第5章 酸性染料

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3、三芳甲烷酸性染料 在氨基三芳甲烷碱性染料分子中引入两个以上的磺酸基, 则可转变为三芳甲烷酸性染料。 三芳甲烷酸性染料大多以浓艳的紫、蓝、绿色为主,发 色力强,色泽特别鲜艳。 日晒牢度较差,日晒牢度不超过4级,很多品种只有1~2 级,耐洗牢度也较差。 三芳甲烷酸性染料在结构上有二氨基三芳甲烷和三氨基 三芳甲烷两类。在染料分子中至少需要引入两个以上的 磺酸基才能成为酸性染料。
第五章 酸性染料
酸性染料的应用分类和主要应用性能
性 能 分子结构 相对分子质量 磺酸基在分子中的比例 颜色鲜艳度 溶解性与聚集度 对纤维的亲和力 匀染性 移染性 湿牢度 耐缩绒性 染液pH值 染液 值 染羊毛常用酸剂 元明粉的作用 能否低温染色 强酸性浴染色的 酸性染料 较简单 小 较大 好 好,基本不聚集 较小 好 好 很差 不好 2.5~4 硫酸 缓染 能 弱酸性浴染色的酸 性染料 较复杂 中等 较小 稍差 稍差,聚集 稍差, 较大 中等 较差 中等 较好 4~5 醋酸 缓染作用小 稍困难 中性浴染色的 酸性染料 较复杂 较大 小 较差 差,低温聚集 很大 差 很差 较好 很好 6~7 硫酸铵 促染 困难, 困难,需特殊助剂
第五章 酸性染料
双偶氮酸性染料有共轭连贯型、联苯胺结构型和其他隔 离基隔离型。 共轭连贯型
NaO3S N N N N NH SO3Na
H2N N N NH2 OH N N
弱酸性深蓝5R(C.I.酸性蓝113) 间氨基苯磺酸→α萘胺→N苯基周位酸
NaO3S
SO3Na
弱酸性绿B(C.I.酸性黑24) 对苯二胺→H酸 ←苯胺
第五章 酸性染料
主要内容
§5.1 引言 §5.2 酸性染料的类及合成 §5.3 酸性染料的结构与应用性能的关系 §5.4 酸性染料的发展趋势
第五章 酸性染料
§5.1 引言 一、蛋白质纤维及聚酰胺纤维的结构特点及对染料结构的要求 羊毛和蚕丝等蛋白质纤维大分子链,均是由多种性质不同的氨基 酸通过肽键连接而成的。 R R1 R2 R3 aC C C C H2 N C C C H C H O H H O H H O O N O N N H 主链:由酰胺基连接而成,耐酸不耐碱——适宜中性、酸性条件 下染色。 侧链、端基:某些氨基酸上含有氨基,在酸性条件下,可以离子 键与染料结合。 疏水部分:可以范德华力和疏水作用与染料结合。
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联苯胺结构型:采用2,2–二磺酸基联苯胺或其他联苯胺 衍生物(双胺化合物)作为重氮组分,将两个氨基重氮 化后,进一步与两个偶合剂偶合。这类染料主要为黄、 橙、红色,多属于弱酸性染料。
SO3Na H3C N N OH NaO3S HO N N N N N N CH3
OH N N
SO3Na N NaO3S N N HO N CH3
第五章 酸性染料
3、中性浴染色的酸性染料 中性浴染色的酸性染料也称耐缩绒性酸性染料,属于非 匀染性酸性染料。 染料结构复杂,分子量大,分子中磺酸基所占比例小, 疏水性部分比例大,水溶性不好; 对羊毛等纤维的亲和力高,移染性和匀染性差,常在近 中性浴中染色,色泽不够鲜艳,熨烫和湿处理牢度好。 染色毛制品经得起洗呢和缩呢处理,对湿处理牢度要求 高的纺织品可采用这类染料染色。
H3 C NaO2S NO2 HN N N OO2S CH3
第五章 酸性染料
二、酸性染料的结构特点 酸性染料是一类结构上带有酸性基团的水溶性染料,在 发展的初期主要在酸性条件下染色,故习惯上称之为酸 性染料。 在上染过程中静电引力的结合起着重要的作用,染料结 构比较简单,染料分子中缺乏较长的共轭双键系统,分 子芳环共平面性或线型特征不强。 品种很多,具有色谱齐全、色泽鲜艳。
第五章 酸性染料
2、弱酸性浴染色的酸性染料 弱酸性浴染色的酸性染料也称半耐缩绒性酸性染料和半 匀染性酸性染料。 染料结构稍复杂,分子量中等,分子中磺酸基所占比例 相对较小,亲水性、在水溶液中的聚集度和溶解度中等; 对纤维的亲和力较高,移染性和匀染性稍差,湿处理牢 度较好,染色常在弱酸性浴中进行; 染色性能介于匀染性酸性染料和耐缩绒性酸性染料之间。
