高分子染料知识讲解

传统染料与高分子染料的对比
项目 应用领域
性能
传统染料
高分子染料
纺织、皮革、涂料、油 纺织、皮革、涂料、油墨、 墨、食品、塑料、纸张、 食品、塑料、纸张、化妆品、 化妆品及感光材料等 感光材料等
耐迁移性 除活性染料外普遍较低 普遍较高
耐溶剂性
与被染物 的相容性 耐热性 卫生性
除活性染料外普遍较低
在同类结构中可行，但 一般较低 较差 一般毒性大、污染重
（垂挂式高分子染料主要通过 小分子染料接枝反应制得）
高
分 子
1. 加聚法
染
2.缩聚法
合法
成
5.利用染料重氮盐制备
方
法
加聚法
通常其分子结构中含有乙烯基 （ － CH=CH2）、 丙烯酸酯基（－O－CO－CH=CH2）、乙烯砜基（－ SO2－CH=CH2）等不饱和基团。利用这些可聚合基 团通过均聚反应（1）或与可聚合单体的共聚反应（2） 制得高分子染料。
应用：有色聚酰胺、聚脂的合成多采用缩聚 法合成，在纺丝，染发，色母粒着色和光学材料 中得到重要的运用。
高分子染料的应用
高分子染料的应用方式有两种：
(1)一次加工法：即根据色泽和色深要求，制备过
程加入适量的染料，在高分子材料生产时完成着 色过程。
(2)二次着色法：即先制成色泽深的高分子染料，
通过二次着色完成无色物质的着色过程。
(1)
(2)
(Dye 为生色基团，Ｒ为烷基或溴代烷基)
这两种共聚反应中，均聚反应实现比较困难，因 此共聚反应的应用更广泛。
大量的研究结果表明，相对于乙烯、丙烯和苯乙 烯等单体的共聚反应，含不饱和基团的染料参与的聚 合反应均有分子量减少的特性。 聚合分子量降低程 度、 聚合物的收率和染料转化率均随染料的结构和 用量而呈现较大差异。
良好 与高分子基体结构有关
好 毒性小、污染小
高分子染料的分类
高分子染料有多种分类方法，按分子结构中发 色体与高分子链的相对位置分为骨架式高分子染料 （图1）和垂挂式高分子染料（图2）两大类。
图1
图2
表示高分子骨架
表示发色体
异氰酸酯骨架式高分子染料
（骨架式高分子染料是一般通过聚合反应制得的）
聚丙烯酸垂挂高分子染料
洗涤性得到提高。
纤维着色
作为食用色素
高分子染料具有非吸 收性，根据体内实验 表明，高分子染料在 体内不吸收、积累， 因此非常适合作为食
用色素使用。
高分子染料在各领域广泛应用，目前国内外许 多专家学者已展开了这方面的研究，但可用于实 际的成果还为数不多。使其成为多学科交叉研究 课题。需要精细化工、高分子材料和环境科学等 专业的人员合作研究。使高分子染料产品在更多 领域实现绿色化。 （1）合成高分子量的染料，以便改善低分子染料自 身无法克服的缺陷、染料染色性能的差异成为研 究的焦点。 （2）赋予高分子材料发色团，使高分子染料具有特 殊光学性能，拓展已有功能，或可使原本难以着 色的材料得到令人满意的染色效果。 （3）合成新的高分子染料，用以满足特殊的需求。
缩合反应路线：
(Dye 为生色基团, R为烷基或芳基)
缩聚法制备染料的特点
该方法制得的聚合物的分子量通常随色素的 性质和量不同而有所变化，并且随色素的增加， 分子量有一个最大值。
优点：缩聚反应制备的高分子染料热稳定性 好，具有良好的光牢度和耐溶剂性 。
缺点 ：这种方法合成的高分子染料溶解度较 难，合成工艺复杂 。
1.概述 特点
3合成方法 5发展前景
2分类
4应用
定义： 高分子染料是指通过一定的化学反应将
染料分子引入高分子的主链或侧链上而形成 的一类新的有色高分子聚合物。
这种结合赋予高分子染料双重的功能: 即高分子的高强度、易成膜性、耐溶剂性、 耐迁移性、耐热性和可加工性以及有机染料 对光的强吸收性和多彩性。
塑料着色 化妆品着色
由于高分子染料耐迁移性能 优异，卫生安全性高，因此 可以用于食品包装材料、玩
具、医疗用品的染色。
利用高分子染料难以透过细 胞膜的特点，用于粉、霜、 发蜡、指甲油等化妆品的染 色，提高化妆品的安全性。
由于高分子染料的耐高 温性、耐溶剂性和耐迁 移性，特别适合于纤维 及其织物的染色。得到 的被染物耐磨擦性和耐
运用：对有色乙烯、丙烯和苯乙烯等含不饱和基 团高聚物合成一般用共聚法。这方法制得的染料主要 用在墨水、塑料着色、纤维着色、光学存储器等。
缩聚法
该种方法通常是采用分子中含有2个或2个以上的N缩H合2、反-应OH而、获-C得O高O分H或子-染C料OO。R缩基合团反的应染的色实单施体通进常行采 用界面缩聚或熔融缩聚法，而较少采用溶液聚合。