精细化学品化学-染料与颜料

（2）稳定性高，不易水解，适合高温染色
4.4 活性染料—活性氯
(5) 喹噁啉活性基 结构通式：
D
N
NHCO
N
Cl Cl
特点：反应性比K型染料强
4.4 活性染料—乙烯砜型
乙烯砜活性基 (-SO2-CH=CH2)
反应通式：
D-SO2-CH2CH2-OSO2Na→ D-SO2-CH=CH2 特点： （1）反应性介于X型和K型之间，染色温度50～70℃， 在弱碱性条件下固色； （2）共价键的耐酸稳定性较好，耐碱的水解稳定性差； （3）染料溶解性好，色泽鲜艳。
4.1 染料与颜料的概念
颜料是不溶于水和一般有机溶剂的有色物质，它与被着 色物质没有亲和力，只有通过胶粘剂或成膜物质，使其
附着在物体表面或混在物体内部，使物体着色。
主要用于油漆、油墨、橡胶、塑料的着色。
Fe2O3 红色颜料 TiO2 最白的颜料 SnS2 金色颜料 染料和颜料的显色原理是什么？
4.1 染料与颜料的概念 染料的分子结构与颜色的关系
N N 黄色 NH2 O2N N N 红色 NH2
4.1 染料与颜料的概念
染料的分子结构与颜色的关系
3. 分子的平面结构的影响：组成分子共轭双键体系的 原子在同一平面，电子离域程度增加，受原子核束缚 减弱，选择吸收移向长波，使颜色加深。
H3C O NH CH3 O NH H3C H3C O NH CH3 O NH 蓝色 H3C CH3 CH3
4.3 酸性染料
常用的染料中间体： 1.J-酸：2-氨基-5-羟基-7-萘磺酸 2.γ-酸：1-羟基-7-氨基-3-萘磺酸 3.H-酸：1-氨基-8-萘酚-3,6-二磺酸 4. 2,3-酸：2-羟基-3-萘磺酸 5.T-酸：1-萘胺-3,6,8-三磺酸 6.猩红酸：
HO3S
NHCONH SO3H
4.1 染料与颜料的概念
·无机颜料通常耐光、耐热、耐溶剂、耐化 学腐蚀和耐升华等方面的性能优良，主要品 种有钛白、铁红、铬黄、群青、炭黑、硫酸 钡等。 ·有机颜料的耐光、耐热、耐溶剂性虽比不 上无机颜料，但它具有着色力强、色谱丰富、 色彩鲜艳、耐酸碱性好、密度小等优点，尤 其是现代高级颜料品种各项性能上大大提高， 应用范围日益扩大。
4.4 活性染料—乙烯砜型
活性染料的水解反应
D NH
N C
δ＋
X ＋ H2O
D
NH
N
C
OH + HX
• • • •
染料的反应性越强，越易水解。 碱性增强，染料水解程度提高。 活性染料水解后，失去与纤维的反应能力。 染色时，应兼顾染料固色速率的提高和降低染料 的水解。
4.5 分散染料
分散染料：分子中不含有水溶性基团的非离子染料 用分散剂将染料分散成极细颗粒而进行染色。 分类：按应用功能分为高温型、中温型、低温型； 按结构分为偶氮性、蒽醌型两种。 应用：用于涤纶、棉纶等合成纤维染色. 特点：产品色泽艳丽、耐洗牢度优良。
γ-酸
OH
OH
4.3 酸性染料
酸性染料：是一类在酸性染浴中进行染色的 染料。其结构特点是至少含有一个以上的 水溶性基团，通常是磺酸基或羟基，其化 学结构以偶氮型和蒽醌型染料占大多数。 主要应用：羊毛、蚕丝、皮革、纸张的染色。
结合力：酸性染料分子与羊毛中的氨基以离 子键、范德华力结合。
4.3 酸性染料
慢 Ar N N + O
慢 Ar N N + NH2
Ar N N H
Ar N N H
O
快 -H
快 -H
Ar N N
O
NH2
Ar N N
NH2
• 2. 重氮基团的离去 • 3. 与羟基、卤素的取代反应
4.2 染料的分类 染料分类－按应用分类
（1）酸性染料 （2）中性染料 （3）阳离子染料 （4）活性染料 （5）直接染料 （6）还原染料 （7）分散染料 （8）硫化染料 （9）冰染染料
4.4 活性染料—活性氯
（2）一氯均三嗪型活性染料（K型） 结构通式：
N
D
NH
N N
R
Cl
R：－NH2、－NHCH3、－NHAr、－N(CH3)Ar、 －OR等。 特点：反应性弱，适于高温(90℃以上)染色，可 在碱性较强的条件下与纤维反应，又称热固型 活性染料，染料不易水解，贮存稳定性较好。
4.4 活性染料-—活性氯
O Cl NH O HN Cl O 还原蓝 BC 还原黄FFRK(C. I. 还原黄28) O O O N H O O
