功能染料
功能性染料
5.2几种重要的功能性染料
5.2.1光致变色色素
1、光致变色现象（photochromism）:指的是 物质（有机分子或无机晶体）受到光照射后， 其最大吸收波长（或反射光的波长）发生变 化的现象。 2、光致变色色素（ photochromisc colorant）: 具有上述性质的物质称为光致变色材料或光 致变色色素。
5.4感光材料用染料
彩色显影成色剂 成黄成色剂、成品红成色剂、成青成色剂
（5）制造成本要足够低。
5.2.1.1有机光致变色色素的种类
1、由共轭链变化导致变色
X N R2 hv1 O R1 R3 NO2 hv2, N+ R1 R2 O R3 X NO2 H
螺吡喃类
5.2.1.1有机光致变色色素的种类
2、有顺反式结构变化引起变色
N N
hv1 hv2
N N
偶氮类
5.2.1.1有机光致变色色素的种类
1、结构变化：晶体结构或晶体常数的改变； 有机化合物分子结构的变化；金属络合 物几何构型的变化。 2、热分解：由热分解引起颜色变化大多不 可逆。 3、化学反应：酸碱反应；电荷转移；质子 传递；螯合反应。是可逆的。
5.2.2.2无机热致变色材料
热变色材料
碘化汞（HgI2） 碘化银（AgI） 碘化汞银（Ag2HgI4） 碘化汞铜（Cu2HgI4） (2PbCO3/Pb(OH)2)+ZnS (NH4)2MnP2O7 [Ni(C5H6N)4](CNS)2 CoCl2/2C6H12N4/10H2O
一、三芳甲烷类热致变色色素
结晶紫内酯：
(CH3)2N C O C O N(CH3)2 (CH3)2N +H+ H+ C COOH N+(C)2
石墨烯及氧化石墨烯在纺织印染行业中的应用
2、作为织物后处理剂
石墨烯和氧化石墨烯还可以作为织物后处理剂，用于改善织物的性能。例如， 将氧化石墨烯作为后处理剂加入到棉织物中，可以显著提高织物的抗皱性和弹性， 同时还可以增加织物的厚度和重量。此外，石墨烯还可以用于制备透明、耐磨的 涂层，用于保护织物表面不受损伤。
结论
石墨烯和氧化石墨烯在纺织领域具有广泛的应用前景，可以为纺织品带来许 多新的功能和特性。尽管目前它们的制造成本还相对较高，但随着技术的不断进 步和规模化生产的实现，相信在不久的将来它们在纺织领域的应用将会越来越广 泛。
石墨烯在纺织印染行业中的应用
石墨烯具有优异的导热性、强度和透光性，在纺织印染行业中具有广泛的应 用。例如，在高温定型过程中，石墨烯可以作为耐高温材料，提高纺织品的定型 效果和稳定性。此外，石墨烯还具有出色的抗菌防臭性能，可以为纺织品添加额 外的保健功能。
具体应用方面，石墨烯在纺织品上的应用主要表现在以下几个方面：
结论与展望
综上所述，石墨烯和氧化石墨烯在纺织印染领域具有广泛的应用前景。这两 种材料凭借其独特的性质和优势，可以显著提高纺织品的性能和舒适度，同时为 智能纺织品领域提供新的发展机遇。尽管目前石墨烯和氧化石墨烯在纺织印染中 的应用还处于研究阶段，但随着技术的不断进步和应用的不断拓展，相信在不久 的将来，这两种材料将会成为纺织印染领域的常用材料，为纺织行业的发展注入 新的活力。
为了将石墨烯应用于纺织品，研究者们尝试了多种方法。其中，将石墨烯与 生物基聚合物复合是一种较为有效的方法。通过将石墨烯与纤维素、蛋白质等生 物基聚合物进行复合，可以制备出性能优异的石墨烯/生物基聚合物复合材料。 这种复合材料既保留了石墨烯的优点，又具有生物基聚合物的可持续性，因此在 纺织印染领域具有广阔的应用前景。
酞菁类功能性颜料结构及应用特性(续)
TT- T7 相互作用形成聚集体，相 反 ，在 非 周 边 a - 位 基 ）苯酚，在 碳 酸 钾 存 在 下 于 DMF介质中亲核取
(a -ZnTSPf) 的光谱中没有发现聚集作用，吸电子 代反应，制 备 3- [2,4, 6 - 三 （N，N- 二甲基氨基
磺酸取代基阻碍了聚集体的形成，显著地稳定了最 甲基）苯 氧 基 ] 邻 苯 二 甲 腈 化ຫໍສະໝຸດ 合 物 （3) 9so3-
a-ZnTSPc
(3-ZnTSPc
Vol. 58 N o .：
染料与染色 DYESTUFFS A N D C O L O R A T I O N
第 58卷第3 期
吸 收 、荧光光谱数据表明周边位置四个磺酸基 的 取 代 锌 酖 菁 季 铵 化 衍 生 物 的 制 备 。通 过 3 - 硝
锌 酞 菁 P-位 （p -ZnTSPc) 通过疏水性的锌酞菁环 基邻苯二甲腈与2,4, 6 - 彐 （N, N- 二甲基氨基甲
文 献 标 识 码 ：A
文章编号： 1 6 7 2 - 1 1 7 9 ( 2 0 2 1 ) 0 3 - 0 1 - 1 2
(接上期） 3. 2 制 备 酞 菁 衍 生 物 的 途 径
为 研 究 分 子 结 构 与 光 敏 特 性 的 关 系 ，改 进 光 敏 剂 的 应 用 特 性 ，通 常 制 备 不 同 的 金 属 酞 菁 的 取 代 衍 生 物 包 括 两 个 途 径 ：在 金 属 酞 菁 环 的 周 边 或 非 周 边 位置引人取代基，以及在分子轴向引入特定取代基 形成配位体或络合物. 3. 2. 1 在酞菁环的周边或非周边引人取代基
染料与染色V 〇l.58 No. 3
NC CN
周春隆
酞挣类功能性颜料结构及应用特性
染料的颜色与结构及功能染料简介解读
第 1 章染料的颜色与结构及功能染料简介学习目标 :①以量子概念，，分子激发理论阐述染料对光的选择吸收的原因。
②掌握染料颜色与染料分子结构的关系以及外界因素的影响。
③理解功能染料的概念，并熟悉荧光染料、夜光染料及变色染料的颜色产生机理。
④了解荧光染料、夜光染料及变色染料在纺织染整方面的应用，思考染料发展方向。
导言：早在 19 世纪 60 年代 W.H.Perkin 发明合成染料以后，人们对染料的颜色和结构的关系进行了深入的研究，并提出了各种理论。
量子力学的发展使人们对物质的结构的认识有了一个新的突破，此后人们开始从量子力学的角度来对染料的颜色和结构的关系进行研究。
在早期的颜色理论中，发色团及助色团理论的影响很大。
染料的颜色除了与染料本身结构有关外，还受到外界条件的影响。
随着科技的发展，功能染料在当今的社会发展中起到了越来越重要的作用。
荧光染料、夜光染料及变色染料在纺织染整方面的应用也得到很重要的发展。
1.1 光与色颜色是光线刺激了眼睛而在大脑中反映出来的一种主观感受。
它需要考虑到物理学和生理学两方面的因素。
光具有波粒二象性。
很早以前，麦克斯韦就提出了光具有电磁波的特性。
它由相互垂直的电场和磁场组成，其振幅以波动方式分别随时间和距离而变化。
1905 年，普朗克和爱因斯坦建立了一种与电磁辐射模型显然不同的微粒子理论。
这种理论把光看成是一束不连续的能量微粒或光子流，但它按麦克斯韦波动理论的波阵面速度传播。
现在我们知道，光既是一种波又是一种微粒，它具有波粒二象性。
光是一种电磁波，波长不同的光会使光的性质不同，从而引起不同的色觉。
波长为400nm-800nm的光按适当比例的混合后，照射到眼睛的视网膜上呈现的是白色。
使一束这样的混合光通过一个适当的棱镜或光栅，我们会看到连续的有色光谱，其色调主要以此为红、橙、黄、绿、蓝和紫。
这些有色光的波长从红到紫以依次递减。
因此，低能量的光子产生红色的感觉，高能量的光子产生紫色的感觉。
方酸简介
方酸染料是一类重要的功能性染料，它在太阳能电池、有机光导体、光记录介质、气敏传感器和荧光生物标识方面都有潜在的应用价值，与酞菁、苝酰胺和偶氮染料一起，被认为是当今比较重要的四类功能性染料。
文献报道方酸染料的研究主要集中在对二苯胺类方酸染料，对方酸菁染料的研究不够深入系统。
