《阳离子染料染色》PPT课件
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染整工艺原理(Ⅱ)课件：第7章 阳离子染料染色
→ 阳离子染料对腈纶纤维亲和力小； → 上染率低； →扩散性能好，即匀染性好；
7-3 阳离子染料染色工艺
一.对腈纶染色
工艺配方
✓ 阳离子染料 ✓ 匀染剂 ✓ 元明粉 ✓ 醋酸 ✓ （醋酸钠） ✓ 温度、时间
工艺因素分析 匀染性差控制
➢ 染料 ✓ K值大小←颜色深浅； ✓ K值相等→拼色
➢ 匀染剂（缓染剂） ✓ 元明粉----第一代缓染剂
老品种称为碱性染料，新品种称为阳离子染料
3. 应用特点
✓ 色泽鲜艳，牢度好； ✓ 移染性差，易染花； ✓ 染料配伍性很强。
配伍值K：阳离子染料对腈纶纤维亲和力大小与扩散性 能好坏的综合指标。 ✓ 染色对象 • 腈纶、CDP、ECDP纤维 • 纸张、草制品、竹制品
4.应用分类
➢ 普通型
匀染性较差 K =1～2 ➢X 型
✓ 处理条件：120℃、4min，接枝率为7-8%； ✓ 上染率大大提高，日晒牢度提高； ✓ 阴离子染料的上染率下降。
纯棉织物用CA、BTCA无甲醛防皱整理 ✓ 活性染料或直接染料上染率下降 ✓ 阳离子染料染色
三.粘胶织物染色 要求织物色光鲜艳 →其他染料均达不到要求。
➢ 问题 阳离子染料直接染色，上染率低，色牢度↓
➢ 温度控制
Tg为70～85℃
✓ ＜80℃，上染率很低； ✓ ＞85～100℃，温度提高→上染率↑↑
严格控制温度，1℃/4-6’
温度对不同第三单体腈纶上染速率的影响
不同第三单体上染速率不一致 1
弱酸性 上染率、上染速率： 弱酸性第三单体 ＜＜ 强酸性第三单体 不能混纺或合股
➢ 兰州石化：SF=2.3，金山石化：SF=2.6 ➢ 实际意义：
饱和值小（1.2-1.7），染浅、中色； 饱和值大（2.1-2.7），染深色。
7-3 阳离子染料染色工艺
一.对腈纶染色
工艺配方
✓ 阳离子染料 ✓ 匀染剂 ✓ 元明粉 ✓ 醋酸 ✓ （醋酸钠） ✓ 温度、时间
工艺因素分析 匀染性差控制
➢ 染料 ✓ K值大小←颜色深浅； ✓ K值相等→拼色
➢ 匀染剂（缓染剂） ✓ 元明粉----第一代缓染剂
老品种称为碱性染料，新品种称为阳离子染料
3. 应用特点
✓ 色泽鲜艳，牢度好； ✓ 移染性差，易染花； ✓ 染料配伍性很强。
配伍值K：阳离子染料对腈纶纤维亲和力大小与扩散性 能好坏的综合指标。 ✓ 染色对象 • 腈纶、CDP、ECDP纤维 • 纸张、草制品、竹制品
4.应用分类
➢ 普通型
匀染性较差 K =1～2 ➢X 型
✓ 处理条件：120℃、4min，接枝率为7-8%； ✓ 上染率大大提高，日晒牢度提高； ✓ 阴离子染料的上染率下降。
纯棉织物用CA、BTCA无甲醛防皱整理 ✓ 活性染料或直接染料上染率下降 ✓ 阳离子染料染色
三.粘胶织物染色 要求织物色光鲜艳 →其他染料均达不到要求。
➢ 问题 阳离子染料直接染色，上染率低，色牢度↓
➢ 温度控制
Tg为70～85℃
✓ ＜80℃，上染率很低； ✓ ＞85～100℃，温度提高→上染率↑↑
严格控制温度，1℃/4-6’
温度对不同第三单体腈纶上染速率的影响
不同第三单体上染速率不一致 1
弱酸性 上染率、上染速率： 弱酸性第三单体 ＜＜ 强酸性第三单体 不能混纺或合股
➢ 兰州石化：SF=2.3，金山石化：SF=2.6 ➢ 实际意义：
饱和值小（1.2-1.7），染浅、中色； 饱和值大（2.1-2.7），染深色。
第08章 阳离子染料染色
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.w.f.)来表示。 纤维染色饱和值([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
三、移染性
影响阳离子染料移染性的主要因素除染料本身 结构性能外，染浴温度、pH值、染色用助剂、染浴 中染料浓度等都会影响染料的移染性。
（二）连续轧染
连续轧染分为汽蒸轧染及热熔轧染两种。 汽蒸轧染液的组成：纤维膨化剂；不挥发性酸或释 浸轧→汽蒸→水洗 酸剂；防泳移剂等。
12
第五节 对可染改性涤纶的染色