4.7 冰染染料
冰染染料 ：是由重氮组分的重氮盐和偶合组 分在纤维上形成的不溶性偶氮染料。偶合组 分称为色酚；重氮组分称为色基。染色时， 一般先使纤维吸收偶合组分（色酚），此过 程称为打底；然后与重氮组分（色基）偶合， 在纤维上形成染料，此过程称为显色。由于 色基的重氮化及显色过程均需加冰冷却，所 以称为冰染染料。
4.1 染料与颜料的概念
能以分子状态或分散状态使纤维或其它物质获得鲜 明和牢固色泽的有色物质称为染料。
染料是可溶于水或有机溶剂的化合物。主要应用于各种纤维 的染色和印花。如棉、麻、毛、丝、毛皮和皮革以及合成纤 维如涤纶、尼纶、腈纶、维纶、等。此外，也广泛应用于塑 料、橡胶制品、油墨印刷、纸张、食品、医药等方面。品种 达9000种。 染料主要以有机分子为主，无机物染料 K[Fe(II)(CN)6Fe(III)] 普鲁士蓝
应用：棉、麻、丝绸、羊毛等纤维及混纺织物
某些染料耐酸、耐碱稳定性较差，有些染料耐氯漂牢度较差
4.4 活性染料
结构通式：S－D－B－R S：水溶性基团，如－SO3Na； D：染料母体，决定染料的颜色、鲜艳度、牢 度及直接性； B：连接基，一般为－NH－； R：活性基团，决定染料的反应性、固色率、 耐水解稳定性、贮存稳定性等性能。
到目前为止，不同结构的色酚和色基的商品品种已各有50多种。我国冰 染染料的产量目前几乎占世界总产量的1/3，为产量最大国。这类染料主 要用于棉织物的染色和印花，可以得到浓艳的黄、橙、红、蓝、紫、酱 红、棕、黑等色泽，其中以大红、紫酱、蓝色等的浓色见长。
4.7 冰染染料
• 色酚分子结构中不含磺酸基或羧基等水溶性基团， 但可溶于碱性水介质中。色酚种类主要有三类： • 色酚AS系列： • 这是一类2-羟基萘-3-甲酰苯（萘）胺类化合物， 是一类重要的偶合剂，品种较多，该类色酚与不 同芳胺重氮盐偶合，所得的不溶性偶氮染料以红、 紫、蓝色为主。这类色酚的结构通式为：
4.2.1 偶氮类染料
• 偶氮染料(azo dyes)是纺织业中应用最广泛 的一类合成染料，也用于油漆、塑料、橡 胶等的着色。在特殊条件下，分解产生20 多种致癌芳香胺。
4.2.1 偶氮染料的合成—重氮化反应
ArNH2 + NaNO2 + 2HX ArN2X + 2H2O + NaX
• 重氮盐的反应 • 1. 与芳香族化合物耦合
1. 共轭双键长度的影响：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。
COONa N O2N 黄色 N OH O2N N N NaO3S 蓝色 NH2 OH N N SO3Na
4.1 染料与颜料的概念
染料的分子结构与颜色的关系
2. 取代基的影响：共轭系统中引入－NH2、－NR2、－ OH、－OR等给电子基团时，其孤对电子与共轭系统的 π电子形成p-π共轭 ，降低了分子激发能，选择吸收移 向长波；引入吸电子基团如－NO2、－CO－ 、－CN等 与共轭体系形成π-π共轭 ，选择吸收移向长波。
Cr1/3 O O OH O Fe1/3 O OH O Al1/3 O OH
O 棕色
O 紫色
O 红色
4.2 染料的分类
染料的分类－按结构分类
（1）偶氮染料
（2）蒽醌染料 （3）硝基和亚硝基染料 （4）靛族染料 （5）硫化染料 （6）芳甲烷染料 （7）菁 (jing)系染料（次甲基染料） （8）酞菁染料 （9）杂环染料 （10）其它染料：二苯乙烯染料等
4.3 酸性染料
2）蒽醌型 合成：二羟基蒽醌磺化、硝化、中和、硫化钠还原。
NH2 O
OH SO3Na
O
NH2 SO3Na NaO3S
NH2 O
NaO3S OH O 酸性蓝 R NH2 O HN
CH3 C CH3 弱酸蓝 GL
NH
O
4.3 酸性染料
4.3.3 酸性媒介染料与金属络合染料
1）酸性媒介染料：酸性染料染色后用金属媒染剂
第四章 染料与颜料
带你进入色彩斑斓的世界~Байду номын сангаас
物质的颜色
人眼能感觉到的光称为可见光，其波长范围400~760nm。 当一束白光照射到某物体时，若光全部透过，则是无色 的；若光全部被反射，则是白色的；若光全部被吸收， 则是黑色的。当物体吸收某一波段的光时，则反射的是 其余各波段的光，则物体呈现的是反射光的颜色。
