染料化学第4章 直接染料
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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
第四章 概述(一)染料概述
耐摩擦牢度及其测定
影响耐摩擦牢度的因素
与染料在纤维上分布状态有关，染料染透性好， 表面无浮色，则摩擦牢度高
染色浓度高时，易造成浮色，摩擦牢度差
注意：评定染料的染色牢度，应将染料在纺织 物上染成规定的色泽浓度才能进行比较 ，因为 色泽浓度不同，所测牢度不一样
（3）耐日晒牢度及其测定
指染品受光照时保持不褪色、不变色的能力
亲合力是染料上染纤维的趋势
亲合力越大，染料上染纤维的趋势越大，染料 的利用率越高。因此可以从亲和力的大小判断 染料的上染能力。
注意
不同类型的染料对不同种类的纤维有不同的亲 和力
要针对具体纤维进行染料类别的选择
3、染料必须具有颜色
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
染料是染色过程中的着色剂
注意：颜料与染料的区别
六、光、色、拼色及计算机测配色
概念
光的色散 单色光 光谱色 补色
六、光、色、拼色及计算机测配色
(一)、光与色的基本知识 光与色
光是一种电磁波，它包括γ射线，X射线，紫外线、可见 光、红外线及无线电波，它们的区别在于波长和频率不 同。只有波长在范围在380－780nm的部分能引起人们的 视反应，通常将这部分电磁波称为光或可见光。
四、染色牢度
概念
指染色产品在后加工使用或服用过程中，染料（颜料） 在各种外界因素的影响下，能否保持原来色泽状态的 能力。
是衡量染色产品质量的重要指标之一。 引起褪色或变色的外界因素
后续加工过程中的酸、碱、氧化剂、还原剂等 服用过程中的日晒、洗涤、摩擦、汗渍、熨烫等
染色牢度主要包括：
与后处理有关
固色
（2）耐摩擦牢度及其测定
常见合成染料
➢在其β位上引入吸电子基如氰基、烷氧基、芳氧基、 氨基甲酰胺基、溴等，可提高染料色泽鲜艳度及各 项牢度。
三、分散染料
蒽醌分散染料结构与牢度性质
1、染料结构与耐光牢度
耐光牢度比偶氮型好
➢ 羰基的电子云密度低，化学性质稳定，蒽醌体系本身对
光稳定性好；
➢ α-羟基、氨基可与羰基形成内氢键；
H O NH
O2N
NO2 NN
Br
CN NN
Br
CH2CH3 N
CH2CH2CN
max=498nm
CH2CH3
N CH2CH2CN
max=506nm
三、分散染料
➢杂环结构色泽鲜艳，可产得到深色品种，发色强度大。
Cl
O2N
NN
CH2CH3
N CH2CH2OH
max=525nm
CH N O2N C C N N
S
CH2CH3 N
偶氮类分散染料结构与颜色的关系 ➢单偶氮分散染料要得到较深的颜色主要依靠结构中供
电子基团和吸电子基团的协同作用，共轭体系中重氮 组分引入吸电子基，偶合组分引入供电子基，分子中 形成供吸电子体系，得到明显的深色效应。 ➢在无空间位阻或空间位阻较小的情况下，重氮组分上 吸电子取代基数目越多、吸电子能力越强，对染料颜 色的增深效应就越显著；而且当吸电子取代基位于偶 氮基对位时，效果最显著。 ➢引入取代基—Cl、 — Br等原子后，可明显提高染料 的亮度或明度。杂环颜色更鲜艳，吸收强度高。
CH2CH2OH
max=580nm
三、分散染料
蒽醌型分散染料 1、结构特点和分类 ➢蒽醌分散染料的基本化学结构通常可表示为：
X O NHR R
ZOY
➢蒽醌分散染料以蒽醌为发色体，分子上的取代基性 质、数量、位置对染料的颜色及染色性能产生较大 影响。
三、分散染料
蒽醌分散染料结构与牢度性质
1、染料结构与耐光牢度
耐光牢度比偶氮型好
➢ 羰基的电子云密度低，化学性质稳定，蒽醌体系本身对
光稳定性好；
➢ α-羟基、氨基可与羰基形成内氢键；
H O NH
O2N
NO2 NN
Br
CN NN
Br
CH2CH3 N
CH2CH2CN
max=498nm
CH2CH3
N CH2CH2CN
max=506nm
三、分散染料
➢杂环结构色泽鲜艳，可产得到深色品种，发色强度大。
Cl
O2N
NN
CH2CH3
N CH2CH2OH
max=525nm
CH N O2N C C N N
S
CH2CH3 N
偶氮类分散染料结构与颜色的关系 ➢单偶氮分散染料要得到较深的颜色主要依靠结构中供
