第五章 功能性染料ppt课件
染料PPT课件

第一章 染 料 概 述
二、染料和颜料 1、颜料的概念 ➢颜料也是一类有色物质。与染料一样,它们也具有较高
的发色强度和化学稳定性。 2、染料与颜料的对比
第一章 染 料 概 述
染料与颜料的对比
特点
染料
颜料
相 同 点 强烈的发色能力,良好的化学稳定性
可溶于水或有机溶
溶 解 性 剂或通过某种途径 不溶性
变为可溶
结 合 力 与纤维有结合力
与纤维不能结合,借助黏 合剂黏着于纤维表面
化 学 组 成 有机芳香化合物 有机或无机化合物
应用
范
围
纺织品、纸张、皮 革、食品
纺织品、油墨、油漆、 涂料
第一章 染 料 概 述
三、 染料的发展历史 1、天然染料 种类 矿物性染料:泥土、矿石 植物性染料:板兰根、大青叶、茜草 动物性染料:古代紫(紫螺);胭脂红(胭脂虫)
浓
程度:数字表示程度,只是相对的,不表示级别。例: B表示蓝光,3B表示有较强的蓝光。
第一章 染 料 概 述
分散藏青H-GL H:耐热;G:带绿光;L:耐光牢度好。 活性艳红X-3B X:冷染型;B:带蓝光;3:蓝光较强。
第一章 染 料 概 述
四、《染料索引》简介
➢《染料索引》(Colour Index,缩写为C.I.)是由英国染 色和印染工作者协会(SDC)和美国纺织化学家和染色 家协会(AATCC)合编的国际性染料、颜料品种汇编。
离子染料有保护作用。
第一章 染 料 概 述
3、染色工艺 ➢湿处理牢度:染料能染深染透,深入纤维织物内部,比
没有染透,染料浮在纤维表面的牢度好。
➢耐光牢度:染料在纤维上成聚集状态,则耐光牢度可以 得到提高。
概述染料概述(共41张PPT)
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H 表示适用于棉毛交织物的染色
使用起来繁复,色泽鲜艳,色谱不全,价格昂贵,色牢度优秀
含有活性基因,在适当条件下,能够与纤维发生化学反应。
染料在纤维上的物理状态:分散、聚集、结晶
耐摩擦牢度 指染品受到摩擦时保持不褪色、不变色的能力
注意:评定染料的染色牢度需将染料在纺织品上染成规定的色泽浓度才能进行比较
常用的符号及其意义列举如下:
H.C 表示高浓度 Ex.cone 表示特浓
gr 表示颗粒状 paste 表示浆状 liq 表示液状 pdr 表示粉状 pf 表示细粉状
S.f. 表示超细粉状
p.f.f.d 表示染色用细粉状
p.f.f.p 表示印花用细粉状
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。
不溶于水 对纤维没有亲和力
有色物质不溶于水,对纤维 没有亲和力,不能进入纤维 内部,但能靠粘着剂的作用
机械的粘着于织物上。
可是有机物,也有无机物
依靠粘合剂粘到织物上
在油漆、油墨、橡胶行业也有广泛应用
二、染料的发展与分类
一、染料的发展 我国是最早有染色实践的国家:周代“染人”
(掌染丝帛之人) 最早使用的染料:植物和矿物中提取
五、禁用染料与环保染料
,色牢度较差 白布沾色:指与染品同时皂洗的白布因染品的褪色而沾染的情况。
染料是染色过程中的着色剂
染要色针产 对活品具不体性但纤要维染求进色行料泽染均料匀类又,别而的称且选反必择须应具有性良好染的料染色。牢度含。 有活性基因,在适当 ★ ★ ☆ ☆ ☆ (染1料)厂耐常洗在牢染度料及中其加测入定填充条料如件促下染剂,、扩能散剂够、与助溶纤剂等维助剂发,生使用化时应学注意反。应。能直 染要料针以 对单具分体子纤态维上进染行,染只料有类接溶别解的溶才选于能择使水染料,由晶使体用转变方成单便分子,态色泽鲜艳,色谱齐 按《纺织品耐晒牢度测试方全法》,进价行测格试。适中,湿处理牢度优良
第五章活性染料ppt课件
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对蒽醌型活性染料大都直接将三聚氯氰引入到母体染料中
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对嘧啶型活性染料可采用带有氨基的中料在pH = 4~4.6与2, 4, 6-三氟-5-氯嘧啶缩合,然后合成染料;也可用2, 4, 6-三氟 -5-氯嘧啶直接引入带有氨基的母体染料。
OH NaO3S
Cl
+ NH2
强,能在高温和中性条件下与纤维素纤维反应,可 用于涤纶/纤维素纤维混纺织物的一浴一步法染色 。
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8、新型活性染料
(1)低盐染色活性染料:
低盐染色活性染料一般分子结构较大,在染料分子 中磺酸基含量相对较少,染料分子同平面性较强 ,含有可形成氢键的基团,染料对纤维的亲和力 较大。
采用低盐染色活性染料对纤维素纤维染色时,盐 的用量一般可降至普通活性染料染色的 50%~65 %。如Cibacron LS.