O
100% H2SO4, 30oC 磺化
HN
CH3
O
HN NaO3S
CH3
弱酸性绿GS(C.I.酸性绿25)
第五章 酸性染料
磺酸基在蒽醌环上的酸性染料,常用溴氨酸作为中间体
O NH2 SO3Na 铜盐 NH2 O Br O HN O NH2 SO3Na
酸性蒽醌蓝
第五章 酸性染料
氨基羟基蒽醌酸性染料品种较少,主要是鲜艳的蓝色, NaO S 少数为紫色。
第五章 酸性染料
羊毛和蚕丝的差异 羊毛有鳞片层结构,耐强酸,可在强酸条件下染色; 蚕丝不耐强酸,只能在弱酸性或中性条件下染色。 锦纶是合成聚酰胺纤维。锦纶纤维大分子主要由三部分 组成,即疏水性的亚甲基部分、具有亲水性的酰胺基桥 和链端的氨基和羧基。锦纶的染色也更适宜在弱酸性和 中性条件下进行。
第五章 酸性染料
第五章 酸性染料
二、酸性染料结构分类与合成 按照化学结构分类,酸性染料可分为偶氮类、蒽醌类、 三芳甲烷类、呫吨或氧杂蒽及吖嗪或氮杂蒽等杂环类、 硝基亚胺类、靛族类、酞菁类等类别。 偶氮染料无论在品种和产量上都占首位,而且以单偶氮 类居多;蒽醌和三芳甲烷染料次之;其他染料品种和生 产量均很少。
第五章 酸性染料
N
C.I.酸性黄5
O N H2N O NaO3S CH3
弱酸性蓝EG(C.I.酸性蓝121)
氨基酮类染料
C.I.酸性黄7
第五章 酸性染料
§5.3 酸性染料的结构与应用性能的关系 酸性染料化学结构与其应用性能,如亲和力、移染和匀 染性能、平衡上染百分率和上染速度、染色对pH值和金 属离子的敏感性、染色过程的控制方法、耐酸碱性、水 溶性和聚集性能、拔白性能以及耐洗、耐汗渍、耐氯漂、 耐氧漂、耐缩绒等色牢度,有着密切的关系。 酸性染料的应用性能主要取决于染料分子本身的化学结 构。
3
OH
O
HN
C4H9
NH2
Oຫໍສະໝຸດ Baidu
OH SO3Na
OH
O
HN NaO3S
C4H9
OH
O
NH2
酸性蓝SE(C.I.酸性蓝43)
弱酸性绿5G(C.I.酸性绿28)
第五章 酸性染料
双蒽醌结构
O NH2 SO3Na NaO3S NH2 O
O
NH
CH2
NH
O
弱酸性艳蓝GW(C.I.酸性蓝127:1)
第五章 酸性染料
第五章 酸性染料
一、酸性染料的化学结构与耐洗牢度 强酸性染料分子结构简单,分子量低,磺酸基质量占分 子量的比例高,对纤维亲和力小,染着在纤维上的染料 在服用时的湿处理过程中也易从纤维内扩散到纤维表面, 并进而解吸至处理介质中,故其湿处理牢度较差。 增加染料分子量、增加偶氮基数目、引入有机部分或疏 水基团,增加染料与纤维之间的范德华力,降低染料从 纤维上的解吸程度,可提高酸性染料的湿处理牢度。 为保证染料的色泽鲜艳度和防止染料色光受影响,很少 采用增加偶氮基数目的方法来提高湿处理牢度。
弱酸性黄MR(C.I.酸性黄42)
弱酸性橙G(C.I.酸性橙56)
第五章 酸性染料
隔离基隔离型:
H3C N N OH HO N N N H C N N N CH3
SO3Na
SO3Na
弱酸性嫩黄G(C.I.酸性黄117)
第五章 酸性染料
2、蒽醌酸性染料 蒽醌结构的酸性染料除了含有磺酸基外,在α位上还含 有2~4个氨基、芳氨基、烷氨基和羟基。 根据所含基团性质和位置,蒽醌酸性染料可分为三种主 要结构类型,即芳氨基蒽醌、氨基羟基蒽醌和杂环蒽醌。 蒽醌酸性染料大多以紫、蓝、绿色为主,深色居多,尤 以蓝色为最多。
第五章 酸性染料
一、酸性染料应用分类 酸性染料按应用性能的不同,可分为强酸性浴染色、弱 酸性浴染色和中性浴染色的酸性染料三种类型。 1、强酸性浴染色的酸性染料 强酸性浴染色的酸性染料简称强酸性染料,也称匀染性 酸性染料。 染料结构简单,分子量小,分子中磺酸基所占比例大, 亲水性强,疏水性弱,水溶性好。 对羊毛等纤维的亲和力低,移染性好,匀染性很好,需 在强酸性浴中染色才能获得很高的上染率,色泽鲜艳。 适用于染淡中色,主要用于羊毛染色,不适合用于湿处 理牢度要求较高的纺织品的染色。
第五章 酸性染料
