染料與顏料介紹

1、染料與顏料介紹染料與顏料介紹v5.1 5.1 概述概述v5.2 5.2 顏色與染料染色顏色與染料染色 5.2.1 5.2.1 光與顏色光與顏色 5.2.2 5.2.2 染料結(jié)構(gòu)與顏色染料結(jié)構(gòu)與顏色v5.3 5.3 重氮化與偶合反應(yīng)重氮化與偶合反應(yīng)v5.4 5.4 常用染料的合成及應(yīng)用常用染料的合成及應(yīng)用v5.5 5.5 顏料顏料v 公元2600年，中國就有染料應(yīng)用的記載，我國是世界上最早應(yīng)用染料的國家；v公元前11世紀(jì)的商朝，我國染料和染絲技術(shù)相當(dāng)成熟；v紡織印染工業(yè)發(fā)展，天然染料（如靛藍(lán)） 合成染料；v1856年，英國 Perkin 第一個合成染料“苯胺紫”；v18561861年，Vergu

2、in和Lanth合成了品紅與甲基紫；v合成染料：3000多個品種，幾百個實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)；v世界染料生產(chǎn)的著名企業(yè)：德國BASF公司、Bayer公司；v中國與西歐是世界染料的主要生產(chǎn)地；v我國染料與顏料生產(chǎn)與出口量居世界第一位，目前染料工業(yè)已發(fā)展成為一個獨(dú)立的精細(xì)化工行業(yè)。5.1 5.1 概述概述一、發(fā)展簡史一、發(fā)展簡史二、概念二、概念 染料：染料：是能使其它物質(zhì)獲得是能使其它物質(zhì)獲得鮮明、均勻、堅(jiān)牢色澤鮮明、均勻、堅(jiān)牢色澤的有色有機(jī)化合物。的有色有機(jī)化合物。染料可溶于水或有機(jī)溶劑，有的可在染色時轉(zhuǎn)變成可溶狀態(tài)。有機(jī)染料主要應(yīng)用于各種纖維的染色和印花，如棉、麻、毛、絲、毛皮和皮革以及合成纖維如

3、滌綸、尼綸、腈綸、維綸、粘膠等。此外，也廣泛應(yīng)用于塑料、橡膠制品、油墨、墨水、印刷、紙張、食品、醫(yī)藥等方面。天然染料天然染料人工合成染料人工合成染料染料染料通過被染色纖維吸附或與之發(fā)生化學(xué)結(jié)合或機(jī)械固著使纖維材料通過被染色纖維吸附或與之發(fā)生化學(xué)結(jié)合或機(jī)械固著使纖維材料或其他物質(zhì)染色，或其他物質(zhì)染色，其自身顏色不代表織物上的顏色。其自身顏色不代表織物上的顏色。傳統(tǒng)用途是對紡織品著色或染色。傳統(tǒng)用途是對紡織品著色或染色。 顏料：顏料：是不溶于水和其他有機(jī)溶劑的有色物質(zhì)，能是不溶于水和其他有機(jī)溶劑的有色物質(zhì)，能以高度分散微粒狀態(tài)而使被著色物著色，對所有的以高度分散微粒狀態(tài)而使被著色物著色，對所有的著

4、色對象均無親和力。著色對象均無親和力。顏料主要用于油漆、油墨、橡膠、塑料以及合成纖維原液顏料主要用于油漆、油墨、橡膠、塑料以及合成纖維原液的著色。的著色。顏料與染料有什么區(qū)別？顏料與染料有什么區(qū)別？顏料顏料常和具有黏合性能的高分子材常和具有黏合性能的高分子材料合用，靠料合用，靠黏合劑、樹脂黏合劑、樹脂等其他成膜等其他成膜物質(zhì)與著色對象結(jié)合在一起。物質(zhì)與著色對象結(jié)合在一起。傳統(tǒng)用途：對非紡織品進(jìn)行著色傳統(tǒng)用途：對非紡織品進(jìn)行著色有機(jī)染料和顏料都應(yīng)該滿足如下要求：有機(jī)染料和顏料都應(yīng)該滿足如下要求：能使基質(zhì)著色；能使基質(zhì)著色；色澤鮮艷；色澤鮮艷；牢度優(yōu)良；牢度優(yōu)良；使用方便；使用方便；具有無毒性；具

5、有無毒性；成本低廉。成本低廉。三、應(yīng)用途徑三、應(yīng)用途徑v2. .著色著色n1. .染色染色3.3.涂色涂色2.著色著色：在物體形成最后固體狀態(tài)之前，將其分散于組成物之：在物體形成最后固體狀態(tài)之前，將其分散于組成物之中，成型后即得有色物體，如塑料、橡膠及合成纖維的原漿著中，成型后即得有色物體，如塑料、橡膠及合成纖維的原漿著色。色。1.1.染色染色：染料由外部進(jìn)到被染物內(nèi)部而使被染物獲得顏色，如：染料由外部進(jìn)到被染物內(nèi)部而使被染物獲得顏色，如各種纖維、織物、皮革的染色。各種纖維、織物、皮革的染色。3.涂色涂色：借助于涂料作用，使染料附于物體表面而使物體表面：借助于涂料作用，使染料附于物體表面而使物