（3）一氟均三嗪型活性染料
结构通式：
N
D
NH
N N
R
F
特点：反应性介于X型和K型染料之间（X型>F型 >K型），适于在40～60℃染色，具有高反应性 和高固色率。
4.4 活性染料—活性氯
(4) 卤代嘧啶活性基
三氯嘧啶型 二氯一氟嘧啶型 （X1=X2=Cl，X3＝F） 二氟一氯嘧啶型 （X1=X2=F，X3＝Cl） 一氯嘧啶型
SO3Na
直接铜蓝IR
SO3Na
4.4 活性染料
活性染料：又称反应性染料，是一种在化学结构 中带有活性基团的水溶性染料。染色时，活性基 团与纤维上的羟基或胺基等发生反应形成共价键。 (1) (2) (3) (4) 染色牢度尤其是水洗牢度高 色泽鲜艳度、光亮度好 生产成本比较低 色谱齐全，一般不要其它染料配套应用
4.4 活性染料
几种主要类型的活性染料 1. 活性氯 (活性基：三聚氯氰等) 活性艳红合成。 氯的活性和什么有关？
2. 乙烯砜型活性染料 活性基：(β-羟乙砜基苯胺） 活性金黄KN-G
3. 复合型
4.4 活性染料—活性氯
（1）二氯均三嗪型活性染料（X型） 结构通式： N
D NH
N N
Cl
Cl
特点：反应性强，适于低温(25～45℃)染色，可 在碱性较弱的条件下与纤维反应，又称普通型 或冷染型活性染料，但容易水解，固色率和稳 定性差。
4.3.1 强酸性染料 4.3.2 弱酸性染料 1）偶氮型
合成：氨基磺酸钠重氮化，再与羟基磺酸钠偶合。
对十二烷基苯胺重氮化，H-酸乙酰化，最后偶合。
OH N N SO3Na C12H25 N N NaO3S SO3Na OH NHCOCH3
SO3Na 酸性红 B（C.I. 14720）
弱酸性桃红 BS（C.I. 18073）
（如铬或铜盐）处理，在纤维上生成络合物。
优点：可提高酸性染料的耐晒及耐湿牢度
缺点：染色手续较复杂、色光较暗、织物会发生变色
2）金属络合染料：与酸性媒介染料相似，不同的 是在染料制备时即制成染料的金属络合物，使用 方便。
4.3 酸性染料
如：直接铜蓝IR
OH N H3CO N OCH3 N N OH CuSO4 HAc SO3Na H2O Cu O N N O CH3 H3C O N N H2O Cu O SO3Na
应用：棉纤维等。
4.6 还原染料
还原染料的染色过程包括还原和氧化两个 化学反应，其染色过程如下：
O [H] OH NaOH ONa [O] O
O 还原染料 （不溶于水）
OH 隐色酸 （不溶于水）
ONa 隐色体钠盐
O 还原染料
（溶于水，上染纤维） （固着在纤维上）
4.6 还原染料
蒽醌类还原染料
O O NH C O H NH N O O NH C O 还原红 5GK O O 还原红F3B（C. I. 还原红31） N HN H O
Cl CH3
N
N
D
NH
N
X1
X3 X2
D
NH
N
SO2CH3
4.4 活性染料—活性溴
α-溴代丙烯酰胺 结构通式：
D NH CO C Br CH2 D
NH
CO
CH Br
CH2 Br
特点：反应性高，固色率高，色泽鲜艳； 用于蛋白质纤维染色 耐晒、湿处理牢度好，耐水解稳定性好
4.4 活性染料—活性氯
特点： （1）反应性低 在取代基相同的条件下，嘧啶型比均三嗪 型染料的反应性低；二氯嘧啶型及三氯嘧 啶型比K型染料的反应性还低。在嘧啶环上 引入吸电子基，染料的反应性提高。
绿色
4.1 染料与颜料的概念
染料的分子结构与颜色的关系
4. 形成金属络合物：金属离子与染料分子络合时，金属 离子一方面以共价键与染料分子结合，又与具有未共用 电子对的原子形成配位键从而影响共轭体系电子云的分 布，使染料分子π电子离域增强，选择吸收移向长波。
同一染料与不同金属离子的络合物具有不同的颜色。
分散红玉S-2GFL
4.6 还原染料
还原染料：含有两个或两个以上共轭羰基的 多环芳香族化合物。还原染料本身不能直 接溶于水，必须先在碱性溶液中用强还原 剂如连二亚硫酸钠（俗称保险粉Na2S2O4） 还原成隐色体钠盐，才能溶于水。染色时， 隐色体钠盐上染纤维，然后经过氧化，重 新转为不溶性的还原染料而固着在纤维上。