电子基团和吸电子基团的协同作用，共轭体系中重氮 组分引入吸电子基，偶合组分引入供电子基，分子中 形成供吸电子体系，得到明显的深色效应。 ➢在无空间位阻或空间位阻较小的情况下，重氮组分上 吸电子取代基数目越多、吸电子能力越强，对染料颜 色的增深效应就越显著；而且当吸电子取代基位于偶 氮基对位时，效果最显著。 ➢引入取代基—Cl、 — Br等原子后，可明显提高染料 的亮度或明度。杂环颜色更鲜艳，吸收强度高。
CH2CH2OH
max=580nm
三、分散染料
蒽醌型分散染料 1、结构特点和分类 ➢蒽醌分散染料的基本化学结构通常可表示为：
X O NHR R
ZOY
➢蒽醌分散染料以蒽醌为发色体，分子上的取代基性 质、数量、位置对染料的颜色及染色性能产生较大 影响。
染料化学第四章课件-直接染料
d[ArN ] 2 K 2 [ArNH 2 ][ Cl NO ] K '2 [ArNH 2 ][ HONO ][ H ][ Cl ] dt
在浓硫酸中进行重氮化，反应情况更为复复杂。亚硝酸 钠和冷的浓硫酸作用，生成亚硝基阳离子(NO＋)，它的亲 电反应性能更强了， 综上所述，在稀酸([H)<0.5M)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。
以上的高温条件下要稳定，不降解，能够耐受酸性染色条件；
在高温酸性条件下，仍然有较高的直接性和上染率；有明显高 于以往直接染料的染色牢度尤其是湿牢度。
为了达到这一要求，在染料的分子设计上，采用了两种方 法：①染料分子中引入金属原子，形成螯合结构，提高分子抗
弯能力，含有相当活泼的氢原子的亲核基团。同时设计一个特
O H2N－C－NH2 ＋ 2HNO2 NH2SO3H + HNO2 CO2 ＋ 2N2 ＋ 3H2O
H2SO4 ＋ N2 ＋ H2O
•反应温度：反应一般在０－５℃进行，这是因为大
部分重氮盐在低温下较稳定，在较高温度下重氮盐分 解速度增加。另外，亚硝酸在较高温度下也容易分解， 重氮化反应温度常取决于重氮盐的稳定性。
对亚硝酸的电离平衡而言，无机酸浓度增加，可抑制亚硝酸 的电离而加速重氮化。若无机酸为盐酸，则酸浓度增加，还有
利于亚硝酰氯的生成。
一般说，无机酸浓度较低时，后一影响（2）是主要的。酸
浓度升高时，反应速率增加。但随着酸浓度的进一步增加，前
一影响（1）逐渐显著，成为主要影响因素。这时，酸浓度的
增加会降低参与重氮化反应当游离胺的浓度，从而降低重氮化
离胺的N-亚硝化，生成亚硝胺来实现的。后者一经生成便迅即
第四章直接染料-PPT精选文档
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3/28/2019
②在染料分子中，引入具有强氢键形成能力的 隔离基一三聚氰酰基。染料分子中不含金属离 子，而是设计一个由阳离子多胺聚合体与特殊 金属盐的混合物作为固色剂来达到高的色牢度。
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3/28/2019
日本的化药公司：Kayacelon C型的新型直接染料。 我国的染料工作者按此思路，经多年研究，开发并生 产了一套称为D型直接混纺染料。 这类染料同样具有前述新型直接染料的优点。因染料 分子中引入的是三聚氰酰基，不合有金属原子，在染 色时不会对分散染料造成影响，尤其适合涤棉混纺织 物的染色。其所以称为混纺染料，是指该染料互混性 好，能与各种分散染料同浴染色，而非这套染料中含 有分散染料。
染料化学-------第四章
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3/28/2019
第四章 直接染料
概述 直接染料的发展 直接染料的结构分类 直接染料的应用性能
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3/28/2019
第一节 概 述
直接染料能不借助媒染剂而使纤维素纤维直接染色。
染色时染料从染浴中转移至纤维。将棉布放在染浴中染色
取出后加水洗淋，大部分染料不会被冲洗下来。这种性质称为 直接性。
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3/28/2019
联苯胺偶氮染料
联苯胺直接染料通式为：
