直接染料介绍
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《直接染料》课件
废气排放：直接染料生产过程 中会产生废气，对大气造成污 染
废水排放：直接染料生产过程 中会产生大量废水，对环境造 成污染
固体废物：直接染料生产过程 中会产生固体废物，对环境造
成污染
化学品泄漏：直接染料生产过 程中存在化学品泄漏的风险，
对环境造成污染
改进生产工艺：采用环保型生产工艺，减少废水、废气、废渣等污染物排放 加强废水处理：采用先进的废水处理技术，如生物处理、膜处理等，降低废水中的有害物质含量 推广清洁生产：推广清洁生产技术，减少能源消耗，降低污染物排放 加强监管：加强政府监管力度，对直接染料生产企业进行定期检查，确保环保措施得到有效执行
主要竞争对手： 国内外知名染料 企业
市场份额：各企 业市场份额分布 情况
价格竞争：各企 业价格策略及影 响因素
技术创新：各企 业技术研发投入 及成果
市场需求：随着纺织、服装等行业的发展，对直接染料的需求不断增加 技术进步：新技术、新工艺的不断出现，为直接染料市场带来新的机遇 环保要求：环保法规的日益严格，对直接染料提出了更高的环保要求 竞争压力：国内外竞争对手的增多，市场竞争日益激烈 成本控制：原材料价格波动、人工成本上升等因素，对直接染料市场带来挑战
维
碱性染料：适 用于棉、麻等
纤维素纤维
活性染料：适 用于棉、麻、 羊毛、丝绸等
纤维
直接染料：适 用于棉、麻、 羊毛、丝绸等
纤维
硫化染料：适 用于棉、麻、 羊毛、丝绸等
纤维
缩聚染料：适 用于棉、麻、 羊毛、丝绸等
纤维
直接染料是一种 水溶性染料，可 以直接染布
直接染料具有较 高的染色牢度， 不易褪色
直接染料对纤维 的亲和力强，染 色效果好
市场规模：全球直接染料市场规模持续增长 市场分布：亚洲地区为主要市场，欧洲和北美市场也在逐渐扩大 市场需求：纺织、皮革、塑料等工业领域对直接染料的需求不断增长 市场竞争：市场竞争激烈，主要竞争对手包括巴斯夫、科莱恩等国际知名企业
直接染料名词解释汇总
直接染料名词解释汇总
直接染料是一种具有高效率和稳定性的天然染料，也叫做直接染料，是一种以合成有机分子为基础的染料。
它具有良好的耐氧化性和耐温度性，广泛应用于平织物和棉织物染色。
直接染料可分为单色和复合染料，分别用于单色染料和多色染料。
单色染料具有优良的染色性能，可获得直接颜色，它有稳定性强、活性低、不易变色，因而适用于染料比较高纯度的物品和细纱的染色。
复合染料的多种颜色可以混合出更多颜色，更多的组合，更多的色彩效果和深浅不同的织物染色。
该染料的染色效果显著，可以获得更明亮的色彩，更鲜艳的色调，且具有色牢度、耐磨性和耐氧化性，使用更加安全和环保。
直接染料有洋红、蓝紫、金黄、橙红等几种颜色。
洋红是非常普遍的一种染料，常用来染织物，特别是纺织品。
蓝紫染料具有深沉的色彩，染出的颜色更加明快。
金黄的染料颜色也很浓郁，橙红也是一种非常漂亮的染料，可给染色物品带来耀眼的色彩。
直接染料在染料工业中有广泛的应用，用于纺织品、毛皮行业中的染色，以及用于印刷、副本、皮革染色、游戏卡生产等。
它具有良好的染色性能，能够获得稳定鲜艳的色彩，对于织物染色效果显著。
直接染料是一种天然染料，与化学染料相比，具有更强的环境友好性和更高的染色效果，能够提供一种安全的、环保的染料，从而使织物更漂亮、更耐磨、更持久，满足人们对染料的需求，是当今时代最受欢迎的染料之一。
直接染料是一种高性能染料，具有高效率、稳定性、耐氧化性、耐温度性和安全性等优点，广泛应用于各种织物的染色，可提供稳定鲜艳的色彩，去除织物的污染，改善其染色品质。
因此，直接染料是一种理想的染料，可以满足不同种类织物的染色要求。
染色工艺中直接染料,活性染料与还原染料
【1】直接染料直接染料能溶于水，在中性或弱碱性溶液中，可直接上染棉纤维。
染色时加入食盐等中性电解质，能增加染料上的杂量。
直接染料色谱齐全，染色方法简便，价格也较便宜，曾为棉织物的主要梁料。
但这种染料染色牢度不够好，需在后处理中进行固色处理。
【2】活性染料活性染料是指含有活性基团的可溶性染料。
在适当条件下，能与纤维素纤维、蛋白质纤维发生化学结合，大大地提高被染物的水洗、皂洗色牢度等。
同时，它还具有染色、印花简便、色泽鲜艳，色谱较齐，价格较便宜等优点。
但一般活性染料固色率不高，在碱性溶液中易水解，造成浮色。
所以织物染色时采用先染色，后固色的方法，以提高染料的固色率。
用于印花，要根据染料品种的不同，选用一相法或两相法印花。
还有一些活性染料的耐氯漂色牢度和耐气候色牢度较差。
【3】还原染料还原染料不溶于水，不能直接染色。
需在烧碱、保险粉的碱性强还原溶液中使其还原为隐色体，由隐色体上染棉纤维，经过氧化，回复成不溶性染料而固着于纤维。
还原染料的色谱齐全，色泽鲜艳，而日晒、皂洗色牢度均较优良。
但因价格较贵，某些黄、橙品种有光敏脆损作用，因此在应用上受到一定限制。
染色或印花时要加强皂煮后处理，去除浮色，提高鲜艳度。
第五章 直接染料
HO
N=N
N=N
OH
黄色
COONa HO N N N N
OH NH2
棕色
SO3Na
(二)苯乙烯类偶氮染料
主要为黄、橙色，染色性能好，但湿处理牢 度稍差。 结构通式：
Ar N N HO3S CH CH SO3H N N Ar
二、直接耐晒染料
（一）二芳基脲偶氮染料 －NHCONH－为隔离基团，染料主要为黄、橙、 红、蓝等颜色，耐光性能好，日晒牢度高。
+
OH
H+
O2N
N N NaO3S SO3Na
NaO3S
−
SO3Na
OH (A)
O2N
N N NaO3S
SO3Na
还原
H2N
N N NaO3S
SO3Na H2N OH
重氮化 +
N
N
N N NaO3S
N
N
N N
+
SO3Na H2N OH N N SO3Na N N NH2 NH2
偶合 间苯二胺 H2N
Ar N N Y N N Ar'
Y： －N＝N－、－CH＝CH－、 －NH－、－NHCONH－、－NHCO－
同平面性 直接性
NH2 N N CH3 CH3 N N NH2
吸附量
（g/100g纤维） 棉 好 大 1.13 粘胶 3.3
SO3Na
SO3Na
NH2 N N
CH3
CH3 N N
NH2
差
SO3Na
第五章 直接染料
• 直接染料含有－SO3Na或－COONa，可溶 于水。 • 对纤维素纤维、蛋白质纤维具有较强的亲 和力，主要用于棉纱、棉针织物、粘胶纤 维和丝绸的染色，也可用于皮革、毛皮、 纸张的染色。 • 直接染料染色方法简便，价格低、色谱齐 全，但湿处理牢度较差，日晒牢度随染料 品种而异。
第四章 直接染料染色
C0 初开车染液浓度：C0 残液浓度：C1 正常染液浓度：C 则： C0> C > C1