阳离子染料可染改性涤纶克服了常规涤纶不易染 色的缺点，可采用阳离子染料进行染色。离子键结合。
一、阳离子染料可染改性涤纶的染色特性
引入染座，改善染色性能。二、三单体含量之和≤15%。
5
腈纶纵向无序，侧向有序，不存在真正的结晶结构， 而是一种准晶(蕴晶)状态。既无一般概念的无定形 区，也无严格的结晶区。 腈纶的准晶区和非晶区无严格的分 第二、三单体的加入， 界面，而是连续过渡、相互渗透。 也会使其构象变得不 规则，侧向有序度下 由于体积大、极性强的侧基 —— 氰基 的存在，当相邻氰基极性方向相同时， 降，纤维大分子链排 斥力大；极性相反时，相互吸引。斥 列的规整性及分子取 力和引力的存在，使纤维大分子主链 呈不规则螺旋状的立体构象，又叫螺 向度降低，有利于染 旋棒状构象。 料的上染和扩散。
(离子交换)
SO3-H+(或Na+)
SO3-D+
1 1 1 [D ] f K [D ]s [ S ] f [ S ] f
8
二、阳离子染料的染色机理
上染实质为离子交换作用。染料离子主要借助 于与纤维上的酸性基团以离子键作用上染。还 存在分子间力及较低的Zata电位(-44mV)作用。 扩散为自由体积模型，即阳离子染料从一个染 座上解吸下来，再吸附到另一个染座，并逐渐 向纤维内部扩散，在各染座间呈跳跃式的传递， 最后主要以离子键在纤维的染座上固着。
阳离子染料染色.pptx
ClSO3H 130℃ O
O NH2 SO3H Br2
O
O NH2 SO3H
O Br
第13页/共75页
胺化反应
目的
• 氨基是供电子基，在染料分子的共轭系统中引入氨基， 往往可使染料分子的颜色加深；
• 可以和纤维上的羟基、氨基，腈基等极性基团形成氢 键，提高染料的亲和力（或直接性）
• 通过芳伯胺重氮化，偶合，可合成一系列偶氮染料； • 通过氨基可以引入其他基团； • 生成杂环化合物。
HH OO
H OO
[H]
OO H
OO HH
OO H
NH2
H H 2 H2N--R H H
HH O O NHR
H H --2 H2O
H H O O NHR
HH
H HR ON
[O]
ON H HR
第18页/共75页
HR ON
ON HR
羟基化反应
目的
• 羟基本身是个助色团；
• 羟基能与纤维上的氨基，羟基形成氢键，可提 高染色牢度；
•
硝化
•
卤化
•
胺化反应
•
羟基化反应
•
烷基化和芳基化反应（Freidel-
Crafts）
• 考尔培（Kolbo-Schmitt）反应 • 氨基酰化反应 • 氧化反应 • 成环缩合反应
第3页/共75页
这些反应主要可归纳为三类反应，其一是亲电取代反应；
其二是芳环上已有取代基的亲核置换反应；其三是形成杂
环或新的碳环的反应，即成环缩合。一般讲利用亲电取代
芳
环
有
吸
电
子
基
（
主
要
是
－
C
O NH2 SO3H Br2
O
O NH2 SO3H
O Br
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胺化反应
目的
• 氨基是供电子基，在染料分子的共轭系统中引入氨基， 往往可使染料分子的颜色加深；
• 可以和纤维上的羟基、氨基，腈基等极性基团形成氢 键，提高染料的亲和力（或直接性）
• 通过芳伯胺重氮化，偶合，可合成一系列偶氮染料； • 通过氨基可以引入其他基团； • 生成杂环化合物。
HH OO
H OO
[H]
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OO HH
OO H
NH2
H H 2 H2N--R H H
HH O O NHR
H H --2 H2O
H H O O NHR
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H HR ON
[O]
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HR ON
ON HR
羟基化反应
目的
• 羟基本身是个助色团；
• 羟基能与纤维上的氨基，羟基形成氢键，可提 高染色牢度；
•
硝化
•
卤化
•
胺化反应
•
羟基化反应
•
烷基化和芳基化反应（Freidel-
Crafts）