由于方酸菁染料在结构上与对二苯胺类方酸染料完全不同，因此系统研究方酸菁染料的结构、性能及其功能性应用在理论和实际应用方面都是十分有意义的。
本论文主要研究方向为：首先系列地合成方酸菁染料（吲哚啉方酸菁染料），然后研究它们的基本性质及其可能的功能性应用，并通过量子化学方法研究染料结构性能关系和探索染料分子设计原则。
1、方酸菁染料的合成及其结构表征〓合成了三个系列方酸染料化合物，两个系列为吲哚啉方酸菁染料，第三个系列为对二甲基苯胺类方酸染料。
两类吲哚啉方酸菁染料中，其中一类在吲哚啉氮原子引入丙磺酸三乙胺盐，并在吲哚啉环C-5位引入不同的取代基(-H,-CH〓,-OCH〓,-F,-Cl,-Br,-NO〓,-C0〓H)，丙磺酸三乙胺盐使染料具有好的水溶性，并且在有机溶剂中也有一定的溶解性。
另一类吲哚啉方酸菁染料是在吲哚啉氮原子上引入多种烷基，使染料具有好的脂溶性。
第三类方酸染料为取代的二甲基苯胺方酸染料。
我们试图合成在氨基的间位带有卤素的对二苯胺方酸染料，但是除了取代基F以外，Cl和Br均没有得到目标产物。
整个合成工作合成了36个中间体，共得到方酸染料化合物23个，其中有18个为新化合物。
元素分析、红外、〓H-NMR和〓C-NMR分析证明目标化合物的合成是成功的。
2、方酸菁染料的基本光物理性质及结构-性能关系在溶液状态，SQ染料吲哚啉C-5位取代基影响染料吸收光谱、发射光谱、荧光量子产率和荧光寿命。
取代基效应是电子诱导效应和π共轭效应的共同作用结果。
最大吸收波长和最大发射波长随取代基吸电子性增加而蓝移，随取代基给电子性增加而红移。
具有使染料π共轭体系增大的取代基使最大吸收和发射波长红移。
颜料和染料
+ HO N O
+ HCl
< 5 C。
N N Cl
+ 2 H2O
+ N N Cl
二. 偶合反应
芳香重氮族盐和酚类、芳胺作用，生成 偶氮化合物的反应称为偶合反应。
+ N N Cl
+
OH
NaOH/H2O 0 C。
N N
OH
对羟基偶氮苯
+ N N Cl
+
NH2
CH3COONa/H2O 0C
。
N N
重氮化与偶合反应
• 偶氮染料是分子中含有偶氮基发色团的一 类染料，它是合成染料中品种最多的染料。 在染料工业合成中产量占50%以上，在酸 性、冰染、直接、分散、活性、阳离子等 染料中大部分是偶氮染料。 重氮化和偶合反应是偶氮工业生产中的 两个基本反应。
重氮化与偶合反应
一.重氮化反应 芳香族伯胺和亚硝酸作用生成重氮盐的反 应称为重氮化。
化 学 组 成 有机芳香化合物 应用范围
有机或无机化合物
纺织品、纸张、皮 纺织品、油墨、油漆、 革、食品 涂料
第一节 染料
• 染料：在一定的介质中，能使纤维或其他物质牢固着色的
化合物。
1.1 概 述
•染料：是能使其它物质获得鲜明而坚牢色 泽的化合物。
•来源：早期的染料主要来自天然动植物 。
•目前合成染料已经取代了天然染料，品种 已达8600多种。
HN
苯基重氮氨基苯
N N
NH2
对氨基偶氮苯
重氮化
由芳香族伯胺和亚硝酸作用生成重氮化 合物的反应称为重氮化。 重氮化反应的基本方程式为：
• 合成注意事项： • 重氮盐温度较高时易分解，故重氮化反应常 在低温下进行。 • 重氮化反应须保持强酸性条件，以避免生成 的重氮盐与未起反应的芳胺发生偶合反应。
染料化学工艺学-概述说明以及解释
染料化学工艺学-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容：染料是一种用于给纤维、皮革、纸张、塑料等物质着色的化学物质。
作为一门应用化学学科，染料化学工艺学主要研究染料的制备工艺以及其在不同材料上的应用。
染料可以按照其化学结构、用途以及染色的方法进行分类。
根据化学结构，染料可以分为合成染料和天然染料两类。
合成染料主要是通过化学反应将染料前体转化为染料分子，具有较高的染色稳定性和丰富的颜色选择。
而天然染料则是从动物、植物等天然材料中提取的染色物质，通常具有较为天然和柔和的颜色效果。
染料的制备工艺包括染料前体的合成和染料分子的调整。
染料前体的合成是指通过化学反应合成染料分子的前体化合物，包括染料分子中的色基和附基的合成。
而染料分子的调整则是通过改变分子结构和取代基的选择来调整染料的色相和染色性能。
染料化学工艺学在纺织、印染、化妆品等行业中具有重要应用。
它不仅使人们能够获得多样化的色彩选择，还提高了染色的效率和稳定性。
同时，染料化学工艺学也是一门跨学科的学科，涉及有机化学、材料科学、色彩学等多个领域的知识，为相关领域的研究和发展提供了重要的支持。
本文将从染料的定义和分类以及染料的制备工艺两个方面进行详细介绍，并在结论部分对染料化学工艺学的发展前景进行展望。
通过对染料化学工艺学的研究和应用，我们可以更好地理解染料的制备与应用，并为相关行业的发展做出贡献。
文章结构本篇文章主要围绕染料化学工艺学展开，目的是为了深入了解染料的制备工艺以及其定义和分类。
全文主要分为引言、正文和结论三个部分。
1. 引言部分主要包括概述、文章结构和目的三个方面。
1.1 概述：对染料化学工艺学进行简要概括，介绍染料在日常生活和工业中的广泛应用，以及由此引发对染料制备工艺的研究需求。
1.2 文章结构：明确文章的整体结构安排，简要介绍各个部分的主要内容，为读者提供整篇文章的框架。
1.3 目的：明确本文的研究目的，旨在系统地介绍染料的制备工艺，帮助读者全面了解染料化学工艺学的相关知识。
第五章 功能性染料ppt课件
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5.2 热致变色色素
无机热致变色材料的变色机理主要有： 1、晶型转变：
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18
5.2 热致变色色素
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19
5.2 热致变色色素
2、热分解分子结构改变机理
含有内结晶水的Cu、Co、Ni等的无机盐类可逆热致 变色材料的变色主要是由物质分子结构改变引起的，即 物质被加热到一定温度时失去结晶水而引起颜色变化， 当冷却时其重新吸收环境中的水汽，逐渐恢复到原来的 颜色。
26
5.2.2 有机热致变色材料
三芳甲烷类热致变色色素
(H3C)3N
N(CH3)3
C O CO
N(CH) 33
无色
+ H+ - H+
(H3C)3N
N(CH3)3
CH
COOH
N(CH) 33
蓝色
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27
5.2.2 有机热致变色材料
荧烷类热致变色色素
+ (C 4H 9)2N
O C l
CO
N
显色剂主要分为无机类和有机类： 无机类主要是一些酸性白土或活性白土以及高岭土、 铝镁硅酸盐类。 常用有机类显色剂主要有：酚羟基化合物及其衍生物， 如双酚A、对羟基苯甲酸苄酯、4-羟基香豆素等；羧基 化合物及其衍生物，如己酸、辛酸、硬脂酸、对苯二甲 酸及一些可以提供质子的路易斯酸等。
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29
4、有机磷光材料：
有机磷光材料是很有竞争力的发光材料，有广阔的应用前景，他的 研究应该说方兴未艾。主要的磷光材料是卟啉类和重金属铱的配合物 两种。
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43
5.5 光盘用色素
1、光盘的类型：
染料敏化剂的功能主治
染料敏化剂的功能主治1. 引言染料敏化剂是一类常用于染料敏化太阳能电池中的物质，其具有很多功能和主治。