五、直接染料对其它纤维的染色
1、对蚕丝织物的染色
＊光泽、颜色鲜艳度、手感不及酸性染料染色，很少
单独应用 ；
＊弥补酸性染料和活性染料色谱的不足，如黑、翠蓝、 绿等 ； ＊在弱酸性或中性条件下进行，以中性浴染色较多 ； ＊染色工艺与染纤维素纤维相似 。在近沸下保温染色
60min，后水洗即可。
五、直接染料对其他纤维的染色
2、对锦纶的染色
＊在锦纶中扩散性能较差，容易造成环染，匀染性 较差，遮盖性差，上染率低，颜色不鲜艳; ＊多与酸性染料或中性染料拼染; ＊在弱酸性或中性条件下进行，以弱酸浴染色较 多； ＊染色时在40～50℃开始染色，以1～2℃/min的升 温速度升到100℃，保温20～40min。染色后将 温度缓慢降到50℃后水洗出机。
四、直接染料纤维素纤维的染色工艺
3、轧染工艺
（1）工艺流程 浸轧染液→汽蒸→水洗→（固色处理）→烘干 （2）工艺处方 染料 0.2~10 g／L 纯碱（或磷酸三钠） 0.5～1.0 g／L 润湿剂 2～5g／L （3）工艺条件 浸轧方式：二浸二轧；轧液温度：40~60℃；轧液率：85% 汽蒸温度：100~102℃ ；汽蒸时间：40~60 s
各类直接染料特性比较
类别 甲类 乙类 特性 结构简单,聚集性小,匀染性好,盐效应差 结构较复杂,聚集性较大,匀染性较差,盐效 应好 丙类 结构复杂,聚集性大,匀染性差,盐效应差 混纺类 与分散染料相容性好，对涤纶沾色少 交联类 分子结构中反应性基团，染后采用配套的 反应性阳离子固色剂固色
三、直接染料的染色性能
六 直接染料的固色处理
2、阳离子固色剂处理 （1）类型及其原理 ＊普通阳离子型固色剂 原理：D-SO3-Na＋ + F＋X- → D-SO3F + NaX ＊树脂型固色剂 原理：初缩体缩合在织物表面生成树脂薄膜 。 ＊反应型固色剂 原理：在染料与纤维间形成交联。 （2）固色工艺 在50～60℃固色液中处理20min左右即可。
五、直接染料对其它纤维的染色
1、对蚕丝织物的染色
＊光泽、颜色鲜艳度、手感不及酸性染料染色，很少
单独应用 ；
＊弥补酸性染料和活性染料色谱的不足，如黑、翠蓝、 绿等 ； ＊在弱酸性或中性条件下进行，以中性浴染色较多 ； ＊染色工艺与染纤维素纤维相似 。在近沸下保温染色
60min，后水洗即可。
五、直接染料对其他纤维的染色
2、对锦纶的染色
＊在锦纶中扩散性能较差，容易造成环染，匀染性 较差，遮盖性差，上染率低，颜色不鲜艳; ＊多与酸性染料或中性染料拼染; ＊在弱酸性或中性条件下进行，以弱酸浴染色较 多； ＊染色时在40～50℃开始染色，以1～2℃/min的升 温速度升到100℃，保温20～40min。染色后将 温度缓慢降到50℃后水洗出机。
四、直接染料纤维素纤维的染色工艺
3、轧染工艺
（1）工艺流程 浸轧染液→汽蒸→水洗→（固色处理）→烘干 （2）工艺处方 染料 0.2~10 g／L 纯碱（或磷酸三钠） 0.5～1.0 g／L 润湿剂 2～5g／L （3）工艺条件 浸轧方式：二浸二轧；轧液温度：40~60℃；轧液率：85% 汽蒸温度：100~102℃ ；汽蒸时间：40~60 s
各类直接染料特性比较
类别 甲类 乙类 特性 结构简单,聚集性小,匀染性好,盐效应差 结构较复杂,聚集性较大,匀染性较差,盐效 应好 丙类 结构复杂,聚集性大,匀染性差,盐效应差 混纺类 与分散染料相容性好，对涤纶沾色少 交联类 分子结构中反应性基团，染后采用配套的 反应性阳离子固色剂固色
三、直接染料的染色性能
六 直接染料的固色处理
2、阳离子固色剂处理 （1）类型及其原理 ＊普通阳离子型固色剂 原理：D-SO3-Na＋ + F＋X- → D-SO3F + NaX ＊树脂型固色剂 原理：初缩体缩合在织物表面生成树脂薄膜 。 ＊反应型固色剂 原理：在染料与纤维间形成交联。 （2）固色工艺 在50～60℃固色液中处理20min左右即可。
染料化学第4章 直接染料
CH HC NaO3S
H2N
SO3Na CH HC
NH2 +
NaO3S 二苯乙烯胺二磺酸，DSD酸
NN (1)
OC2H5 (2)
OH + CH3CH2OH+KOH
苯酚
乙醇
二、直接耐晒染料
直接耐晒染料的日晒牢度(大于4级)较一般 直接染料高 。
1.二芳基脲偶氮染料
O
O
通式：ArS N N
HH NCN
水溶性基团； 含有羟基、氨基等极性基团； 这类染料结构以双偶氮及多偶氮染料为主，并
以联苯胺及其衍生物占多数。
三、直接染料的优点
染色简便，不需媒染剂 价格便宜， 色谱齐全， 曾被广泛用于棉织物的染色。
四、直接染料的缺点
直接染料的染色牢度，尤其是湿处理牢 度较低，可以通过固色后处理来提高染 色牢度。
2.三聚氰胺偶氮染料
通式：ArS N N
H N
N
H N
NN
HN R
N N Ar'S
H2N N NH2
三聚氰胺：
NN
NH2
例： C.I. Direct Green 28[14155]（直接耐晒绿5GLL）
NaO3S
H2N
HN
O
O
N H
N
H N
NN
HN
NN
COOH OH
中间体 B
中间体 A
中间体 C
中间体 A B C
COOH
－NH－N＝N－
－
－N＝N－
OH
直接黄GR（C. I. 22010）
NH2
NH2
－N＝N－
－
－N＝N－
SO3Na 直接大红4B （C. I. 22120）
直接染料介绍PPT课件
上 染 百 分 率 初 上 始 染 染 纤 色 维 时 的 的 染 染 料 料 量 量 100%
第七章 直接染料
➢ 上染百分率常被用于衡量染料的上染能力。上染百分率 大，直接性高，染料与纤维结合力强；上染百分率小， 直接性低，染料与纤维结合力弱。
➢ 上染百分率也没有确切定量的概念，上染百分率不但与 染料和纤维的种类有关，也和染料用量、温度、浴比、 助剂种类及用量、上染时间等染色条件有关。采用上染 百分率来比较染料的直接性时，一般在相同条件下进行 比较。
基本上是偶氮染料，以保证染料为直线型、平面性大分 子，主要以双偶氮、三偶氮染料为主。分子结构中含有 磺酸基，少量使用羧基，以使染料具有较好的水溶性。
H NH
NN
SO3Na
1.08nm
H NH N N
SO3Na
第七章 直接染料
一、纤维素纤维的结构特点及对染料结构的要求
H OH
OH HH
OH H
H O
合物； ➢ Z为能与两个或多个重氮组分偶合的偶合组分； ➢ X为连接基。
第七章 直接染料
1、通过E1←D→E2合成的双偶氮直接染料 D为可以形成两个重氮基的二氨基类化合物，为了保证 分子直线型狭长结构，二氨基应在两边； E1、E2为可以进行一次偶合的偶合组分。
➢E1 =E2：对称型 ➢E1≠E2：不对称型。偶合时，活性小的偶合剂先偶合。
成。
④分子中含有两个—SO3Na，使染料有足够的水溶性，并可以单分 子状态上染纤维。
