酸性染料基础概述

第六章 酸性染料 一、概述 1. 染料分子中一般含有－SO3Na、少数含有 －COONa，染料可溶于水。 2. 色谱齐全，色泽鲜艳，染色牢度随染料品 种而异。 3. 染料结构包括偶氮、蒽醌、三芳甲烷、吖 嗪等。
4. 染料分类（按染液pH分类）
染料分类 染料分子结构 －SO3Na所占比例 溶解度 对纤维亲和力 匀染性 湿处理牢度 耐缩绒加工 染液pH 强酸性浴染色的 弱酸性浴染色的 中性浴染色的酸 酸性染料 酸性染料 性染料 简单 高 高 低 好 差 × 2.5～4 较复杂 较低 较低 较高 较差 较好 √ 4～5 复杂 低 低 高 差 好 √ 6～7
习惯上，将强酸性浴染色的酸性染料称为酸性染料 酸性染料，又称匀染性酸性染 酸性染料 料；将弱酸性浴和中性浴染色的酸性染料通称为弱酸性染料 弱酸性染料，又称耐缩 弱酸性染料 耐缩 绒酸性染料。 绒酸性染料
5. 酸性染料在不同纤维上的匀染性和染色牢 度有所差异。 在锦纶纤维上匀染性差，湿处理牢度较好； 在蚕丝上匀染性较好，湿处理牢度较差，低 于羊毛染色牢度。 6. 酸性染料主要用于蛋白质纤维（如羊毛、 丝绸）的染色和印花，也可用于锦纶纤维的 染色和印花，还可用于皮革、纸张的着色。 强酸性染料主要用于羊毛染色，弱酸性染料 可用于羊毛、蚕丝、锦纶等的染色。
§2 酸性染料的结构 一、偶氮类酸性染料 偶氮类酸性染料品种多，主要为单偶氮和双偶 氮染料；三偶氮染料由于色泽较暗，匀染性较 差，应用少。 1.单偶氮类酸性染料 主要为黄、橙、红等浅色，蓝色品种减少。
• 黄色染料多用苯胺衍生物为重氮组分，吡唑 啉酮为偶合组分。
NaO3S N N HO C C N C N CH3
酸性嫩黄2G 耐缩绒 1－2
SO3Na
• 橙色酸性染料结构通式为： 苯－N＝N－萘
OH NaO3S N N
酸性橙Ⅱ
• 红色酸性染料结构通式： （1）苯－N＝N－萘 （2）萘－N＝N－萘
OH NaO3S N N
SO3Na
酸性红B
2. 双偶氮类酸性染料
（1） （2） （3） A A A B B B C C C
• 两个偶氮基在同一共轭系统中：染料颜色 深，湿处理牢度较好。
Cl N Cl N NaO3S OH NH2 N SO3Na N O Cl
酸性坚牢绿BBL
• 两个偶氮基位于不同的共轭系统中：染料 的颜色浅，鲜艳，湿处理牢度较好。
CH3 C N N Cl Cl SO3Na Cl SO3Na C C N OH N CH N N HO C C N Cl C N CH3
弱酸性嫩黄3G
二、蒽醌类酸性染料 蒽醌类酸性染料具有良好的耐晒牢度，有红、 紫、蓝、绿等颜色，以蓝色最多。按结构 不同可分为： （1）1,4-二氨基蒽醌衍生物类酸性染料 主要有紫、蓝、绿和黑色品种，大部分由1,4二羟基蒽醌、 1－氨基－4－溴蒽醌及溴氨 酸等中料合成。
O
NH2 SO3H Br2
O
NH2 SO3H ArNH2 OH-
O
NH2 SO3Na
O
O
Br
O
NHAr
溴氨酸
O OH CH3 NH2 O NH CH3
Zn H3BO3 O OH O O H2SO4
磺化 中和
NH NH SO3Na
CH3 CH3
1,4-二羟基蒽醌
O
NH SO3Na
CH3
（2）氨基-羟基蒽醌类酸性染料 品种较少，主要是鲜艳的蓝色，少数为紫色， 匀染性和日晒牢度好。由1,5-二羟基蒽醌经 磺化、硝化、还原等反应制得。如
NH2 O OH SO3Na
OH
O
NH2
酸性蓝SE （日晒 5 ， 耐缩绒 1）
（3）杂环蒽醌类酸性染料 由α-氨基蒽醌衍生物制得，包括黄、橙、红等 浅色品种。如
O
N
CH3
O
NH SO3Na
CH3
酸性红3B （日晒 5－6 ， 耐缩绒 2 ）
（三）其他类酸性染料
1. 三芳甲烷类酸性染料 由三芳甲烷类碱性染料磺化引入磺酸基而制得。因 含有季胺正离子，染料分子中至少需含有两个 磺酸基，以使染料溶解。 这类染料色泽鲜艳，包括蓝、绿、紫等颜色，耐晒 牢度差，不耐洗，对酸、碱稳定性较差，只有 少数染料用于纺织品染色。
(C2H5)2N C SO3SO3Na N+(C2H5)2
