各种染料介绍
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酸性染料
能在酸性(或中性)介质中进行染色的染料。
一种阴离子染料。
一般在酸性溶液中染色。
分子中含有磺酸-so 3h、羧酸-cooh 等水溶性基团。
按染色时酸性的强弱分强酸性染料、弱酸性染料、中性染料等。
强酸性染料多用于羊毛染色;弱酸性染料多用于真丝绸及锦纶,为真丝织物印染的主要染料。
这类染料电离后染料离子带负电,如伊红、刚果红、藻红、苯胺黑、苦味酸和酸性复红等,可与碱性物质结合成盐。
当培养基因糖类分解产酸使pH值下降时,细菌所带的正电荷增加,这时选择酸性染料,易被染色。
士林染料
又称还原染料,一般用于棉织物的染色,不溶于水,通过在碱性条件下,用还原剂将染料还原后溶解于水而与织物反应,染色后用氧化剂氧化后显示正常颜色,日晒牢度极佳。
被称为永不褪色的染料。
还原染料
经还原染料隐色体而后成染色的不溶性染料。
先在碱液中经还原作用变成可溶性的隐色体钠盐而为纤维素纤维吸着,再经过氧化,恢复成原来的不溶性染料,一般耐洗、耐晒坚牢度较高。
例如士林蓝等。
主要用棉、涤棉混纺织物印染,维纶亦可上色,在丝绸行业中,用于人丝、人丝·人棉交织,真丝绸拔染印花。
还原染料不溶于水,染色时要在碱性的强还原液中还原溶解成为隐色体钠盐才能上染纤维,经氧化后,回复成不溶性的染料色淀而固着在纤维上。
还原染料是染料中各项性能都比较优良的染料。
按其主要化学结构可分为靛类和蒽醌两大类。
它的色谱较全,色泽鲜艳,皂洗、日晒牢度都比较高,但因价格较贵,某些黄、橙等色有光敏脆损现象,使其应用受到一定的限制。
(一)还原染料染色过程还原染料染色时,可采用浸染,卷染或轧染。
一般纱线及针织物大都用浸染,机织物大都用卷染和轧染,一般都包括下述四个基本过程。
1.染料还原染料的还原过程,也就是还原染料隐色体的生成过程,一般都是在碱性介质中进行的。
在还原染料的分子结构中都至少含有两个羰基(=C=O),它们在强的还原剂连二亚硫酸纳(俗称保险粉)的作用下,羰基被还原成羟基(-OH)。
保险粉化学性质非常活泼,在碱性条件下即使温度很低,也可产生较强的还原作用,从而使还原染料被还原为隐色酸。
Na2S204 + 2H2O -→ 2NaHSO3 + 2[H]
2=C=O + 2[H] —→ 2 ≥C-OH
反应中生成的羟基化合物就是染料的隐色酸,它也和染料一样不溶于水,但可溶于碱性介质中,成为隐色体钠盐溶液。
由于隐色体钠盐不常呈现染料原有的颜色,故被称为隐色体:
≥C-OH + NaOH-→ ≥C-ONa + H2O
在用保险粉-烧碱法进行染料还原溶解时,应掌握好烧碱、保险粉的用量和还原温度,才能使染料正常还原,否则会使染料产生过度还原或水解以及分子重排等不正常的反应,致使染液破坏,色泽萎暗,染色牢度降低。
2.隐色体上染还原染料经保险粉、烧碱还原溶解成隐色体钠盐后,即对纤维素纤维产生直接性,先吸附于纤维表面,然后再向纤维内部扩散而完成对纤维的上染。
由于染液中含有大量电解质,对纤维的直接性较大,故上染纤维的速率较快,染料的移染性能较差,往往不易染匀。