第七章 直接染料
三、直接性 定义：直接性是指染料自染液上染纤维的能力。它来源 于染料分子和纤维大分子之间的相互作用力。
➢ 表示方法：直接性的概念较为含糊，没有明确的数据。 用于表示染料上染纤维的性能或染料与纤维分子之间作 用力的大小。一般用染料上染纤维达到平衡时的上染百 分率来衡量。
第七章 直接染料
➢ 上染百分率常被用于衡量染料的上染能力。上染百分率 大，直接性高，染料与纤维结合力强；上染百分率小， 直接性低，染料与纤维结合力弱。
➢ 上染百分率也没有确切定量的概念，上染百分率不但与 染料和纤维的种类有关，也和染料用量、温度、浴比、 助剂种类及用量、上染时间等染色条件有关。采用上染 百分率来比较染料的直接性时，一般在相同条件下进行 比较。
基本上是偶氮染料，以保证染料为直线型、平面性大分 子，主要以双偶氮、三偶氮染料为主。分子结构中含有 磺酸基，少量使用羧基，以使染料具有较好的水溶性。
H NH
NN
SO3Na
1.08nm
H NH N N
SO3Na
第七章 直接染料
一、纤维素纤维的结构特点及对染料结构的要求
H OH
OH HH
OH H
H O
合物； ➢ Z为能与两个或多个重氮组分偶合的偶合组分； ➢ X为连接基。
第七章 直接染料
1、通过E1←D→E2合成的双偶氮直接染料 D为可以形成两个重氮基的二氨基类化合物，为了保证 分子直线型狭长结构，二氨基应在两边； E1、E2为可以进行一次偶合的偶合组分。
➢E1 =E2：对称型 ➢E1≠E2：不对称型。偶合时，活性小的偶合剂先偶合。
成。
④分子中含有两个—SO3Na，使染料有足够的水溶性，并可以单分 子状态上染纤维。
第七章 直接染料
三、直接性 定义：直接性是指染料自染液上染纤维的能力。它来源 于染料分子和纤维大分子之间的相互作用力。
➢ 表示方法：直接性的概念较为含糊，没有明确的数据。 用于表示染料上染纤维的性能或染料与纤维分子之间作 用力的大小。一般用染料上染纤维达到平衡时的上染百 分率来衡量。
直接染料染色
第二节直接染料的染色 性能
1.染色温度的适应性，各种直接染料的 上染速率相差很大，达到最高上染百 分率的温度也不同。 2.中性电解质的影响：电解质对不同种 类的直接染料促染作用不同，染料分 子中含磺酸基越多，其促染作用越大。 3.染料的溶解度，对水的敏感性以及对 后处理方法的适应性。 4.染色加工对象：丝光棉上的染色速率 和上染百分率一般高于未丝光棉。
第一节直接染料的应用分类
P50～52 匀染性直接染料：移染性、匀染性较好， 70-80℃染色，水洗牢度差。 盐效应直接染料：匀染性较差，逐步加 入元明粉控制均匀上染，水洗牢度较 好。 温度效应直接染料：匀染性较差，中性 电解质促染作用较小，较高染色温度 染色，需要控制升温速率达到均匀上 染。
直接混纺染料：直接D型染料，与分散染 料相容性好，可经受130℃高温，能用 于分散/直接染料一浴一步法染色。用 于纤维素纤维和蚕丝纤维。 直接交联染料：需采用阳离子固色剂固 色处理。兼有树脂整理效果。
5-15g/l食盐，用量由染色浓度和染料性 质决定。 5.固色后处理。 二、卷染工艺实倒：19 tex*19tex翠蓝 色棉平布 48.5kg/卷 1.工艺流程和工艺条件：染色（95100℃，8道，食盐在第3、4道末分2次 加入） →冷水洗2道 →固色（50 ℃， 4道）→冷水洗2道 →上轴。 2.工艺处方：
直接耐晒翠蓝GL 350g 350/48.5*1000=0.722% o.w.f 直接耐晒蓝2RL 7g 7/48.5*1000=0.0144% o.w.f 扩散剂N 100g Na3PO4 100g NaCl 750*2 g 液量 150L
固色液处方： 固色剂Y 冰醋酸 液量
600g 20ml 150l
直接染料染色
第一节概述
2.4 直接染料
2.3 直接染料的染色性能
直接染料分子结构呈线性，芳环共平面性， 对称性较好，共轭系统较长，具有氨基、羟 基、偶氮基、酰胺基等极性基团，与纤维可 形成氢键，染料和纤维分子间的范德华力较 大，对纤维素纤维具有较高的亲和力，在染 液中有较大的聚集倾向 分子结构较大，扩散时机械阻力大，范德化 力和氢键的存在也阻碍扩散
温度效应直接染料
结构复杂，常为多偶氮染料 对纤维亲和力高 含有的磺酸基较少，加盐促染效果不明显 扩散速率低，染色速率低，移染及匀染性较 差 其上染速率可由染浴的升温速率来控制 使用较高的温度，提高染料在纤维内的扩散 速率，提高移染性和匀染性 上染百分率一般随温度的升高而增加，需控 制始染温度和升温速度，以获得匀染效果
第二节 直接染料染色
2.1 概述
直接染料是指对纤维素纤维无需媒染剂而直 接上染的一类染料 直接性就是染料对纤维直接上染的性能，使 纤维快速便捷地获得所需要的颜色 由于分子结构的特点，染料对纤维素纤维具 有很高的直接性，染料的溶解及上染无需借 助酸、碱、氧化剂、还原剂、媒染剂等作用， 染色工艺简单
价格低、品种多、色谱全、用途广 但耐洗牢度不好（40℃，皂洗3级左右），日 晒牢度欠佳，要进行固色处理（可提高1级以 上） 直接染料主要用于纱线、针织品和需耐日晒 而对湿处理牢度要求较低的装饰织物 还有类似酸性染料的性质，可以在弱酸性和 中性介质中上染蚕丝等蛋白质纤维，特别是 深色品种 还可用于皮革及纸张的染色
水质的影响
直接染料不耐硬水，大部分能与钙、镁离子 结合生成不溶性沉淀，降低染料的利用率， 易造成色斑等疵病。 要用软水。或加软水剂软化水
2.4直接染料的染色方法
直接染料染棉： 一般采用浸染，仅对一些直接 性小的用轧染。 染料用量：根据颜色深浅而定 碳酸钠用量为1-3 g/L ； 食盐或元明粉用量一般为0~20 g/L， 浴比：1︰20至1︰40 工艺流程：染料先用温水调成浆状，加入纯 碱，用热水溶解，稀释至规定体积，升至 50~60℃开始染色， 逐步升温至所需温度。 染色10分钟后分次加食盐，然后续染3060min，水洗，固色、烘干。
染色技术直接染料染色
•
铬盐
• 5、普通阳离子型固色剂
•
原理：阳离子基团与染料阴离子基
团结合
• 种类：表面活性剂
• 6、树脂型固色剂
•
原理：结构中阳离子基团，形成网
状薄膜
• 种类：缩聚物
• 存在游离甲醛
• 7、反应型
•
原理：与纤维发生键合反应，又与
染料发生键合反应，阳离子基团
•
无甲醛
小结
• 直接染料可以应用在蚕丝纤维、锦纶、 羊毛等织物染色。直接染料由于湿处理 牢度较低，必须进行固色后处理，提高 皂洗牢度及摩擦牢度。
轧染
• 浸轧次数：一浸一轧、二浸二轧、一浸 二轧、多浸多轧等。
• 染料的泳移：指织物在浸轧染液后的烘 干过程中，染料随水分的移动而移动的 现象。
• 烘燥方式：
• 红外线烘燥：加热迅速、均匀，用于含 湿量较高织物的预烘。
