介于 X 型和 K 型活性染料之间，固色时的碱剂浓度可与 X 型相仿，固色温度 60℃，也属于热固性活性染料，又称中温型活性染 料，但染料或染料一纤维结合键耐碱性水解的能力很差。
国产的 KN 型活性染料以及国外的雷玛素(Remazol)等商品染料均 属于这一类型。 2.2.3 双活性基类活性染料 （1）一氯均三嗪和β一乙烯砜硫酸酯 结构通式为：
这类染料的反应性、稳定性与 K 型染料相似，但固色率较高，染 料一纤维结合键的稳定性较好。
国产的 KE 型、KP 型、KD 型，国外的 Procion Supra 染料属于这 一类。KD 型活性染料的分子结构一般比较复杂，对纤维具有较高的
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亲和力，染料的它们是以范德华力、氢键、共价键的混合方式固着在 纤维上的，因此比较适用于粘胶纤维、蚕丝的染色。 2.2.4 卤代嘧啶基类活性染料
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差。 （2）一氯均三嗪型 结构通式为：
一氯均三嗪型活性染料是含有一个活泼氯原子的均三嗪型活性染 料，它们的反应性较低，稳定性较好，中性溶解时可加热至近沸而无 显著水解，固色需要在较强的碱剂（如 Na3PO4、NaOH）和较高的温 度（80 ℃ ）的条件下进行，因而又称为热固型染料。
国产的 K 型，国外的普施安(Procion)H、汽巴克隆(Cibacron)等牌 号的活性染料均属此类。部分国产 KD 型染料也属此类。 （3）一氟均三嗪型 近年来出现了氟代均三嗪型活性染料，如汽巴精化公司生产的商品名 为 Cibacron F 型活性染料即具有这种活性基团，其活泼性介于 X 型与 K 型之间，具有较高的反应性和固色率，与纤维素纤维的固色温度为 40~50℃，染料一纤维结合键的稳定性与一氯均三嗪型相似。 2.2.2 乙烯砜基类活性染料 这类染料的结构通式为：D-SO2CH20S03Na。
染料母体是活性染料的发色部分，它决定了染料的色泽、鲜艳度、 直接性、扩散性、日晒牢度等，同一母体可与不同活性基团相连接， 成为不同类型的商品染料。
活性基决定了染料的反应性及染料--纤维结合键的稳定性，与固 色率的高低也有很大关系。
架桥基是联结染料母体与活性基团的基团，它影响染料的反应性 能和染料―纤维共价结合键的稳定性。有些染料没有连接基，活性基 与染料母体直接相连。
活性染料分子结构简单，并含磺酸基，水溶性良好、对硬水有较 高的稳定性，具有染色方便、色泽鲜艳、色谱齐全、匀染性好、湿处 理牢度优良、价格较低等优点 ，因而广泛应用于纤维素纤维、蛋白质 纤维及聚酰胺纤维的染色及印花。 1.3 活性染料存在的问题：活性染料目前存在的主要问题是某些染料的 耐日晒、耐氯漂牢度及烟褪牢度较差，有些染料的利用率不高、贮存 稳定性较差等。
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讲义 纤维素纤维制品活性染料染色（1）
任务 2 活性染料染色 § 能力目标：能够设计、实施活性染料对纤维素纤维染色的工艺； 能够分析解决活性染料染色时的常见问题 § 知识目标：熟悉活性染料的定义，了解活性染料的应用分类及反 应性能，掌握活性染料的染色原理、染色工艺和染色方法。 § 重点与难点：活性染料对纤维素纤维的染色原理、染色工艺和染 色方法。 § 内容介绍： 概述
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2.3.3金属络合类：母体大多为偶氮结构，在偶氮基两侧邻位具有配位 基，能与铬铜钴等过渡金属离子发生络合。色谱为紫、蓝、棕、灰、 黑，耐酸性差，易色变。亲合力一般较高。 2.3.4酞菁类：母体为铜酞菁，颜色鲜艳、日晒牢度高、亲和力低、扩 散性差、反应性也较相同活性其的同类染料低。
2.4 活性染料的架桥基
卤代嘧啶型活性基又称为二嗪型活性基，按嘧啶基的氯原子数不 同又可以分为以下几种。 （1）三氯嘧啶型 结构通式为：