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• 近年来,出现了一系列新型活性染料母体结构,较 重要的为吡啶酮、甲月朁和双氧氮蒽等类型。具有 摩尔消光系数高、色光纯正、颜色鲜艳、染色性能 和牢度优异等特点。用双氧氮蒽系活性染料代替蒽 醌系染料,具有相当好的市场前景。
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吡啶酮
双氧氮蒽(三苯并二恶嗪 )
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双侧型
N
N
R
NH D NH
R
NN
NN
Cl
Cl
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22
N
D NH
Cl
NN
由于大多数呈非线状结构,染料分子 的共平面性较差,直接性低,主要适
N NH
R 用于印花,如Procion SP、国产的
功能染料
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染整新技术原理
浙江理工大学
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第五章 功能染料及其在染整中的应用 §1 变色染料及其应用 §2 近红外吸收染料及其应用 §3 荧光染料及其应用 §4 照相/成像用功能染料 §5 其他功能染料及其应用
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第五章 功能染料及其在染整中的应用
合成染料/颜料的发色体系都是共轭的电 子体系,这些体系不但产生颜色,而且还具 有许多其它与光、热、电、化学、生化等性 质相关的其他功能, 这些具有特殊功能的染 料/颜料被称为功能性染料/颜料。
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纺织品加工中应用不多。
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§1 变色染料及其应用
1.热变色染料/颜料
2)有机热变色染/颜料
变色机理:
晶格结构变化(如液晶)、立体异构的发 生、分子重排等;
应用情况:
温度敏感性高、颜色浓艳,是变色纺织品 加工中应用的主要染料。
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2 光变色
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2 光变色
光变色染料在纺织品上的应用较少,原因是价格高、耐 光牢度差、对纤维亲和力低,在染整工艺中应用有较大
难度。制备方法有:
涂料印花法 原液着色法 接枝聚合法
微胶囊(油墨印刷)法
3、pH(酸碱)变色
采用同浴媒染方法, 其工艺流程为:织 物40℃同浴媒染
染料与颜料介绍PPT课件
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(一)染色过程,大致可以分为三个基本阶段: 1.吸附
2.扩散
3.固着
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染色过程
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(二)染料在被染物内的固着方式:
染料在被染物内固着,不同的染料与不同的被染物,固着原理
不同,染料的固着存在三种类型: 1.纯粹化学性固色: 指染料与被染物发生化学反应,而使染料固着在被染物上。
颜料常和具有黏合性能的高分子材 料合用,靠黏合剂、树脂等其他成膜 物质与着色对象结合在一起。
传统用途:对非纺织品进行着色
颜料与染料有什么区别?