酸性湖蓝V （日晒 2，耐缩绒 1－2）
2. 氧蒽类酸性染料
+
NH CH3
O
NH
SO3-
COOH
酸性紫R 3. 硝基酸性染料
NO2 O2N CH3 NH SO3Na NH
酸性橙E
§3 酸性染料结构与性能的关系
1.染料分子结构与溶解度 染料分子中水溶性基团的比例增加，则溶解度提高。 2.染料分子结构与匀染性 染料分子小、水溶性基团的比例大，则染料对纤维的 亲和力低，匀染性好。 3.染料分子结构与湿处理牢度 染料分子小、水溶性基团的比例大，则染料的湿处理 牢度低，如皂洗、水洗、耐缩绒、湿摩擦等牢度差。
HO Y X N N
SO3Na
X H H
Y H －SO3Na
耐洗牢度 4 3 2
－ SO3Na － SO3Na
通过引入疏水基 增加染料分子量 疏水基，增加染料分子量 疏水基 增加染料分子量，或降低磺酸基 降低磺酸基 等水溶性基团的比例，可提高染料的湿处理牢度， 等水溶性基团的比例 并提高上染性能。 措施： （1）在染料分子中引入长链烷基；
OH R N N NaO3S SO3Na NHCOC3H7
耐洗牢度 R H －CH3 －C4H9 －C12H25 40℃ 1 4 5 5 100℃ 1 1 2 3
R
N
N
C
C N N
CH3
HO C
Cl Cl SO3Na
R 匀染性 耐洗牢度 耐缩绒牢度
H 4－5 4 1
C12H25 2 4 4－5
（2）在染料分子中引入芳烃、芳砜基等，如
OCH2
SO2
OCH2 N N NaO3S
OH
NHSO2
CH3
SO3Na
弱酸性艳红 3B
（3）染料分子中－NH2酰化 • 不同酰基对耐洗牢度提高的顺序为： 乙酰基＜丙酰基＜正丁酰基＜苯酰基＜辛酰基 • －NH2酰化也可提高染料的耐酸稳定性。
（4）合成双偶氮染料，提高染料分子量，降低 －SO3Na比例
SO3Na N N N N NH SO3Na
弱酸性深蓝5R
• 在染料分子中引入疏水基、增大分子量可提高染料的湿处 理牢度，但匀染性变差。为同时获得良好的染色牢度和匀 疏水基的同时，引入极性较 染性，在引入芳环或环烷烃等疏水基 疏水基 极性较 强的基团，如磺酰胺基、酯基、－SO2CH3、－SO2C6H4X、 强的基团 －SO2NHR（Ar）。
CH3 SO2O N N
C C N N
CH3
HO C
SO3Na
弱酸性黄5G Cl 匀染性 4－5级 耐洗牢度 4－5级 耐缩绒牢度 2－3级
4. 染料分子结构与耐光牢度 染料母体结构、取代基的性质及所处位置，对 染料的耐光牢度有直接影响。 （1）在偶氮染料分子中引入氨基、羟基等给 电子基，染料的耐光牢度降低；引入硝基、 氰基、卤素等吸电子基，染料的耐光牢度提 高；引入脂肪链（C4～C8），耐光牢度提高， 但脂肪链过长，耐光牢度降低。
OH N N NaO3S
NHR
SO3Na
R H CH3CO－ CH3(CH2)6CO－ CH3(CH2)14CO－
耐光牢度 2－3 5 6 3-4
（2）蒽醌类酸性染料的耐光牢度较好；三芳 甲烷类酸性染料的耐光牢度差。
O NH2 CH3
O
NH
CH3 SO3Na
酸性蓝2R 耐光牢度 5－6
5. 染料分子中含有羟基、氨基、酰胺基时， 有利于染料与纤维间形成氢键，湿处理牢 度提高，但匀染性变差。 6. 酸性染料与直接染料相比，共轭系统较小， 分子比直接染料小。
第七章 酸性媒染染料与酸性含媒染料
提高酸性染料湿处理牢度的另一有效途径是 利用金属与染料形成络合物。 络合金属为过渡金属元素，如铜、铬、钴等。 酸性媒染染料：络合物在染色过程中形成。 酸性含媒染料：络合物染料的制备过程形成。
§1 酸性媒染染料
一、特点 1. 染料分子较小，水溶性和匀染性好。 2. 在染色过程中，染料与金属媒染剂形成络合物。 常用媒染剂为重铬酸盐，对环境有害。 3. 染料具有良好的耐晒（一般4－7级）、耐洗和 耐缩绒牢度，但色光不如酸性染料鲜艳。 4. 主要用于羊毛染色，也可用于蚕丝和聚酰胺纤 维染色。 5. 染色工艺繁复，媒染后织物色光变化大，不易 控制。