6、體表面著色，如涂料、印花油漆等。著色，如涂料、印花油漆等。3.2.1.1.染色過程，大致可以分為三個基本階段染色過程，大致可以分為三個基本階段(二)染料在被染物內(nèi)的固著方式: 染料在內(nèi)固著，不同的染料與不同的被染物，固著原理不同，染料的固著存在三種類型:1.純粹化學(xué)性固色: 指染料與被染物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而使染料固著在被染物上。例：活性染料染纖維素纖維，彼此形成醚鍵結(jié)合。2.物理化學(xué)性固著: 由于染料與被染物之間相互吸引及氫鍵的形成，使染料固著在被染物上。許多染棉的染料，如直接染料、硫化染料、還原染料等都是依賴這種引力而固著在被染物上。3. 機(jī)械固著（物理性）將涂料制成分散液，通過浸軋使織物均勻

7、帶液，然后經(jīng)高溫處理，借助于粘將涂料制成分散液，通過浸軋使織物均勻帶液，然后經(jīng)高溫處理，借助于粘合劑的作用，在織物上形成一層透明而堅(jiān)韌的樹脂薄膜，從而將涂料機(jī)械地固合劑的作用，在織物上形成一層透明而堅(jiān)韌的樹脂薄膜，從而將涂料機(jī)械地固著于纖維上，涂料本身對纖維沒有親和力。著于纖維上，涂料本身對纖維沒有親和力。 如：分散染料與顏料如：分散染料與顏料四、分類四、分類染料的分類有兩種方法：v一是按照染料的應(yīng)用性質(zhì)染料的應(yīng)用性質(zhì)分類；v二是根據(jù)染料的化學(xué)結(jié)構(gòu)染料的化學(xué)結(jié)構(gòu)分類。 （1）按照染料的應(yīng)用性質(zhì)分類）按照染料的應(yīng)用性質(zhì)分類 1. 酸性染料、酸性媒介染料和酸性絡(luò)合染料酸性染料、酸性媒介染料和酸性絡(luò)

8、合染料是一類結(jié)構(gòu)上帶有酸性基團(tuán)（絕大多數(shù)為磺酸鈉鹽，少數(shù)為羧酸鈉鹽）的水溶性染料。在酸性介質(zhì)中染羊毛、真絲等蛋白質(zhì)纖維和聚酰胺纖維、皮革的染色。2. 中性染料中性染料結(jié)構(gòu)上屬于金屬絡(luò)合染料，但不同于酸性金屬絡(luò)合染料，它是由兩個染料分子與一個金屬原子絡(luò)合的，稱1:2金屬絡(luò)合染料。在中性或弱酸性介質(zhì)中染羊毛、聚酰胺纖維及維綸等。3. 陽離子染料陽離子染料分子結(jié)構(gòu)中具有季銨鹽陽離子基團(tuán)，是聚丙烯腈纖維的專用染料4. 活性染料活性染料染料分子中含有能與纖維分子中羥基、氨基等發(fā)生反應(yīng)的基團(tuán)，在染色時和纖維形成共價鍵結(jié)合，用于棉、麻、毛等纖維素纖維的染色和印花。5. 直接染料直接染料是一類可溶于水的陰離子

9、染料。染料分子對纖維素纖維具有較強(qiáng)的親和力，它們不必通過其它媒介物質(zhì)（媒染劑）而直接對纖維素纖維（棉、麻、粘膠纖維等）染色，它們也用于蠶絲、羊毛、紙張和皮革的染色。6. 6. 分散染料分散染料是一類水溶性很小的非離子型染料。是一類水溶性很小的非離子型染料。染色時，在染浴中用染色時，在染浴中用分散劑分散劑使染料成為小顆粒的分使染料成為小顆粒的分散狀態(tài)對纖維進(jìn)行染色，用于憎水性纖維如醋酸纖散狀態(tài)對纖維進(jìn)行染色，用于憎水性纖維如醋酸纖維、滌綸、錦綸等的染色和印花。維、滌綸、錦綸等的染色和印花。7. 7. 還原染料還原染料在堿液中將染料用保險粉（在堿液中將染料用保險粉（NaNa2 2S S2 2O O