本文将详细介绍染料敏化剂的功能主治，并以列点的方式生成文档内容。
2. 染料敏化剂的功能主治以下是染料敏化剂常见的功能和主治：1.提升电池的光电转换效率：–染料敏化剂能够吸收太阳光，并将其转化成电能，从而提高太阳能电池的光电转换效率；–染料敏化剂通过光电转换过程中的电子传输，将光能转化为电能，提高电池的发电效率。
2.实现太阳能的高效利用：–染料敏化剂可以使太阳能电池在不同光强下都能产生较高的电流输出；–染料敏化剂可以提高太阳能电池对太阳光谱中不同波长光的吸收效率，实现太阳能的高效利用。
3.抗氧化作用：–染料敏化剂具有抗氧化的功能，能够延缓太阳能电池的老化速度；–染料敏化剂的抗氧化作用有助于太阳能电池在长时间使用过程中的稳定性和寿命。
4.增强太阳能电池的稳定性：–染料敏化剂可以增加太阳能电池的稳定性，保持其长时间的高效发电；–染料敏化剂的降解速度较慢，可以增加太阳能电池的使用寿命。
5.调节电池的光吸收特性：–染料敏化剂可以调节太阳能电池的光吸收特性，使其在不同光强下都能有较好的发电效果；–染料敏化剂可以通过调整自身的结构和组分，改善太阳能电池的光吸收谱，提高光照条件下的发电效率。
6.实现染料敏化太阳能电池的多色响应：–染料敏化剂能够使染料敏化太阳能电池实现多色响应，提高其应用领域的多样性；–染料敏化剂的多色响应能力可以使太阳能电池在不同环境下都能有较高的发电效率。
3. 结论染料敏化剂作为染料敏化太阳能电池的重要组分，具有提升电池的光电转换效率、实现太阳能的高效利用、抗氧化作用、增强电池的稳定性、调节光吸收特性以及实现多色响应等多个功能和主治。
这些功能使得染料敏化剂成为太阳能领域中不可或缺的重要材料。
注意：本文所述功能主治仅为染料敏化剂在染料敏化太阳能电池中的典型应用，实际应用中还存在其他功能和主治。
z2006-药用植物染料的特征和功能实现_I_药性_颜色与染色
第19卷第1期武汉科技学院学报V ol.19 No.1 2006年01月 JOURNAL OF WUHAN UNIVERSITY OF SCIENCE AND ENGINEERING Jan. 2006药用植物染料的特征和功能实现(I)：药性、颜色与染色柯贵珍1,2，于伟东2,1，徐卫林1（1 武汉科技学院纺织与材料学院，湖北武汉 430074；2 东华大学纺织材料与技术实验室，上海 200051）摘要：对植物染料以有效成分的化学结构进行分类，重点介绍了常见药用植物染料的功效和色素的提取，及其在纺织品染色上的应用。
关键词：植物染料；药用；染色性中图分类号：TS190 文献标识码：A 文章编号：1009－5160(2006)－0043－04在合成染料问世以前，一切色彩均来自自然。
合成染料以其丰富的色泽和优良的染色牢度逐渐取代了天然染料在织物染色中的应用。
而合成染料的生产及其本身都存在许多问题。
德国在1994年就建立标准，规范和禁止纺织品中使用以联苯胺为代表的20种致癌芳香胺以及可分解出这些芳香胺的偶氮染料；其他欧美国家也相继制定了系列生态纺织品标准，限制了合成染料的使用[1]。
天然染料因此并由于其良好的环境相容性和药物保健性能，又引起人们的关注。
天然染料大多来源于植物、矿物、动物和微生物，其中又以植物染料为主。
而很多用来提取染料的植物本身就是中草药。
中国药典1985年版收载植物药材554种，其中包括同属种和变种植物药163种，其中有些植物种类药和染色植物种类完全一致。
药典和本草记载的有关染色植物有红花、栀子、蓼蓝、姜黄、苏木、五加皮、紫草、郁金、茜草、皂荚、大血藤、光叶菝葜、葡萄、橘红、金缨子等15种[2]。
这些植物染料大多具有消炎杀菌的功效，来源也很广泛，现代纺织品可以利用这些药用植物染料作为天然抗菌整理剂，生产绿色保健服装[3]。
药用植物染料从其有效成分的化学结构上看，可分为靛类、蒽醌类、黄酮类、生物碱类，多酚类、苯并吡喃类、二酮类、类胡萝卜素类等[4]。
活性染料优缺点及功能用途介绍
扩散。染液中加入电解质，染料的扩散系数下降。 测定染料的扩散性能通常采用薄膜法。取粘胶
薄膜(玻璃纸)浸入蒸馏水中，浸前厚度为2.4丝，浸 渍24小时后厚度为4.5丝。测定时将此薄膜根据需要 叠成一定厚度，压在玻璃板下去除气泡。然后夹在 中间有橡皮垫圈的两块夹板中，其中有一块夹板中 间有一圆孔，染液只能通过此孔向薄膜层里扩散， 将夹板薄膜浸没在20℃的染液中静置1小时，然后取 出用水冲洗，观察 时间短，扩散层数多。
3．直接性 直接性是指活性染料在染液中被纤维吸收的能 力。溶解度大的活性染料往往直接性较低，连续轧 染和印花应选用直接性低的品种。浴比大的染色设 备如绳状匹染和绞纱染色，应优先采用直接性高的 染料。轧卷（冷轧堆）染色法，染液是通过浸轧转 移到纤维上去的，也以直接性稍低的染料容易得到 匀染，前后色差少，水解染料容易洗净。
Market 市场动态
活性染料优缺点及功能用途介绍
活性染料，又称反应性染料，为在染色时与纤 维起化学反应的一类染料。这类染料分子中含有能 与纤维发生化学反应的基团，染色时染料与纤维反 应，二者之间形成共价键，成为整体，使耐洗和耐 摩擦牢度提高。活性染料是一类新型染料。1956年 英国首先生产了Procion牌号的活性染料。活性染料 分子包括母体染料和活性基两个主要组成部分，能 与纤维反应的基团称为活性基。
48 2019.06
网印工业
Screen Printing Industry
Market 市场动态
选择之一。 2．活性染料能用经济的染色工艺和简单的染色
操作获得高水平的各项坚牢性能特别是湿牢度。 3．活性染料的色谱广、色泽鲜艳、性能优异、
适用性强，其色相和性能基本上与市场对纤维和衣 料的要求相适应。
网印工业
可见光吸波材料
可见光吸波材料，也被称为可见光吸收染料，是近年来染料化学领域中研究得较多的功能染料之一。
这类染料具有广泛的应用市场和巨大的应用潜力，可以用作增感染料、可擦式光盘用光致变色化合物、一次性写入式光存储材料、光动力疗法中的光敏剂、激光防护吸收染料以及电子照相用红外吸收染料等。
随着激光在军事和民用领域应用的不断扩大，激光防护需求日益凸显。
因此，研究和开发高效的可见光吸波材料具有重要意义。
目前，上海交通大学的研究人员通过实验发现了一种航空航天级、≈2.0微米厚的层次式珊瑚结构氮化钛（珊瑚-TiN）等离子体异质材料。
这种材料在可见光到长波红外（0.25-25微米）范围内有超过90%的全方位吸收。
这种宽带吸波材料需要具有较强的透过薄层结构的吸波能力以获得高信噪比，以及在恶劣环境下的制造可扩展性和服务可靠性以满足实际应用。
此外，常见的吸光材料还包括铁磁性材料（（如铁氧体、镍锌铁氧体等）、石墨、金属（（如铁、铜、铝等）、吸波材料（（如聚苯乙烯泡沫、聚氨酯泡沫、聚氨酯复合材料等）以及碳材料（（如碳纤维、碳黑等）。
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染料化学课后习题答案
