第十章 分散染料

• 一般阴离子型的表面活性剂可以提高溶解度好几倍，有些非 离子型表面活性剂对分散染料的溶解度提高很多，但是它们 对温度十分敏感，那就是提高的程度随着温度升高而下降。
浊点：聚醚型的非离子型表面活性剂以其醚键中的氧原子与水中的氢原子以氢键 形式结合而溶于水。氢键结合力较弱，随温度升高而逐渐断裂，因而使表面活性 剂在水中的溶解度逐渐降低，达一定温度时转为不溶而析出成浑浊液。浊点与表 面活性剂分子中亲水基和亲油基质量比有一定关系。
第四节 分散染料的化学结构和染色性能
化学结构与染料颜色的关系
在偶氮分散染料中，染料颜色的深浅与染料分子的共轭系统以及它的偶极
性有关，染料分子偶极性的强弱又与重氮组份上取代基以及偶合组份上取代基的
性质有关。
式中，R1多为吸电子基团，如－NO2等；
R2、R3为H或吸电子基团，如－Cl、－CN、
－CF3、－NO2、－COOCH3等；R4、R5为H 或供电子基团，如－CH3、－OCH3、－ NHCOCH3等；R6、R7为H或－CH3、－OH、 －CN、－OCOCH3、－OC2H5等。
1, 5-二羟基-4, 8-二氨基蒽醌及其衍生物
OH O NH2 Br
NH2 O
NH2 Br
分散蓝 2BLN的两种组分
NH2 O OH
OH
O
OH
带杂环蒽醌型分散染料
O NH2 O C N C O NH2 O CH3
分散翠蓝HBF
第二节 分散染料的结构分类和商品加工
分散染料中缺乏纯绿色染料，因此绝大数为拼色。但下列 结构的却为优良的纯绿色染料。
O NHR COR'
该结构通式如下：
NH
O
其中R为H、Me。 R’为OCH3、OC2H5、NH2。 R"为吡唑基等。
N NR''
分散染料的结构分类
杂环类
乙烯型
O H5C2O N CH3 CH C C OC2H5 CN
CH2O(CH2)3 N CO C N CO CO N Cl
苯并咪唑型
硝基二苯胺型
分散染料在研磨和使用中,微小颗粒的分散体可能发生结晶

长大，聚集，凝聚等现象，影响染料的应用性能，因此要
选择合适的分散剂。常用的分散剂是萘磺酸与甲醛的缩合 产物，例如分散剂NNO。
第三节 分散染料的基本性质
溶解特性
分散染料的结构中有一定数量的非 离子极性基团，如－OH、－NH2、 －NHR等，决定了分散染料在染色
第十二章 分散染料
第一节 引言
分散染料是一类结构简单，水溶性低，在水中主要以微小颗粒成分散状态存
分散染料作为聚酯纤维的专用染料，须具备以下要求：
必须采用分子结构简单、相对分子质量小的染料。通常至多只能有两个苯环
具有与纤维相对应的疏水性。染料分子中往往引入非离子及－OH、－NH2等极 具有良好的耐热性和耐升华牢度。
分子中的>C＝O可以形成氢键结合：
O NO2 N N N H O H C CH2 Cel l
第三节 分散染料的基本性质
实际生产中，分散染料在涤纶上要获得深色需耗用大 量染料，这种染深色困难的原因主要是涤纶纤维的分子 结构太紧密，结晶度高,阻碍染料分子扩散.且涤纶纤维
表面光滑,对光的反射率高,因此涤纶织物难以染出深浓
分散染料的结构分类
例如分散黄棕2RFL的结构为：
Cl C2H4CN O2 N Cl N N N C2H4OCOCH3
这类染料如固定其偶合组分，改变其重氮组分，可以得到自黄到蓝的色 谱。固定重氮组分，变换偶合组分，对染料的色光有影响。
日本三菱公司的Dianix Blue KB-FS的结构为：
CN C2H5 O2N N N NHCOCH3 N C2H5
表面活性剂水溶液特性
定向吸附
在界面上发生定向吸附和在溶液 中形成胶束是表面活性剂的最重 要特性。
表面活性剂在水表面及水中的存在状态
“临界胶束浓度” (CMC: Critical Micelle Concentration) 水表面张力达到最低值时所对应的表面活性剂 浓度就叫 “临界胶束浓度”。 或表面活性分子缔合形成胶束的最低浓度。