因此,在上染过程中可加入少量缓染剂,如平平加0、牛皮胶等。
[O]
3.隐色体氧化上染纤维的隐色体需经空气或氧化剂氧化,转变为原来的不溶性还原染料并回复原来的色泽,其氧化反应如下:
≥C-ONa -→ >C=O
由于不同类型的还原染料有不同的氧化性能,故应对氧化条件进行适当选择,如用空气氧化,或使用双氧水、过硼酸钠氧化等。
4.皂煮后处理皂煮能将吸附在纤维表面已氧化的浮色去除,使染色织物具有鲜艳的色泽和较好的摩擦牢度。
同时,在皂煮过程中,染料分子会在纤维表面发生聚集,进而形成微晶体,可进一步改善染色织物的各项牢度。
(二)还原染料染色方法还原染料可用于棉及涤棉和维棉混纺织物的染色。
按染料上染形式不同,可分为隐色体染色法及悬浮体轧染法。
另外还有隐色酸染色法,因不常用,故在此不作讨论。
1.隐色体染色法隐色体染色是把染料预先还原成隐色体,在染浴中被纤维吸附,然后再进行氧化、皂洗的一种染色方法。
它可分为浸染、卷染和轧染等,目前多用于浸染和卷染。
隐色体浸染适用于纱线染色,卷染法染色透芯程度差,有白芯现象。
根据染料性质不同,可采取不同的还原方式。
(1)干缸法:在浸染染色时,有的染料还原速度较慢,必须采用较为剧烈的条件来提高染料的还原速率,这种还原方法称为干缸法。
干缸法还原是先将染料用少量水和太古油或拉开粉调成稀浆,然后加入适量温水和规定量的烧碱、保险粉,在规定温度下还原10~15min,待染料充分还原后再经过滤加入含有烧碱、保险粉溶液的染缸中,并冲稀至所需浓度进行染色。
由于还原时用水量极少、相当于提高了烧碱、保险粉浓度,加快了染料的还原速率,使还原反应正常完成。
(2)全浴法:这种还原方式适用于还原速率较快的还原染料。
其方法是直接将染料放入染槽内,加入规定量的烧碱及保险粉,使染料还原,还原10~15min后即可进行染色。
若对这类染料采用较为剧烈的还原条件,则易造成染料的水解或过度还原,影响染色成品质量
冰染染料
色酚钠盐溶液和色基重氮盐溶液在纤维上偶合而生成的不溶性偶氮染料。
染色时,将纤维先在色酚的钠盐溶液中浸渍(俗称打底)再与色基的重氮盐溶液或色盐溶液在低温下偶合,在纤维上生成染料而显色。
色基重氮化时常用冰冷却故名。
硫化染料
硫化染料的介绍
要以硫化碱溶解的染料,主要用于棉纤维染色,亦可用于棉/维混纺织物。
成本低廉,染品一般尚能耐洗耐晒,但色泽不够鲜艳。
常用品种有硫化黑、硫化蓝等。
现在已有可溶性硫化染料问世。
由芳烃的胺类、酚类或硝基物与硫磺或多硫化钠通过硫化反应生成的染料,是法国化学家克鲁西昂和布雷通尼埃首先合成的。
硫化染料的特点
硫化染料不溶于水,染色时需使用硫化钠或其他还原剂,将染料还原为可溶性隐色体。
它对纤维具有亲合力而染上纤维,然后经氧化显色便恢复其不溶状态而固着在纤维上。
所以硫化染料也是一种还原染料。
硫化染料可用于棉、麻、粘胶等纤维的染色,其制造工艺较简单,成本低廉,能染单色,也可拼色,耐晒坚牢度较好,耐磨坚牢度较差。
色谱中缺少红色、紫色,色泽较暗,适合染浓色。
硫化染料的分类