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有机染料和颜料都应该满足如下要求:
能使基质着色; 色泽鲜艳; 牢度优良; 使用方便; 具有无毒性; 成本低廉。
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三、应用途径
合剂的作用,在织物上形成一层透明而坚韧的树脂薄膜,从而将涂料机械地固
着于纤维上,涂料本身对纤维没有亲和力。 如:分散染料与颜料
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四、分类 染料的分类有两种方法: ❖ 一是按照染料的应用性质分类;
❖ 二是根据染料的化学结构分类。
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(1)按照染料的应用性质分类
1. 酸性染料、酸性媒介染料和酸性络合染料 是一类结构上带有酸性基团(绝大多数为磺 酸钠盐,少数为羧酸钠盐)的水溶性染料。 在酸性介质中染羊毛、真丝等蛋白质纤维和 聚酰胺纤维、皮革的染色。
染料通过被染色纤维吸附或与之发生化学结合或机械固着使纤维材料 或其他物质染色,其自身颜色不代表织物上的颜色。
传统用途是对纺织品着色或染色。
2021/3/25 天然染料
人工合成染料
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纺织品安全检测染料PPT课件
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推广使用环保型助剂和整理剂,减少染整加工过程中 的有害物质排放。
加强纺织品安全检测的监管力度
制定完善的纺织品安全检测标 准和规范,确保检测结果的准 确性和可靠性。
பைடு நூலகம்
加强对染料生产和纺织品加工 企业的监督检查,督促企业落 实安全主体责任。
加强与国际相关组织和机构的 交流与合作,共同推动纺织品 安全检测技术的发展。
04
纺织品染料的安全性能检测
禁用偶氮染料的检测
禁用偶氮染料
指在一定条件下,能释放出致 癌芳香胺的偶氮染料,可能对 人体健康造成危害。
检测方法
采用气相色谱-质谱联用仪 (GC-MS)进行检测,通过色 谱峰的保留时间和质谱特征进 行定性、定量分析。
检测标准
根据欧盟REACH法规规定,禁 用偶氮染料的限量值为不得检 出或痕量检出。
Oeko-Tex Standard 100
该标准规定了纺织品中可能存在的有害物质,包括染料、助剂、 整理剂等,以确保产品在使用过程中不对人体健康造成危害。
REACH法规
REACH法规是欧盟对化学物质的管理法规,要求生产商、进口商 或下游用户对其生产或进口到欧盟市场的化学物质进行注册、评 估和授权。纺织品中使用的染料、助剂等物质可能需要进行 REACH注册。
纺织品安全检测染料ppt课件
目
CONTENCT
录
• 纺织品染料概述 • 纺织品安全检测的重要性 • 纺织品安全检测标准与法规 • 纺织品染料的安全性能检测 • 纺织品染料的安全风险评估 • 纺织品染料的安全管理与对策
01
纺织品染料概述
染料的定义与分类
染料定义
染料是一种能够将纤维材料着色 且具有良好色牢度的物质。
染料的颜色与结构及功能染料简介解读

第 1 章染料的颜色与结构及功能染料简介学习目标 :①以量子概念,,分子激发理论阐述染料对光的选择吸收的原因。
②掌握染料颜色与染料分子结构的关系以及外界因素的影响。
③理解功能染料的概念,并熟悉荧光染料、夜光染料及变色染料的颜色产生机理。
④了解荧光染料、夜光染料及变色染料在纺织染整方面的应用,思考染料发展方向。
导言:早在 19 世纪 60 年代 W.H.Perkin 发明合成染料以后,人们对染料的颜色和结构的关系进行了深入的研究,并提出了各种理论。
量子力学的发展使人们对物质的结构的认识有了一个新的突破,此后人们开始从量子力学的角度来对染料的颜色和结构的关系进行研究。
在早期的颜色理论中,发色团及助色团理论的影响很大。
染料的颜色除了与染料本身结构有关外,还受到外界条件的影响。
随着科技的发展,功能染料在当今的社会发展中起到了越来越重要的作用。
荧光染料、夜光染料及变色染料在纺织染整方面的应用也得到很重要的发展。
1.1 光与色颜色是光线刺激了眼睛而在大脑中反映出来的一种主观感受。