A r － N ＝ N － （ I ） － － N ＝ N － A r ' （ I I ）
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3/28/2019
联苯胺染料的颜色随偶合组分不同而变化。一般以邻羟基苯 甲酸为偶合组分的染料是黄色，以 1- 萘胺 -4- 磺酸及其衍生物
3/28/2019
②在染料分子中，引入具有强氢键形成能力的 隔离基一三聚氰酰基。染料分子中不含金属离 子，而是设计一个由阳离子多胺聚合体与特殊 金属盐的混合物作为固色剂来达到高的色牢度。
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日本的化药公司：Kayacelon C型的新型直接染料。 我国的染料工作者按此思路，经多年研究，开发并生 产了一套称为D型直接混纺染料。 这类染料同样具有前述新型直接染料的优点。因染料 分子中引入的是三聚氰酰基，不合有金属原子，在染 色时不会对分散染料造成影响，尤其适合涤棉混纺织 物的染色。其所以称为混纺染料，是指该染料互混性 好，能与各种分散染料同浴染色，而非这套染料中含 有分散染料。
染料化学-------第四章
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第四章 直接染料
概述 直接染料的发展 直接染料的结构分类 直接染料的应用性能
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第一节 概 述
直接染料能不借助媒染剂而使纤维素纤维直接染色。
染色时染料从染浴中转移至纤维。将棉布放在染浴中染色
取出后加水洗淋，大部分染料不会被冲洗下来。这种性质称为 直接性。
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联苯胺偶氮染料
联苯胺直接染料通式为：
A r － N ＝ N － （ I ） － － N ＝ N － A r ' （ I I ）
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联苯胺染料的颜色随偶合组分不同而变化。一般以邻羟基苯 甲酸为偶合组分的染料是黄色，以 1- 萘胺 -4- 磺酸及其衍生物
直接染料染色
直接染料染色
主要内容： ➢ 直接染料分类 ➢ 直接染料的染色方法 ➢ 直接染料染色性能 ➢ 直接染料染其它纤维 ➢ 直接染料的固色处理
一、引言
1、定义：溶于水，分子中含有磺酸基或羧基，能在 中性条件下直接上染纤维素纤维（弱酸性条件下上染 蛋白质纤维） 多用于纤维素纤维、纸、皮革、蛋白质纤维和锦纶等。 2、直接染料染色特点： （1）可溶于水，易于染色 （2）色谱齐全，仿色容易，品种多，用途广 （3）牢度差，适用于牢度要求不高的产品
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：
上染完毕，温水淋洗，最后可以用稀醋酸处理，以改进产品手 感。
固色浴比1：8~10，温度60~65℃，时间30~40min。
（二）染粘胶纤维织物
染色方法基本与棉相同。
只是粘胶纤维存在皮芯结构，皮层紧密，难以染透， 故染色温度较高，时间较长。
另外，染色设备宜采用松式。
六、直接染料的固色处理
1、反应型固色剂（固色交联剂） 固色交联剂可与纤维和染料发生反应，
（五）直接染料的染色影响因素
1、pH值： pH值越低溶解性越低（—COOH），要加纯碱助 溶。 2、不耐硬水：和钙离子形成沉淀，加纯碱可软化水。 3、温度效应： 温度高，染料不易聚集，上染速率上升。 温度过高，匀染性就会变差，易形成“环染”，且平衡上染百 分率下降。 4、盐效应 盐若加的过多，则染料易于聚集，不利于上染。 随着盐量的增加，上染速率也增加，容易出现染花的现象， 最好采用分批加盐。
主要内容： ➢ 直接染料分类 ➢ 直接染料的染色方法 ➢ 直接染料染色性能 ➢ 直接染料染其它纤维 ➢ 直接染料的固色处理
一、引言
1、定义：溶于水，分子中含有磺酸基或羧基，能在 中性条件下直接上染纤维素纤维（弱酸性条件下上染 蛋白质纤维） 多用于纤维素纤维、纸、皮革、蛋白质纤维和锦纶等。 2、直接染料染色特点： （1）可溶于水，易于染色 （2）色谱齐全，仿色容易，品种多，用途广 （3）牢度差，适用于牢度要求不高的产品