硫化染料按染色条件的不同,分为用硫化钠作还原剂进行染色的硫化染料和用连二亚硫酸钠作还原剂的硫化还原染料。
为了使用方便,将硫化染料用焦亚硫酸钠或甲醛次硫酸氢钠(俗名吊白块)进行磺酸基取代而得到水溶性硫化染料,此染料不用还原剂就能直接用于染色。
硫化染料的生产
硫化染料的工业生产方法有两种:①烘焙法,将原料芳烃的胺类、酚类或硝基物与硫磺或多硫化钠在高温下烘焙,以制取黄、橙、棕色硫化染料。
②煮沸法,将原料芳烃的胺类、酚类或硝基物与多硫化钠在水中或有机溶剂中加热煮沸,以制取黑、蓝、绿色硫化染料。
硫化染料的品种
硫化染料中的主要品种是硫化黑(C.I.硫化黑1)。
它是用2,4-二硝基氯苯和氢氧化钠溶液在近沸腾的情况下,水解制成二硝基苯酚钠溶液,随后与多硫化钠水溶液按一定的分子比加热煮沸,在加压或不加压下进行还原和加硫反应而制取的。
加硫反应完成后,直接用辊简干燥器干燥,得到原染料。
再经拼混成为商品染料。
硫化时,酚钠与多硫化钠的分子比、多硫化钠Na2 Sx中的x(即硫指数)和反应温度的不同,使硫化黑成品的色光有青光、青红光和红光的差异。
硫化黑染料最大的缺点是有脆布现象。
这是因为硫化黑分子中含有多硫链状的活性硫。
这种组成的硫不稳定,当将染料加热或放置于湿热的空气中时,就易氧化生成硫酸,造成对棉布的脆损。
近年来,通过改进硫化黑的生产工艺,普通硫化黑制成后降温至100℃左右,加入甲醛及一氯醋酸,使染料中不稳定的硫稳定下来,制成一种防脆硫化黑染料。
硫化染料的使用
硫化染料使用时要用硫化钠或保险粉还原成为水溶性隐色体,再由被染物吸收后经氧化或其他作用变回原来的不溶有色物,以使染料固着于被染物上。
阳离子染料
阳离子染料(cationic dyes)
纺织染料的一种,又称碱性染料和盐基染料。
溶于水中呈阳离子状态,主要用于锦纶纤维染色。
也可与蛋白质分子以盐碱
相结合。
可溶于水,在水溶液中电离,生成带阳电荷的有色离子的染料。
染料的阳离子能与织物中第三单体的酸性基团结合而使纤
维染色。
是腈纶纤维染色的专用染料,具有强度高、色光鲜艳、耐光牢度好等优点。
阳离子染料染色工艺及方法
腈纶根据散纤维、丝束、纱线、毛条等不同形式可在相应的设备上染色。
织物可在绳状染色机、卷染机或轧染机上进行。
纯腈纶织物都采用浸轧或卷染。
染色时始染温度宜在玻璃化温度以下,以70℃左右为宜。
然后缓缓升温至沸,染色约1h。
染淡色时,起染温度要低,升温时间可长些,染浓色时,起染温度可高点,升温时间可短些。
染淡色可在3Omin左右,染中色、浓色可在60~90min。
染浴可由染料、醋酸、醋酸钠、缓染剂、无水硫酸钠等组成,各助剂的用量可根据染色之深浅而有所不同。
染色时先将染
料用使用量一半的醋酸调匀,加水调成浆状后加沸水使染料溶解,然后将其他助剂及剩余醋酸加到染浴中,再将溶解好的染料
滤入染浴内,搅匀后即可染色。
染色后进行降温,其降温速率要缓慢,过快会影响手感。
染色后即可进行水洗,有的也可进行
柔软处理,以增进手感。
染色时间对染料的扩散及是否上染充分有很大的关系,时间短,易造成环染,影响染色牢度,可根据所染色泽来确定染色
时间。