它需要考虑到物理学和生理学两方面的因素。
光具有波粒二象性。
很早以前,麦克斯韦就提出了光具有电磁波的特性。
它由相互垂直的电场和磁场组成,其振幅以波动方式分别随时间和距离而变化。
1905 年,普朗克和爱因斯坦建立了一种与电磁辐射模型显然不同的微粒子理论。
这种理论把光看成是一束不连续的能量微粒或光子流,但它按麦克斯韦波动理论的波阵面速度传播。
现在我们知道,光既是一种波又是一种微粒,它具有波粒二象性。
光是一种电磁波,波长不同的光会使光的性质不同,从而引起不同的色觉。
波长为400nm-800nm的光按适当比例的混合后,照射到眼睛的视网膜上呈现的是白色。
使一束这样的混合光通过一个适当的棱镜或光栅,我们会看到连续的有色光谱,其色调主要以此为红、橙、黄、绿、蓝和紫。
这些有色光的波长从红到紫以依次递减。
因此,低能量的光子产生红色的感觉,高能量的光子产生紫色的感觉。
功能性燃料 激光染料
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激光染料
在染料激光器中,受激励光源的激发而产生可 调谐激光的一种染料。染料激光器应用不同的 激光染料产生不同波长的激光,用于光谱学和 大气污染监测、同位素分离、特定光化学反应、 彩色色全息照相以及疾病诊断治疗等方面。
激光染料
激光染料按化学结构可分为四类 1.菁类染料 2.噁嗪类染料 3.香豆素类染料 4.闪烁材料
特点
激光的特点: 方向性好。它发射出去的光,基本上是一条直的平行 光束。 亮度高。激光的亮度比太阳表面的亮度高几百亿倍, 它是目前世界上最亮的光。 单色性好。激光问世前,最好的单色光是氪灯发出的 光,而激光比氪灯光的单色性高出几十万倍。 相干性好。激光即便从各点发出的光,也如同从一个 点发出的光一样,具有相同的频率、相位和振动方向。
用途
光谱学
大气污染监测
用途
用途
精细化工工艺
第八组
功能性染料
功能性染料,也称为功能性色素,是具 有特殊功能或特殊应用性能的染料,这 种染料的功能指的是用于着色用途以外 的性能 功能性染料包括:激光染料、液晶染料、 光致变色色素、热致变色色素、电致变 色色素、电致发光色素、光盘用色素、 太阳能存储用色素、生物医用色素、化 学发 香豆素类染料,是应用较广的一类激光染料, 激光范围为425~565nm。如7-二乙胺基-4-甲 基香豆素。
结构
结构
闪烁材料,主要是一些含噁唑、 噁二唑、苯并噁唑环的芳香族 化合物,如POPOP〔1,4-二 【2-(5-苯氧氮环戊二烯基)】 -苯〕、PPO(2,5-二苯基氧氮 环戊二烯),是紫到紫外区域 中的激光染料。
第五章 功能性染料ppt课件

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5.2 热致变色色素
无机热致变色材料的变色机理主要有: 1、晶型转变:
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5.2 热致变色色素
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5.2 热致变色色素
2、热分解分子结构改变机理
含有内结晶水的Cu、Co、Ni等的无机盐类可逆热致 变色材料的变色主要是由物质分子结构改变引起的,即 物质被加热到一定温度时失去结晶水而引起颜色变化, 当冷却时其重新吸收环境中的水汽,逐渐恢复到原来的 颜色。
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5.2.2 有机热致变色材料
三芳甲烷类热致变色色素
(H3C)3N
N(CH3)3
C O CO
N(CH) 33
无色
+ H+ - H+
(H3C)3N
N(CH3)3
CH
COOH
N(CH) 33
蓝色
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5.2.2 有机热致变色材料
荧烷类热致变色色素
+ (C 4H 9)2N
O C l
CO
N
显色剂主要分为无机类和有机类: 无机类主要是一些酸性白土或活性白土以及高岭土、 铝镁硅酸盐类。 常用有机类显色剂主要有:酚羟基化合物及其衍生物, 如双酚A、对羟基苯甲酸苄酯、4-羟基香豆素等;羧基 化合物及其衍生物,如己酸、辛酸、硬脂酸、对苯二甲 酸及一些可以提供质子的路易斯酸等。