偶氮酸性染料,常采用氨基萘酚磺酸的N-酰基或N-芳基 (如乙酰化的H酸、γ酸等)与带有长链烷基的重氮组分 偶合,以提高湿处理牢度。
HO H25C12 N N NaO3S SO3Na NHCOCH3
重氮组分还可引入苯甲氧基、芳香烃磺酸酯基、芳香烃 磺酰胺基来增加染料分子量,增加染料与纤维之间非极 性范德华力,达到提高湿处理牢度的目的。
第五章 酸性染料
三芳甲烷酸性染料
C2H5 H2 N C SO3Na C2H5O HN C SO3 H2 N C C2H5
NaO3S
N(C2H5)2
SO3
N(C2H5)2
酸性湖蓝V(C.I.酸性蓝1) 弱酸性艳蓝6B(C.I.酸性蓝83)
第五章 酸性染料
4、其他结构的酸性染料
含羟基的呫吨染料
Br NaO O Br O
第五章 酸性染料
偶氮酸性染料,通常以吡唑啉酮、R酸、H酸、γ酸等氨基萘酚磺 酸作为偶合组分,而以对氨基苯磺酸、氨基萘磺酸等苯胺和萘胺 衍生物以及以氨基对位或邻位上引入长链烷基、苯甲氧基、对甲 苯砜基、对甲苯磺酸酯基等芳胺作为重氮组分,通过偶合反应合 成而得。 单偶氮结构: 苯胺衍生物+以萘系衍生物,可制得橙、红色系的染料。 萘胺衍生物+萘系衍生物,可制得一系列红色染料。 苯胺衍生物+N–乙酰基H酸,可制得一系列红色染料。 H酸为重氮+N–苯基–1 –萘胺– 8 –磺酸,可制得红光蓝染料。 对苯胺及其衍生物+吡唑啉酮,可制得嫩黄色染料。
对染料的要求 纤维的结构、理化性能以及与染料的可能结合方式决定 了其染色所用染料需要满足一定的条件。就羊毛、蚕丝 和锦纶三种纤维而言,所用染料必须符合以下要求: 含有磺酸基等阴离子基团,赋予染料水溶性,与纤维上 离子化的氨基发生离子键的结合; 含有可与纤维形成非极性范德华力结合的疏水性基团; 含有氨基、羟基或酰氨基等可与纤维形成氢键结合的基 团; 有较好的耐酸性,染料中的氨基往往要进行酰化。
第五章 酸性染料
§5.2 酸性染料的分类及合成 简介 名称:早期用于蛋白质纤维染色的染料主要靠离子键与 纤维结合,一般在酸性条件下进行,故称为酸性染料。 结构分类: 偶氮型:单、双偶氮染料,以浅色为主(黄、橙、红、 紫、蓝),品种数量占大多数; 蒽醌型:单蒽醌为主,主要为深色(紫、蓝、绿)品种 占第二位,日晒牢度最好 三芳甲烷型:色泽鲜艳、强度大,以紫、蓝、绿为主, 日晒牢度最差。
第五章 酸性染料
芳氨基蒽醌酸性染料以1,4–二氨基或取代氨基结构的蒽 醌磺酸衍生物最为普遍。
O OH OH OH
Zn-HCl
磺酸基在氨基取代芳 环上的一类染料常以 1,4–二羟基蒽醌为原料。
H2N
使1/3之还原成隐色体
O
OH
OH
OH
O CH3
缩合
HN
CH3
H3BO3, 95oC
O
HN NaO3S
CH3
1、偶氮结构酸性染料 偶氮酸性染料色谱较齐,包括黄、橙、红、棕、藏青和 黑色等各种颜色,以黄、橙、红色为主,深色较少,蓝 色品种主要是藏青色,紫色和绿色品种鲜艳度不高,棕 色多为拼混染料。 偶氮酸性染料大多为单偶氮和双偶氮结构的染料,以单 偶氮染料居多;分子量一般在400~800之间,一般含有 1~3个磺酸基。 偶氮酸性染料在羊毛、蚕丝和锦纶染色和直接印花中被 大量使用,多数单偶氮和双偶氮酸性染料可还原剂拔染 印花的地色染料。
第五章 酸性染料
三芳甲烷酸性染料
HCHO C H H2 2 5 C N
+
2
NaO3S H2 C N C2H5
C2H5 H2 N C C H2 C2H5 N C2H5 SO3Na
NaO3S
C2H5 H2 N C SO3Na (C2H5)2N C SO3 H HN C C2H5
酸性紫4BNS(C.I.酸性紫17)
含氨基或取代氨基的呫吨染料
(C2H5)2N O N(C2H5)2
C
Br C COONa Br
SO3
SO3Na
弱酸性红A(C.I.酸性红87)
酸性玫瑰红B(C.I.酸性红52)
第五章 酸性染料
吖嗪类酸性染料 喹啉类染料
SO3Na O SO3Na O
SO3
SO3Na
N
C2H5HN
NH N H3C H3C CH3 N(C2H5)2
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