• 热风烘燥：热空气导热，效率较低 • 烘筒烘燥：接触烘燥，效率高。
• 染料固着方法分汽蒸、热熔两种。
• 4、直接混纺型
•
特点：高直接性和亲和力，湿牢度、
鲜艳度较好，与分散染料相容性好，耐
高温130 ℃，混纺织物染色。
• 5、直接交联染料
•
特点：含有羟基、氨基反应性基团，
得瑟均匀，湿牢度好，颜色偏暗。
4.2 直接染料的染色性能
• 纤维的性质决定其染色性能。 • 1、纤维结构 • 分子量大，直线型，水中电离 • 2、直接染料染色性能 • 水溶性较好 • 亲和力高 • 不耐硬水 • 扩散速率较低
•
连续式染色机
浸染
• 浸染是将被染织物浸渍于染液中，通过染液的 循环及染液与被染物的相对运动，借助染料对 纤维的直接性而使染料上染，并在纤维上扩散、 固着的染色方法。
第四章 直接染料
Cl
Cl
NC
NC
Cl C
N
NH2 Ar' N N Ar 0～5℃
Ar N N Ar'
NH C
N
NC
NC
Cl
Cl
Cl
NC
NH2
Ar'' N N Ar'''
40℃
Ar N N Ar' NH C
N
NC
NH Ar'' N N Ar'''
NH2
80℃
N Ar N N Ar' NH C
N
NH C
N C
NH
Ar'' N N Ar'''
HH NN HC H
O
HH NN
HC
H
O
HH NN H CH
O
故尿素分子中C-N键具有部分双键的特性，整个分子 呈平面型。以尿素为剩基的尿素型直接染料也倾向于保持 平面性。
大多数尿素型直接染料是用J酸为原料合成的。 J酸在碱性介质中与重氮盐偶合，生成物具有向一个 方向延伸的线型共轭体系：
HO Ar N N
第四章 直接染料
第一节 引言
NH2 NN
H2N NN
SO3H
SO3H
直接大红4B(刚果红)：
1884年，Bottiger发现了刚果红后开始发展起来的。 该类型染料从结构上看，基本上是偶氮染料，以保证染料为 直线型、平面性大分子，主要以双偶氮、三偶氮染料为主。分子 结构中含有磺酸基，少量使用羧基，以使染料具有较好的水溶性。
HO
COCl2 NH2 NaCO3 HO3S
第四章直接染料
固色机理：对染料阴离子有较大的反应性，使染色物上的染料分子增大， 亲水基被封闭,在织物上形成不溶性染料盐沉淀。这样，可防止染料因离子 化而从织物上脱落及水解，从而提高色牢度。
固色剂Y:甲醛、双氰胺、氯化铵在90-95℃缩合而成，利用其阳离子与
色素阴离子形成不溶性色淀。 固色剂M：固色剂Y与铜盐例如醋酸铜作用,即可制得蓝色的固色剂M 。
直接染料的染色牢度尤其是湿处理牢度较低可以通过固色后处理来提19august20131884年保蒂格bottiger用化学合成的方法获得第一只直接染料刚果红congored至今直接染料已历经120年漫长的历史进早期的直接染料在化学结构上多为联苯胺类偶氮染料尤以双偶氮类的结构为主如刚果红即为对称联苯胺双偶氮染料
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5 July 2019
构成直接染料的条件：
1. 染料应是线型的，使染料分子能按长轴方向水平地吸附 在纤维轴上，最大限度的使范德华吸引力发生作用。
2. 染料分子中占同一平面结构部分范围要大，若染料分子 具有延伸的共轭体系，共轭体系部分即呈平面性。平面性分子 吸附在纤维表面上面积大而又紧密，二者间的范德华力也大。
（一）在偶氮基对位上具有氨基的染料
Cl
OCH3
OH
H2N
－N＝N－
－N＝N－
OCH3
SO3Na
SO3Na
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5 July 2019
（二）在染料分子末端具有间二氨基苯或间氨基萘酚结构的染料
例如，直接重氮橙GG为分子末端具有间二氨基苯的染料，结
构式(C．I. 23365)为：
NH2
CH3
配位结构如下：
COOH
X1
X2
OH
N＝N－
固色剂Y:甲醛、双氰胺、氯化铵在90-95℃缩合而成，利用其阳离子与
色素阴离子形成不溶性色淀。 固色剂M：固色剂Y与铜盐例如醋酸铜作用,即可制得蓝色的固色剂M 。
直接染料的染色牢度尤其是湿处理牢度较低可以通过固色后处理来提19august20131884年保蒂格bottiger用化学合成的方法获得第一只直接染料刚果红congored至今直接染料已历经120年漫长的历史进早期的直接染料在化学结构上多为联苯胺类偶氮染料尤以双偶氮类的结构为主如刚果红即为对称联苯胺双偶氮染料
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5 July 2019
构成直接染料的条件：
1. 染料应是线型的，使染料分子能按长轴方向水平地吸附 在纤维轴上，最大限度的使范德华吸引力发生作用。
2. 染料分子中占同一平面结构部分范围要大，若染料分子 具有延伸的共轭体系，共轭体系部分即呈平面性。平面性分子 吸附在纤维表面上面积大而又紧密，二者间的范德华力也大。
（一）在偶氮基对位上具有氨基的染料
Cl
OCH3
OH
H2N
－N＝N－
－N＝N－
OCH3
SO3Na
SO3Na
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5 July 2019
（二）在染料分子末端具有间二氨基苯或间氨基萘酚结构的染料
例如，直接重氮橙GG为分子末端具有间二氨基苯的染料，结
构式(C．I. 23365)为：
NH2
CH3
配位结构如下：
COOH
X1
X2
OH
N＝N－
染整工艺原理第3章 直接染料染色
染整工艺与原理
直接染料染色
固色剂举例
固色剂Y是双氰胺与甲醛缩合物的醋酸盐溶液或氯化铵溶液，是无色透明的黏稠液体。 固色剂Y与铜盐例如醋酸铜作用，即可制得蓝色的固色剂M。
阳离子交联剂 ：除具有阳离子固色剂的作用外，还能与纤维和染料发生反应交联成膜， 从而提高温处理牢度。目前使用的固色交联剂DE 。
染整工艺与原理
直接染料染色
纤维/水界面附近的离子分布和电位示意
染整工艺与原理
直接染料染色
盐效应示意图
染整工艺与原理
直接染料染色
染料离子接近带电荷纤维表面过程中的位能变化
染整工艺与原理
直接染料染色
染料和纤维素纤维的结合状态
研究结合状态的理论根据 直接染料分子具有直线展开、芳环成同平面的结构特点，而且在共轭轴上一般都具 有能够生成氢键的基团(例如 –N=N– 、 –OH、 –NH2等)，因此与纤维素分子之间存 在着范德华力和氢键。 直接染料在纤维素纤维上表现出显著的二色性，即对电矢量和纤维轴平行的偏振光 吸收最强，对垂直的吸收最弱。一般把对电矢量和纤维轴平行的偏振光的吸收强度 与电矢量和纤维轴垂直的偏振光吸收强度的比值称为二色性常数。 研究染色浓度和染色热的关系，从而说明染色浓度对染料吸收状态的影响。