10、4 4）還原成所謂隱色體后溶解而染入纖維，然后經(jīng)過氧還原成所謂隱色體后溶解而染入纖維，然后經(jīng)過氧化在纖維上重新化在纖維上重新還原還原成為原來的不溶性染料而固著成為原來的不溶性染料而固著在纖維上。它們主要用于纖維素纖維的染色和印花，在纖維上。它們主要用于纖維素纖維的染色和印花，有時也用于維綸的染色。有時也用于維綸的染色。8. 8. 冰染染料冰染染料在棉纖維上由偶合組分（色酚）和重在棉纖維上由偶合組分（色酚）和重氮組分（色基）發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而生成水不溶性的偶氮組分（色基）發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而生成水不溶性的偶氮染料。由于染色時在氮染料。由于染色時在冷卻條件冷卻條件下進(jìn)行，故稱為冰下進(jìn)行，故稱為冰染染料。主要

11、用于棉織物的染色和印花。染染料。主要用于棉織物的染色和印花。9. 9. 硫化染料硫化染料在在硫化堿液硫化堿液中染棉、維綸用染料。中染棉、維綸用染料。 (2) 根據(jù)染料的化學(xué)結(jié)構(gòu)分類根據(jù)染料的化學(xué)結(jié)構(gòu)分類 按照染料分子結(jié)構(gòu)中共軛體系結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，主要類別有：1. 含有偶氮基（），偶氮基與芳環(huán)聯(lián)接成為一個共軛體系。2. 包括蒽醌和具有稠芳環(huán)結(jié)構(gòu)的醌類染料。3. 醌亞胺是指苯醌的一個或兩個氧換成亞胺基的結(jié)構(gòu)。4. 含有稠環(huán)酮類結(jié)構(gòu)或其衍生物的染料。5. 分子結(jié)構(gòu)中含有結(jié)構(gòu)，兩端連接不飽和芳香環(huán)狀有機(jī)化合物，它們包括靛藍(lán)和硫靛兩種類型的染料。6. 含有酞菁金屬絡(luò)合結(jié)構(gòu)的染料。7. 包括二芳甲烷和三芳甲烷

12、染料，它們的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是具有一個由一個碳原子聯(lián)接二個、三個芳環(huán)形成共軛體系的骨干。CCCHNHNCO(S)O(S)靛藍(lán)系染料早在靛藍(lán)系染料早在1897年就實(shí)年就實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化。由于它的純度現(xiàn)了工業(yè)化。由于它的純度高，還有一些其它優(yōu)點(diǎn)，很高，還有一些其它優(yōu)點(diǎn)，很快就代替了天然靛藍(lán)?？炀痛媪颂烊坏逅{(lán)。8. 8. 在硝基染料的結(jié)構(gòu)中，硝基（在硝基染料的結(jié)構(gòu)中，硝基（NONO2 2）為）為共軛體系的關(guān)鍵組成部分；含有亞硝基（共軛體系的關(guān)鍵組成部分；含有亞硝基（NONO）的為亞硝基染）的為亞硝基染料。料。9. 9. 這是一類由某些芳胺、酚等有機(jī)化合物和硫、硫這是一類由某些芳胺、酚等有機(jī)化合物和硫、硫化鈉加

13、熱制得，而在硫化鈉溶液中染色的染料，它們有比較復(fù)化鈉加熱制得，而在硫化鈉溶液中染色的染料，它們有比較復(fù)雜的含硫結(jié)構(gòu)。雜的含硫結(jié)構(gòu)。10. 10. 這類染料具有芪（這類染料具有芪（1,2-1,2-二苯乙烯）二苯乙烯）結(jié)構(gòu)，它和偶氮或氧化偶氮結(jié)構(gòu)聯(lián)接在一起構(gòu)成一個共軛體系。結(jié)構(gòu)，它和偶氮或氧化偶氮結(jié)構(gòu)聯(lián)接在一起構(gòu)成一個共軛體系。11. 11. 染料分子中含有能與纖維分子中羥基、氨基等發(fā)染料分子中含有能與纖維分子中羥基、氨基等發(fā)生反應(yīng)的基團(tuán)，在染色時和纖維形成共價鍵結(jié)合的染料。生反應(yīng)的基團(tuán)，在染色時和纖維形成共價鍵結(jié)合的染料。12. 12. 含有一個或多個甲川基（含有一個或多個甲川基（CHCH）的染

14、料為的染料為( (多多) )甲川染料。在甲川染料。在( (多多) )甲川染料中有一個或幾個甲川甲川染料中有一個或幾個甲川為所取代的染料為氮雜甲川染料。為所取代的染料為氮雜甲川染料。此外，還有此外，還有。 (2) 根據(jù)染料的化學(xué)結(jié)構(gòu)分類根據(jù)染料的化學(xué)結(jié)構(gòu)分類 五、染料的命名五、染料的命名(1)我國的染料命名體系我國的染料命名體系 實(shí)行的是實(shí)行的是三段命名法三段命名法，規(guī)，規(guī)定如下：定如下： v第一段為冠稱第一段為冠稱，表示染料根據(jù)應(yīng)用方法或性質(zhì)分，表示染料根據(jù)應(yīng)用方法或性質(zhì)分類的名稱，為了使染料名稱能細(xì)致地反應(yīng)出染料類的名稱，為了使染料名稱能細(xì)致地反應(yīng)出染料在應(yīng)用方面的特征，將冠稱分為在應(yīng)用方面

