第04章 活性染料染色

2、卤代嘧啶类
N N Xn X=Cl, F, Br n=1, 2
通式
N
H
Cl
D HN N Cl D HN N Cl
Cl
二氯嘧啶
Cl
三氯嘧啶
Cl
D HN N F
F
二氟一氯嘧啶
D HN
Xn X=Cl, F
n=1, 2, 3
通式
3、乙烯砜类(KN型) 4、膦酸基类(P型)
O
D S CH2CH2 OSO3Na
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2、活性染料和Cell-OH的反应优先于染料和水 反应的原因
染料对纤维有直接性，能对纤维发生吸附。 染液中纤维素负离子的浓度远大于氢氧根离子的浓
度，则发生固色的染料多于水解的染料。 纤维素负离子的亲核性比OH-强，在与活性基团反
应时，亲核性较大的Cell-O-将优先参与反应。 位阻的影响。因直接性吸附于纤维上的染料与水的
O
O
D P OH
OH
N N
4
5、复合活性基类
D HN
Cl
NH
Ar
O S
CH2CH2
OSO3Na
Ar基团一般为芳香族隔离基团 如国产 M型=K型+KN型等
O
M、B型：K型 + KN型； KE型、 H型、KP型：K型+ K型； 活性黑2B：双KN； LS型：F型+ KN型； RN型：F型+ F型。
D HN δ+ O H -HCl D HN
Cl 永久性活性源
0.926
1.026 N
N
N
OH
暂
水解：40% 时
Cl
N
N
δ
+
X
δ
-
性 活
N 0.899 N 0.960
N 0.883 N N
O
H OH H
H5 O H
O
H OH H
H HO
O
OH H H
H HO
O
4
OH H 1 3 2 OH n-2
H H
O OH
CH2OH
H OH
CH2OH
H HO
2 CH2OH
1.542nm
0.514nm
纤维素是多糖化合物，是组成纤维素纤维的基本
物质，其分子链主要由β-D-葡萄糖剩基彼此以1,4-甙 键联结而成，亲核反应性比水强。染料主要与无定形
1
第一节 引言
1、活性染料的定义。 2、活性染料的应用特点?
➢ 在水中可溶，匀染性好; ➢ 湿牢度好; ➢ 染色方便，仿色容易; ➢ 价格便宜; ➢ 颜色鲜艳度高，色谱全; ➢ 基本不沾色； ➢ 中性电解质用量大； ➢ 固色率不高。
3、可染纤维的类型?
2
化学通式：
其中：
W—D—B—Re---X
区(可及区)的第6位羟基反应。
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1、活性染料与纤维素纤维的反应特征
纤维素纤维分子中存在着—OH，在碱性条件下电离 为—O-，纤维素负离子可以和染料发生亲核取代或 亲核加成反应。
纤维和染料的反应是一个多相反应（非均相），而 水与染料的反应是一个均相反应。
染料和水反应后就失去和纤维反应的能力，因而染 料和纤维反应时有染料和水的竞争反应。
K型（一氯均三嗪）等：——酯键
D HN
Cl
Cl
X型染料
0.979 1.010
N 0.951
1.100 吡啶
Ce l l CH2 O- D HN
Cl H
δ+ O CH2 Ce l l -HCl D HN
O CH2 Ce l l
固色：60%
Cl
Cl
HO-
0.987
0.957 NN
1.049 哒嗪
Cl H
W——水溶性基团，一般为磺酸基（—SO3Na）； D ——染料颜色母体，可为偶氮类、蒽醌类和其它类结构，
影响染料的亲和力、扩散性、颜色、耐晒牢度等；
B ——连接活性基与染料母体的桥基,为—NH—、 —NHCO—
—SO2—等隔离基团，对染料有一定影响； Re——活性基团或称反应性基团，它决定了活性染料的反应
性及D-F键的稳定性；
X ——离去基，如—OSO3H、—F、—Cl等。
OH NH
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Cl
NN S
Cl 活性红X-3B (C.I. Re. Red 2)
S
3
活性染料类型
1、卤代均三嗪类
D HN
Cl D HN
NHR D HN
OCH3 D HN
NHR D HN
Cl
Cl
Cl
F
二氯均三嗪 (X型) 一氯均三嗪 (K型) 一氟均三嗪
第四章 活性染料染色
第一节 第二节 第三节 第四节
第五节 第六节 第七节
引言 (Dyeing with Reactive Dyes) 活性染料与纤维素纤维的反应性 纤维素纤维纺织品的浸染工艺 纤维素纤维纺织品的连续轧染、轧卷 堆染色工艺 活性染料对蛋白质纤维及锦纶的染色 活性染料和纤维间共价键的稳定性 化学改性纤维素纤维的染色
作用比较困难。
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二、活性染料的醇解反应动力学
为方便起见，可先选择适当的水溶性多元醇(山 梨糖醇和甘露糖醇)作为模型化合物代替纤维素 纤维进行研究。(非均向→均向)
醇解反应效率
Ea
ka kh
AO OH
ka kh
Ka KW
AOH
反 应 效 率 Ea 和 醇 的 离 解 常 数 Ka ， 反 应 性 比 值
/P
kf khi
K
Cell O 1
OH i
1
固色效率与[D]f /[D]s成正比，也就是说和染料的直
接性成正比，直接性越高，比值越大。
固色效率还与反应性比、[Cell-O-]/[OH-]、r、P、D、
LR等有关。此外，温度、pH、电解质浓度以及助
剂性质等因素都会影响固色效率及固色速率。
ka/kh( 两 种 反 应 速 率 常 数 之 比 ) 以 及 醇 的 浓 度
[AOH]成正比，和水的离解常数Kw成反比。
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三、活性染料与纤维素纤维的反应动力学
理论固色效率：Ed
kf kh
D f
Ds
Cell O k f
OH S
kh
D f
Ds
KCell Kw
C
实际值：Ed
d[D]rf / P d[D]ih d[D]hsV
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活性染料与纤维的反应
分为两类反应：
即：亲核取代反应（SN2）和亲核加成反应（EN2） 无论是染料与纤维素纤维的反应，或者是与蛋白质
纤维的反应，都存在上述两种反应历程。
——弄清其反应历程，用以解决一系列理论和实际问题， 具有重要意义。
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（一）亲核取代（SN2）反应历程
迄今研究认为：卤代氮杂环类活性基团与纤维的 反应属于这一类型。如国产X型（二氯均三嗪）、
国产品种：X型、K型、KN型、M(B)型、F型等。 反应活性排序：X型﹥F型﹥ B型﹥ KN型﹥K型。
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第二节 活性染料与纤维素纤维的 反应性
一、纤维素纤维的化学结构和反应性
CH2OH
HO H
OH H
HO
H
H OH
Cellulose
H OH
CH2OH
H OH
6CH2OH
H OH
O
H OH H
HH O