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4、有机磷光材料:
有机磷光材料是很有竞争力的发光材料,有广阔的应用前景,他的 研究应该说方兴未艾。主要的磷光材料是卟啉类和重金属铱的配合物 两种。
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5.5 光盘用色素
1、光盘的类型:
功能染料概述
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功能染料概述功能性染料是一类具有特殊功能或应用性能的染料,这种特殊功能指的是染料用于着色用途以外的性能,通常都与近代高、新技术领域关联的光、电、热、化学、生化等性质相关。
目前,功能染料已被广泛地应用于液晶显示、热敏压敏记录、光盘记录、光化学催化、光化学治疗等高新技术领域。
在光电子学领域,功能性染料的一个重要应用是作为电荷生成材料,通过光诱导电荷分离和电场诱导载流子迁移,形成静电潜影,进而用于激光打印或静电复印。
功能染料主要有两种开发途径:一是筛选原有染料,利用传统的染料和颜料的某些潜在性能;二是改变传统染料的发色体系,使其具有新的功能。
所以,功能性染料的开发应用是功能性高分子和染料化学的一个新领域。
一、功能染料及其主要用途功能性染料按照功能主要有:1.激光染料在高技术中的最早应用是激光染料。
染料激光器是一种以染料为工作物质,将染料受激光辐射所产生的光辐射沿某一特定方向反复传播、放大,使之形成一束强度大、方向集中的光束的光电发生装置。
由于染料在可见光区域均有较强的吸收,因此可实现激光输出波长的连续可调。
可用于同位素分离、光化学、疾病诊断、环境污染检测及彩色全息照相等方面。
按化学结构可分为四类:(1)菁类染料(激光范围540~1200 nm);(2)香豆素类染料(激光范围为425~565 nm);(3)噁嗪类染料(激光范围650~700 nm);(4)闪烁材料,主要是些含噁嗪、噁二唑、苯并噁唑环的芳香族化合物,是紫到紫外区域中的激光染料。
2.液晶染料液晶染料主要指可在液晶中掺杂的具有二向色性的染料。
二色性染料沿着不同的轴具有不同的光吸收,因而具有不同的颜色。
存在于液晶中的二色性染料分子的排列往往取决于主液晶(Host liquid crysta1)的取向。
在不加电场的情况下,主体液晶及客体染料分子均随机取向,透过液晶显示器的颜色将是不同色轴颜色的混合色;在施加电场的情况下,主液晶的矢量将沿场排列,此时染料主分子轴也将沿场排列,透过液晶显示器的将是主分子轴方向的颜色,从而实现彩色液晶显示。
精细化学品课件染料和颜料(化工精细方向)PPT课件

• 称为朗伯特-比尔(Lambert-Beer)定律。 • 最色调大就吸改收变波。长一λm般ax的黄增、长橙或、减红短称,浅染色;料绿的、
青、蓝称深色。所以染料最大吸收波长增 大,色调就加深;反之染料最大吸收波长 减短,色调就变浅。
(三)染料的结构和颜色的关系
1 、染料的发色理论概述
染料的颜色和染料分子结构有关。
Eh hC
当吸收光的能量与ΔE相等时,有机分子才会显示出颜色。ΔE 越大,所需吸收光的波长越短;反之,ΔE越小,所需吸收光 的波长越长。作为染料,它们的主要吸收波长应在400~760 nm 波段的可见光范围内。
★2、 结构和颜色的关系
(1)共轭双键长度与颜色的关系
• 共轭双键的数目越多,π→π*跃迁所需的能量越低,选择吸收光的波长 移向长波方向,产生不同程度的深色效应。分子结构中萘环代替苯环 或偶氮基个数增加,颜色加深。共轭双键系统愈长颜色愈深。芳环越 多,共轭系统也越长;电子叠合轨道越多,越易激发;激化能降低, 颜色加深。
(2) 醌构理论
• 醌构理论是英国人阿姆斯特朗(Armstrong) 于1888年提出的,认为分子中由于醌构的 存在而产生颜色。如对苯醌是有色的,在 解释芳甲烷染料和醌亚胺染料的颜色时, 得到应用。
(3) 发色理论的量子化概念
• 根据量子力学,可以准确计算出物质分子中电 子云分布情况,定量地研究分子结构与发色的 关系,认为染料分子的颜色是基于染料分子吸 收光能后,分子内能发生变化而引起价电子跃 迁的结果。1927年提出了染料发色的价键理论 和分子轨道理论。
NaO3S
NN
OH
酸性橙
•蒽醌染料
结构特征:含有 O
O 基团或多环酮 。