15、的特征，將冠稱分為31類，如酸性、類，如酸性、弱酸性等弱酸性等 v第二段為色稱第二段為色稱，表示染料在被染物上色澤的名稱，表示染料在被染物上色澤的名稱，色澤的形容詞采用色澤的形容詞采用“嫩嫩”、“艷艷”、“深深”三字。三字。v第三段是尾稱第三段是尾稱(字尾字尾)，以英文字母結(jié)合阿拉伯?dāng)?shù)以英文字母結(jié)合阿拉伯?dāng)?shù)字補(bǔ)充說明染料的色光、形態(tài)、強(qiáng)度、特殊性能字補(bǔ)充說明染料的色光、形態(tài)、強(qiáng)度、特殊性能及用途等。及用途等。 1 冠冠 稱稱2 色色 稱稱3 色色 光光4 色光品質(zhì)色光品質(zhì)5 性質(zhì)與用途性質(zhì)與用途中國染料命名用詞中國染料命名用詞 各國染料冠稱基本上相同，色稱和詞尾有些不同，各國染料冠稱基本上相同

16、，色稱和詞尾有些不同，也常因廠商不同而異。中國根據(jù)需要，擬采取統(tǒng)一的命也常因廠商不同而異。中國根據(jù)需要，擬采取統(tǒng)一的命名法。名法?；钚云G紅活性艷紅X-3B活性黑活性黑KN-B分散深藍(lán)分散深藍(lán)H2-GL(2)國外染料產(chǎn)品的命名國外染料產(chǎn)品的命名 國外染料產(chǎn)品的命名，大致也采用三段命名法，但非?；靵y。(3)染料索引（染料索引（Colour Index，CI） 染料索引是一部國際性的染料、顏料品種匯編。它將世界大多數(shù)國家各染料廠的商品，分別按它們的應(yīng)用性質(zhì)和化學(xué)結(jié)構(gòu)歸納、分類、編號，逐一說明他們的應(yīng)用特性，列出它們的結(jié)構(gòu)式，注明其合成方法，附有同類商品名稱的對應(yīng)表。 借助于借助于CICI，可方便地查

17、閱染料的結(jié)構(gòu)、色澤、性能、，可方便地查閱染料的結(jié)構(gòu)、色澤、性能、來源和染色牢度等參考內(nèi)容。來源和染色牢度等參考內(nèi)容。5.2 5.2 顏色與染料染色顏色與染料染色5.2.1 光和顏色光和顏色v光是一種電磁波光是一種電磁波。在一定波長（400760 nm）和頻率范圍內(nèi)，它能引起人們的視覺，這部分光稱為可見光可見光。當(dāng)一束白光穿過狹縫，射到一個玻璃棱鏡上，光發(fā)生折射，色散成按紅、橙、黃、綠、紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫青、藍(lán)、紫順序排列的光譜帶。太陽光線中，除了可見光外，還包括人的眼睛看不見的、波長不同的一系列光線，靠近紅色光線的部分稱為，靠近紫色光線的部分稱為。 一、光的性質(zhì)一、光的性質(zhì)二、二、 光

18、和色的關(guān)系光和色的關(guān)系 自然可見光：自然可見光： 400-760 nm；波長越短，能量越高，顏色；波長越短，能量越高，顏色越淺。反之亦然。越淺。反之亦然?；パa(bǔ)光：互補(bǔ)光： 若兩種不同波長的光混在一起能變成白光，則若兩種不同波長的光混在一起能變成白光，則稱其為互補(bǔ)光。如紅與青綠色光等，具體見顏色環(huán)。稱其為互補(bǔ)光。如紅與青綠色光等，具體見顏色環(huán)。可見光不同光譜區(qū)域的波長和頻率可見光不同光譜區(qū)域的波長和頻率 光譜區(qū)域光譜區(qū)域波長波長/ nm頻率頻率/ s-1紅紅橙、黃橙、黃綠綠青、藍(lán)青、藍(lán)紫紫7706406405805804954954404404003.910144.710144.710145.2

19、10145.210146.110146.110146.710146.710147.51014v當(dāng)物質(zhì)受到光線照射時當(dāng)物質(zhì)受到光線照射時,一部分光線在物質(zhì)的表面直接反射出來一部分光線在物質(zhì)的表面直接反射出來,同時有同時有一部分光透射進(jìn)物質(zhì)內(nèi)部一部分光透射進(jìn)物質(zhì)內(nèi)部,光的能量部分被吸收。光的能量部分被吸收。v將太陽光照射染料溶液，不同顏色的染料對不同波長的光波發(fā)生不同將太陽光照射染料溶液，不同顏色的染料對不同波長的光波發(fā)生不同強(qiáng)度的吸收。強(qiáng)度的吸收。v黃色染料溶液黃色染料溶液所吸收的主要是藍(lán)色光波，透過的光呈黃色。所吸收的主要是藍(lán)色光波，透過的光呈黃色。v紫紅色染料紫紅色染料溶液所吸收的主要是綠色