二、酸性媒染染料的结构 • 酸性媒染染料包括偶氮类、蒽醌类、三芳 甲烷类、氧蒽类等。 • 染料分子结构一般具有强酸性染料的基本 结构，同时含有能与金属元素形成络合物 的结构（配位体）。
1. 偶氮类
（1）水杨酸衍生物类 结构通式：
Ar N N OH COOH
B
铬盐媒染后：
Ar N N C O O O
Cr O B
O C O
N
N
Ar
B：纤维分子上的－OH、－NH2等，或H2O。 • 这类染料主要为黄、橙色，媒染处理后颜色变化 较小，色泽较鲜艳。
HO NaOOC
N
N
OH COONa
酸性媒染黄A
HO NaOOC
N
N
N
N
OH COONa
酸性媒染橙R
（2）羟基偶氮类
结构通式：
X N HO N
X：－OH、－NH2、－COOH、－OCH3等。 • 媒染处理时，偶氮基也参与络合，染料色光变 化大，染料名称中的颜色是指络合后染料的颜 色，染色牢度是指络合后染料的牢度。 • 这类染料耐晒、耐缩绒及湿处理牢度优良。
OH N
HO N SO3Na
酸性媒染蓝黑 R 日晒 6级， 耐洗牢度 5级
2. 蒽醌类
在蒽醌的α位上具有－OH、－NH2、－NHR等基 团，能与迫位羰基及金属离子形成络合物。
O OH NH SO3Na
O
NH
SO3Na
酸性媒染蓝黑B
3. 三芳甲烷类
HO 染料分子中含有水杨酸 结构，主要为蓝、紫 NaOOC 色染料，颜色鲜艳， 匀染性好，耐水洗牢 度好，日晒牢度中等。 CH3 CH3 O C X1 X3 X2 COONa
染料 酸性媒染蓝B 酸性媒染蓝R 酸性媒染艳紫R
X1 Cl －SO3Na H
X2 Cl H H
X3 H H －N(CH3)2
4. 氧蒽类
染料分子中含有水杨酸结构。
(C2H5)2N
O
O
COONa COONa
酸性媒染桃红 3BM
§2 酸性含媒染料（金属络合染料）
一、特点 1. 染料可溶于水。 2. 染料色泽鲜艳度低于酸性染料，优于酸性 媒染染料。 3. 耐日晒牢度好，耐洗牢度优于酸性染料， 不及酸性媒染染料。 4. 可用于羊毛、蚕丝和聚酰胺纤维的染色。 染色后不需媒染处理，染色工艺较简单， 仿色方便。
5. 根据络合金属与母体染料的比例，酸性含 媒染料可分为1:1型和1:2型两类。 根据染浴性质不同，酸性含媒染料可分为： • 酸性络合染料（1:1型金属络合染料）：在 强酸性介质中染羊毛。 • 中性染料（包括1:2型金属络合染料和1:1型 甲 染料）：在中性介质中染色。
二、酸性含媒染料的结构 1. 酸性络合染料 母体染料:铬＝1:1 母体染料大多数是o,o′-二羟基单偶氮染料， 少数是o-羟基-o′-羧基偶氮染料。含 有一个或二个－SO3Na。 络合剂：甲酸铬、硫酸铬、蚁酸铬等。
H2O H2O
OH NaO3S N N OH SO3Na
H2O
Cr
(HCOO)3Cr
-
O O3S N
+
O
SO3Na+
N
酸性含媒蓝GGN
• 酸性络合染料可染于水，染羊毛时日晒牢 度一般在6级左右，湿处理牢度好；但在强 酸性介质中染色，对羊毛品质有影响。 • 酸性络合染料的染色性能与染料分子所带 电荷及亲水性的大小有关，还受磺酸基位 置的影响。
2. 中性染料
（1） 1:2型酸性含媒染料（1:2型金属络合染料） • 金属:母体染料＝1:2 • 母体染料大多为两个o,o'-二羟基偶氮染料（母体染 料可以相同，也可不同），母体染料中不含－ SO3Na，含有甲砜基（－SO2CH3）、磺酰胺基（－ SO2NHR）等亲水性基团。 • 络合金属：铬（水杨酸铬钠） 钴（CoCl2） • 商品染料：中性染料（国产），依加仑（Irgalan） 染料（Ciba－Geigy）、兰纳芯（Lanasyn）染料 （Sandoz）、卡亚卡仑（Kayakalan）染料(日本化 药)等。
SO2NH2 CH3CONH N O Cr O N N N O O
-
Na+
NHCOCH3 SO2NH2
中性灰2BL
• 在染料母体相同的含铬染料中， 1:2型比1:1型染 料的亲和力及湿处理牢度高，但颜色鲜艳度比1:1 型染料低。 • 为提高染料的溶解性，在某些染料分子中引入磺 酸基或羧基。