染整工艺与原理
直接染料染色
三、直接染料对纤维素纤维的染色工艺
浸染和卷染
染液组成：染料、纯碱、食盐或元明粉。 染色时，染料先用温水调成浆状，然后用热水溶解，将染液稀释至规定体积，加入纯 碱，升温 50 ～ 60 ℃开始染色，逐步升温至所需染色温度，染色一定时间后加入食 盐，继续染30~60min，染色后进行固色等后处理。
―交联染料‖，实际上是染料和交联剂或固色剂的混合物。
直接染料染色
固色交联剂可与纤维和染料发生反应， 形成网状结构，从而提高产品的湿处理牢度 。
2、阳离子固色剂
染料阴离子可以与固色剂阳离子结合生成分子量较大 的难溶性化合物沉淀在纤维中，从而提高被染物的湿 处理牢度。
常用的固色剂有固色剂Y和固色剂M。
七、直接染料的发展
1、普通型直接染料：染色牢度差 2、直接耐晒染料：改变结构提高耐晒牢度 3、直接交联染料
3、C类：温度效应染料 结构复杂，常为多偶氮染料 对纤维亲和力高 含有的磺酸基较少，扩散速率低，染色速率低， 移染及匀染性较差 温度提高，上染率提高 上染百分率一般随温度的升高而增加，需控制始 染温度和升温速度，以获得匀染效果 染浅色时只需加入少量的盐就能获得较高的上染 百分率
卷染
卷染的渗透度及纤维的遮盖能力虽不及绳状浸
染，但对紧密织物的平挺度来讲，则为浸染所不及，
尤其对粘胶织物显得更为突出。采用松式卷染机染色
，效果更好。
1、工艺流程
坯布准备 染色（在98~100℃染4~7道，液量
120~200升） 水洗（冷水洗1~3道，液量
150~200升） 烘干
上浆
2、染色参考处方：
（三）升温曲线
染色时，先将染料用少量冷水调成浆状，可加 少量的润湿剂。然后在不断搅拌下，加入热的 软水将染料充分溶解，染料用量随着色泽浓度 和浴比而定。
为了提高上染百分率，可在染浴中另加 10~30g/L元明粉（或5~15g/L食盐），用量随产 品浓度和染料性质而定。入染后，缓缓升温至所需 温度，继续上染45min~1h。
三、直接染料的染色性能
1、直接性高：分子质量较大、线性结构、对称性好 、共轭系统长、同平面性，范德华力大、易与纤维形 成氢键结合。 2、水溶性：溶解度随温度升高显著增大。少量纯碱 可以助溶。 3、盐的促染作用：染料上染时离解成色素阴离子， 与带负电的纤维素表面有斥力，加盐可以降低这种斥 力，不同的染料作用效果大小不一样。
2、阳离子固色剂
染料阴离子可以与固色剂阳离子结合生成分子量较大 的难溶性化合物沉淀在纤维中，从而提高被染物的湿 处理牢度。
常用的固色剂有固色剂Y和固色剂M。
七、直接染料的发展
1、普通型直接染料：染色牢度差 2、直接耐晒染料：改变结构提高耐晒牢度 3、直接交联染料
3、C类：温度效应染料 结构复杂，常为多偶氮染料 对纤维亲和力高 含有的磺酸基较少，扩散速率低，染色速率低， 移染及匀染性较差 温度提高，上染率提高 上染百分率一般随温度的升高而增加，需控制始 染温度和升温速度，以获得匀染效果 染浅色时只需加入少量的盐就能获得较高的上染 百分率
卷染
卷染的渗透度及纤维的遮盖能力虽不及绳状浸
染，但对紧密织物的平挺度来讲，则为浸染所不及，
尤其对粘胶织物显得更为突出。采用松式卷染机染色
，效果更好。
1、工艺流程
坯布准备 染色（在98~100℃染4~7道，液量
120~200升） 水洗（冷水洗1~3道，液量
150~200升） 烘干
上浆
2、染色参考处方：
（三）升温曲线
染色时，先将染料用少量冷水调成浆状，可加 少量的润湿剂。然后在不断搅拌下，加入热的 软水将染料充分溶解，染料用量随着色泽浓度 和浴比而定。
为了提高上染百分率，可在染浴中另加 10~30g/L元明粉（或5~15g/L食盐），用量随产 品浓度和染料性质而定。入染后，缓缓升温至所需 温度，继续上染45min~1h。
三、直接染料的染色性能
1、直接性高：分子质量较大、线性结构、对称性好 、共轭系统长、同平面性，范德华力大、易与纤维形 成氢键结合。 2、水溶性：溶解度随温度升高显著增大。少量纯碱 可以助溶。 3、盐的促染作用：染料上染时离解成色素阴离子， 与带负电的纤维素表面有斥力，加盐可以降低这种斥 力，不同的染料作用效果大小不一样。
直接染料
二、直接交联染料
这类直接染料能像一般直接染料一样 对纤维素纤维染色，然后用可同时与 染料和纤维反应的固色剂进行固色， 使染料、纤维、固色剂之间形成以共 价键、范德华力和氢键等组成的交联 结构，从而提高染色牢度。
直接交联染料的化学结构有些含铜络 结构，如直接交联紫SF-B。因铜离子 不利于环保，近年又开发了不含铜的 直接交联染料和配套使用的无甲醛固 色剂。
1．分子直线性的影响
直线性好的染料分子可沿轴向平行地 吸附在纤维轴上，最大限度地使范德 华力发生作用。如：
2．分子共轭链长度的影响
加偶氮基数，延长整个分子的共轭链 长度，染料分子和纤维分子问的范德 华力增强，可提高直接性。例如，单 偶氮染料的直接性一般比双偶氮染料 要小得多，所以大部分直接染料均采 用双偶氮或多偶氮结构。
四、直接重氮染料
直接重氮染料的分子中含有可重氮化 的氨基，先按一般直接染料的染色方 法上染纤维后，经重氮化处理，再用 2--萘酚等偶合剂偶合，形成较深的颜 色，并提高湿处理牢度。例如直接重 氮蓝BB1S：
直接染料的分子结构与直接性
(一)直接性的概念 直接性是指染料离开染液对纤维直 接上染的性能，表示染料对纤维的上 染能力或与纤维的作用力的大小。由 于直接染料与纤维素纤维之问存在范 德华力和氢键作用，所以直接染料对 纤维素纤维具有直接性。染料与纤维 之问作用力越强，直接性就越高，越 易上染，湿处理牢度也相应提高。
(二)三聚氰胺直接染料
这类染料分子中间由一个三聚氰胺基 将两个相互隔离的、独立的发色体系 连接在一起，整个分子的颜色由连接 在一起的两个独立染料混合而成。这 类染料有良好的直接性和耐光牢度。 如直接耐晒大红BN1：
(三)二噁嗪直接染料
二噁嗪直接染料具有较好直线性及平 面性的杂环染料，对纤维素纤维有一 定的直接性和较好的耐光牢度。例如 直接耐晒蓝FFR1：
9直接染料
COOH NaO3S－ －NH－N＝N－ － －N＝N－ OH
直接黄GR（C. I. 22010） NH2 －N＝N－ － －N＝N－ NH2
SO3Na 直接大红4B （C. I. 22120） NH2 OH －N＝N－ NaO3S SO3Na － －N＝N－ NaO3S
SO3Na
OH
NH2
SO3Na
一、概述
直接染料分子结构中含有磺酸基或羧基等水溶 性基团，可直接溶解于水，对纤维素等纤维有较 高的直接性，可不依赖其他助剂而直接上染棉、 麻、丝、毛和粘胶等纤维，所以叫直接染料。
特点: 优点:色谱齐全，价格低廉，染色方法简便。 缺点:色泽不够鲜艳，耐洗耐晒牢度较差。