20、光波，溶液所吸收的主要是綠色光波，v青（藍(lán)綠）色青（藍(lán)綠）色染料溶液主要吸收的是紅色光波。染料溶液主要吸收的是紅色光波。v如果把上述各染料吸收的光波和透過的光分別疊加在一起，便又得到如果把上述各染料吸收的光波和透過的光分別疊加在一起，便又得到白光。白光。v這種將兩束光線相加可成白光的顏色關(guān)系稱為補(bǔ)色關(guān)系。這種將兩束光線相加可成白光的顏色關(guān)系稱為補(bǔ)色關(guān)系。v黃色和藍(lán)色、紫紅色和綠色、青（藍(lán)綠）色和紅色等各互為補(bǔ)色。黃色和藍(lán)色、紫紅色和綠色、青（藍(lán)綠）色和紅色等各互為補(bǔ)色。在紙張、洗衣粉和織物添加熒在紙張、洗衣粉和織物添加熒光增白劑的增白原理？光增白劑的增白原理？但不良商家利用該原理在大米、面粉中

21、添加熒光增白劑！但不良商家利用該原理在大米、面粉中添加熒光增白劑！v光譜色和補(bǔ)色之間的關(guān)系光譜色和補(bǔ)色之間的關(guān)系可用顏色環(huán)的形式來描述，可用顏色環(huán)的形式來描述，如圖所示。每塊扇形與其如圖所示。每塊扇形與其對頂扇形的光波為互補(bǔ)色。對頂扇形的光波為互補(bǔ)色。例如例如435480 nm波段的波段的光波呈藍(lán)色，它的補(bǔ)色是光波呈藍(lán)色，它的補(bǔ)色是580595 nm波段的黃色。波段的黃色。由此可見，染料的顏色是由此可見，染料的顏色是它們所吸收的光波顏色它們所吸收的光波顏色（光譜色）的補(bǔ)色，是它（光譜色）的補(bǔ)色，是它們對光的吸收特性在人眼們對光的吸收特性在人眼視覺上產(chǎn)生的反映。染料視覺上產(chǎn)生的反映。染料分子的顏

22、色和結(jié)構(gòu)的關(guān)系，分子的顏色和結(jié)構(gòu)的關(guān)系，實(shí)質(zhì)上就是染料分子對光實(shí)質(zhì)上就是染料分子對光的吸收特性和它們的結(jié)構(gòu)的吸收特性和它們的結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。之間的關(guān)系。圖1 顏色環(huán) 對角的兩個顏色互為補(bǔ)色物體的顏色：物體的顏色：是對可見是對可見光選擇吸收的結(jié)果，即光選擇吸收的結(jié)果，即吸收了某一互補(bǔ)光的結(jié)吸收了某一互補(bǔ)光的結(jié)果。我們感覺到的顏色果。我們感覺到的顏色是反射光的顏色，而不是反射光的顏色，而不是吸收光波長的光譜色。是吸收光波長的光譜色。如吸收紅色則顯青綠色；如吸收紅色則顯青綠色；反之則顯紅色。反之則顯紅色。5.2.2 染料結(jié)構(gòu)與顏色染料結(jié)構(gòu)與顏色1 、染料的發(fā)色理論概述染料的發(fā)色理論概述v染料的顏色和

23、染料分子結(jié)構(gòu)有關(guān)。早期的染染料的顏色和染料分子結(jié)構(gòu)有關(guān)。早期的染料發(fā)色理論主要有：發(fā)色團(tuán)和助色團(tuán)學(xué)說，料發(fā)色理論主要有：發(fā)色團(tuán)和助色團(tuán)學(xué)說，醌構(gòu)理論，染料發(fā)色的價鍵理論和分子軌道醌構(gòu)理論，染料發(fā)色的價鍵理論和分子軌道理論。從早期的學(xué)說反映有機(jī)化合物的顏色理論。從早期的學(xué)說反映有機(jī)化合物的顏色和分子結(jié)構(gòu)外在關(guān)系的某些經(jīng)驗(yàn)規(guī)律，發(fā)展和分子結(jié)構(gòu)外在關(guān)系的某些經(jīng)驗(yàn)規(guī)律，發(fā)展到物質(zhì)結(jié)構(gòu)內(nèi)部能級躍遷所需能量的微觀內(nèi)到物質(zhì)結(jié)構(gòu)內(nèi)部能級躍遷所需能量的微觀內(nèi)在規(guī)律。在規(guī)律。 1876 年德國人維特年德國人維特(O.N.Witt)提出發(fā)色團(tuán)與助色團(tuán)論。提出發(fā)色團(tuán)與助色團(tuán)論。認(rèn)為：有機(jī)化合物的顏色是雙鍵引起的，其結(jié)