染料化学课后习题答案第一章一. 何谓染料以及构成染料的条件是什么试述染料与颜料的异同点;答：染料是能将纤维或其他基质染成一定颜色的有色有机化合物;成为染料需要具备以下两个条件：1可溶于水,或者可在染色时转变成可溶状态,对纤维有一定的亲合力;2能够使纤维着色,且上染后具有一定的染色牢度;染料与颜料的相同点：都可以用于纤维或基质的着色不同点：染料主要用于纺织物的染色和印花,它们大多可溶于水,有的可在染色时转变成可溶状态;染料可直接或通过某些媒介物质与纤维发生物理的和化学的结合而染着在纤维上;染料主要的应用领域是各种纺织纤维的着色,同时也广泛地应用于塑料、橡胶、油墨、皮革、食品、造纸等工业;颜料是不溶于水和一般有机溶剂的有机或无机有色化合物;它们主要用于油漆、油墨、橡胶、塑料以及合成纤维原液的着色,也可用于纺织物的染色及印花;颜料本身对纤维没有染着能力,使用时是通过高分子粘合剂的作用,将颜料的微小颗粒粘着在纤维的表面或内部;二．试述染料和颜料的分类方法；写出各类纺织纤维染色适用的染料按应用分类;答：染料分类：1.按化学结构分类分为：偶氮染料、蒽醌染料、芳甲烷染料、靛族染料、硫化染料、酞菁染料、硝基和亚硝基染料,此外还有其他结构类型的染料,如甲川和多甲川类染料、二苯乙烯类染料以及各种杂环类染料等;2. 按应用性能分为：直接染料、酸性染料、阳离子染料、活性染料、不溶性偶氮染料、分散染料、还原染料、硫化染料、缩聚染料、荧光增白剂,此外,还有用于纺织品的氧化染料如苯胺黑、溶剂染料、丙纶染料以及用于食品的食用色素等;颜料分类：颜料可根据所含的化合物的类别来分类：无机颜料可细分为氧化物、铬酸盐、硫酸盐、碳酸盐、硅酸盐、硼酸盐、钼酸盐、磷酸盐、钒酸盐、铁氰酸盐、氢氧化物、硫化物、金属等;有机颜料可按化合物的化学结构分为偶氮颜料、酞菁颜料、蒽醌、靛族、喹吖啶酮等多环颜料、芳甲烷系颜料等;从生产制造角度来分类可分为钛系颜料、铁系颜料、铬系颜料、橡胶用颜料、陶瓷及搪瓷用颜料、医药化学品用颜料、美术颜料等等;纺织纤维按其来源可以分为3类,植物纤维,动物纤维,合成纤维；对于植物纤维,如棉,麻可用直接染料,活性染料,还原染料,不溶性偶氮染料,硫化染料,缩聚染料进行染色;对于动物纤维,如羊毛,蚕丝可以用酸性染料,中性染料,媒染染料,活性染料进行着色;合成纤维,常见的有涤纶,锦纶,腈纶,涤纶可以用分散染料染色,锦纶可以用酸性染料染色,腈纶可以用阳离子染料染色;三．按染料应用分类,列表说明各类染料的结构和性质特点、染色对象、方法;答：如下表所示,四．试述现代染料工业的发展历程以及目前的发展前沿;答：略;五．何谓染料的商品化加工举例说明染料商品化加工的作用和重要性;答：原染料经过混合、研磨,并加以一定数量的填充剂和助剂加工处理成商品染料,使染料达到标准化的过程称染料商品化加工;染料商品化加工对稳定染料成品的质量、提升染料的应用性能和产品质量至关重要;对非水溶性染料如分散染料、还原染料要求能在水中迅速扩散,成为均匀稳定的胶体状悬浮液,染料颗粒的平均粒径在1m10-6m左右;因此,在商品化加工过程中加入扩散剂、分散剂和润湿剂等一起进行研磨,达到所要求的分散度后,加工成液状或粉状产品,最后进行标准化混合,从而达到直接应用于生产;六.何谓染色牢度,主要有哪些指标来评价染料的染色牢度答：习惯上,将纺织物上的染料在服用或加工处理过程中经受各种因素的作用而在不同程度上能保持其原来色泽的性能叫做染色牢度;染料在纺织物上所受外界因素作用的性质不同,就有各种相应的染色牢度,例如日晒、皂洗、气候、氯漂、摩擦、汗渍、耐光、熨烫牢度以及毛织物上的耐缩绒和分散染料的升华牢度等;七.何谓功能染料试述功能染料在功能纺织品和生物医疗中的应用;答：功能性染料是一类具有特殊功能或应用性能的染料,这种特殊功能指的是染料用于着色用途以外的性能,通常都与近代高、新技术领域关联的光、电、热、化学、生化等性质相关;功能染料在功能纺织品中的应用：功能染料已经在纺织印染行业中进入实用阶段或已显示出其潜在的应用前景;目前主要应用和研究的有：1.光变色染料和颜料：具有光致变色即颜色随光照而变化性的染料或颜料;2.荧光染料和颜料：能在可见光范围强烈吸收和辐射出荧光的染料;而荧光颜料实质上是颗粒很细的荧光染料的树脂固溶体;3.红外线吸收染料和红外线伪装染料：红外线吸收染料是指对红外线有较强吸收的染料,被用于太阳能转换和贮存；红外线伪装染料或颜料指的是红外线吸收特性和自然环境相似的一些具有特定颜色的染料,可以伪装所染物体,使物体不易被红外线观察所发现,主要用于军事装备和作战人员的伪装;4.热变色染料和颜料：具有热敏变色性的染料和颜料已越来越多地用于纺织品的染色和印花;5.湿敏涂料：由钴盐制成的无机涂料;6.有色聚合物：可用于塑料或纤维的原液中着色和纺织品的涂层和印花;由于功能高分子染料耐高温性,耐溶剂性和耐迁移性,特别适用于纤维及其织物的着色,可提高被染物的耐摩擦性和耐洗涤性；由于有色聚合物的耐迁移性能优异,安全性高,可用于食品包装材料、玩具、医疗用品等的染色;此外,还应用于皮革染色、彩色胶片和光盘等染色;7.远红外保温涂料：由具有很强的发射红外线的特性的无机陶瓷粉末以及一些镁铝硅酸盐加工而成;主要用于加工阳光蓄热保温织物;此外,通过涂料印花或涂层加工,还可赋予织物发射红外线的功能,使织物具备良好的隔热性或保温性;功能染料在生物医疗中的应用：功能染料在生物医疗中的应用主要是通过物理作用或者化学反应将染料分子引入生物大分子的主链或侧链上,染料和底物在分子水平上的结合只要极少量染料便可获得所需的颜色深度,或者发出较强的荧光,从而衍生出生物医学用色素;这类色素的种类有多种,主要是荧光探针、DNA测序用荧光染料和光动力学治疗用色素;第二章一、何谓染料中料有哪些常用的中料,它们主要通过哪几类反应来合成的试写出下列中料的合成途径从芳烃开始二、1．OH NH2SO3NaNaO3S 2.CH CHSO3Na NaO3SNO2O2N3.CHCCNNCH3HO4. OHNH2NaO3S 5. OHNaO3S NH26.OONH2NH27. OOOHOH8.OONHNH9.OONH2答：由苯、甲苯、二甲苯、萘和蒽醌等基本原料开始,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”;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;常用的中间体有,苯胺,硝基苯,卤代苯,烷基苯,苯酚,萘酚,苯磺酸,萘磺酸等;合成染料中料的反应主要可归纳为三类反应,其一是通过亲电取代使芳环上的氢原子被－NO2、－Br 、－Cl 、－SO3Na 、－R 等基团取代的反应；其二是芳环上已有取代基转变成另一种取代基的反应,如氨化、羟基化等；其三是形成杂环或新的碳环的反应,即成环缩合; 123456789二.以氨基萘磺酸的合成为例说明萘的反应特点以及在萘环上引入羟基、氨基的常用方法;答：萘的磺化随磺化条件,特别是随温度的不同得到不同的磺化产物;低温<60℃磺化时,由于位上的反应速率比β位高,主要产物为取代物;随着温度的提高165℃和时间的推移,位上的磺酸基会发生转位生成β-萘磺酸;一萘环上引入羟基的方法有1酸基碱熔反应：萘磺酸在高温下300℃与氢氧化钠或氢氧化钾共熔时磺酸基转变成羟基 ONa SO 3HNaOH270℃H +OH ;2羟基置换卤素反应：3羟基置换氨基反应：NH 2OH15－20％H 2SO 4200℃ 二在萘环上引入氨基的反应,主要是硝基还原和氨解反应,1硝基的还原,如NO 2SO 3H SO 3H NH 2H 2 /Pt;2氨解反应如三.以蒽醌中料的合成为例说明在蒽醌上引入羟基、氨基的常用方法;答：蒽醌上引入羟基的常用的方法是酸基碱熔法,如OO SO 3HNaOH0O O ONa H O O OH 蒽醌上引入氨基最常用的方法是氨解法：如β-氨基蒽醌四.试述芳胺的重氮化反应机理及其影响反应的因素,阐述各类芳胺的重氮化方法及反应条件;答：1.重氮化反应机理：色基和盐酸与亚硝酸钠的反应称为重氮化反应;对于重氮化反应本身来说,溶液中具有一定的质子浓度是一个必要的条件,反应中,首先是盐酸与亚硝酸钠作用生成亚硝酸,在酸性介质中亚硝酸与酸反应生成亚硝化试剂,反应如下：NaNO 2+HClHNO 2+NaClHNO 2 + H + H 2NO 2+H 2NO 2+ + Cl - H 2O + NOClH 2NO 2+ +NO 2- N 2O 3+H 2O,其中亚硝酸阳离子,亚硝酰氯,亚硝酸酐都是亚硝化试剂.