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：
上染完毕，温水淋洗，最后可以用稀醋酸处理，以改进产品手 感。
固色浴比1：8~10，温度60~65℃，时间30~40min。
（二）染粘胶纤维织物
染色方法基本与棉相同。
只是粘胶纤维存在皮芯结构，皮层紧密，难以染透， 故染色温度较高，时间较长。
另外，染色设备宜采用松式。
六、直接染料的固色处理
1、反应型固色剂（固色交联剂） 固色交联剂可与纤维和染料发生反应，
（五）直接染料的染色影响因素
1、pH值： pH值越低溶解性越低（—COOH），要加纯碱助 溶。 2、不耐硬水：和钙离子形成沉淀，加纯碱可软化水。 3、温度效应： 温度高，染料不易聚集，上染速率上升。 温度过高，匀染性就会变差，易形成“环染”，且平衡上染百 分率下降。 4、盐效应 盐若加的过多，则染料易于聚集，不利于上染。 随着盐量的增加，上染速率也增加，容易出现染花的现象， 最好采用分批加盐。
第四章 直接染料染色
（3）染色时，加入元明粉、食盐等电解质应适 量，以免过量的电解质造成染料聚集，导致盐 析(即染料从染液中析出的现象)。使析出的染 料沉积在织物上，形成浮色，影响染色牢度， 同时造成色点、色块等疵病。
（4）不需要固色的织物，染毕一定要多洗几道 冷水，使织物完全冷却，否则易产生松板 印。
（5）蚕丝织物一般比较轻薄，对光泽要求较 高，若经长时间沸染，会引起纤维表面的 擦伤，因此不宜在沸腾的情况下染色。
在水中能电离成染料阴离子。其溶解性大小与 染料分子中所含的水溶性基团的数目有关。
2、对硬水的敏感性
直接染料会和硬水中的钙、镁、铁等离 子作用生成沉淀，降低染料的利用率，并可 能造成色斑等疵病。所以，溶解染料及染色 用水宜用软水。
3、直接性较大
（1）两者都是直链型的，具有较好的线性和同 平面性。
（2）具有较长的共轭系统，拥有多个双键。 （3）染料分子中的—NH2和—OH与纤维素分子
电解质作用： 染色时可加中性电解质促染，但作用效果
不显著。
2、乙类(或B类)：
特点： 结构比较复杂，对纤维的亲和力较高，
分子中含较多的水溶性基团，染料在纤维 内的扩散速率较低，匀染性较差，这类染 料湿处理牢度较高。
电解质作用：
中性电解质对这类染料的促染作用显著， 可借助于食盐的用量和时间来控制其上染速率， 以获得匀染并提高上染百分率。所以这类染料 又称为盐效应直接染料。
3、丙类(或C类)：
●特点： 分子结构复杂，对纤维的亲和力高，但扩
散速率低，匀染性差，且含磺酸基团较少，湿 处理牢度较高。 ●中性电解质
对上染百分率的影响较小。
● 染色性能：
染色时需要较高的温度，以提高染料的扩 散速率和匀染性。同时应严格控制始染温度和 升温速率，始染温度不能太高，升温速度不能 太快，从而获得匀染效果。所以这类染料又称 为温度效应染料。
染整工艺原理：第一节 直接染料染色
3.染料分子中含有较多能生成氢键的基团（OH、-NH2），对纤维素纤维的亲和力较高。
4.在水溶液中可直接上染纤维隶纤维和蛋白质 纤维；
二、直接染料的纤维素纤维的染色 性能
1。电解质的影响 直接染料在溶液中离解成色素阴离子，纤 维素纤维在水中也带负电荷，染料和纤维 之间存在电荷斥力，在染液中加盐，可降 低电荷斥力，提高上染速率和上染百分率。
对深浓色泽产品应增加盐的用量。 对于温度效应染料，染色时可不加盐或少加盐。
二、温度的影响
温度升高，上染速率提高，染料聚集倾向较低， 但直接性下降，平衡上染百分率下降
对于上染速率高、扩散性能好的直接染料，在 60一70℃得色最深，9o℃以上上染率反而下降 对于聚集程度高、上染速率慢、扩散性能差的
直接染料，提高温度可加快染料扩散，提高 上染速率，促使染液中染料吸尽，提高上染 百分率。
水洗—固色—水洗—烘干。
染料在汽蒸过程中向纤维内部扩散，从而固着 在纤维上，所以轧染又称轧蒸法。
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。
第四章 纺织品的染色
第一节 直接染料染色
能在没有媒染剂的情况下进行染色的染 料称为直接染料；多为偶氮结构。
直接染料是1884年保地格(Bottiger)发 现了刚果红以后发展起来的,在这以前, 棉纤维靛蓝和其他天然染料染色手续 很麻烦,它们不能对棉纤维直接染色, 要将棉纤维用媒染剂处理后才能上染, 而且染色牢度很低,所以被直接染料所 取代.