24、構(gòu)中至少需要有某認(rèn)為：有機(jī)化合物的顏色是雙鍵引起的，其結(jié)構(gòu)中至少需要有某些不飽和基團(tuán)存在時才能發(fā)色，這些基團(tuán)稱之為些不飽和基團(tuán)存在時才能發(fā)色，這些基團(tuán)稱之為發(fā)色基團(tuán)發(fā)色基團(tuán)，主要，主要的發(fā)色基團(tuán)有的發(fā)色基團(tuán)有-N=N-、=C=C=、-N=O、NO2、=C=O等，含有發(fā)色等，含有發(fā)色團(tuán)的分子稱為團(tuán)的分子稱為發(fā)色體或色原體發(fā)色體或色原體。增加染料結(jié)構(gòu)中共軛雙鍵的數(shù)。增加染料結(jié)構(gòu)中共軛雙鍵的數(shù)量，其顏色加深，羰基數(shù)目增加顏色也加深。量，其顏色加深，羰基數(shù)目增加顏色也加深。當(dāng)引入另外一些基當(dāng)引入另外一些基團(tuán)時，也使發(fā)色體顏色加深，這些基團(tuán)稱為團(tuán)時，也使發(fā)色體顏色加深，這些基團(tuán)稱為助色團(tuán)助色團(tuán)，如氨基、

25、羥，如氨基、羥基和它們的取代基、鹵代基等。例如：基和它們的取代基、鹵代基等。例如： 一、經(jīng)典發(fā)色理論一、經(jīng)典發(fā)色理論發(fā)色團(tuán)學(xué)說發(fā)色團(tuán)學(xué)說OOOOOONH2OHOH淺黃色紅色紅色v發(fā)色團(tuán)學(xué)說對于許多染料如：發(fā)色團(tuán)學(xué)說對于許多染料如：偶氮、蒽醌、硝基和亞硝基染偶氮、蒽醌、硝基和亞硝基染料的發(fā)色性質(zhì)、結(jié)構(gòu)和顏色的料的發(fā)色性質(zhì)、結(jié)構(gòu)和顏色的關(guān)系都能較好的加以解釋，至關(guān)系都能較好的加以解釋，至今仍被沿用著。今仍被沿用著。 對各種被染物質(zhì)也不一定具有染色能力對各種被染物質(zhì)也不一定具有染色能力(或親和力或親和力)，能，能夠作為染料的有機(jī)化合物分子中還應(yīng)含有夠作為染料的有機(jī)化合物分子中還應(yīng)含有助色團(tuán)助色團(tuán)，它

26、們能加，它們能加強(qiáng)發(fā)色團(tuán)的生色作用，并增加染料與被染物的結(jié)合力。強(qiáng)發(fā)色團(tuán)的生色作用，并增加染料與被染物的結(jié)合力。 主要的助色團(tuán)有主要的助色團(tuán)有-NH2、-NHR、-NR2、-OH、-OR等。此等。此外像磺酸基外像磺酸基(-SO3H)、羧基、羧基(-COOH)等為特殊助色團(tuán)，它們對等為特殊助色團(tuán)，它們對發(fā)色團(tuán)并無顯著影響，但可以使染料具有水溶性和對某些物發(fā)色團(tuán)并無顯著影響，但可以使染料具有水溶性和對某些物質(zhì)具有染色能力。質(zhì)具有染色能力。 二、近代發(fā)色理論二、近代發(fā)色理論 根據(jù)量子化學(xué)及休克爾根據(jù)量子化學(xué)及休克爾(Huckel)分子軌道理論，分子軌道理論，有機(jī)化合有機(jī)化合物呈現(xiàn)不同的顏色是由于該物

27、質(zhì)吸收不同波長的電磁波而使其物呈現(xiàn)不同的顏色是由于該物質(zhì)吸收不同波長的電磁波而使其內(nèi)部的電子發(fā)生躍遷所致。內(nèi)部的電子發(fā)生躍遷所致。 1927年提出了染料發(fā)色的年提出了染料發(fā)色的價鍵理論價鍵理論和和分子軌道理論分子軌道理論。能夠作為染料的有機(jī)化合物，它的內(nèi)部電子能夠作為染料的有機(jī)化合物，它的內(nèi)部電子躍遷所需的激化能必須在可見光躍遷所需的激化能必須在可見光(400nm760nm)范圍內(nèi)。范圍內(nèi)。CEhh當(dāng)吸收光的能量與當(dāng)吸收光的能量與E相等時，有機(jī)分子才會顯示出顏色。相等時，有機(jī)分子才會顯示出顏色。E越大，所需越大，所需吸收光的波長越短；反之，吸收光的波長越短；反之，E越小，所需吸收光的波長越長。