色基的重氮化反应是以亚硝化试剂作为进攻试剂的亲电反应,色基在盐酸的作用下生成色基的盐酸盐而溶于水,由于色基的盐酸盐的氨基氮上带正电荷,具有强的亲电能力的亚硝化试剂不能进攻,所以只有解析出游离胺才能使重氮化反应正常进行.重氮化反应如下:在稀酸H<条件下,重氮化反应的各种反应历程,按现有的研究结果,可归纳如下式,式中X 代表Cl 或Br;HNO2H2O＋NH2－NO－H（ArNH－NO）ArN＝NOH）Ar－N＝N（＋H－H2O迅速迅速迅速Ar－N＝N）2.重氮化反应影响因素：(1) 酸的用量和浓度：要使反应顺利进行,酸必须过量;酸的用量取决于芳伯胺的碱性,碱性越弱,过量越多;酸的浓度影响下列反应：一般说,无机酸浓度低时,后一影响是主要的,浓度升高反应速率增加；随着浓度的进一步增加,前一影响逐渐成为主要因素,浓度越高反应速率反而降低;2亚硝酸的用量：重氮化反应进行时,自始至终必须保持亚硝酸稍过量,否则也会引起自我偶合反应;3反应温度：重氮化反应一般在0~5℃进行,较高温度会加速重氮盐和亚硝酸的分解;4芳胺的碱性：当酸的浓度很低时,芳胺的碱性对N-亚硝化的影响是主要的,这时芳胺的碱性越强反应速率越快;在酸的浓度较高时,铵盐的水解难易游离胺的浓度是主要影响因素,这时碱性较弱的芳伯胺的重氮化速率快;3.各类芳胺的重氮化方法及反应条件：根据芳胺不同性质,可以确定它们的重氮化条件,如重氮化试剂即选用的无机酸,反应温度,酸的浓度和用量以及反应时的加料顺序;1碱性较强的一元胺与二元胺如苯胺、甲苯胺、甲氧基苯胺、二甲苯胺及-萘胺、联甲氧基苯胺等,这些芳胺的特征是碱性较强,分子中不含有吸电子基,容易和无机酸生成稳定的铵盐,铵盐较难水解,重氮化时,酸量不宜过量过多,否则溶液中游离芳胺存在量太少,影响反应速率;重氮化时,一般先将芳胺溶于稀酸中,然后在冷却的条件下,加入亚硝酸钠溶液即顺法;2碱性较弱的芳胺如硝基甲苯胺,硝基苯胺,多氯苯胺等,这些芳胺分子中含有吸电子取代基,碱性较弱,难以和稀酸成盐,生成铵盐;在水中也很容易水解生成游离芳胺;因此它们的重氮化反应速率比碱性较强的芳胺快,所以必须用较浓的酸加热使芳胺溶解,然后冷却析出芳胺沉淀,并且要迅速加入亚硝酸溶液以保持亚硝酸在反应中过量,否则,偶合活泼性很高的对硝基苯胺重氮液容易和溶液中游离的对硝基苯胺自偶合生成黄色的重氮胺基化合物沉淀;3弱碱性芳胺若芳胺的碱性降低到即使用很浓的酸也不能溶解时,它们的重氮化就要用亚硝酸钠和浓硫酸为重氮化试剂;在浓硫酸或冰醋酸中这些芳胺的铵盐很不稳定,并且很容易水解,在浓硫酸中仍有游离胺存在,故可重氮化;对铵盐溶解度极小的芳胺形成钠盐,也可采用反式重氮化,即等分子量的芳胺和亚硝酸钠混合后,加入到盐酸硫酸和冰的混合物中,进行重氮化;4氨基偶氮化合物氨基偶氮化合物如：在酸性介质中迅速达成如下平衡：生成的醌腙体难溶于水,不能进行重氮化反应;为了防止醌腙体的盐生成,当偶氮染料生成后,加碱溶解,然后盐析,使之全部成为偶氮体的钠盐,析出沉淀过滤;加入亚硝酸钠溶液,迅速倒入盐酸和冰水的混合物中,可使重氮反应进行到底;5邻-氨基苯酚类在常规的条件下重氮化时,很容易被亚硝酸所氧化,因此它的重氮化是在醋酸中进行的,醋酸是弱酸,与亚硝酸钠作用缓慢放出亚硝酸,并立即与此类化合物作用,可避免发生氧化作用;五.试述重氮盐的偶合反应机理及其影响反应的因素,阐述各类偶合组分的偶合反应条件;答：偶合反应条件对反应过程影响的各种研究结果表明,偶合反应是一个芳环亲电取代反应;在反应过程中,第一步是重氮盐阳离子和偶合组分结合形成一个中间产物；第二步是这个中间产物释放质子给质子接受体,生成偶氮化合物;影响偶合反应的因素：1重氮盐偶合是芳香族亲电取代反应;重氮盐芳核上有吸电子取代基存在时,加强了重氮盐的亲电子性,偶合活泼性高；反之,芳核上有给电子取代基存在时,减弱了重氮盐的亲电子性,偶合活泼性低;2偶合组分的性质偶合组分芳环上取代基的性质,对偶合活泼性具有显着的影响;在芳环上引入供电子取代基,增加芳环上的电子云密度,可使偶合反应容易进行,如酚、芳胺上的羟基、氨基是给电子取代基;重氮盐常向电子密度较高的取代基的邻对位碳原子上进攻,当酚及芳环上有吸电子取代基－Cl、－COOH和－SO3H等存在时,偶合反应不易进行,一般需用偶合活泼性较强的重氮盐进行偶合;3偶合介质的pH值对酚类偶合组分,随着介质pH值增加,有利于生成偶合组分的活泼形式酚负氧离子,偶合速率迅速增大,pH 增加至9左右时,偶合速率达到最大值;当pH值大于10后,继续增加pH值,重氮盐会转变成无偶合能力的反式重氮酸钠盐ArN＝NO Na;由此,降低了偶合反应速率;因此,重氮盐与酚类的偶合反应通常在弱碱性介质中pH＝9～10进行;芳胺在强酸性介质中,氨基变成NH3正离子,降低了芳环上的电子云密度而不利于重氮盐的进攻;随着介质pH值的升高,增加了游离胺浓度,偶合速率增大;当pH＝5左右时,介质中已有足够的游离胺浓度与重氮盐进行偶合,这时偶合速率和pH值关系不大,出现一平坦区域；待pH = 9以上,偶合速率降低,是由于活泼的重氮盐转变为不活泼的反式重氮酸盐的缘故;所以芳胺的偶合在弱酸性介质pH ＝4～7中进行;4偶合反应温度在进行偶合反应的同时,也发生重氮盐分解等副反应,且反应温度提高对分解速率的影响比偶合速率要大的多;为了减少和防止重氮盐的分解,生成焦油状物质,偶合反应一般在较低的温度下进行;另外,当pH值大于9时,温度升高,也有利于生成反式重氮酸盐,而不利于偶合反应;5盐效应电荷符号相同的离子间的反应速率常数可以通过加盐,增加溶液离子强度、减少反应离子间的斥力、增加碰撞而获得提高;反之,电荷符号相反对离子间的反应速率常数会由于溶液离子强度的增加而下降;中性分子则没有这种影响;6催化剂存在的影响对某些有空间阻碍的偶合反应,加入催化剂如吡啶能加速脱氢,提高偶合反应速率;六.试从重氮化,偶合反应机理出发比较说明：1. 凡拉明蓝B色基CH3O NH NH2；大红色基GNH2CH3O2N；红B色基NH2NO2OCH3的重氮化反应的快慢,重氮化方法和酸用量的比例;2. 分别写出它们的重氮盐和色酚AS偶合的反应式,比较偶合反应的快慢,以及偶合时的pH;答：1.重氮化反应由快到慢顺序依次是凡拉明蓝B>红B色基>大红色基G, 凡拉明蓝B色基进行重氮化时,酸量不宜过量过多,否则溶液中游离芳胺存在量太少,影响反应速率;重氮化时,一般先将芳胺溶于稀酸中,然后在冷却的条件下,加入亚硝酸钠溶液即顺法.红B色基,大红色基G用较浓的酸加热使芳胺溶解,然后冷却析出芳胺沉淀,并且要迅速加入亚硝酸溶液以保持亚硝酸在反应中过量,否则,偶合活泼性很高的对硝基苯胺重氮液容易和溶液中游离的对硝基苯胺生成黄色的重氮胺基化合物沉淀;2.CH3O NH N N+OHC NHOCH3O NH N NHO C ONHAr偶合反应速率：大红色基G>红B色基>凡拉明蓝B色基偶合时的pH为：9～10.七．查阅相关的文献资料,指出在染料中料合成方面有哪些新进展答：略;第三章．染料的颜色和结构一、名词解释1. 互补色；2. 单色光；3. 深色效应；4. 浓色效应；5. 浅色效应；6. 淡色效应；9. 积分吸收强度；10. 吸收选律; 11. Beer-吸收定律;答：1.互补色：将两束光线相加可成白光的颜色关系称为补色关系;2.单色光：单色光是波长间隔很小的光,严格地说是由单一波长的光波组成的光;3.深色效应：人们把增加吸收波长的效应叫做深色效应;4. 浓色效应：增加吸收强度的效应称为浓色效应;5. 浅色效应：降低吸收波长的效应叫做浅色效应;6. 淡色效应：降低吸收强度的效应叫做淡色效应;9. 积分吸收强度：吸收带的面积称为积分吸收强度,它表示整个谱带的吸收强度;10. 