有机染料

第四节 冰染染料
冰染染料是由重氮组分的重氮盐和偶单 组份在纤维上生成不溶于水的偶氮染料。 在实际生产中，一般先将色酚吸附在纤 维上，然后用色基偶合显色，偶合常在 冰浴中进行，所以称为冰染染料。由打 底剂和显色剂共同组成。
一 打底剂（色酚） 凡是用来与重氮盐在棉纤维上偶合生成 不溶性偶氮染料的酚类，都可称为色酚， 由于染色前首先用来打底，所以叫打底 剂。 根据化学机构的不同，色粉可以分为三 大类：一是2-羟基-3萘甲酰芳胺类（色酚 AS系）；二是β-酮基酰胺类（色酚AS-G 系）；三是蒽及咔唑羟基羧酸类。
1靛族还原染料
现在应用的靛族染料一般是化学合成制得 的，他们具有共同的发色共轭体系：
O O C NH R1
C
C C
X
R3
NH
C O
R2
X
CH
R4
O
靛蓝
发色共轭体
2 蒽醌类还原染料 以蒽醌或其衍生物所合成的还原染料及在 还原染料中具有蒽醌结构的都属于蒽醌 类还原染料。
第六节 其他染料
一 阳离子染料 阳离子染料是一类色泽鲜艳的水溶性染料，由于染 料在水溶液中电离成阳离子，通过离子间盐键使 带酸性基的纤维染色，因而称为阳离子染料。它 是聚丙烯腈纤维（腈纶）染色所用的专用染料。 阳离子的分类是根据正电荷在染料分子中的位置来 进行的。如果阳离子与染料母体通过隔离基相连 接，称为隔离型阳离子染料。常见的阳离子为取 代的季铵盐。其通式为 Dye代表染料母体
按染料的共轭发色体系一般可分为：偶氮 染料，蒽脂染料，靛族染料，硫化染料， 芳甲烷燃料，菁染料，酞菁染料，杂化 染料。
我国对染料采用统一命名法，按规定燃 料名称有三部分组成：第一部分为冠称， 表示染料的应用类别，又称署名；第二 部分是色称，表示染料色泽的名称；第 三部分是词尾，以拉丁字母或符号表示 染料的色光，形态及特殊性能和用途。
三 酸性媒介染料
酸性染料进行染色后，需要金属媒染剂处理，而在纤维 上生成金属络合物，这类染料称酸性染料。 酸性媒介染料最初是用水杨酸衍生制成的，而更多的品 种则是由邻-氨基苯酚的重氮化合物与萘酚偶合而成， 如酸性媒介紫B，后来发现邻，邻ˊ-二羟基偶氮染料 也容易于铬配位络合。在结构方面，大部分酸性媒介 染料属于偶氮染料，蒽醌和三芳甲烷类染料的品种不 多。 分子中含有磺酸基或羧基，同时在芳环偶氮基邻位又有 羟基的偶氮染料，一般都可以称为偶氮类酸性媒介染 料，这些染料的颜色几乎包括了整个色谱，只是蓝紫 绿品种较少。
有机染料 第一节 概述
1染料的概念 一般是指自身有色而且能够是其他物质获 得鲜明和坚牢色泽的有机化合物。 染料的应用主要有三个途径：第一是染色， 第二是着色，第三是涂色。
2染料的分类和命名 染料的分类十分复杂，国内通常采用的 分类和命名方法是按结构和应用性质两 种分类方法。 用于纺织品染色的染料按应用可分为一下 几类：直接染料，酸性染料，冰染染料， 活性染料，阳离子染料，分散染料，还 原染料，硫化染料，金属络合染料，缩 聚染料。
一 活性染料的分类和活性基团 活性染料分子包括染料母体及活性基团 两个主要部分，染料母体是活性染料的 发色部分，不仅赋予染料一不同色泽， 而且还提供了染料对纤维的直接性及某 些染色性能。活性基团是染料分子与纤 维直接起反应的基团，不同的活性基团， 可以以不同方式与纤维中的-OH进行反应， 在染色工艺上也有一些差别。
从染料母体的化学结构来看，与酸性染料和直 接染料相似，主要分为偶氮，蒽醌，酞菁和甲 噆类四大类，其中偶氮染料是色谱齐全，品种 最多的类型。 根据活性基团进行分类，主要依据活性基团与 纤维素纤维上羟基的反应类型。由于碱性条件 下纤维素上羟基首先生成负离子： 纤维-OH+OH-→纤维-O-+H2O，因此，可将活性 染料划分为亲和取代型，亲和加成型及多官能 团类型。
1 色酚AS系
这类色酚中常用的品种有：
NO2 OH OH
CONH
CONH
色酚AS
OH
AS-BS
CONH
色酚AS-BO
2 色酚AS-G
现在多用其改进品种： 如色酚AS-LG，色酚 AS-L4G等。