除浸染和卷染外,涤腈混纺织物多采用轧染,其工艺包括汽蒸法和热熔法两种。
1.浸染
染色处方(纯腈纶织物浸染艳红色):
阳离子嫩黄7GL(500%) 0.12%
阳离子艳红5GN(250%) 2.40%
醋酸(98%) 2.50%
醋酸钠 1.0%
无水硫酸钠8.0%
匀染剂TAN 0.5%
染色浴比1:40
75℃始染,1℃/min升温至85℃,保温染色15min,然后以1℃/2min升温至95℃,保温染色20min,再以1℃/4min升温至100℃,沸染45~60min,最后在20~30min内缓慢降至50℃出机。
上述染色方法也称为控制升温法,是浸染染色中最常用的染色方法,适用于常压不连续浸轧机、绞纱染色机、液流染色机、平幅无张力卷染机等染色设备。
浸染染色中,还有一种恒温染色怯。
恒温染色法是在腈纶的玻璃化温度以上、沸点以下的温度范围内选择一个适当的温度,作为固定的恒温染色温度。
在此恒温下,用45~90min基本完成染料的上染,接着在沸点作短时间处理,使染料完全固着,达到最高的染色牢度。
采用此法染色的关键是要选择一个合理的恒温上染温度,在这一温度下,腈纶投入染浴染色时并无突然上染的现象,但在整个恒温过程中染料是在不断地上染。
当恒温阶段结束时,纤维的上染率最好能达到80%以上,这样就可快速升温到沸点以使染料固着。
采用恒温染色法不易染花,得色均匀,容易操作,而且染色时间短,故在实际生产中应用较多。
2.卷染卷染染液的组成与浸染相似,除含有染料外,还有醋酸、醋酸钠、元明粉、阳离子缓染剂等。
染料的溶解法和染液配制与浸染亦类同。
60℃开始染色,染色4道后升温至98~100℃,沸染8O~90min,再热水洗、皂洗、热水洗、温水洗。
所用设备应以能自动调节张力的等速卷染机为好,使织物在染色过程中所受张力尽可能小,否则会影响织物手感。
3.轧染轧染染色主要用于腈纶丝束、毛条及腈纶混纺织物。
腈纶织物受热容易变形,所以很少采用轧染。
轧染工艺有汽蒸和热熔法,本节主要介绍涤腈混纺织物的热熔染色。
热熔法轧染涤腈混纺织物一般是将分散染料和阳离子染料同浴,即一浴法轧染。
由于商品分散染料中含有大量的阴离子型分散剂,能和阳离子染料结合,使染浴不稳定,因此一般是将阳离子染料先制成分散型阳离子染料,使分散型阳离子染料和分散染料同时分散在水中。
分散型阳离子染料热熔染色工艺与分散染料的热熔染色相似,工艺流程是:浸轧→烘干→热溶→后处理。
热熔条件是:190~200℃,1~2min。
轧染液内含有分散型阳离子染料、醋酸、促染剂、释酸剂、非离子表面活性剂及少量糊料等。
加入醋酸是用来调节染液的pH至4~5。
由于醋酸易挥发,为使染色过程中pH值比较稳定,一般必须加入硫氰酸铵7~9g/L作为释酸剂。
采用尿素和碳酸乙烯酯作为促染剂,可使纤维膨化,有利于染料向纤维内扩散。
非离子表面活性剂可提高染液的稳定性和渗透性。
少量糊料可防止染料泳移。
若在热溶后再进行短时间汽蒸,可进一步提高阳离子染料的固色率。
中性染料
一种金属铬合染料。
能在中性或微酸性溶液中染色。
适用于维纶、锦纶、丝、毛及柞蚕丝等染色。
具有较高的耐晒坚牢度。