吸收选律：有机化合物中,电子要发生具有一定跃迁距的所谓“允许”的跃迁,要有一定的条件,这些条件称为选律;11. Beer-吸收定律：将波长为的单色光平行投射于浓度为c 的稀溶液,温度恒定,入射光强度为I 0,散射忽略不计, 通过厚度为l 的液层后,由于吸收,光强减弱为I ,I 与I 0之间的关系为：303.2000010303.2/lg lnclk clk I I cl k I I cl k I I e I I λλλλλλλλλλλλ--=-=-== 3-1 式中：k 为常数;为了方便起见,将角注略去,并以 a ＝ k /代入,则I ＝I 0 ×10－ acl 3-2这便是常用的朗伯特-比尔定律方程式;二、 试以法兰克一康登原理说明双原子分子对光的吸收强度的分布;答：在电子跃迁过程中,核间距离是来不及发生改变的;这就是法兰克－康登原理的基本论点;在核振动过程中,总的能量不变,但位能和动能随着核间距离而不断转化;在振动过程中,原子核在不同距离上出现的机率服从波动力学原理;分子处于不同核距离状态的机率分布情况随振动能级而不同;处于基态时,绝大部分分子处于最低振动能级;发生电子跃迁时,它们可以激化成属于若干不同振动能级的电子激化态;但根据法兰克-康登原理,在电子跃迁的瞬间,核间距离可以认为是不变的,基态和激化态的核间距离相等;而跃迁的机率随着基态和激化态两者处于该核间距离状态的机率大小而变化;由上述可见,由于激化前后核间平衡距离的变化和激化成不同振动能级的机率分布的不同,电子吸收光谱曲线就相应地表现为不同的形态;三、试用量子概念,分子激化理论解释染料对光选择吸收的原因,阐述染料分子结构和外界条件对染料颜色的影响;比较下列各组染料颜色深浅,并说明原因;1．a.N N NH2,N N NH2.N N NH22.a.OHOO b.OONH2NH2 c.OONHCH3NHCH2CH2OH d.OONHCONHCO3.(CH3)2N X N(CH3)2x = CH λmax＝610nmx＝N λmax＝710nmx＝N－NH2λmax＝420nm4a.C（CH3）2N N（CH3）2Cl-+（绿）b.C（CH3）2NNH2N（CH3）2Cl-+（紫）答：分子吸收光能是量子化的;分子里的电子有一定的运动状态,原子核之间有一定的相对振动状态,整个分子则有一定的转动状态;这些运动状态各有其报应的能量,即电子能量、振动能量和转动能量;它们的变化也都是量子化的,是阶梯式而不是连续的;这种能量的高低叫做能级;能级之间的间隔就是它们之间的能量差;运动状态发生变化时,能级也随之而发生变化;这种运动状态的变化叫做跃迁;电子运动状态的变化叫做电子跃迁,在一般条件下,分子总处于最低电子能级状态,称为电子基态,简称基态;在光的作用下,当光子的能量和染料分子的能级间隔一致时,便可能发生吸收,即所谓的选择性吸收;作为染料,它们的主要吸收波长应在380-780nm波段范围内;染料激化态和基态之间的能级间隔E必须与此相适应;这个能级间隔的大小主要是由价电子激化所需的能量决定的;就有机化合物而言,对可见光吸收的能级间隔是由它们分子中电子运动状态所决定的;影响染料颜色的因素主要有以下几个：1共轭双键系统2供电子基和吸电子基3分子的吸收各向异性和空间阻碍;1．N N NH2＞N N NH2＞N N NH2共轭系统越长则其深色效应越显着; 2．O O NHCONHCO＞OONHCH3NHCH2CH2OH＞OONH2NH2＞OHOO供吸电子的协同效应越强,深色效应越显着,分子的共面性越好,深色效应越显着; 3．(CH3)2N X N(CH3)2＞(CH3)2N X N(CH3)2＞(CH3)2N X N(CH3)2 X= x＝N , λmax＝710nm x = CH ,λmax＝610nm x＝N－NH2 ,λmax＝420nm 共轭系统越长则其深色效应越显着;4．C （CH3）2NNH2N（CH3）2Cl-+（紫）＞C（CH3）2N N（CH3）2Cl-+（绿）引入取代基氨基造成了空间阻碍引起深色效应;第四章．染料的光化学反应及光致变色色素一.染料受光激发后能量是如何进行转化的答：光照对染料产生的影响可以从染料分子中电子结构及能量变化的情况来解释;当一个染料分子吸收一个光子的能量后,将引起分子的外层价电子由基态跃迁到激化态;按结构的不同,染料分子在不同波长光波的作用下可以发生不同的激化过程,有ππ、n π、CT电荷转移、S S单线态、S T三线态、基态第一激发态和基态第二激化态等;单线态的基态写作S0,第一和第二激化单线态分别写作S1和S2;相应的三线态则以T0、T1、T2表示;在激化过程中,染料分子被激化成各种振动能级的电子激化态,它们的振动能级会迅速降低,将能量转化为热而消散,这种降低能级的过程称为振动钝化;在振动钝化过程中,振动能级低的S2激化态也会转化成为振动能级较高的S1激化态,并继续发生振动钝化;这样,原来能级较高的S2激化态迅速转化为最低振动能级的S1激化态;等能量相交条件下的S2、S1电子能态之间的转化不包含电子自旋多重性的变化,被称为内部转化;单线态和三线态之间也会发生转化,从S1转化成T1激化态;这种伴有电子自旋多重性变化,在等能量相交条件下的电子能态转化叫做系间窜越;由于受电子自旋选律的“禁戒”, 系间窜越的速率一般是比较低的;激化的染料分子与其他分子间发生光化学反应,导致了染料的光褪色和纤维的光脆损;二.激发态的染料可发生哪些光反应答：一般来说,染料分子的光化学反应主要是异构反应、还原和氧化反应、分解反应、光敏反应等,另外光取代、光聚合等光化学反应也有报道;染料光褪色是处于激发态的染料分子分解或与其分子发生光化学反应所引起的,其中光氧化和光还原反应是光褪色的两个重要途径;三.阐述影响染料的光褪色的因素以及提高染料光牢度的可能途径;答：影响染料在各种环境下发生光照褪色的主要因素包括：1.光源与照射光的波长,2.环境因素,3. 纤维的化学性质与组织结构4. 染料与纤维的键合强度,5.染料的化学结构,6. 染料浓度与聚集态,7.人工汗液在染料光褪色中所起的作用,8. 整理剂的影响;改善染料耐光稳定性的方法主要有两种：一种是对染料结构进行改进,使其能够在消耗光能量的同时尽量降低染料发色体系受到的影响,从而保持原有色泽；第二种方法是在染色过程中或染色后添加合适的助剂,使其在受到光照时先于染料发生光反应,消耗光能量,以此起到保护染料分子的作用;四.阐述色素的光致变色机理及其应用;答：有机光致变色色素的种类根据变色机理划分：。
功能染料概述
功能染料概述功能性染料是一类具有特殊功能或应用性能的染料，这种特殊功能指的是染料用于着色用途以外的性能,通常都与近代高、新技术领域关联的光、电、热、化学、生化等性质相关。
目前，功能染料已被广泛地应用于液晶显示、热敏压敏记录、光盘记录、光化学催化、光化学治疗等高新技术领域。
在光电子学领域，功能性染料的一个重要应用是作为电荷生成材料，通过光诱导电荷分离和电场诱导载流子迁移，形成静电潜影，进而用于激光打印或静电复印。
功能染料主要有两种开发途径：一是筛选原有染料，利用传统的染料和颜料的某些潜在性能；二是改变传统染料的发色体系，使其具有新的功能。
所以，功能性染料的开发应用是功能性高分子和染料化学的一个新领域。
一、功能染料及其主要用途功能性染料按照功能主要有：1.激光染料在高技术中的最早应用是激光染料。
染料激光器是一种以染料为工作物质，将染料受激光辐射所产生的光辐射沿某一特定方向反复传播、放大，使之形成一束强度大、方向集中的光束的光电发生装置。
由于染料在可见光区域均有较强的吸收，因此可实现激光输出波长的连续可调。
可用于同位素分离、光化学、疾病诊断、环境污染检测及彩色全息照相等方面。