• 考尔培（Kolbo-Schmitt）反应 • 氨基酰化反应 • 氧化反应 • 成环缩合反应
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这些反应主要可归纳为三类反应，其一是亲电取代反应；
其二是芳环上已有取代基的亲核置换反应；其三是形成杂
环或新的碳环的反应，即成环缩合。一般讲利用亲电取代
芳
环
有
吸
电
子
基
（
主
要
是
－
C
阳离子染色详解.pptx
短 • 理想的染色工艺
– 较快的升温速度 – 最短的染色时间 • 严格控制工艺条件，可保证染色效果
第37页/共56页
（三）、染色工艺
• 按染色的最高温度和对工艺过程中温度的 控制方式不同： 升温沸染法
染色工艺 恒温染色法 高温染色法 低温染色法
第38页/共56页
（一）控温法染色工艺
• 最常用的染色方法 • 从始染温度到沸点，要严格按工艺要求控
部分染料在此范围内完成上染，故为染料集中上 染区。 分段升温染色，越接近集中上染区，升温速率应 越慢，每个升温段应保温一定时间，以利于匀染 最高染色温度一般控制在98～105℃ 染色温度对染色饱和值没有显著影响
第23页/共56页
第24页/共56页
（3）缓染剂
改善阳离子染料的匀染性能 阳离子型：争夺染座，延缓上染 阴离子型：形成不稳定染料—助剂复合物，
• 纤维饱合值Sf：纤维上所能吸附的染料最大值
• 测试： • 用指定的标准染料（一般是相对分子质量为400、亲和力较高的纯孔雀绿）， • 在100℃，pH=4.5±0.2，浴比100:1，回流染色4小时或平衡上染百分率达到95
％时， • 100g腈纶上吸附的染料量[（染料重量/纤维重量）×100%] 。
染 对含羧酸基的腈纶影响更为显著，含磺酸
基的腈纶上染速率影响较小
第21页/共56页
pH值在4～6范围 内，大部分染料 和纤维性质稳定， 理想的在4.5～5.5 之间
在实际染色中， 采用缓冲体系来 保持染浴中pH值 的稳定
第22页/共56页
（2）温度的影响
在玻璃化温度以上时，上染速率会迅速增加 染色温度处于玻璃化温度以上10～15℃时，大
升温 – 或加入一定的缓染剂控制染色速率
– 较快的升温速度 – 最短的染色时间 • 严格控制工艺条件，可保证染色效果
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（三）、染色工艺
• 按染色的最高温度和对工艺过程中温度的 控制方式不同： 升温沸染法
染色工艺 恒温染色法 高温染色法 低温染色法
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（一）控温法染色工艺
• 最常用的染色方法 • 从始染温度到沸点，要严格按工艺要求控
部分染料在此范围内完成上染，故为染料集中上 染区。 分段升温染色，越接近集中上染区，升温速率应 越慢，每个升温段应保温一定时间，以利于匀染 最高染色温度一般控制在98～105℃ 染色温度对染色饱和值没有显著影响
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（3）缓染剂
改善阳离子染料的匀染性能 阳离子型：争夺染座，延缓上染 阴离子型：形成不稳定染料—助剂复合物，
• 纤维饱合值Sf：纤维上所能吸附的染料最大值
• 测试： • 用指定的标准染料（一般是相对分子质量为400、亲和力较高的纯孔雀绿）， • 在100℃，pH=4.5±0.2，浴比100:1，回流染色4小时或平衡上染百分率达到95
％时， • 100g腈纶上吸附的染料量[（染料重量/纤维重量）×100%] 。
染 对含羧酸基的腈纶影响更为显著，含磺酸
基的腈纶上染速率影响较小
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pH值在4～6范围 内，大部分染料 和纤维性质稳定， 理想的在4.5～5.5 之间
在实际染色中， 采用缓冲体系来 保持染浴中pH值 的稳定
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（2）温度的影响
在玻璃化温度以上时，上染速率会迅速增加 染色温度处于玻璃化温度以上10～15℃时，大
升温 – 或加入一定的缓染剂控制染色速率