Cl Cl
OH3C
NHCOCH2CO
COCH2NH
OCH3
OCH3
OCH3
色酚AS-LG
பைடு நூலகம்
二 显色剂
显色剂分色基和色盐两类，色基 在使用时必须先行重氮化，才能 偶合显色；二色盐则是预先制备 好的稳定的重氮盐，可以直接用 于打底布的显色。 1 1色基 色基多数为不含可溶性基团的芳胺 化合物或氨基偶氮化合物，为冰 染染料的重氮剂，可分为三种： 一是苯胺衍生物，与色酚AS偶合 后呈橙，红和紫色；二是对氨基 二苯胺和对苯甲酰二苯胺衍生物， 与色酚AS偶合后呈蓝，黑等深色； 三是氨基偶氮化合物，与色酚生 成双偶氮染料，一般呈紫酱，棕 及黑等深色。 例如:枣红色基QC 黑色基LS
2 直接耐晒染料 直接耐晒染料较一般的直接染料的日晒 牢度要高，一般在4级以上（8级蓝色标 准），其中一些是含有络合金属的偶氮 染料，其偶氮基两侧的邻位有两个羟基， 或在染料分子末端有水杨酸结构。
3 直接铜盐染料 铜盐染料是一类必须进行铜盐处理才能 得到真实色光和最佳牢度的直接染料。 这类染料的结构特征是在偶氮基两侧的 邻位上有两个羟基或染料分子末端有水 杨酸结构，能与铜络合。一般邻位双羟 基与铜络合后，色泽显著变暗，日晒牢 度却明显提高，如直接铜盐蓝。
第三节 酸性染料
在酸性染浴中染色的染料称为酸性染料。 根据分子结构及使用方式可细分为强酸性 染料，弱酸性染料，酸性媒介染料，酸 性络合染料等。酸性染料的水溶性好， 在水溶液中成负电性，因此毛，丝等蛋 白质纤维在酸浴中对他有较强的吸色力。 主要用于毛纺丝绸针织等工业中。
酸性染料在结构上大多是芳香族的磺酸 基钠盐，少数染料只有钠盐，其发色体 结构偶氮和蒽醌占有很大比重，另外还 有三芳甲烷，吖嗪及靛蓝，喹啉，酞菁 及硝基亚胺等发色体。
二 均三嗪型活性染料的合成 目前无论在生产还是在应用上，以均三 嗪型和乙烯砜型为主，其中均三嗪型几 乎占了活性染料的一半左右。染料母体 与活性基的连接方式，一般是先合成染 料母体，在与三聚氯氰缩合。如以氨基 萘酚磺酸作为偶合组分合成偶氮染料时， 氨基和羟基的两侧都有可能偶合，所以 生产上先将与氨基萘酚磺酸与三聚氯氰 缩合，这样可以使偶合完全发生在羟基 的一侧，如：
1 硫化还原染料的合成原料和方法 硫化还原染料在应用时必须先用硫化钠将染料还 原溶解成隐色体，而后被纤维吸收，再经氧化 处理染着在纤维上的染料，称为硫化还原染料。 制备硫化还原染料的有机原料主要有芳胺，二 元胺，酚，氨基酚及一些硝基化合物；硫化剂 主要是硫和多硫化钠（Na2Sx），硫指数x为34，它的作用是还原剂，脱氧剂和亲核试剂， 合成方法有烘焙法和溶剂法。
2 硫化缩聚染料 染料分子中带有硫代硫酸基（-SSO3-）的 暂溶性硫化染料，称为硫化缩聚染料。 它由染料母体和反应性基团两部分组成， 发色体主要是偶氮，金属络合和酞菁， 反应性基团为带或不带桥链的硫代硫酸 基，这类染料通式可表示为：DyeSSO3Na和Dye-CH2CH2SSO3Na。制备硫 代硫酸基的中间体为：
关于酸性染料的合成，与其它酸性 染料没有很大的不同，只是偶合组 分及重氮组分取代基不同而已，常 见重氮组分为：
OH NH2 OH O2N NH2 NH2 OH
NO2
NO2
SO3H
偶合组分为：
NH2 OH OH OH
NH2 HO3S SO3H
SO3H
四 酸性络合染料及中性染料
酸性络合及中性染料与酸性媒介染料有所不同 的是制备过程中就与金属离子形成络合物，因 此它是一类含金属的染料，如果络合物中金属 离子浴染料分子的比例为1：1，染色方法与强 酸性染料染色方法相似，分子中含有磺酸基称 为酸性络合染料；如果络合物中金属离子与染 料分子比为1：2，染色是在中性或弱酸性条件 下进行的，且分子中不含磺酸基，而含有磺酰 胺基，甲基枫等亲水基团，则成为中性染料。
第二节 直接染料
一 直接染料的种类及用途 不需要媒染剂的帮助即能染色的染料称 为直接染料。 按结构分类有偶氮，二苯乙烯，噻唑，酞 菁及噁嗪等类型；按应用分类则主要有 一般直接染料，直接染料，直接耐晒染 料，直接铜盐染料和直接偶氮染料。