适用范围： 主要用于丝、毛、麻、棉、皮革、纸张等的染色。 （棉针织物、纱线及品质较差的工业基布、成衣仿 旧染色中应用较多）
直接蓝2B （C. I. 22610）
2、二苯乙烯类 二苯乙烯直接染料的通式为：
Ar－N＝N－
－CH＝CH－ SO3Na
－N＝N－Ar ’ SO3Na
二苯乙烯为一平面型分子，染料以黄、橙色为主。 如直接冻黄G （C. I. 24895），该染料具有良 好的染色性能，但湿处理牢度稍差。
3、含金属络合结构 在染料分子中含有能与金属络合的结构，可与金属 离子络合，使染料水溶性降低，化学稳定性增加， 提高染料的耐洗和耐晒牢度。如在偶氮基两侧的邻 位上具有配位结构的，如：
二、直接染料的分类
1、按化学结构分类 1）偶氮类：以双、多偶氮染料为主。 单偶氮染料直接性和牢度较差，仅限于黄色、橙色、 红色品种。
双、多偶氮染料是直接染料的主要结构类型，双偶 氮染料以红色、蓝色品种居多，多偶氮染料主要是 绿色、棕色、黑色，随着染料分子的增大，对纤维 的直接性增加，耐洗和耐晒牢度有所提高。
直接黄GR（C. I. 22010） NH2 －N＝N－ － －N＝N－ NH2
SO3Na 直接大红4B （C. I. 22120） NH2 OH －N＝N－ NaO3S SO3Na － －N＝N－ NaO3S
SO3Na
OH
NH2
SO3Na
一、概述
直接染料分子结构中含有磺酸基或羧基等水溶 性基团，可直接溶解于水，对纤维素等纤维有较 高的直接性，可不依赖其他助剂而直接上染棉、 麻、丝、毛和粘胶等纤维，所以叫直接染料。
特点: 优点:色谱齐全，价格低廉，染色方法简便。 缺点:色泽不够鲜艳，耐洗耐晒牢度较差。
适用范围： 主要用于丝、毛、麻、棉、皮革、纸张等的染色。 （棉针织物、纱线及品质较差的工业基布、成衣仿 旧染色中应用较多）
直接蓝2B （C. I. 22610）
2、二苯乙烯类 二苯乙烯直接染料的通式为：
Ar－N＝N－
－CH＝CH－ SO3Na
－N＝N－Ar ’ SO3Na
二苯乙烯为一平面型分子，染料以黄、橙色为主。 如直接冻黄G （C. I. 24895），该染料具有良 好的染色性能，但湿处理牢度稍差。
3、含金属络合结构 在染料分子中含有能与金属络合的结构，可与金属 离子络合，使染料水溶性降低，化学稳定性增加， 提高染料的耐洗和耐晒牢度。如在偶氮基两侧的邻 位上具有配位结构的，如：
二、直接染料的分类
1、按化学结构分类 1）偶氮类：以双、多偶氮染料为主。 单偶氮染料直接性和牢度较差，仅限于黄色、橙色、 红色品种。
双、多偶氮染料是直接染料的主要结构类型，双偶 氮染料以红色、蓝色品种居多，多偶氮染料主要是 绿色、棕色、黑色，随着染料分子的增大，对纤维 的直接性增加，耐洗和耐晒牢度有所提高。
常用直接染料
常用直接染料1、直接艳嫩黄7GFF（派拉佐艳嫩黄7GF）嫩黄色粉末，易溶于水，溶于水后呈微绿光黄色，色彩鲜艳并有荧光；如无电解质（如元明粉或食盐）几乎不能上染、匀染；最高上染温度为80℃，色牢度尚好；固色后偏红光，价格昂贵，因此不宜染深色。
2、直接冻黄G黄色粉末，溶于水呈金黄色，2%的溶液在低于15℃时成胶冻状，故名冻黄。
匀染性良好，30-40℃时上色快速，最高上色温度40度，以后即温度升高而上色率降低，1%用量牢度差。
3、直接耐晒黄FR、直接黄GR淡黄色粉末，溶于水呈红光黄色，40℃后上色加速，60℃时上染率最高，色牢度尚好，匀染性差，染色时宜控制加盐量。
4、直接橙S（原名直接金黄S）棕色粉末，溶于水呈红光橙色，适宜上染温度为80℃，食盐促染明显，宜控制加盐量以取得匀染。
对硬水敏感，要用软化水化料，色牢度尚好。
5、直接耐晒橙R（克罗蓝丁橙TR，大爱柯登橙D）棕色粉末，溶于水呈橙色，匀染性差，应控制加盐量，适宜上染温度60-80℃，色牢度较好。
6、直接耐酸大红4BS（克罗拉佐大红4B，直接耐酸石朱）棕色粉末，溶于水呈亮红色，最高上染温度为80℃，染液黄光红色，上染率高（90℃以上），移染性差，对盐敏感。
染色时宜缓慢升温，分批加盐控制上染以防色花，色牢度差。
7、直接桃红12B（大爱菲尼尔红RW）红棕色粉末，水溶性尚好，溶液呈蓝光红色，可染得鲜艳蓝光红色，有良好的移染性和匀染性，最佳上色温度在60-70℃，牢度较差，用量1%以下适宜。
8、直接耐晒红F3B（索拉艳红BA）棕色粉末，溶于水呈蓝光红至品红色，染得鲜艳红色。
移染性和匀染性较差，染色时宜分批加盐，控制上染。
上染率好，最高上染温度100℃，色牢度一般。
9、直接耐晒桃红G淡黄色粉末，水溶性一般，呈品红色，染得粉红色。
有良好的匀染性和上染率，最高上色温度为60℃。
10、直接耐晒枣红GB（原名直接红绛G）棕色粉末，水溶性一般，呈品红色，染得粉红色。
有良好的匀染性和上染率，最高上色温度为60℃。
直接染料介绍
SO3Na H5C2O N N NaO3S N N OC2H5 CH CH
直接冻黄G（C.I.直接黄12）
第七章 直接染料
在联苯胺类禁用染料结构基础上，以DSD取代联苯胺而 发色母体相同的代用染料。
OH N N H2N SO3Na NaO3S N N NH2 OH
直接紫R（C.I.直接紫12，22550）
第七章 直接染料
热力学上表示染料上染能力的严格定义是亲和力，即染 液中染料的标准化学位和纤维上染料的标准化学位之差。
0 0 s
0 f
标准亲和力是温度和压力的函数，与染色平衡时染料在 纤维上的活度和染浴中的活度有关，和体系的组成、浓 度无关，它的数值随温度和压力而有不同。 亲和力是染料从它在染浴中的标准状态转移到它在纤维 上的标准状态的趋势和量度，染料上染纤维的必要条件 是μf0＜μs0。亲和力越大，表示染料从染料向纤维转移的 趋势越大。
结构
H N C N NH2
2,5-双-(对氨基苯 基)3,4噁二唑 2,5-双-(对氨基 苯)1,3,4-二唑
2-(对氨基苯基)5或6氨基苯并噻唑
O H2N C N
H N H2N CH NH CH NH NH2
C N
NH2
S H2N N C NH2
第七章 直接染料
不对称的氨基芳基化合物分子中的两个可重氮化的氨基 具有不同的活性，苯环上的氨基更活泼一些，对于制备 不对称的双偶氮染料十分有用。制备的染料具有很好的 染色牢度和直接性，色谱主要为黄、橙、红、紫等。
1.08nm
H NH N SO 3Na N N N
H NH
SO 3Na
第七章 直接染料
一、纤维素纤维的结构特点及对染料结构的要求
直接冻黄G（C.I.直接黄12）
第七章 直接染料
在联苯胺类禁用染料结构基础上，以DSD取代联苯胺而 发色母体相同的代用染料。
OH N N H2N SO3Na NaO3S N N NH2 OH
直接紫R（C.I.直接紫12，22550）