这类染料的反应性较低，染料一纤维结合键的耐酸、碱，耐水解性能 较好。 （2）二氟一氯嘧啶型 结构通式为：
国产的 F 型，国外的 Drimarene R、Levafix E--A、Levafix P--A 等 活性染料均属此类。其反应性较高，染料一纤维结合键耐酸、耐碱的 稳定性较好，但价格较高。
根据试验，这类染料在中性到弱酸性介质中，在氰胺类化合物的 存在下，经焙烘可与纤维素纤维发生键合反应。 2.2.5 其他活性基类活性染料
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（1）喹喔啉(quinoxaline)和哒嗪(Pyridazine) 其活泼性与二氯均三嗪相似，主要用于棉纤维的竭染染色。 （2）磷酸基型 近年来国外出现的 Proeion T 型活性染料以及国产的 P 型活性染料含有 磷酸基活性基团，磷酸基在高温下能在双氰胺的存在下，于 pH 值为 6 的弱酸性介质中与纤维素纤维的羟基发生共价键结合，故适用于分散 ／活性染料一浴法对涤棉混纺织物的染色。 （3）α- 卤代丙烯酰胺型 这类染料主要用于羊毛、蚕丝等蛋白质纤维的染色，水解速率低，染 色 牢 度 较 好 。 国 产 PW 型 ， 国 外 商 品 有 ganasol(X 为 Br) 和 Lanasyrein(X 为 C1) 。
这类染料的反应性较高，在较低的温度（室温）和碱性较弱（ph=10.5） 的条件下可与纤维素纤维反应，因此又称为普通型或冷染型活性染料。 国产的 X 型，进口的普施安(Procion)MX 等属于这一类。
该类染料的反应性较高，所以稳定性较差，特别在湿热条件下易 与水发生水解反应，因而失去与纤维反应的能力。在不同的 pH 值条 件下，染料的稳定性相差很大，在 pH 值为 6～8 时最为稳定。当 pH 值高于 9 或低于 5 时，水解速率提高。所以为了提高染料的贮存稳定 性，商品的染料中常加入如磷酸二氢铵和磷酸氢二铵的混合物以及尿 素等缓冲剂。
课题 项目二 任务 2 活性染料染色（1）
课次:12
授课日期
授课周/星期/节次
授课班级
授课地点
教 1. 能力目标：能根据活性染料的结构和分类，知道其染色及使用性能
学 2. 知识目标：了解活性染料的特点和概念、掌握活性染料的结构、分
目
类及染色性能。
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教 知识点
学
1.活性染料的特点和概念。
重难
教学目标
点点识 理 应 分综
这类染料分子中具有两个活性基，提高了纤维的反应概率，因此 染料的固色率得到了提高。两个反应性相异的活性基团的存在，扩大 了染色的温度范围，提高了竭染的重现性。
国 产 的 M 型 、 B 型 、 EF 型 ， 国 外 的 SumifixSupra 和 部 分 ProcionSupra 染料属于这一种。 （2）两个一氯均三嗪活性基
二氯均三嗪型活性染料在较低温度和碱性较弱的条件下上染纤维 时，其活性基只有一个氯原子参加反应，而在碱性较强和温度较高的 条件下，两个氯原子都能够发生反应，生成多种产物，但是水解产物 的比例将快速上升，所以其染色时，一般不宜采用较强碱性和较高温 度的工艺条件。
二氯均三嗪型活性染料的染料—纤维间耐酸性水解的稳定性较
2.3 活性染料的母体类型
活性染料的母体 大多数活性染料的母体结构类似于酸性染料或酸性媒染染料，通常有 偶氮类、蒽醌类、金属络合类和酞菁类等。 2.3.1 偶氮类：以单偶氮为主，因为双偶氮母体的染料亲和力较高，水 解染料不易洗除。活性染料中的黄、橙、红色等浅色染料多为此类。 2.3.2蒽醌类：主要是蓝色，此类活性染料颜色鲜艳、亲和力低、扩散 性好、日晒牢度较好、烟褪牢度较差。
一、活性染料的特点和概念。 二、活性染料的结构、分类及染色性能。 三、活性染料的染色过程及固色机理。 四、活性染料对纤维素纤维染色的方法及其工艺。 五、活性染料在新型纤维素纤维上应用。 六、活性染料染色牢度的特点。 七、活性染料染色的常见疵病及防治措施。
复习与提问 1、直接染料的染色过程及机理如何？ 2、直接染料的分类及个类别的特点。 3、直接染料固色的原因是什么？可以采用哪些方法？