靠范德华力和氢镁固着在纤维上，湿 处理牢度较差， 水洗时容易掉色并沾污其他织物，应进 行团色后处理，以降低直接染料的水 溶性，提高染料湿处理牢度。
4.在水溶液中可直接上染纤维隶纤维和蛋白质 纤维；
二、直接染料的纤维素纤维的染色 性能
1。电解质的影响 直接染料在溶液中离解成色素阴离子，纤 维素纤维在水中也带负电荷，染料和纤维 之间存在电荷斥力，在染液中加盐，可降 低电荷斥力，提高上染速率和上染百分率。
对深浓色泽产品应增加盐的用量。 对于温度效应染料，染色时可不加盐或少加盐。
二、温度的影响
温度升高，上染速率提高，染料聚集倾向较低， 但直接性下降，平衡上染百分率下降
对于上染速率高、扩散性能好的直接染料，在 60一70℃得色最深，9o℃以上上染率反而下降 对于聚集程度高、上染速率慢、扩散性能差的
直接染料，提高温度可加快染料扩散，提高 上染速率，促使染液中染料吸尽，提高上染 百分率。
水洗—固色—水洗—烘干。
染料在汽蒸过程中向纤维内部扩散，从而固着 在纤维上，所以轧染又称轧蒸法。
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。
第四章 纺织品的染色
第一节 直接染料染色
能在没有媒染剂的情况下进行染色的染 料称为直接染料；多为偶氮结构。
直接染料是1884年保地格(Bottiger)发 现了刚果红以后发展起来的,在这以前, 棉纤维靛蓝和其他天然染料染色手续 很麻烦,它们不能对棉纤维直接染色, 要将棉纤维用媒染剂处理后才能上染, 而且染色牢度很低,所以被直接染料所 取代.
靠范德华力和氢镁固着在纤维上，湿 处理牢度较差， 水洗时容易掉色并沾污其他织物，应进 行团色后处理，以降低直接染料的水 溶性，提高染料湿处理牢度。
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。
染料化学课程
结合方式不同
染料是直接与纤维通过物理或者化学的作用力结合。 颜料则需要借助高分子粘合剂的作用附着在纤维上。
应用范围不同
染料多用于各类纤维的染色，少量用于食品、造纸和皮革 颜料则主要应用于油墨，其次为油漆和涂料工业等。
第三节 染料的分类及命名
染料的分类
偶氮染料 按 照 化 学 结 构 分 类
蒽醌染料 芳甲烷染料
+
O 2NH3
180 ¡ æ
NH2 O
羟基的氨解
OH NH ,NH HSO 3 4 3 NH2
NaOH,NaHSO3
卤化物的氨解： 由于芳环上的卤素原子与芳环的共轭体系形成了p—π 共轭，所以芳环上的卤素原子非常稳定，难以直接转变 为氨基或羟基，然而如果在芳环上同时接有强吸电子基， 则有利于亲核取代反应的进行。
亲电试剂主要包括以下几种： 硝化试剂：混酸（浓硫酸+浓硝酸）；(NO2+) 磺化试剂：浓硫酸、发烟硫酸；(SO3H+) 卤化试剂：卤素+FeCl3、AlCl3等。(Cl+)
一、磺化反应
在染料分子中磺酸基一般是直接连接在芳环上的，磺酸 基除了给予染料水溶性和与纤维形成离子键外，也可以 转变为羟基、氨基以及其他基团。 磺化反应的磺化剂有浓硫酸、发烟硫酸、三氧化硫和氯 磺酸等。芳环上连有供电子取代基时，磺化条件可以低 一些；当连有吸电子基时，必须在发烟硫酸等剧烈条件 下磺化。
H
H 2N
CH = CH SO3H HO3S
NH 2
第四节 重氮化和偶合反应
染料分子中含有偶氮基的统称为偶氮染料。 偶氮染料占据染料种类的50%以上。是最重要的一类染料类型。 因此合成偶氮染料的重氮化和偶合反应也成为最重要的反应类型。
直接染料
直接染料第一节引言早期的合成染料和天然染料染色时需将棉纤维用媒染剂处理后才能上染。
1884年保蒂格(Bottiger)合成了第一只直接染料——刚果红，因其不需经过媒染处理，就能在水溶液中直接上染棉纤维，所以称为直接染料。
直接染料是含有磺酸基、羧基等水溶性基团的阴离子染料。
直接染料色谱齐全，应用方便，合成工艺简单，价格低廉。
但其色泽不够鲜艳，耐洗牢度和耐光牢度一般较差。
直接染料对纤维素纤维、蛋白质纤维具有较好的染色性，目前主要用于丝绸、毛、麻、棉、皮革、纸张等的染色。
全世界直接染料消耗量约占染料总消耗量的15％，在纤维素纤维用染料中直接染料约占25％。
第二节直接染料的类型按化学结构分类，绝大部分直接染料属于偶氮染料，且以双偶氮和多偶氮染料为主，其他结构品种很少。