阳离子染色详解课件
酸性阳离子染料主要用于羊毛、蚕丝等蛋白质纤维的染色，也可用于锦纶纤维的染色。
酸性阳离子染料具有较好的耐光、耐热和耐化学药剂性能，但染色时需要控制pH值 和电解质浓度。
活性阳离子染料
活性阳离子染料是一种具有反应 性基团的阳离子染料，可在纤维 上与羟基等基团发生化学反应而
固着。
活性阳离子染料具有色泽鲜艳、 色谱齐全、染色均匀等特点，主
阳离子染料的生产成本较高， 导致其市场价格也相对较高。
对水质要求高
阳离子染料在染色过程中需要 使用软水，否则会影响染色效果。
对pH值敏感
染色时需要严格控制pH值，否 则会影响颜色和染色效果。
对助剂要求高
为了提高染色效果和牢度，需 要使用特定的助剂。
改进方向与前景展望
研发新型阳离子染料 通过改进生产工艺和开发新型阳离子 染料，降低生产成本和提高性能。
鲜艳度高
阳离子染料具有较高的 鲜艳度和亮度，能赋予 织物鲜艳的色彩效果。
色谱齐全
阳离子染料拥有广泛的 色谱，几乎涵盖了所有 颜色，满足了各种颜色
的需求。
牢度高
相对于其他染料，阳离 子染料在织物上的附着
力较强，不易褪色。
适应性广
阳离子染料适用于各种 类型的纤维，包括天然
纤维和合成纤维。
缺点分析
成本较高
金属络合阳离子染料
金属络合阳离子染料是一种通过金属 离子与染料配位结合而成的阳离子染 料。
金属络合阳离子染料具有较好的耐光、 耐热和耐化学药剂性能，但染色时需 要控制金属离子的浓度和pH值。
金属络合阳离子染料具有色谱齐全、 色泽鲜艳、色光稳定等特点，主要用 于皮革、纸张等材料的染色。
03 阳离子染料的染色原理
棉织物的阳离子染色工艺
酸性阳离子染料具有较好的耐光、耐热和耐化学药剂性能，但染色时需要控制pH值 和电解质浓度。
活性阳离子染料
活性阳离子染料是一种具有反应 性基团的阳离子染料，可在纤维 上与羟基等基团发生化学反应而
固着。
活性阳离子染料具有色泽鲜艳、 色谱齐全、染色均匀等特点，主
阳离子染料的生产成本较高， 导致其市场价格也相对较高。
对水质要求高
阳离子染料在染色过程中需要 使用软水，否则会影响染色效果。
对pH值敏感
染色时需要严格控制pH值，否 则会影响颜色和染色效果。
对助剂要求高
为了提高染色效果和牢度，需 要使用特定的助剂。
改进方向与前景展望
研发新型阳离子染料 通过改进生产工艺和开发新型阳离子 染料，降低生产成本和提高性能。
鲜艳度高
阳离子染料具有较高的 鲜艳度和亮度，能赋予 织物鲜艳的色彩效果。
色谱齐全
阳离子染料拥有广泛的 色谱，几乎涵盖了所有 颜色，满足了各种颜色
的需求。
牢度高
相对于其他染料，阳离 子染料在织物上的附着
力较强，不易褪色。
适应性广
阳离子染料适用于各种 类型的纤维，包括天然
纤维和合成纤维。
缺点分析
成本较高
金属络合阳离子染料
金属络合阳离子染料是一种通过金属 离子与染料配位结合而成的阳离子染 料。
金属络合阳离子染料具有较好的耐光、 耐热和耐化学药剂性能，但染色时需 要控制金属离子的浓度和pH值。
金属络合阳离子染料具有色谱齐全、 色泽鲜艳、色光稳定等特点，主要用 于皮革、纸张等材料的染色。
03 阳离子染料的染色原理
棉织物的阳离子染色工艺
阳离子染料的结构分类及性能PPT资料(正式版)
性基团的盐基性染料 迁移型阳离子染料
阳离子多为季铵离子，并固定在某一原子上 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
• 色谱齐全 共轭阳离子染料
阳离子染料的结构分类及性能
• 给色量高 与其他染料同浴染色时，不会形成沉淀
外 观 : 绿色闪光晶体 阳离子基团小，亲合力低，扩散速率高
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
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
非共轭阳离子染料
当温度高于80，复合体缓慢解离，放出阳离子，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，完成染色过程
据染料分子结构特点 所带阳离子电荷分散在共轭体系中，但位置不固定
缓染剂用量2~3%→0.