• 重氮组份上有吸电子取代基，染料颜色加深，且加深的程 度随取代基的数目、位置、和吸电子的能力大小变化。 • 如果没有空间阻碍，吸电子取代基数目越多，吸电子能力 越强，深色效应越显著。 • 吸电子取代基在偶氮基的对位效果最强。 • 下述基团深色效应的强弱依次为： －NO2>－CN>－COCH3>－Cl>－H
第三节 分散染料的基本性质
染色特性
分散染料是属于非离子型的，但含有羟基、偶氮基、氨基
等极性基团，使染料分子带有适当的极性，赋予染料对涤纶的
染着能力。
分散染料的低水溶性是一个十分重要的性质，分散剂可以 提高染料的溶解度，但是分散染料在水中的溶解度不能过大，
否则不易染着涤纶。
• 分散染料对涤纶的染色过 程为：分散染料在水中主 要以微小颗粒成分散状态 存在，且染料微小晶体、 胶束中的染料和染浴中的 染料分子处于相互平衡之 中。染色时，染料分子吸 附在纤维表面，最后进入 纤维空隙（所谓自由体积 ）而向内部扩散。
NO2 NH SO2NH
氨基萘酰亚胺型
氨基萘醌亚胺型 苯二呋喃型
喹啉型
分散染料的结构分类
除以上三大类分散染料外，目前发展中的还有：
暂溶性分散染料——在结构中引进暂溶性基团，在染液中先呈水溶性，然后在
可聚合的高分子分散染料——结构中含有可聚合基团，通过这些基团的聚合，
溶剂型分散染料——在有机溶剂中有良好的溶解度，可用于制造转移印花纸用
R2 R1 R3 N N R5
R4 C2H4R6 N C2H4R7
式中，R1多为吸电子基团，如－NO2等；R2、R3为H 或吸电子基团，如－Cl、－CN、－CF3、－NO2、 －COOCH3等；R4、R5为H或供电子基团，如－CH3、 －OCH3、－NHCOCH3等；R6、R7为H或－CH3、－OH、 －CN、－OCOCH3、－OC2H5等。
染料、分散剂和其他助剂等与水混合均匀，配成浆状液，送入砂磨机进行砂磨， 直到取样观察细度并测试扩散性能达到合格．然后喷雾干燥，再经混配、标准
化，达到商品规格。

商品分散染料必须满足分散性、细度及稳定性三个方面的 要求，即：染料在水中能迅速分散，成为均匀稳定的胶体 状悬浮液；染料颗粒直径在1um左右；染料在放置及高温染 色时，不发生凝集和焦油化现象。
第三节 分散染料的基本性质
决定染色性能的基本因素是染料对纤维的相对亲和力、扩散特性和结合能力。
分散染料在涤纶中的扩散阻力很大，因此要在高温下进行染色。
分散染料对涤纶的染着，主要依靠分子间范德华力相互吸引。由于染料分子 结构上某些极性基团(如－OH、－NH2、－NHR等)的存在可以供给质子，与涤纶
鲜艳的色泽,尤其在常压下更难染色。
涤纶和分散染料之间的亲和力很小，所以要达到匀染的效
果，从理论上来讲应该是比较容易做到的。染色过程中， 染料的迁移性对减少色差有显著的影响。采用低迁移性染 料染色时，可以加入助剂，以促进染料迁移。
分散染料不仅分子结构较为简单，而且又不含电离性基 团，所以有一定的蒸汽压，易出现升华现象。升华的速率 与温度成正比。 分散染料具有这种独特的性能，因而可以 将其用于气相染色、热熔染色、转移印花和转移染色。但 这种性能又往往导致熨烫性能的下降。 凡是相对分子质量较小、极性基团较少的偶氮类及相对分 子质量较小的蒽醌类品种都是容易升华的染料，即升华牢 度较低。
O2N
表 11-1 染料结构
一些分散染料的物理性质
分子量 熔点 （℃） 颜色 （在醋 纤上） 在水中溶解度 （毫克/升） 25℃ 80℃
O2N
N N
OCH3 N N
N(C2H4OH)2
330
206
红
0.4
18.0
N(C2H5)2
327
139
红
< 0.1
1.2
条件下具有一定的微溶性，约为直 接染料的0.01％。
• 染料溶解度也会随分散剂浓度的增高而增大。
• 染料溶解度好坏除与染料大小、极性基团性质和数量、分 散剂性质和用量等因素有关外，还与染料颗粒大小和晶格 结构有关。
第三节 分散染料的基本性质
结晶现象
染料溶解时，优先得到溶解的是颗粒较小的，而大颗粒的染料却会吸附
从过饱和溶液中结晶出来的染料，结果是晶体逐渐增加。通过周期性的
分散染料的商品加工
合成的分散染料并不具备良好的应用性能，此时的染料称为原染料。原染料