28、作為染料，越小，所需吸收光的波長越長。作為染料，它們的主要吸收波長應(yīng)在它們的主要吸收波長應(yīng)在400760 nm波段的可見光范圍內(nèi)。波段的可見光范圍內(nèi)。 分子吸收一定波長的光后，從基態(tài)被激發(fā)至較高的能態(tài)，叫分子吸收一定波長的光后，從基態(tài)被激發(fā)至較高的能態(tài)，叫激發(fā)態(tài)。激發(fā)態(tài)與基態(tài)的能級差為激發(fā)態(tài)。激發(fā)態(tài)與基態(tài)的能級差為E E，與吸收光的波長之間，與吸收光的波長之間的關(guān)系為：的關(guān)系為： 物質(zhì)的顏色主要是物質(zhì)中的電子在可物質(zhì)的顏色主要是物質(zhì)中的電子在可見光作用下發(fā)生見光作用下發(fā)生*(或伴隨有或伴隨有n*)躍躍遷的結(jié)果，因此研究物質(zhì)的顏色和結(jié)構(gòu)的遷的結(jié)果，因此研究物質(zhì)的顏色和結(jié)構(gòu)的關(guān)系可歸結(jié)為研究共軛體

29、系中關(guān)系可歸結(jié)為研究共軛體系中電子的性質(zhì)，電子的性質(zhì)，即染料對可見光的吸收主要是由其分子中即染料對可見光的吸收主要是由其分子中的的電子運(yùn)動狀態(tài)所決定的。電子運(yùn)動狀態(tài)所決定的。 * * n E 圖圖2 電子能級圖電子能級圖v醌構(gòu)理論是英國人阿姆斯特朗（Armstrong）于1888年提出的，認(rèn)為分子中由于醌構(gòu)的存在而產(chǎn)生顏色。如對苯醌是有色的，在解釋芳甲烷染料和醌亞胺染料的顏色時，得到應(yīng)用。 三、三、 醌構(gòu)理論醌構(gòu)理論 v價鍵理論認(rèn)為有機(jī)共軛分子的結(jié)構(gòu)，可以看作電子成對方式不同，能量基本相同的共軛結(jié)構(gòu)，其基態(tài)和激發(fā)態(tài)是不同電子結(jié)構(gòu)共振體的雜化體，共振體愈多，其雜化后的基態(tài)和激發(fā)態(tài)能級差愈小，吸收

30、光的波長愈長。所以在染料分子中，往往增加雙鍵、芳環(huán)來增加共軛結(jié)構(gòu)，使染料的顏色藍(lán)移（深色效應(yīng)）。 現(xiàn)代發(fā)色理論中所謂的現(xiàn)代發(fā)色理論中所謂的發(fā)色團(tuán)發(fā)色團(tuán)，一般是指，一般是指那些能吸收波長為那些能吸收波長為400nm760nm內(nèi)電內(nèi)電磁波的基團(tuán)，它們的分子結(jié)構(gòu)里有若干磁波的基團(tuán)，它們的分子結(jié)構(gòu)里有若干個共軛雙鍵組成的個共軛雙鍵組成的共軛體系共軛體系，這些共軛，這些共軛體系往往還帶有體系往往還帶有助色團(tuán)助色團(tuán)，共軛體系和助，共軛體系和助色團(tuán)共同組成為一個色團(tuán)共同組成為一個發(fā)色體發(fā)色體系。系。所謂助所謂助色團(tuán)色團(tuán)指的是那些連接在指的是那些連接在共軛體系上的共軛體系上的-NH2、-NHR、-NR2、-O

31、H、-OR等供電等供電子基團(tuán)。子基團(tuán)。(1)乙烯發(fā)色體系乙烯發(fā)色體系 (2)偶氮發(fā)色體系偶氮發(fā)色體系(3)次甲基次甲基/多次甲基多次甲基(4)芳香發(fā)色體芳香發(fā)色體(5)稠環(huán)芳香體稠環(huán)芳香體(6)蒽醌蒽醌(7)酞菁酞菁 黃色橙色紅色重要的發(fā)色體系如下所示重要的發(fā)色體系如下所示： CC(H3C)2NN(CH3)2CNHHClCHNNHC=CCOOOOCC=CSSC金屬酞菁OOv人們把能增加染料吸收波長的效應(yīng)稱為人們把能增加染料吸收波長的效應(yīng)稱為深色效應(yīng)深色效應(yīng)。v把增加染料吸收強(qiáng)度的效應(yīng)叫把增加染料吸收強(qiáng)度的效應(yīng)叫濃色效應(yīng)濃色效應(yīng)。v反之，把降低吸收波長的效應(yīng)稱為反之，把降低吸收波長的效應(yīng)稱為淺色