按化学结构可分为四类：（1）菁类染料（激光范围540～1200 nm）；（2）香豆素类染料（激光范围为425～565 nm）；（3）噁嗪类染料（激光范围650～700 nm）；（4）闪烁材料，主要是些含噁嗪、噁二唑、苯并噁唑环的芳香族化合物，是紫到紫外区域中的激光染料。
2.液晶染料液晶染料主要指可在液晶中掺杂的具有二向色性的染料。
二色性染料沿着不同的轴具有不同的光吸收，因而具有不同的颜色。
存在于液晶中的二色性染料分子的排列往往取决于主液晶(Host liquid crysta1)的取向。
在不加电场的情况下，主体液晶及客体染料分子均随机取向，透过液晶显示器的颜色将是不同色轴颜色的混合色；在施加电场的情况下，主液晶的矢量将沿场排列，此时染料主分子轴也将沿场排列，透过液晶显示器的将是主分子轴方向的颜色，从而实现彩色液晶显示。
苝酰亚胺类物质的研究进展
苝酰亚胺类物质的研究进展⼀：苝酰亚胺的研究进展3.1.1 ⽔溶性的苝酰亚胺类物质的研究进展从Kardos在1913年合成第⼀个苝系衍⽣物以来,⼈们开始对苝系衍⽣物的合成进⾏了多⽅⾯的探讨。
⼤多数苝酰亚胺化合物以其难溶性⽽著称，对于如何提⾼苝⼆酰胺的溶解性，⼀直是研究的热点之⼀。
对于如何提⾼苝⼆酰胺的溶解性研究者们⼀般采取两种⽅式解决，其⼀是Langhals教授提出，在酰亚胺的氮原⼦上引⼊增溶性的基团，这样得到的分⼦在吸收和发射特征上没有明显的分别，这是由于酰亚胺基团的氮原⼦上产⽣的HOMO 和LUMO轨道的节点（node）减弱了苝核同与氮相连的取代基的耦合作⽤。
其⼆就是BASF公司的Seybold教授⾸次提出的在海湾处（bay-area）引⼊取代基，即在苝四羧酸⼆酐和苝四羧酸⼆酰亚胺的1,7或1,6,7,12位上引⼊增溶性取代基团。
2003年，D.Y.Yan等⼈将低聚的分⼦与苝核连接在⼀起，得到了溶解性良好的关于苝系的聚合物。
2006年，H.Tian等⼈⼜将与苝相连的聚合物链的长度加长，得到了溶解性更好，光电性质良好的苝系衍⽣物进⽽可以应⽤于太阳能电池领域。
2008年Y.J.Shen等⼈⼜将含硫原⼦的杂环长链接在了酰亚胺的位置，同样得到了溶解性、电化学性质都良好的有机多功能分⼦。
2009年，S.Icli等⼈⼜将上述苝系衍⽣物的燕尾形的扩展为⽤氮连接的长的脂肪链，同样的增加了苝系衍⽣物的溶解性，并研究了它们的光物理性质和电化学性质，进⼀步扩⼤了苝系衍⽣物的数量。
2007年P.A.Troshin等⼈将苝酐⽔解变成羧酸盐进⽽变为酯，同样可以改善此类化合物的溶解性，这种化合物的光物理性质和电化学性质使其成为有机光转换材料。
2009年H.Z.Chen等⼈⼜将苝酐的⼀侧做成酰亚胺的形式，另⼀侧⽔解成酯的形式，同样使得化合物具有良好溶解性。
⼆：苝酰亚胺类物质的应⽤难点、热点以及前景举例3.2.1苝酰亚胺类物质的研究热点苝酰亚胺类化合物作为⼀类有机功能性染料,由于具有化学、热和光稳定性较好,吸收光谱范围较宽以及荧光量⼦产率较⾼的特点,除了在传统的染(颜)料⾏业中继续发挥作⽤外,还被⼴泛应⽤于有机光导材料、有机电致发光材料、液晶显⽰材料、激光染料、化学发光⾊素、染料敏化太阳能电池和分⼦开关等领域。
多功能石墨烯头发染料1.2
多功能石墨烯头发染料突出石墨烯染发剂可以适用于喷涂,刷,然后干燥。
石墨烯染发剂不含有有机溶剂或有毒物质。
石墨烯染料的耐久性已经达到了永久性染发剂的表现。
石墨烯染料使头发增强了抗静电和热耗散特性。
石墨烯基材料被发现是优秀的染发剂。
具有抗静电和增强热耗散等新特性。
水基石墨烯染发剂可以喷涂或刷在头发上，然后晾干。
与商业染发剂相比，会产生均匀的色化效果。
头发上的石墨烯涂层可以抵抗重复的洗发水洗发，达到永久染发剂的性能。
涂层的颜色可以用来创造不同颜色的暗色调，甚至是渐变的颜色。
第一页概要石墨烯薄片被发现是优秀的染发剂。
氧化石墨烯(GO)和它的还原形式r-GO可以用来制造水基配方，形成光滑和连续的头发涂层。
这不仅避免了在普通染发剂中使用有毒的小分子成分，而且还能增加头发的新特性，提高舒适度，如大大提高抗静电性能和散热效果。
在干燥后，石墨烯染发剂可以在头发表面形成强烈粘附的涂层，可以抵抗重复的洗发，从而达到永久染发剂的性能要求。
涂层的颜色可以逐渐变暗或形成图案，从而产生梯度染色的效果，从而可以通过加载水平调整所产生的r- go涂层的亮度，从而产生不同的阴影。
更大的图景用石墨烯薄片取代有毒的分子成分可以导致更安全的染发剂。
利用石墨烯的高表面积、柔韧性、电性和导热性的多功能染发剂，可以创造出可调的头发颜色，增强人的舒适、健康和美感。
石墨烯涂层头发的废物可以回收再利用，用于为其他电子或储能设备创造功能材料。
除了时尚和美学之外，石墨烯的染发剂还可能有利于电子产品与身体的相互连接，以及畜牧业和人形机器人的发展。
介绍染发剂被广泛用于改变头发的外观。
头发的颜色是由黑色素的丰度和相对浓度决定的，而黑色素的降解会导致头发的灰白色。
大多数染发剂产品在碱性条件下，通过一系列氧化、染料形成的化学反应，永久性地改变头发的颜色。
这一过程通常包括使用一个碱基(如氨)来膨胀和打开头发表面的角质层，这样芳香胺和/或苯酚类的染色剂(例如，对苯二胺和对氨基酚)可以深入到头发内部。
苝的荧光性质研究新进展
创新实践论文苝的荧光性质研究进展Progresses in fluorescence properties of perylene学院：化学化工学院专业：应用化学班级：2011级3班学号：********姓名：***指导教师：***2014 年 6 月18 日创新实践课程评分表一、综述类二、研究类苝的荧光性质研究进展摘要苝及苝系衍生物具有优异的光、热和化学稳定性，对从可见区到红外区的光有很强的吸收，是一类性能特异的分子电子学材料，在激光材料、荧光探针分子、液晶显示材料、电致发光器件、场效应晶体管及太阳能电池等方面有着广泛的应用，对它们的发光性质及其他光物理性质的研究一直以来都是异常活跃的课题。
关键词；苝；荧光；荧光量子产率；晶核;Progresses in fluorescence properties of peryleneABSTRACTAs an important class of functional materials, perylene bisimide derivative possess many advantages of stable structure, oustanding photoelectron properties, high thermal stability and exhibit wide absorption and emission bands in the visible, which can be widely used in laser material, fluorescence probe, liquid crystal material, organic solid state photovoltaic device, organic thin-film field-effect transistor, organic solar cell and so on.Key words；Perylene;Fluorescence；Quantum yield; Crystal nuclei;第一部分有关苝的简介1.1苝的介绍苝是一种由五个苯环组成的芳香分子（其结构如图 1-1 所示），具有大的π-π共轭结构，是使用最早的芳香类荧光染料之一。
一种新型多功能染料除杂装置[实用新型专利]
![一种新型多功能染料除杂装置[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/19dcfe61d0d233d4b04e6934.png)
专利名称：一种新型多功能染料除杂装置专利类型：实用新型专利