根据不同的应用要求，进行不同的加工，并加入不同的助剂才能成为商品染料。 这些加工过程称为染料的商品化加工。
目前，分散染料最主要的加工工作是将原染料充分研磨，选择适当的助剂 （主要为分散剂）制成易于成高度分散和稳定悬浮液的染料商品。研磨时，将
这个染料的匀染性优良，提升力高，染色
牢度也不错。而且热熔染色时对温度的敏
感性较小。
分散染料的结构分类
2.双偶氮型——占整个分散染料的10％左右，它们结构通式为：
N R' m N Rn N N Ar
其中Ar为苯或萘或它们的衍生物
R为－H、－OCH3、－OH、－CH3、－Cl、－NO2等
R'为－H、－CH3、－OCH3、－NH2等 m、n为1-2。
第四节 分散染料的化学结构和染色性能
偶氮染料的偶合组分主要是N-取代苯胺衍生物，在氨基的邻位和间位引入取代基对颜色也 有影响，间位的影响比邻位更大一些。供电子基产生深色效应，吸电子基产生浅色效应， 与重氮组分的情况正好相反。
C2H5 N CH2CH2OH CH C S CH3 C2H5 N CH2CH2OH Cl N C N N N CH2CH2OH C2H5
328
O NH
148
蓝
< 0.2
< 0.2
第三节 分散染料的基本性质
分散染料在染色时仍必须借助分散剂才能均匀分散在染浴中。 分散剂除了能使染料以细小晶体分散在染液中呈稳定的悬浮
液外,分散剂与染料溶解度有十分密切的关系。
当超过临界胶束浓度后，还会形成微小的胶束，将部分染料 溶解在胶束中，发生所谓增溶现象，从而增加染料在溶液中的 表观浓度。
• 鲜艳度良好是蒽醌类染料的一个突出优点。从化学结构来说，它
分散染料的结构分类
• 以结构而言，蒽醌类分散染料可大致分为四类：
1-羟基-4-氨基蒽醌及其衍生物
O OH
O NH2 OCH3
1, 4-二氨基蒽醌及其衍生物
O
NH
CH3
O
NHSO2
CH3
分散蓝RRL
分散桃红R3L
分散染料的结构分类
由于偶氮基增多，增加了对纤维素纤维的亲和力。主要用高温染色法及 载体染色法染色，耐晒性能尚可，但升华牢度较差。如在分子中导入极 性基团或增加相对分子质量，可以提高染料的升华牢度。偶合组分上带 有杂环，能够改进染料的坚牢度。
分散染料的结构分类
蒽醌类
• 蒽醌类染料在整个分散染料中的比例在25％左右。这类染料色光
第一节 引言
分类方法
按化学结构分
偶氮类：分散染料 总量的一半以上为 单偶氮类
按应用性能分
主要是按升华性能 分，缺wenku.baidu.com统一的标 准，例如瑞士山德 士公司的Foron染料 分为E、SE、S三类
蒽醌类：占25%左右
第二节 分散染料的结构分类和商品加工
偶氮类
1．单偶氮型——相对分子质量一般为350~500，约占分散染料总量的50%。
λ
max =580nm （紫色）
O2N
λ
max
=600nm （蓝色）
λ
max =577nm （紫色）
第四节 分散染料的化学结构和染色性能
改变偶合组分氨基上的取代基，也会引起深色或浅色效应，例如：
升温和冷却，这种现象不仅加速而且更为剧烈。
在配制染液时，因为颗粒小的染料溶解度高，颗粒大的溶解度低，所以，
如果染液温度降低，易变成过饱和状态，已溶解的染料有可能析出或发 生晶体增长。
• 在实际染色过程中，由于染浴中的染料不断为涤纶染着而减 少，所以晶体增长情况并没有这样严重。但在染深色时，染 浴中存在着相当数量的染料，如果染浴温度不是逐渐下降而 是突然冷却，那么在饱和染浴中已溶解的染料就会在少量尚 未溶解的染料粒子周围结晶出来。 • 从实践中发现，染浴中的分散剂能起到稳定作用，并能抑制 染料晶体的增长，提高染料的分散稳定性。
O 2N
OCH3 N N N(C 2H 5OH)2
O NH2
360 239
155 211
红 蓝光红
7.1 0.2
240.2 7.5
由表可看出，具有－OH等极性基团
的染料溶解度较高，而分子量大、 含极性基团少的染料溶解度较低。
NH2 O NH2
O OH
NH2 O
NH2
268
> 300
蓝
0.9
6.0
O
NHCH3