茜素
沈从华-染料概论ppt课件

酸性染料
可溶于水的阴离 子染料。染料分子 中含磺酸基、羧基 等酸性基团,通常 以水溶性钠盐方式 存在,在酸性浴中 可以与蛋白质纤维 分子中的氨基以离 子键结合,故称为 酸性染料。常用于 蚕丝、羊毛和聚酰 胺纤维以及皮革染 色。
中性染料
在酸性媒染染料 根底上开展起来。 在近于中性的染浴 中染色,又称金属 络合物染料。该类 染料用于维纶、丝 绸、柞蚕丝、羊毛 等纤维的染色。
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染料的分类
冰染染料
染色时需在冰的 冷却条件下〔0~ 5℃〕进展。由重氮 组分和巧合组分直接 在纤维上反响,生成 不溶性色淀而染着, 故又称为不溶性偶氮 染料。其中,重氮组 分是一些芳伯胺的重 氮盐,巧合组分主要 是酚类化合物。这类 染料主要用于纤维素 纤维的染色和印花。
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荧光增白剂
这类物质上染到纤 维、纸张等基质后, 能吸收紫外线,发射 蓝色光,从而抵消织 物上因黄光反射量过 多而呵斥的黄色感, 在视觉上产生洁白、 耀目的效果。不同种 类的荧光增白剂可用 于不同种类纤维的增 白。
光致变色

5.1.2.1螺吡喃类色素合成
H 3C CH3 CH3
C 4H 9I
CH3 N
H 3C
HO
NO
2
H 3C
CH3 N
+
I
-
N
O C 4H 9
NO
2
C 4H 9
2,3,3-三甲基吲哚与碘代正丁烷烷基化反应生成N-丁基-2,3,3-三甲 基吲哚碘盐,后者与2-羟基-5-硝基苯甲醛在三乙胺存在下于无水 乙醇中回流反应生成N-丁基-5-硝基螺吡喃。
螺硫吡喃苯并吡喃盐的合成
S S CHO CH
2 OCOCH 3
(1 )H C L ,甲 吡 啶 二
醇 铬
, 酸
60 C 盐 , C H 2C L 2
O CH3
o
O
CH3
(
3)
S
(C H 3 ) 2 N C H (O C H 3 ) 2 苯 , 回 流
O
CHO
N(CH
3)2
5.1.2.3螺噁嗪类色素的合成
5.1.2.2螺硫吡喃色素的合成
N-丁基-6-硝基螺苯并硫吡喃
H 3C OHC OHC CH3 H 3C CH3 N HS NO
2 +
CH3
N a 2 S 2 /E tO H
HO NO
2
H
+
I
-
C 4H 9
N
S
NO
2
C 4H 9
2-氯-5-硝基苯甲醛与新鲜制备的Na2S2与乙醇中反应,产 物经酸化,析出的黄色沉淀再经碱溶、酸析得到2-巯基-5硝基苯甲醛,它与N-丁基-2,3,3-三甲基吲哚碘盐在无水乙 醇中回流反应生成N-丁基-6-硝基螺苯并硫吡喃。
功能染料概述
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功能染料概述功能性染料是一类具有特殊功能或应用性能的染料,这种特殊功能指的是染料用于着色用途以外的性能,通常都与近代高、新技术领域关联的光、电、热、化学、生化等性质相关。
目前,功能染料已被广泛地应用于液晶显示、热敏压敏记录、光盘记录、光化学催化、光化学治疗等高新技术领域。
在光电子学领域,功能性染料的一个重要应用是作为电荷生成材料,通过光诱导电荷分离和电场诱导载流子迁移,形成静电潜影,进而用于激光打印或静电复印。
功能染料主要有两种开发途径:一是筛选原有染料,利用传统的染料和颜料的某些潜在性能;二是改变传统染料的发色体系,使其具有新的功能。
所以,功能性染料的开发应用是功能性高分子和染料化学的一个新领域。
一、功能染料及其主要用途功能性染料按照功能主要有:1.激光染料在高技术中的最早应用是激光染料。
染料激光器是一种以染料为工作物质,将染料受激光辐射所产生的光辐射沿某一特定方向反复传播、放大,使之形成一束强度大、方向集中的光束的光电发生装置。
由于染料在可见光区域均有较强的吸收,因此可实现激光输出波长的连续可调。
可用于同位素分离、光化学、疾病诊断、环境污染检测及彩色全息照相等方面。
按化学结构可分为四类:(1)菁类染料(激光范围540~1200 nm);(2)香豆素类染料(激光范围为425~565 nm);(3)噁嗪类染料(激光范围650~700 nm);(4)闪烁材料,主要是些含噁嗪、噁二唑、苯并噁唑环的芳香族化合物,是紫到紫外区域中的激光染料。