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
普通型：耐用洗，耐晒 按应用分类 X型：对棉沾色少
维的染色，染腈纶牢度尚可。 外 观 : 绿色闪光晶体
碱性品红
• 染料索引号：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
阳电荷集中，容易与纤维结合
按应用分类 X型：对棉沾色少 按应用分类 X型：对棉沾色少
• 工艺简单，匀染性优良，耐热性优异，最 终热定形不易变形，重现性好
阳离子多为季铵离子，并固定在某一原子上 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
• 色谱齐全 共轭阳离子染料
阳离子染料的结构分类及性能
• 给色量高 与其他染料同浴染色时，不会形成沉淀
外 观 : 绿色闪光晶体 阳离子基团小，亲合力低，扩散速率高
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
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
非共轭阳离子染料
当温度高于80，复合体缓慢解离，放出阳离子，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，完成染色过程
据染料分子结构特点 所带阳离子电荷分散在共轭体系中，但位置不固定
缓染剂用量2~3%→0.
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
普通型：耐用洗，耐晒 按应用分类 X型：对棉沾色少
维的染色，染腈纶牢度尚可。 外 观 : 绿色闪光晶体
碱性品红
• 染料索引号：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
阳电荷集中，容易与纤维结合
按应用分类 X型：对棉沾色少 按应用分类 X型：对棉沾色少
• 工艺简单，匀染性优良，耐热性优异，最 终热定形不易变形，重现性好
《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》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。
《阳离子染料染色》课件
染色工艺流程
工艺流程
前处理
阳离子染料染色工艺流程包括前处理、染 色、后处理等步骤。
前处理包括退浆、煮练、漂白等工序，目 的是去除纤维表面的杂质，提高纤维的润 湿性和渗透性。
染色
后处理
染色过程中需要注意染液的浓度、温度、 pH值等参数，以及染色的时间和方式。
后处理包括水洗、柔软处理、防皱处理等 步骤，目的是去除多余的染料和化学药剂 ，提高织物的外观和手感。
根据阳离子染料的分子量，可以分为低分子量 和高分子量阳离子染料，不同分子量的阳离子 染料具有不同的染色性能和用途。
阳离子染料的用途
阳离子染料主要用于酸性纤维 的染色，如丝绸、羊毛、兔毛 等，也可用于合成纤维的染色 ，如涤纶、锦纶等。
阳离子染料可用于单色染色、 拼色染色、色织物染色等多种 染色工艺，具有广泛的用途。
智能染色技术
结合人工智能、大数据等先 进技术，实现染色过程的智 能化控制和管理，提高生产 效率和降低成本。
拓展应用领域
阳离子染料染色技术在纺织 、皮革、纸张等领域有广泛 应用，未来可进一步探索其 在其他领域的应用可能性。
REPORT
THANKS
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CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMARY
《阳离子染料染色》 PPT课件
目录
CONTENTS
• 引言 • 阳离子染料基础知识 • 染色原理与技术 • 染色效果与质量控制 • 应用案例与效果展示 • 安全与环保问题 • 总结与展望