酸性染料与碱性染料的结合物叫做中性(复合)染料,如瑞脱氏(Wright)染料和基姆萨氏(Gimsa)染料等,后者常用于细胞核的染色。
媒介染料
媒介染料
mordant dye (s)
一类酸性染料,原称酸性媒介染料。
染料分子结构中含有能与金属离子络合的基团,染色时或染色后,需用金属媒染剂处理,以提高被染物的色牢度。
常用的媒染剂是铬盐,有时也用铜盐、铝盐、铁盐等。
主要用于蛋白质纤维的染色,也可用于聚酰胺纤维的染色。
使用媒介染料着色的织物,具有较高的耐晒(色)牢度和耐皂洗(色)牢度,但色光较暗;同时在印染废水中常含有重金属离子,增加三废治理的难度。
碱性染料
jianxingranliao
英文名称:basic dye(s)
说明:在水溶液中能解离生成阳离子色素的染料,故划归为阳离子染料类。
由于碱性染料上染纤维后耐光色牢度和耐洗色牢度较差,现在已很少于织物的染色,主要用于文教用品、纸张的着色及制造色淀。
亦称盐基性染料,其发色基团大多数为有机碱类,与无机酸结成盐(氯化物)少数为其他盐类。
染料在水溶液中离解时,因色素基团带阳电荷,因而属阳离子染料。
它的特点是色泽鲜艳,有瑰丽的荧光(主要是玫红、黄、橙等色),而且着色力很强,用很少量的染料即可得到深而浓艳的色泽。
色牢度及耐光性差,但用于腈纶(聚丙烯腈纤维)有较好的牢度。
碱性染料对纤维素纤维不上色。
七十年代初我国采用接枝方法以阳离子染料在丝绸上染色。
这类染料电离后染料离子带正电,可与酸性物质结合成盐。
微生物实验室一般常用的碱性染料有美兰、甲基紫、结晶紫、碱性复红、中性红、孔雀绿和蕃红等,在一般的情况下,细菌易被碱性染料染色。
偶氮染料
简介
oudan ranliao
偶氮染料
azo dyes
偶氮染料(偶氮基两端连接芳基的一类有机化合物)是纺织品服装在印染工艺中应用最广泛的一类合成染料,用于多种天然和合成纤维的染色和印花,也用于油漆、塑料、橡胶等的着色。
在特殊条件下,它能分解产生20多种致癌芳香胺,经过活化作用改变人体的DNA结构引起病变和诱发癌症。
偶氮染料——苏丹红
苏丹红是一类合成型偶氮染料,其品种主要包括苏丹红1号、苏丹红2号、苏丹红3号和苏丹红4号,主要用于溶剂、油、蜡、汽油增色以及鞋和地板等的增光。
偶氮染料的发现
1859年J,P.格里斯发现了第一个重氮化合物并制备了第一个偶氮染料----苯胺黄.偶氮染料包括酸性碱性直接媒染冰染分散活性染料,以及有机颜料等. 按分子中所含偶氮基数目可分为单偶氮双偶氮三偶氮和多偶氮染料:单偶氮染料:Ar-N=N-A r-OH(NH2) 双偶氮染料:Ar1-N=N-Ar2-N=N-Ar3 三偶氮染料:Ar1-N=N-Ar2-N=N-Ar3-N=N-Ar4 式中Ar为芳基.随着偶氮基数目的增加,染料的颜色加深.
偶氮是染料中形成基础颜色的物质,如果摈弃了偶氮结构,那么大部分染料基础颜色将无法生成,有少数偶氮结构的染料品种
在化学反应分解中可能产生以下二十四种致癌芳香胺物质属于欧盟禁用的这些禁用的偶氮染料品种占全部偶氮染料的5%左右而且并非所有的偶氮结构的染料都被禁用,.