发明人：吴士敏,俞蒙
申请号：CN201621030133.4
申请日：20160830
公开号：CN206045534U
公开日：
20170329
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型提供一种新型多功能染料除杂装置，包括遮挡桶，过滤桶，出液口和粉碎机构，所述的过滤桶设置在遮挡桶的内部；所述的出液口设置在遮挡桶的下部；所述的粉碎机构设置在过滤桶和遮挡桶的内部。
所述的过滤桶和遮挡桶可拆卸固定连接；所述的过滤桶包括过滤部和杂质聚集部，所述的杂质聚集部设置在过滤部的下部，并一体成型。
本实用新型杂质聚集部和粉碎机构的设置，解决了现有染料除杂装置存在着对杂质不能在打碎后利用，过滤效果差的问题，安全可靠，便于市场推广和应用。
申请人：海宁璟江纺织科技有限公司
地址：314000 浙江省嘉兴市海宁农业对外综合开发区新兴路33号
国籍：CN
代理机构：嘉兴启帆专利代理事务所(普通合伙)
代理人：李伊飏
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染整新技术原理
浙江理工大学
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第五章 功能染料及其在染整中的应用 §1 变色染料及其应用 §2 近红外吸收染料及其应用 §3 荧光染料及其应用 §4 照相/成像用功能染料 §5 其他功能染料及其应用
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第五章 功能染料及其在染整中的应用
合成染料/颜料的发色体系都是共轭的电 子体系，这些体系不但产生颜色，而且还具 有许多其它与光、热、电、化学、生化等性 质相关的其他功能， 这些具有特殊功能的染 料/颜料被称为功能性染料/颜料。
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纺织品加工中应用不多。
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§1 变色染料及其应用
1.热变色染料/颜料
2）有机热变色染/颜料
变色机理：
晶格结构变化（如液晶）、立体异构的发 生、分子重排等；
应用情况：
温度敏感性高、颜色浓艳，是变色纺织品 加工中应用的主要染料。
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2 光变色
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2 光变色
光变色染料在纺织品上的应用较少，原因是价格高、耐 光牢度差、对纤维亲和力低，在染整工艺中应用有较大
难度。制备方法有：
涂料印花法 原液着色法 接枝聚合法
微胶囊(油墨印刷)法
3、pH（酸碱）变色
采用同浴媒染方法， 其工艺流程为：织 物40℃同浴媒染
①60℃，5min ②80℃，2min
液晶织物涂层加工 织物印花加工
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§1 变色染料及其应用
1.热变色染料/颜料 2）有机热变色染/颜料 – 分子重排变色物质
有机热变色染/颜料分立体异构变色和分子重排变 色两类，其中立体异构变色染/颜料的变色需要熔点 以上温度（≥150℃），难以应用于纺织品。常用的 是分子重排变色类的染/颜料，如结晶紫内酯。
第五章 功能染料及其在染整中的应用
功能染料分类：
催化、链终止用染料
光、热、电、湿、压敏变色染料 发光、太阳能转化、激 光、光学材料用染料
变色异 构染料
能量转 化染料
化学反 应染料
生物着色、医用染料
生化医 用染料
显示记 录染料
液晶、滤色片、光信息、电 子复印、喷墨打印用染料
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第五章 功能染料及其在染整中的应用
功能染料发色体应用性能：
染料
π体系
电子性能 吸收光 发射光 （氧化还原 （颜色） （荧光磷光） 光诱导） 化学反应性 光化反应性 （颜色变化）（显色、光敏）
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第五章 功能染料及其在染整中的应用 功能染料的开发途径： 1）原有染料的筛选
压力变化 pH变化 pH变化 颜色变化
温度变化
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§1 变色染料及其应用
1.热变色染料/颜料
压敏复写纸
压力
隐色体 微胶囊
酸性显色剂
微胶囊破裂 隐色体接触 酸性显色剂
显色 染 料 隐 色 体 热 敏 释 酸 剂 染 料 显 色 体
热敏记录显色示意
§1 变色染料及其应用
1.热变色染料/颜料
2）有机热变色染/颜料 – 液晶 不透明 透明
转变点T2
固体
熔点T1
液晶
向列型
各向同性液体
双笼型
层列型
胆甾型
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§1 变色染料及其应用
用于纺织品印花的主要是胆甾型液晶，它受白光 照射会呈现彩虹状颜色：颜色能随温度和压力发生 从红到紫的变幻，而且变化是可逆的。 变色机理：胆甾型液晶具有螺旋体结构，该结构会随 温度发生伸缩变化，使光的反射和透射发生变化，产 生不同颜色，同时，液晶本身的光学各向异性也会产 生颜色变化， 故具有很灵敏的热变色性能。由于液 晶的颜色与分子化学结构无关，耐光稳定性好。 升温
+
显色反应 热头
浙 §1 变色染料及其应用 江 理 工 2.光变色染料/颜料 光变色又叫光致变色或光敏变色。分可逆和不可逆 大 学 两种，纺织品上常用可逆品种。变色机理如下： 浙 1）反式顺式光异构；2）离子化； 江 3）氢原子转移； 4）价键变化； 理 5）氧化还原反应； 工 大 学 浙 江 理 工 大 学
分子重排 芳环之间 不共轭 芳环之间 共轭
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§1 变色染料及其应用
1.热变色染料/颜料 2）有机热变色染/颜料 – 分子重排变色物质
应用实例： 引起结晶紫内酯变色的直接原因是pH变化。pH接近 4时，发生开环显色。 利用该性质，可以设计不同的变色诱因，获得对各 种外界因素敏感的变色产品。如压敏（无碳复写纸）、 热敏（热敏记录材料）染/颜料。
2）改变传统染料的发色体系
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§1 变色染料及其应用
1.热变色染料/颜料 1）无机热变色染/颜料
变色机理：
相变、配位体几何形状变化、不同分子结构间的 平衡变化以及溶剂化离子中溶剂分子数的变化；
应用情况：
变色须在溶液中、或需要高温，或不可逆，故在
28℃ 33℃
降温
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§1 变色染料及其应用
液晶染料的应用
液晶对纤维无亲和力，一般借助涂层或颜料印花方 法施加至纺织品表面。为提高稳定性和便于应用，液 晶常制成微胶囊应用。为增加色强度，常与 染 / 颜料 混合使用， 但染/颜料须经选择。 应用举例： 胆甾醇壬酸酯 + 石油醚
（100%紫土豆天
然染料浓缩液 +40g/L 明矾，浴
比1∶40）升温
至80℃ 染色60min 水洗
3、pH（酸碱）变色
应用
4、离子感应变色