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
《阳离子染料的染色》PPT课件
2021/3/3
4
①、变形性大：腈纶纤维在玻璃化温度以 上时，纤维显现的热塑性对压力和强力很 敏感，特别是湿热时很容易变形。所以此 时不能承受大的机械应力。生产中主要用 松弛设备加工，像浸染染色很少用轧染染 色。膨体纱就是利用纤维的热塑性。
②、高温泛黄：腈纶纤维在经较长时间的
高温处理时，结构发生变化而泛黄。泛黄
第十一章阳离子染料的染色
Cationic Dyes 第一节腈纶的结构特点和染色性
能
2021/3/3
1
一、腈纶的化学组成：
聚丙烯腈一般由三种单体组成P193-194
第一单体：丙烯腈（主体）85%以上
第二单体：丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯 或醋酸乙烯酯，占3-12% （结构主体） ； 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。
3.匀染性差（尤其是染浅色），需加匀 染剂。
4.主要用于聚丙烯腈纤维，也可用于改
性涤纶和改性锦纶的染色。
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5.分子结构中含有氨基或取代氨基等碱 性基团，能与阴离子成盐，易溶于水，
与纤维上阴离子形成盐式键，此处还 存在氢键、范德华力。
二、阳离子染料的发展：ห้องสมุดไป่ตู้
1855年问世，称盐基染料，后改名为碱 性染料，是最早出现的合成染料。
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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
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NO2
SO3H
SO3H
H 2SO<460℃
SO3H
180℃ 转位
94%H 2 SO
165℃ 4 SO3H
SO3H
H2SO4 SO3 20~55℃
SO3H
HO3S
SO3H
SO3H
SO3H H2SO4 SO3 HO3S
H2SO4 165C H2SO4 SO3 165C
SO3H SO3H
O SO3H
O SO3H
O2N
OH
NO2 NO2
Na2Sx OH-
O2N
OH NH2
NO2
NN
NH2 SO3H
Na2Sx OH-
H2N
NN
NH2 SO3H
从芳香族原料制得的中间体虽然品种繁多，但从 分子结构看，它们大多数是在芳烃环上含有一个或多 个取代基的芳烃衍生物。重要取代基有：－NH2、－N( CH2CH2OH)2、－OH、－OCH3、>C＝O、－NO2、－Br、 －Cl、－SO3Na、－COOH、＝N＋(CH3)2等。它们对染料 的颜色、溶解度、化学性质和染色性能均具有十分重 要的意义。
O
O NH2 SO3H
O Br
胺化反应
目的
• 氨基是供电子基，在染料分子的共轭系统中引入氨基，往 往可使染料分子的颜色加深；
• 可以和纤维上的羟基、氨基，腈基等极性基团形成氢键， 提高染料的亲和力（或直接性）
• 通过芳伯胺重氮化，偶合，可合成一系列偶氮染料； • 通过氨基可以引入其他基团； • 生成杂环化合物。
（Freidel-Crafts）
• 考尔培（Kolbo-Schmi tt）反应
• 氨基酰化反应 • 氧化反应 • 成环缩合反应
这些反应主要可归纳为三类反应，其一是亲电取代反应；其二 是芳环上已有取代基的亲核置换反应；其三是形成杂环或新的 碳环的反应，即成环缩合。一般讲利用亲电取代只能在芳环上 引入磺基、硝基、亚硝基、卤基、烷基、酰基、羰基和偶氮基 等取代基，而在芳环上氢原子的亲核取代反应有相当困难，因 此为了在芳环上引入－OH、－OR、－OAr、－NH2、－NHR、 －NR1R2、－CN、－SH等取代基常要用到这类芳环上已有取代 基的亲核置换反应。当芳环有吸电子基（主要是－Cl、—Br、 －SO3H、－N2＋Cl－和－NO2时，会使芳环上同它相连的碳原子 上的电子云密度比其他碳原子降低得更多一些。因此亲核质子 容易进攻这个已有吸电子基的碳原子并发生已有取代基的亲核