第七章 直接染料
热力学上表示染料上染能力的严格定义是亲和力，即染 液中染料的标准化学位和纤维上染料的标准化学位之差。
0 0 s
0 f
标准亲和力是温度和压力的函数，与染色平衡时染料在 纤维上的活度和染浴中的活度有关，和体系的组成、浓 度无关，它的数值随温度和压力而有不同。 亲和力是染料从它在染浴中的标准状态转移到它在纤维 上的标准状态的趋势和量度，染料上染纤维的必要条件 是μf0＜μs0。亲和力越大，表示染料从染料向纤维转移的 趋势越大。
结构
H N C N NH2
2,5-双-(对氨基苯 基)3,4噁二唑 2,5-双-(对氨基 苯)1,3,4-二唑
2-(对氨基苯基)5或6氨基苯并噻唑
O H2N C N
H N H2N CH NH CH NH NH2
C N
NH2
S H2N N C NH2
第七章 直接染料
不对称的氨基芳基化合物分子中的两个可重氮化的氨基 具有不同的活性，苯环上的氨基更活泼一些，对于制备 不对称的双偶氮染料十分有用。制备的染料具有很好的 染色牢度和直接性，色谱主要为黄、橙、红、紫等。
1.08nm
H NH N SO 3Na N N N
H NH
SO 3Na
第七章 直接染料
一、纤维素纤维的结构特点及对染料结构的要求
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共平面结构，能与纤维有较大面积的紧密接触，染料 应有较长的共轭体系，以增加电子活动性，提高色散 力、诱导力。 ③染料上应有可以形成氢键的基团，相间距离最好在 1.03nm左右，提高染料与纤维的氢键结合能力。
第七章 直接染料
二、直接染料的结构特点
H NH
NN
1.08nm
H NH N N
刚果红染料
SO3Na
N
H3C
S
SO3Na
NN
CH3 C=O CH CONH
OH
NN NaO3S
O NHC
NH2
直接黄5G
直接红B
结构：虽是单偶氮染料，但都设法使分子链得到延长，并保
持染料分子具有线性和共平面性 ，以提高对纤维素纤维的
直接性。
合成：可直接通过重氮化和偶合反应来完成。
第七章 直接染料
2、双偶氮直接染料 通过重氮化偶合方法合成双偶氮染料的方法有三种：
合物； ➢ Z为能与两个或多个重氮组分偶合的偶合组分； ➢ X为连接基。
第七章 直接染料
1、通过E1←D→E2合成的双偶氮直接染料 D为可以形成两个重氮基的二氨基类化合物，为了保证 分子直线型狭长结构，二氨基应在两边； E1、E2为可以进行一次偶合的偶合组分。
➢E1 =E2：对称型 ➢E1≠E2：不对称型。偶合时，活性小的偶合剂先偶合。
第七章 直接染料
①联苯胺型双偶氮直接染料
R H2N
R NH2
R：—H 联苯胺
— CH3 联甲苯胺 — OCH3 联大茴香胺
➢特点：合成工艺简单，价格低廉，色谱齐全，但具有致 癌性。在118种禁用染料中具有联苯胺、联甲苯胺、联 大茴香胺结构的有83种，其中直接染料78种。
第七章 直接染料
联苯胺型双偶氮直接染料
第七章 直接染料
➢ 热力学上表示染料上染能力的严格定义是亲和力，即染 液中染料的标准化学位和纤维上染料的标准化学位之差。
0 s00f
➢ 标准亲和力是温度和压力的函数，与染色平衡时染料在 纤维上的活度和染浴中的活度有关，和体系的组成、浓 度无关，它的数值随温度和压力而有不同。
➢ 亲和力是染料从它在染浴中的标准状态转移到它在纤维 上的标准状态的趋势和量度，染料上染纤维的必要条件 是μf0＜μs0。亲和力越大，表示染料从染料向纤维转移的 趋势越大。
NH2 OH Hபைடு நூலகம்CO Na3SO
NN
OC3H NN
OH NH2 SO3Na
SO3Na HOOC
直接湖蓝6B（对称型）
HO
NN
NN
SO3Na
OH
N2H
Na3SO
直接深棕M（不对称型）
➢水杨酸—OH邻位有羧基，定位效应差，先进行偶合； 酸较易偶 合第二步进行偶合。
第七章 直接染料
②二氨基二苯乙烯二磺酸（DSD酸）
免在酸性条件下染整加工。
➢ 分子中没有在酸性、中性条件下形成离子的基团——不能以离子
键形式与染料结合。
➢ 葡萄糖剩基上2、3、6位有三个羟基，一个纤维素双糖的间隔为
1.03nm 左右——可与染料形成氢键结合。
第七章 直接染料
➢ 纤维素纤维对染料的要求 ①不用酸性浴染色，不以离子键形式与纤维结合； ②为了提高与纤维的范德华力结合，染料应有线性狭长，
SO3Na
1.08nm
H NH N N
SO3Na
第七章 直接染料
一、纤维素纤维的结构特点及对染料结构的要求
H OH
OH HH
OH H
H O
O
CH2OH
HH OH
O H
H
O
H
H OH H
OH H
H O
O
CH2OH
HH OH
O OH H
H
CH2OH
H OH
CH2OH
H OH
n2
2
1.03nm
➢ 由葡萄糖剩基彼此以1，4–甙键连接而成的线型大分子——应避
上 染 百 分 率 初 上 始 染 染 纤 色 维 时 的 的 染 染 料 料 量 量 100%
第七章 直接染料
➢ 上染百分率常被用于衡量染料的上染能力。上染百分率 大，直接性高，染料与纤维结合力强；上染百分率小， 直接性低，染料与纤维结合力弱。
➢ 上染百分率也没有确切定量的概念，上染百分率不但与 染料和纤维的种类有关，也和染料用量、温度、浴比、 助剂种类及用量、上染时间等染色条件有关。采用上染 百分率来比较染料的直接性时，一般在相同条件下进行 比较。
(1)通过E1←D→E2途径合成。 (2)通过A→M→E途径合成。 (3)通过A1→Z←A2或A1→ZXZ←A2 途径合成。
➢ D为可以形成两个重氮基的双重氮组分； ➢ E为可以进行一次偶合的偶合组分； ➢ A为可以形成一个重氮基的重氮组分； ➢ M为与重氮化合物偶合后还带有一个可重氮化氨基芳香胺化
成。
④分子中含有两个—SO3Na，使染料有足够的水溶性，并可以单分 子状态上染纤维。
第七章 直接染料
三、直接性 定义：直接性是指染料自染液上染纤维的能力。它来源 于染料分子和纤维大分子之间的相互作用力。
➢ 表示方法：直接性的概念较为含糊，没有明确的数据。 用于表示染料上染纤维的性能或染料与纤维分子之间作 用力的大小。一般用染料上染纤维达到平衡时的上染百 分率来衡量。
SO3Na
①染料有较长的共轭体系，相对分子量较大，色散力、诱导力较大。
②染料为双偶氮结构，偶氮基反式连接，分子呈一个方向延伸的直
线型结构，共平面性好，与纤维素线型大分子结合的范氏力较大。
③染料分子中含有两个—NH2，可形成氢键，并且两个氨基之间的 距离为1.08nm，接近于一个纤维素双糖的间隔，有利于氢键的形
H2N
CH=CH
NH2
SO3NaNaO3S
➢二苯乙烯型染料的特点是分子刚硬，平面性好，直接性
高于联苯胺类，色泽鲜艳，牢度适中，价格低廉，耐光