1 一般直接染料 一般直接染料是指具有磺酸基（-SO3H） 或羧基（-COOH）等水溶性集团，对纤 维素具有较大亲和力，在中性介质中能 直接染色的直接染料。由于联苯胺已被 定为致癌物质，不少国家已停止生产或 限制使用。
CH3 CH3
N
N
N
NH2
OCH3
H2N
N
N
NH2
OCH3
2 色盐 为了省去染色过程中色基的重氮化操作，而将色 基在染料厂就制成稳定的重氮盐，只用时只需 将其活化就可参加偶合显色，这样稳定的重氮 盐简称为色盐。 根据重氮盐本身性质和稳定性方法，色盐常制成 四种形式；一稳定的重氮盐；二稳定的重氮复 盐；三稳定的重氮芳磺酸盐；四重担化合物的 氟硼酸盐。
第五节 活性染料
活性染料是一类新型水溶性染料，在它的分子 中含有能与纤维反应的基团，染色时与纤维生 成共价键，形成“染料-纤维化合物”其主要用 于棉布的印花和染色，具有色泽鲜艳，色谱齐 全，价格较低，工艺简便和匀染性好等优点在 针织品，毛巾，被单和手帕的印染方面占有相 当比重。另外，涤棉以及粘纤，富纤等其他纤 维的纺织品，也可以用活性染料印染加工。
HN2 SSO3Na
H2 N
CH2CH2
SSO3Na
三 还原染料
在碱性溶液中加入保险粉还原，然后进行染色的 染料，称为还原染料。此类染料色谱齐全，色 泽鲜艳，是棉及混纺织物的主要染色染料。 还原染料的分子中不含磺酸基，羧基等水溶性基 团，它们共同的结构特征是分子的共轭发色系 统中含有两个或两个以上的羰基，属于羰基发 色体。 根据化学结构进行分三类：靛系，蒽醌系，其他 醌系。
一 强酸性染料 强酸性染料在进行染色时，虽然色泽鲜 艳，匀染色性好，但染色不深，耐湿处 理牢度不好，不耐缩呢，且对羊毛强度 有颇多损伤，手感差，耐晒牢度低。为 了克服这些缺点，后来又出现了弱酸染 料，酸性媒介染料，酸性络合染料，中 性染料。
酸性染料的品种主要是偶氮染料和蒽醌 染料。 1 强酸性偶氮苯染料的合成 其合成及颜色大致如下通式（A为重氮组 分，C为偶合组分，P为双偶组分，→表 示重氮后偶合方向）： （1）苯-N=N-吡啶啉酮（黄色）A→C
4 直接重氮染料 直接重氮染料的分子结构中具有可进行 重氮化的氨基，应用时该类染料按通常 方法染色后，再使染料在纤维上进行重 氮化，最后再用偶合剂偶合，生成较深 的色泽，并能提高其湿处理牢度。如直 接重氮蓝BBLS.
二 直接染料的合成工艺 一般双偶氮和多偶氮染料可以通过如下 四种不同的路线进行合成：1 C1←D→C2 2 A→M→C 3 A1→P(XP) ←A2 4 C1←D→M→C2 C←D→P←A 和 A→M1→M2→C 具体内容参考教科书
（2）苯-N=N-萘（橙色及红色）A→C （3）苯-N=N-萘（红色）A→C （4）苯-N=N-萘-N=N-苯（黑色） A1→P→A2 2 强酸性蒽醌染料的合成 这类染料的合成一般是在蒽醌衍生物母体 上进行诸如硝化，磺化，还原之类的单 元操作来完成。
二 弱酸性染料
弱酸性染料是由强酸性染料加大分子量二衍生 出来的，对于羊毛的亲和力较大，一般在弱酸 浴或中性浴中进行染色，匀染性一般，耐洗牢 度和耐缩呢性较好，不损伤羊毛强度，手感也 有所改善。一般对锦纶纤维，染色效果最好的 偶氮型弱酸染料的分子量在有一个磺酸基要求 400-500之间，党有两个磺酸基时在800左右。 染料中有羟基，酰氨基时，有利于氢键形成， 湿处理牢度好，但匀染性变差。
R
+ Dye
CH2CH2 N R R·X
_
如果阳离子是染料共轭发色体系的组成部分， 则称为共轭型阳离子染料；常见结构是三芳甲 烷结构，噁嗪结构及菁型结构等。 二 硫化染料 分子结构中存在硫键，应用时需要用硫或硫化处 理的染料，称为硫化染料，主要用于棉及其他 纤维素纤维的染色。其色谱以黄棕，草绿，红 棕，蓝，黑为主，缺少眼里品种。根据硫化方 式不同，可以将硫化染料分为硫化还原染料和 硫化缩聚染料。