O
H2SO4 SO3
H2SO4 SO3
Hg 165℃
O
HO3S O
H
2
SO
O
O
4 SO
3
SO3H
O
140℃
H2SO4 SO3
SO3H
O
HO3S
O
硝化
• 在芳环上引入硝基地反应称为硝化
Ar-H + HNO3 • 目的
Ar-NO2 + H2O
1.作为制取氨基化合物的一条重要途径。
OH-
NH－NH
分子重排 H+
NH2
NH2
2.硝基是一个重要的发色团，利用它的极性，加 深染料颜色。 3.利用硝基的吸电子性，使芳环的其他取代基活 化，易于发生亲核置换反应。 硝化试剂和硝化反应 常用的硝化试剂有硝酸和混酸（硝酸和浓硫酸混合 物）。
NO2
混酸 35~50℃
卤化
• 可改善染色性能，提高染料的染色牢度。四溴靛蓝 的牢度比靛蓝好，色更加鲜艳，牢度好。
置换反应。
磺化(Sulfonation)
磺化目的
通过引入磺酸基赋予染料水溶性。
染料分子中的磺酸基能和蛋白质纤维上的－NH3+生 成颜色键结合而赋予染料对纤维的亲和力。
通过亲核置换，将引入的磺酸基置换成其他基团 ，如－OH、－NH2、－Cl、－NO2、－CN等，从而制备 象酚、胺、卤代物、硝基化合物、腈等一系列中间体 。在染料中间体合成中主要是－SO3Na经碱熔成－ONa 的反应。
• 磺化试剂和主要磺化法
磺化过程中磺酸基取代碳原子上的氢称为直接磺化；磺酸基 取代碳原子上的卤素和硝基称为间接磺化。常用的磺化试剂有 浓硫酸、发烟硫酸、三氧化硫和氯磺酸。
芳烃的磺化是一个可逆反应。磺化反应的难易取决于芳环上 取代基的性质。
CH3
CH3
CH3
H2SO 4
SO3H
NO2
H2SO4 SO3
为了构成染料的共轭体系并在分子中引入或形成 上述各种取代基团，苯、甲苯、萘、蒽醌、苊、芘、 咔唑等有机原料要经过磺化、硝化、卤化、氨化（引 入氨基）、羟基化、还原、氧化、烷化、柯尔培（Kol be）、弗－克（Friedel-Craft）、偶合等反应才能合成 染料。
重要的单元反应
• 磺化 • 硝化 • 卤化 • 胺化反应 • 羟基化反应 • 烷基化和芳基化反应
CH3 Cl2 hv
O NO2 Cl2
O
Cl 亲电取代
CH2Cl 自由基取代
O Cl 已有取代基的置换
O
NaNO2 HCl
CuCl2 HCl
NH2 SO3H
HO3S
N+Cl-
HO3S Cl
CCl3 HF
Cl
CF3 Cl
4-溴-1-氨基蒽醌-2-磺酸钠 O NH2
ClSO3H 130℃ O
O NH2 SO3H Br2
引入氨基的反应：硝基还原和氨解反应。
硝基还原反应：催化加氢还原、在电解质中用铁屑 还原、硫化碱还原和电解还原
NO2
H2 /Pt 或 Fe＋HCl SO3H
NH2 SO3H
Ar－NO2 [H] NaOH
Ar－N＝N－Ar [H] NaOH Ar－NH－NH－Ar H+ O
H2N－Ar－Ar－NH2
O2N
• 通过卤基（主要是－Cl、－Br）水解、醇解和氨化引 入其他基团，主要是－OH、－OR和－NH2
• 通过卤基，进行成环缩合反应，进一步合成染料
常用的卤化试剂有氯气、溴素，有时也常用盐酸加氧 化剂如NaClO、COCl2在反应中获得活性氯。在染料 合成中通过已有－Cl、－取代基地置换可引入－F。
Cl2 FeCl3
第二章中间体及重要的单元反应
• 引言 • 重要的单元反应 • 常用苯系、萘系及蒽醌中料 • 重氮化和偶合反应
引言
合成染料是最早反展起来的有机合成工业，它的品种 虽然非常之多，但是这些合成染料主要是由为数不多 的几种芳烃（苯、甲苯、二甲苯、萘和蒽醌等）作为 基本原料而制得的。从这些基本原料开始，要先经过 一系列化学反应把它们制成各种芳烃衍生物，然后再 进一步制成染料。习惯上，将这些还不具有染料特性 的芳烃衍生物叫做“染料中间体”简称“中间体”或“中料” 。