直接染料按应用性能可分为直接染料、直接耐晒染料、直接铜盐染料、直接重氮染料等。
一、直接染料1 单偶氮直接染料单偶氮直接染料因分子较小，直接性和牢度较差，仅限于一些黄色、橙色、红色等品种。
2 双偶氮和多偶氮直接染料平面型和直线型的双偶氮和多偶氮染料是直接染料的主要结构类型。
随着染料分子的增长，对纤维素纤维的直接性也相应增加，耐洗和耐光牢度有所提高。
当共轭体系增长时发生深色效应，可以得到蓝、紫、黑等深色品种。
1、联苯胺偶氮直接染料联苯胺偶氮染料成本低廉，色谱齐全，染色性能好。
因此，曾经得到普遍使用，生产量曾达到直接染料总产量的一半左右，但自从20世纪60～70年代确认联苯胺有致癌性后，具有联苯胺结构的偶氮染料已先后被世界各国列入禁用染料，而研究开发用其他二胺作中间体生产的环保型染料作为联苯胺偶氮染料的代用染料。
联苯胺偶氮染料主要有联苯胺、联甲苯胺和联大茴香胺作为中间体的几种类型，分别举例如下(均已列入禁用染料)：2、苯甲酰苯胺偶氮直接染料分子中的C-N键带有部分双键特性，使染料分子倾向于保持平面性，直接性较高，湿处理牢度较好。
因酰胺基对共轭体系有分隔作用，其颜色为两侧发色结构颜色的混合。
第4章 直接染料.
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第四节 直接染料的染色性能
直接染料的结构与直接性
染料分子是线性的
共轭系统长，共平面性好。
染料共轭系统长，直接性大； 染料共平面性好，直接性大。
Ar
N
N
Y
N
N
Ar'
Y： -N=N-、-CH=CH-、-NH-、-NHCONH-、-NHCO-
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第四节 直接染料的染色性能
第一节 引言
直接染料
对棉纤维无需媒染剂而直接上染。
具有磺酸基或羧酸基的偶氮染料，溶于水；
与纤维素纤维和再生纤维素纤维具有相当高的亲和力
（直接性），可直接上染纤维。
直接性：分子间力（氢键、范德华力）
结构线性：发生范德华力 共平面性好：范德华力大
结构特点
2019/4/3
形成氢键的基团较多
H2N NHC O NH2
4,4－二氨基二苯脲及其衍生物
H2N NHC O NH NH2
二氨基二苯胺及其衍生物
NH2
H2N
NH
NH2
二氨基萘
NH2
D.S.D酸
H2N HO3S
CH CH S O3H
16
NH2
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第三节 直接染料的分类
偶氮类染料 双偶氮（主要） 一种重氮组分与可偶合两次的偶合组分反应
SO 3Na NaO3S N N O Cu O B
直接耐晒玉红BBL
NaO3S N=N NH CO NH N=N
O CO O
Cu
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
《直接染料染色》课件
染料浓度：影响染色效果和颜色深度 染色时间：影响染色效果和颜色深度 染色温度：影响染色效果和颜色深度
染色pH值：影响染色效果和颜色深 度
染色助剂：影响染色效果和颜色深度
染色工艺：影响染色效果和颜色深度
直接染料染色工艺流程
染色前的准备
材料准备：选择合适的直接染料和纤维材料 设备准备：准备染色设备，如染色机、搅拌器等 环境准备：确保染色环境清洁、无尘、无污染 工艺参数设定：设定染色温度、时间、pH值等工艺参数
染色
纸张染色：如 纸张、纸板、 纸浆等纸张的
染色
塑料染色：如 聚乙烯、聚丙 烯、聚氯乙烯 等塑料的染色
木材染色：如 木材、木制品 等木材的染色
其他领域：如 化妆品、食品、 医药等领域的
染色
直接染料染色原理
直接染料染色基本原理
直接染料：分子结构简单，易于与纤维结合 染色过程：染料与纤维发生化学反应，形成共价键 染色效果：颜色鲜艳，色牢度高 染色条件：温度、时间、pH值等对染色效果有影响
直接染料与纤维的结合方式
直接染料与纤维的结合方式主要有两种：离子键结合和共价键结合
离子键结合：直接染料与纤维通过离子键结合，形成稳定的化学键
共价键结合：直接染料与纤维通过共价键结合，形成稳定的化学键 结合方式对染色效果的影响：不同的结合方式会影响染色效果，如染色 的牢固性、色泽等