需要检测偶氮的产品
1 服装、被褥、毛巾、假发、假眉毛、帽子、尿布以及其他的清洁卫生用品、睡袋
2: 鞋、手套、手表带、手提袋、各种钱包、公文包、椅子套
3 纺织或皮革玩具、带有纺织或皮革服装的玩具、合成染料有机化合物染料
4:消费者最终使用的织物和钞线
禁用偶氮染料
并非所有偶氮染料都受禁止,受禁的只是经还原会释出法例指定的23种芳香胺类的偶氮染料,约有130种。
这些受禁偶氮染料染色的服装或其他消费品与人体皮肤长期接触后,会与代谢过程中释放的成分混合并产生还原反应形成致癌的芳香胺化合物,这种化合物会被人体吸收,经过一系列活化作用使人体细胞的DNA发生结构与功能的变化,成为人体病变的诱因。
有鉴与此,1994年德国政府正式在"食品及日用消费品"法规中,禁止使用某些偶氮染料于长期与皮肤接触的消费品,并于96年4月实行之后,荷兰政府也于96年8月制定了类似的法例,法国和澳洲正草拟同类的法例,我国国家质检总局亦于2002年拟草了"纺织品基本安全技术要求"的国家标准。
自1994年7月15日德国政府颁布禁用部分染料法令以来,世界各国的染料界都在致力于禁用染料替代品的研究。
随着各国对环境和生态保护要求的不断提高,禁用染料的范围不断扩大。
欧盟近期已连续发布禁用偶氮染料法规,一旦禁令生效,对我国这样一个纺织品和服装出口大国的影响不言而喻。
面对咄咄逼人的"绿色壁垒",国内染料行业加紧替代产品的技术开发已刻不容缓。
2002年9月11日欧盟委员会发出第六十一号令,禁止使用在还原条件下分解会产生22种致癌芳香胺的偶氮染料,并规定2003年9月11日之后,在欧盟15个成员国市场上销售的欧盟自产或从第三国进口的有关产品中,所含会分解产生22种致癌芳香胺的偶氮染料含量不得超过30×10-6的限量。
2003年1月6日,欧盟委员会进一步发出2003年第三号令,规定在欧盟的纺织品、服装和皮革制品市场上禁止使用和销售含铬偶氮染料,并将于2004年6月30日生效。
偶氮染料的测试标准
欧盟在其官方公布了有关有害偶氮染料测试方法的3项欧洲标准。
这些标准是实施欧盟2002/61/EC号指令的配套文件分别是:
1:CENISO/TS17234:2003皮革——化学测试检——验染色皮革是否含有某类偶氮染料
2:EN14362-1:2003纺织品——检验偶氮染料释放出的芳族胺——第一部分:在无须提取的情况下测试产品是否含有某类的偶氮染料
3: EN14362-2: 2003纺织品——检验由偶氮染料释出的芳族胺——第一部分:提取纤维以测试产品是否含有某类偶氮染料.偶氮染料的检测方法
偶氮是国际环保要求的必检项目之一,检验方法有以下三种:薄层色谱法(TLC),气相色谱及质谱联用法(GC-MSD)及高效液相色谱法(HPLC)。
标准规定被检产品中不得含有23种偶氮染料中间体,若检出其中一种即为不合格产品,其限量为3 0ppm。
蒽醌染料
ēn kūn rǎn liào
分子中含有蒽醌结构的各类染料的总称。
有还原染料、酸性染料、分散染料、活性染料等。
色泽鲜艳、牢度较高。
蒽醌
分子立体图
分子式C14H8O2,分子量208.20,淡黄色晶体。
熔点为286℃、沸点377℃、密度(20/4℃)1.438g/cm3。
能升华。
易溶于热苯和热甲苯,难溶于冷苯,不溶于水,微溶于乙醇、乙醚和氯仿。
能溶于浓硫酸。
不易被氧化,能发生硝化。
磺化和溴化反应。
化学性质
如果向反应体系中加入HgSO4 ,则蒽醌磺化几乎都是α-碘酸,继续碘化可得到1.5-及1.8-二磺酸
1,6-、1,7-蒽醌二磺酸是分两步磺化来制备的。
例如:
在蒽醌磺酸中,磺基因受两个羰基的作用,而有一定的活泼性,如磺酸基可被-X、-NH2、-OH等置换。
例如:
β-蒽醌磺酸与NaOH和KNO3共熔,生成1.2-二羟基蒽醌,即茜红素,它是一种红色的植物染料,它可以从茜草根中分离出来,是红色针状结晶,熔点为289℃;它是最早的人工合成的天然染料。
分子式(Formula):C14H8O2
分子量(Molecular Weight):208.21
CAS No.:84-65-1。