2.液晶染料液晶染料主要指可在液晶中掺杂的具有二向色性的染料。
二色性染料沿着不同的轴具有不同的光吸收,因而具有不同的颜色。
存在于液晶中的二色性染料分子的排列往往取决于主液晶(Host liquid crysta1)的取向。
在不加电场的情况下,主体液晶及客体染料分子均随机取向,透过液晶显示器的颜色将是不同色轴颜色的混合色;在施加电场的情况下,主液晶的矢量将沿场排列,此时染料主分子轴也将沿场排列,透过液晶显示器的将是主分子轴方向的颜色,从而实现彩色液晶显示。
功能性染料
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一、三芳甲烷类热致变色色素
常见的还有:
H 5C 2
(CH3)2N C O C O N(CH3)2
CH3 N C O C O
N(CH3)2
红色色原体
绿色色原体
一、三芳甲烷类热致变色色素
H 5C 2 CH3 N C O C O N N(CH3)2
蓝色色原体
二、荧烷类热致变色色素
变色原理:
(C4H9)2N
5.4感光材料用染料
感光材料:指在光或射线的照射下,能 发生可利用的物理或化学性质变化,形 成稳定影响的成像材料。 1、银盐感光材料:卤化银 感光速度快、感光范围宽 2、非银盐感光材料
5.4感光材料用染料
银盐感光材料的基本结构: 乳剂层、支持体、辅助层 1、保护层 2、乳剂层 3、底层 4、支持体 5、防光晕层 普通黑白软片的结构
5.2.1.3光致变色色素的应用 例2、水性油墨的配方 48%丙烯酸聚合物的水乳液69份,49% 丙烯酸聚合物的水乳液6份,消泡剂0.02 份,聚乙烯蜡1.0份,异丙醇8份,水3份 以及上述光致变色制备物13份,在三辊 机中调和成油墨,用普通的方法印在纸 上,印品在360纳米波长的光照射下,会 由无色变成蓝色。
一、三芳甲烷类热致变色色素
由各种醇控制的变色温度
高级醇 正辛醇(C8) 正葵醇(C10) 月桂醇( C12 ) 肉豆蔻醇( C14 ) 鲸蜡醇( C16) 硬脂醇( C18 ) 变色温度℃ -28~-21 -10~-13 7~14 26~13 35~40 39~45
一、三芳甲烷类热致变色色素
【注】由这三个组分组成的混合物其熔点 比醇的熔点低,当外界温度低于该熔点 时,混合物呈有色态;当外界温度高于 该熔点时,混合物呈无色态;与液晶材 料的变色不同,其变色是突变式的而不 是连续性的。
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第五章 功能性染料
5.2 热致变色色素
3、分子间化学反应机理 该机理亦可称之为“电子得失机理”,即发生分子间
的化学反应,电子在不同的组分中转移引起氧化还原型 的变化,从而导致颜色的改变。
第五章 功能性染料
第五章 功能性染料
5.1 光致变色色素
第五章 功能性染料
5.1.1 光致变色色素的分类
(1)由共轭链变化导致的光致变色色素
螺吡喃类 螺噁嗪类
R 2
X
N
NO R 1 R
hv1 hv2
R 2
H
X
NO
R 1
R
hv1
N O 2
hv2
X
N
N +
R 2 -O
R
R 1
H X
N O 2
N + R 1
R 2 -O
5.2 热致变色色素
4、配位几何构型变化机理 大多数金属配位化合物的变色机理是配位几何构型变
色,其变色主要是由电子跃迁引起的。 如(CH3)2CHNH3CuCl3受热后配位数由5变为6,引起
构型由平面锥型变为双锥型。
第五章 功能性染料
5.2 热致变色色素
液晶类可逆热致变色材料及其变色机理
液晶是介于固态与各向同性液态之间的中间态物相,即为 三维有序的空间结构和各向同性的均质熔融物质。热致液晶 是指由温度变化所引起的,并且只能在一定温度范围内存在 的晶态物质。
光致变色现象指的是物质(有机分子或无极分子)受到 光照射后,其最大吸收波长(或反射光的波长)发生变化 的现象。具有这种性质的物质称为光致变色材料或光致变 色色素。
A λ1
B
λ2,△
第五章 功能性染料
光致变色材料的应用
➢光致变色色素加入透明树脂中,制成变色材料, 可以用于太阳眼镜片、服装、玩具等 ➢用光致变色色素制成防伪油墨 ➢光信息存储(可擦式光盘、CD-E) ➢分子开关,应用于光电技术和光控装置中