直接染料染色的影响因素
直接染料染色发展趋势与展望
提高染色性能和牢度
研发新型直接染料：提高 染色性能和牢度
改进染色工艺：提高染色 均匀性和牢度
开发环保型直接染料：减 少对环境的影响
研究染色机理：提高染色 效果和牢度
环保型直接染料的发展
环保型直 接染料的 定义和特 点
染色pH值：影响染色效果和颜色深 度
染色助剂：影响染色效果和颜色深度
染色工艺：影响染色效果和颜色深度
直接染料染色工艺流程
染色前的准备
材料准备：选择合适的直接染料和纤维材料 设备准备：准备染色设备，如染色机、搅拌器等 环境准备：确保染色环境清洁、无尘、无污染 工艺参数设定：设定染色温度、时间、pH值等工艺参数
染色
纸张染色：如 纸张、纸板、 纸浆等纸张的
染色
塑料染色：如 聚乙烯、聚丙 烯、聚氯乙烯 等塑料的染色
木材染色：如 木材、木制品 等木材的染色
其他领域：如 化妆品、食品、 医药等领域的
染色
直接染料染色原理
直接染料染色基本原理
直接染料：分子结构简单，易于与纤维结合 染色过程：染料与纤维发生化学反应，形成共价键 染色效果：颜色鲜艳，色牢度高 染色条件：温度、时间、pH值等对染色效果有影响
直接染料与纤维的结合方式
直接染料与纤维的结合方式主要有两种：离子键结合和共价键结合
离子键结合：直接染料与纤维通过离子键结合，形成稳定的化学键
共价键结合：直接染料与纤维通过共价键结合，形成稳定的化学键 结合方式对染色效果的影响：不同的结合方式会影响染色效果，如染色 的牢固性、色泽等
直接染料染色的影响因素
直接染料染色发展趋势与展望
提高染色性能和牢度
研发新型直接染料：提高 染色性能和牢度
改进染色工艺：提高染色 均匀性和牢度
开发环保型直接染料：减 少对环境的影响
研究染色机理：提高染色 效果和牢度
环保型直接染料的发展
环保型直 接染料的 定义和特 点
染整精品课件：第四章_直接染料染色
NN
SO3Na
直接冻黄G
盐效应直接染料
染料分子结构比较复杂，分子中含有多个水溶性基
团，对纤维的亲和力较高，染料在纤维内的扩散速
率较低，匀染性较差，食盐等中性电解质对这类染
料的促染效果显著 .
NaO3S
CH3 NN
NN
OC2H5 NN
OH NH.CO.CH3
CH3 SO3Na
直接耐晒绿BB
NaO3S
SO3Na
ห้องสมุดไป่ตู้
温度效应直接染料
染料分子结构复杂，对纤维的亲和力高，扩散速率 低，匀染性较差。染料分子中含有的磺酸基较少， 盐效应不明显，上染百分率一般随染色温度的升高
而增加。
直接黄棕D3G
直接混纺染料
直接混纺染料也称为直接D型染料，这类染料对纤 维素纤维有较高的上染率，湿处理牢度、色泽鲜艳
度及与其他染料的配伍性较常规直接染料好。与分
散染料有较好的相容性，适合与分散染料对涤棉混
纺织物一浴—步法染色。
SO3Na
SO3Na
NN
NH
NH
NN
NaO3S
SO3Na
NH
直接混纺黄D-RL
直接交联染料
染料的分子结构中含有氨基，羟基、取代氨基等反 应性基团，采用配套的反应性阳离子固色剂可在染 料与纤维之间形成交联。这类染料得色均匀，染色 重现性好，湿处理牢度高，并兼有树脂整理的效 果，而且甲醛含量低。
1、金属盐后处理 （1）固色原理
D + Mn+ → D-M
染料 金属离子 络合物
（2）常用固色剂 铬盐类：如，重铬酸钾等； 铜盐类：如，硫酸铜、醋酸铜、铜盐B等。
（3）固色工艺 在50～60℃固色液中处理20min左右后水洗即可。
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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）
SO3Na
NH2 OH
OH NH2
－N＝N－
－
－N＝N－
NaO3S
SO3Na
NaO3S
直接蓝2B （C. I. 22610）
SO3Na
2. 二苯乙烯偶氮直接染料
NN
NN
SO3Na
SO3Na
直接冻黄G(C．I．24895)
直接染料→上染纤维 较简便。 直接染料：由于染料能对棉纤维无需媒染剂而
直接上染。 直接性：染料能舍染液而上染纤维的性能。 染料分子与纤维间的作用力：范德华力和氢键
二、直接染料结构特点