牢度也较好。
SO3Na
第七章 直接染料
§7.2 直接染料的结构及其合成方法 ➢ 直接染料绝大部分是偶氮染料。主要以双偶氮染料、三
偶氮染料为主。单偶氮染料分子链太短，与纤维的直接 性较小；四偶氮以上的染料合成工序麻烦，副产品多， 色泽灰暗。
第七章 直接染料
一、单偶氮直接染料
➢ 由于分子量较小、直接性太低的原因，数量品种很少， 仅限于 苯并噻唑或J酸结构
第七章 直接染料
§7.1 引言 ➢能直接上染棉纤维，而不需要媒染，所以被称为直接染
料。 ➢直接染料是在刚果红的基础上发展起来的，从结构上看，
基本上是偶氮染料，以保证染料为直线型、平面性大分 子，主要以双偶氮、三偶氮染料为主。分子结构中含有 磺酸基，少量使用羧基，以使染料具有较好的水溶性。
H NH
NN
第七章 直接染料
二、直接染料的结构特点
H NH
NN
1.08nm
H NH N N
刚果红染料
SO3Na
N
H3C
S
SO3Na
NN
CH3 C=O CH CONH
OH
NN NaO3S
O NHC
NH2
直接黄5G
直接红B
结构：虽是单偶氮染料，但都设法使分子链得到延长，并保
持染料分子具有线性和共平面性 ，以提高对纤维素纤维的
直接性。
合成：可直接通过重氮化和偶合反应来完成。
第七章 直接染料
2、双偶氮直接染料 通过重氮化偶合方法合成双偶氮染料的方法有三种：
合物； ➢ Z为能与两个或多个重氮组分偶合的偶合组分； ➢ X为连接基。
第七章 直接染料
1、通过E1←D→E2合成的双偶氮直接染料 D为可以形成两个重氮基的二氨基类化合物，为了保证 分子直线型狭长结构，二氨基应在两边； E1、E2为可以进行一次偶合的偶合组分。
➢E1 =E2：对称型 ➢E1≠E2：不对称型。偶合时，活性小的偶合剂先偶合。
第七章 直接染料
①联苯胺型双偶氮直接染料
R H2N
R NH2
R：—H 联苯胺
— CH3 联甲苯胺 — OCH3 联大茴香胺
➢特点：合成工艺简单，价格低廉，色谱齐全，但具有致 癌性。在118种禁用染料中具有联苯胺、联甲苯胺、联 大茴香胺结构的有83种，其中直接染料78种。
第七章 直接染料
联苯胺型双偶氮直接染料
第七章 直接染料
➢ 热力学上表示染料上染能力的严格定义是亲和力，即染 液中染料的标准化学位和纤维上染料的标准化学位之差。
0 s00f
➢ 标准亲和力是温度和压力的函数，与染色平衡时染料在 纤维上的活度和染浴中的活度有关，和体系的组成、浓 度无关，它的数值随温度和压力而有不同。
➢ 亲和力是染料从它在染浴中的标准状态转移到它在纤维 上的标准状态的趋势和量度，染料上染纤维的必要条件 是μf0＜μs0。亲和力越大，表示染料从染料向纤维转移的 趋势越大。
NH2 OH Hபைடு நூலகம்CO Na3SO
NN
OC3H NN
OH NH2 SO3Na
SO3Na HOOC
直接湖蓝6B（对称型）
HO
NN
NN
SO3Na
OH
N2H
Na3SO
直接深棕M（不对称型）
➢水杨酸—OH邻位有羧基，定位效应差，先进行偶合； 酸较易偶 合第二步进行偶合。
第七章 直接染料
②二氨基二苯乙烯二磺酸（DSD酸）
免在酸性条件下染整加工。
➢ 分子中没有在酸性、中性条件下形成离子的基团——不能以离子
键形式与染料结合。
➢ 葡萄糖剩基上2、3、6位有三个羟基，一个纤维素双糖的间隔为
1.03nm 左右——可与染料形成氢键结合。
第七章 直接染料
➢ 纤维素纤维对染料的要求 ①不用酸性浴染色，不以离子键形式与纤维结合； ②为了提高与纤维的范德华力结合，染料应有线性狭长，
SO3Na
1.08nm
H NH N N
SO3Na
第七章 直接染料
一、纤维素纤维的结构特点及对染料结构的要求
H OH
OH HH
OH H
H O
O
CH2OH
HH OH
O H
H
O
H
H OH H
OH H
H O
O
CH2OH
HH OH
O OH H
H
CH2OH
H OH
CH2OH
H OH
n2
2
1.03nm
➢ 由葡萄糖剩基彼此以1，4–甙键连接而成的线型大分子——应避
上 染 百 分 率 初 上 始 染 染 纤 色 维 时 的 的 染 染 料 料 量 量 100%
第七章 直接染料
➢ 上染百分率常被用于衡量染料的上染能力。上染百分率 大，直接性高，染料与纤维结合力强；上染百分率小， 直接性低，染料与纤维结合力弱。
➢ 上染百分率也没有确切定量的概念，上染百分率不但与 染料和纤维的种类有关，也和染料用量、温度、浴比、 助剂种类及用量、上染时间等染色条件有关。采用上染 百分率来比较染料的直接性时，一般在相同条件下进行 比较。
(1)通过E1←D→E2途径合成。 (2)通过A→M→E途径合成。 (3)通过A1→Z←A2或A1→ZXZ←A2 途径合成。
➢ D为可以形成两个重氮基的双重氮组分； ➢ E为可以进行一次偶合的偶合组分； ➢ A为可以形成一个重氮基的重氮组分； ➢ M为与重氮化合物偶合后还带有一个可重氮化氨基芳香胺化
成。
④分子中含有两个—SO3Na，使染料有足够的水溶性，并可以单分 子状态上染纤维。
第七章 直接染料
三、直接性 定义：直接性是指染料自染液上染纤维的能力。它来源 于染料分子和纤维大分子之间的相互作用力。
➢ 表示方法：直接性的概念较为含糊，没有明确的数据。 用于表示染料上染纤维的性能或染料与纤维分子之间作 用力的大小。一般用染料上染纤维达到平衡时的上染百 分率来衡量。
SO3Na
①染料有较长的共轭体系，相对分子量较大，色散力、诱导力较大。
②染料为双偶氮结构，偶氮基反式连接，分子呈一个方向延伸的直
线型结构，共平面性好，与纤维素线型大分子结合的范氏力较大。
③染料分子中含有两个—NH2，可形成氢键，并且两个氨基之间的 距离为1.08nm，接近于一个纤维素双糖的间隔，有利于氢键的形
H2N
CH=CH
NH2
SO3NaNaO3S
➢二苯乙烯型染料的特点是分子刚硬，平面性好，直接性
高于联苯胺类，色泽鲜艳，牢度适中，价格低廉，耐光
牢度也较好。
SO3Na
第七章 直接染料
§7.2 直接染料的结构及其合成方法 ➢ 直接染料绝大部分是偶氮染料。主要以双偶氮染料、三
偶氮染料为主。单偶氮染料分子链太短，与纤维的直接 性较小；四偶氮以上的染料合成工序麻烦，副产品多， 色泽灰暗。
第七章 直接染料
一、单偶氮直接染料
➢ 由于分子量较小、直接性太低的原因，数量品种很少， 仅限于 苯并噻唑或J酸结构
第七章 直接染料
§7.1 引言 ➢能直接上染棉纤维，而不需要媒染，所以被称为直接染
料。 ➢直接染料是在刚果红的基础上发展起来的，从结构上看，
基本上是偶氮染料，以保证染料为直线型、平面性大分 子，主要以双偶氮、三偶氮染料为主。分子结构中含有 磺酸基，少量使用羧基，以使染料具有较好的水溶性。
H NH
NN