液晶类可逆热致变色材料具有层状结构,分子长轴在层内 相互平行,但邻近分子层之间分子轴方向有偏移,因而形成 螺旋结构,其周期性的层间距称为螺距,温度变化会使螺距 发生变化,而不同的螺距会反射不同波长的光,从而显示出 颜色变化。大多数胆甾液晶的螺距对温度都有很强的依赖性, 只要温度稍微变化,选择散射光波长就会有很大变化。
h v / H + O 2
(7)由均裂反应引起变色的光致变色色素
O H
H N
+
N
H
O H
H
N
+
N H
四氯萘酮类
第五章 功能性染料
几种光致变色材料
一、俘精酸酐 俘精酸酐是芳取代的二亚甲基丁二酸酐化合物的统
称.其分子通式可表示为:
第五章 功能性染料
几种光致变色材料
第五章 功能性染料
几种光致变色材料
第五章 功能性染料
5.2 热致变色色素
有机类可逆热致变色材料及其变色机理
有机类可逆热致变色材料主要由电子给予体(发色剂),电 子接受体(显色剂)、溶剂三部分组成,其中决定颜色的是 电子给予体,决定显色深浅的是电子接受体,溶剂则决定变 色温度。 变色机理:
通常情况下电子给予体和电子接受体的氧化还原电位接近, 当温度变化时,二者氧化还原电位相对变化程度不同,使氧 化还原反应的方向随着温度的改变而改变,通过电子的转移 而吸收或辐射一定波长的光,表观上便有了颜色的变化。
第五章 功能性染料
第五章 功能性染料
功能性染料的分类和用途
色素分类
光致变色色素 热致变色色素 电致变色色素 光盘用色素
功能特性
应用实例
光照发生颜色变化 玩具、服装、变色纤维
受热或受冷而发生 热敏纸(传真纸、心电图
颜色的变化
纸等)、示温材料
电场下变色
广告版、液晶
吸收激光发热分解
CD-R和DVD-R光盘
R
联吡啶类
R 3 R 4
R 1
N
N
第五章 功能性染R 料2
hv1
-
R 3
+
N
R 4
R 1 + N
R 2
(1)由共轭链变化导致的光致变色色素
氮丙啶类 噁嗪类
R
R
N
hv1
N+
-
R N
R1
O
R2
CH3 N
CH3
hv1 hv2
R N
R1
O
R2
CH3 N
CH3
第五章 功能性染料
(2)由顺-反结构变化引起的光致变色色素
第五章 功能性染料
功能性染料的分类和用途
色素分类
生物医用色素
太阳能存储用色素 化学发光色素
功能特性
应用实例
与生物体内的金属例 子结合后荧光性能发 生改变,光照产生单
线态氧
将光能转化为化学能
疾病监测、DNA测序、 荧光探针、光动力治疗
玩具、服装、变色纤维
氧化反应发光
化学光棒
第五章 功能性染料
5.1 光致变色色素
第五章 功能性染料
5.2 热致变色色素
无机热致变色材料的变色机理主要有: 1、晶型转变:
第五章 功能性染料
5.2 热致变色色素
第五章 功能性染料
5.2 热致变色色素
2、热分解分子结构改变机理 含有内结晶水的Cu、Co、Ni等的无机盐类可逆热致
变色材料的变色主要是由物质分子结构改变引起的,即 物质被加热到一定温度时失去结晶水而引起颜色变化, 当冷却时其重新吸收环境中的水汽,逐渐恢复到原来的 颜色。
第五章 功能性染料
5.2 热致变色色素
第五章 功能性染料
5.2 热致变色色素
发色剂 目前研究和开发的发色剂种类比较多,根据有机化合物的
俘精酸酐类
Me O
R
O
X
Me
Me
O
Me
Me O
hv1 R
O Me
hv2
X Me
Me
O
(5)由加氧-脱氧反应引起变色的光致变色色素
芳香稠环化合物类
Me O
Me O
第五章 功能性染料
X
X
415nm 313nm
O2
Me
O O
O
Me O
(6)由光氧化-还原反应引起变色的光致变色色素
三芳二吡嗪类
O
N
N
N
N
O
硫靛类
O S
S O
h v 1 h v 2
S
S
OO
偶氮类
N N
第五章 功能性染料
hv 1 hv2
NN
(3)由分子内质子转移产生颜色变化的光致变色色素
西夫碱类 呫吨酮类
O H N C H
h v 1 h v 2
O N C H
O
O
hv1
COOH
hv2
HO
O
OH
HO
O
OH
第五章 功能性染料
(4)由开环-闭环反应引起变色的光致变色色素
二、吲哚啉苯并螺噻喃
螺噻喃 螺吡喃
第五章 功能性染料
螺噁嗪
几种光致变色材料
三、偶氮化台物
第五章 功能性染料
5.2 热致变色色素
热致变色现象是指某些物质在受热或受冷时所发生的色 变。具有热致变色特性的物质成为热致变色材料。 热致变色材料的应用主要有:
示温材料、丝网印刷和凹版印刷用油墨(如各种薄 膜、标签、包装物、日用品、玩具等需要随温度变色 制品的印刷)