直线型，同平面性，长的共轭体系； 含有磺酸基（-SO3H）或羧酸基（-COOH）等
二苯乙烯直接染料的通式为：
通式：Ar N N
S
S
HH
CC
N N Ar'
二苯乙烯胺： DSD 酸： H2N
S
S
HH
CC
NH2
二苯乙烯为一平面型分子，染料具有线性，平面型分子 特点。染料以黄、橙色为主。
例： C.I. Direct Yellow 12（直接冻黄G）
SO3Na
C2H5O (2)
NN (1)
直接染料
主讲：张晓莉
主要内容
引言 直接染料的结构分类及合成方法 直接染料的染色性能 直接染料的应用类型
第一节 剂
天然色素——————上染纤维 较复杂
1884年德国人Böttiger→Congo Red→Direct Dyes
CH2OH
HO H
OH H
HO
三、直接铜盐染料
直接铜盐染料是指一类必须进行铜盐后处理， 才能得到真实色光和最佳色牢度的直接染料。
这类染料的结构特征是在偶氮基两侧的邻位有 配位基，或在染料分子的末端有水杨酸结构， 配位结构如下：
四、直接重氮染料
直接重氮染料的分子结构中具有可重氮化的氨 基(-NH2)。
应用时按通常的方法染色后，再经重氮化处理， 使染料在纤维上进行重氮化，最后再用偶合剂 进行偶合，形成较深的色泽，并能提高其湿处 理牢度。
五、直接染料的发展
1884年Bottige获得第一只直接染料——刚果红(Congo Red)。
六、直接染料的用途
用于天然纤维（棉、麻、丝、毛）染色，较少 用于印花。因棉、麻有后来的还原、冰染、活 性等牢度更佳的染料出现，现已较少使用。目 前主要用于丝绸染色以及纸张、皮革的染色等 方面。
第二节 直接染料的结构分类及合成
H
H OH
H OH
CH2OH
H OH
CH2OH
H OH
O
H OH H
HO H
O
H OH H
HO H
O
H OH H
H H OO
CH2OH
OH H H
H OH
H H OO
CH2OH
OH H
H
OH n-2 H O OH
H HO
2 CH2OH
Cellulose
H
1.542nm
H
0.514nm
NH
NH
Congo Red
SO3Na H3C NN
SO3Na (1)
O HN C NH
(2)
CH3 NN
(1)
SO3Na SO3Na
SO3Na
H3C
NH2 +
SO3Na
重氮化,偶合 NH2
2
(1)
1,5-二磺酸 -3-萘胺
间-甲苯胺
SO3Na H3C NN
SO3Na 偶氮中间体
NH2 缩合 黄RS
+COCl2 (2)
光气
具有铜络合结构的二芳基脲类偶氮染料， 铜与偶氮基以配价键结合。 其日晒牢度可高达7级，能与还原染料相媲美， 但色泽较暗，在沸浴中易于发生水解。
一、普通直接染料
1.联苯胺偶氮染料 联苯胺染料的颜色随偶合组分不同而变化。
通式：ArS N N
N N Ar'S 联苯胺：H2N
NH2
联苯胺现已肯定能诱发环境性膀胱癌，所以自 1971年以来，世界各国已经先后停止生产。因 此，联苯胺染料的代用是染料工业中目前急待 解决的重大问题之一。
NaO3S－
通式：ArS N N Ar'S N N NH2 末端氨基结构： Dye NH2
直接重氮染料分子结构中可以重氮化的氨 基，主要是在偶氮基对位上。
五、直接染料的特征和判别
分子较大，均为线形分子和平面构象，对纤维 形成亲和力；
+
Cl N Cl NN
Cl
三聚氰氯
分次缩合
直接耐晒绿5GLL
3.二噁嗪染料
二噁嗪直接染料有比较鲜艳的蓝色。染料具有很好的耐 光牢度，以及不为保险粉（低亚硫酸钠）和雕白粉（次硫 酸氢钠）所破坏，但水洗牢度较差。结构举例如下：
4.酞菁系直接染料
酞菁系直接染料主要是铜酞菁的衍生物，颜色 鲜艳纯正，耐晒牢度优异。由于染料结构属非 线性共平面构型，对纤维的直接性低，上染速 率和上染率也较低。直接耐晒翠蓝GL(C.I. 74180)：
N N Ar'S 二芳胺基脲： H2N
HH NCN
NH2
二芳基脲分子中的C-N具有部分双键的特性，整个染料 分子也倾向于保持平面性。但取代脲基团又为一隔离基 团，将整个分子分隔成为两个独立的发色团共轭体系。 染料的耐光性能优良，一般具有较好的日晒牢度。其色 泽以黄、橙、红、蓝等色为主。
例： C.I. Direct Yellow 50[29025]（直接耐晒黄RS）