32、效應(yīng)淺色效應(yīng)。v把降低吸收強(qiáng)度的效應(yīng)叫把降低吸收強(qiáng)度的效應(yīng)叫減色效應(yīng)減色效應(yīng)。 2、 結(jié)構(gòu)和顏色的關(guān)系結(jié)構(gòu)和顏色的關(guān)系 （1）共軛雙鍵長度與顏色的關(guān)系共軛雙鍵長度與顏色的關(guān)系v共軛雙鍵的數(shù)目越多，共軛雙鍵的數(shù)目越多，*躍遷所需的能量越低，選擇吸收光的波躍遷所需的能量越低，選擇吸收光的波長移向長波方向，產(chǎn)生不同程度的深色效應(yīng)。分子結(jié)構(gòu)中萘環(huán)代替苯長移向長波方向，產(chǎn)生不同程度的深色效應(yīng)。分子結(jié)構(gòu)中萘環(huán)代替苯環(huán)或偶氮基個數(shù)增加，顏色加深。共軛雙鍵系統(tǒng)愈長顏色愈深。芳環(huán)環(huán)或偶氮基個數(shù)增加，顏色加深。共軛雙鍵系統(tǒng)愈長顏色愈深。芳環(huán)越多，共軛系統(tǒng)也越長；電子疊合軌道越多，越易激發(fā)；激化能降低，越多，共軛系

33、統(tǒng)也越長；電子疊合軌道越多，越易激發(fā)；激化能降低，顏色加深。顏色加深。v在偶氮染料中，單偶氮染料大都為黃色、紅色，少數(shù)為紫色、藍(lán)色，在偶氮染料中，單偶氮染料大都為黃色、紅色，少數(shù)為紫色、藍(lán)色，而雙偶氮染料大多數(shù)由紅色至藍(lán)色，多偶氮染料的色澤可以加深到綠而雙偶氮染料大多數(shù)由紅色至藍(lán)色，多偶氮染料的色澤可以加深到綠色和黑色。色和黑色。O2NN NCOONaOHOHNH2NaO3SSO3NaN NNNO2N黃 色藍(lán) 色（2）取代基對顏色的影響）取代基對顏色的影響 v共軛系統(tǒng)中引入共軛系統(tǒng)中引入NH2、NR2、OH、OR等供電子等供電子基團(tuán)時，基團(tuán)的孤對電子與共軛系統(tǒng)中的基團(tuán)時，基團(tuán)的孤對電子與共軛系

34、統(tǒng)中的電子相互作用，電子相互作用，降低了分子激化能，使顏色加深。吸電子基團(tuán)如硝基、羰降低了分子激化能，使顏色加深。吸電子基團(tuán)如硝基、羰基、氰基等，對共軛體系的誘導(dǎo)效應(yīng)，可使染料分子的極基、氰基等，對共軛體系的誘導(dǎo)效應(yīng)，可使染料分子的極性增加，從而使激發(fā)態(tài)分子變得穩(wěn)定，也可降低激化能而性增加，從而使激發(fā)態(tài)分子變得穩(wěn)定，也可降低激化能而發(fā)生顏色藍(lán)移。在染料分子兩端同時存在給電子和吸電子發(fā)生顏色藍(lán)移。在染料分子兩端同時存在給電子和吸電子取代基時，顏色作用更明顯。取代基時，顏色作用更明顯。NNNH2黃色NNNH2O2N紅色OHOHNaO3SSO3NaNN紅色OHOHNaO3SSO3NaNN紅光藍(lán)色NH

35、3CH3C（3）分子的平面結(jié)構(gòu)與顏色的關(guān)系）分子的平面結(jié)構(gòu)與顏色的關(guān)系 v當(dāng)分子內(nèi)共軛雙鍵的全部組成原子在同一平面時，當(dāng)分子內(nèi)共軛雙鍵的全部組成原子在同一平面時，電子的疊合程度最大，平面結(jié)構(gòu)受到破壞，電子的疊合程度最大，平面結(jié)構(gòu)受到破壞，電電子的疊合程度就降低，激化能增高，產(chǎn)生淺色效子的疊合程度就降低，激化能增高，產(chǎn)生淺色效應(yīng)，同時吸收系數(shù)也降低。應(yīng)，同時吸收系數(shù)也降低。OONHNHCH3CH3OONHNHCH3CH3H3CH3CH3CH3C綠色藍(lán)色（4）金屬絡(luò)合物對顏色的影響）金屬絡(luò)合物對顏色的影響 v當(dāng)將金屬離子引入染料分子時，金屬離子一方面以共當(dāng)將金屬離子引入染料分子時，金屬離子一方面以

36、共價鍵與染料分子結(jié)合，又與具有未共用電子對的原子價鍵與染料分子結(jié)合，又與具有未共用電子對的原子形成配位鍵，從而影響共軛體系電子云的分布，改變形成配位鍵，從而影響共軛體系電子云的分布，改變了激發(fā)態(tài)和基態(tài)的能量，通常使顏色加深變暗。了激發(fā)態(tài)和基態(tài)的能量，通常使顏色加深變暗。v作為染料內(nèi)絡(luò)合用的金屬離子通常有作為染料內(nèi)絡(luò)合用的金屬離子通常有Fe、Al、Cr、Cu、Co等。不同的金屬離子由于對共軛系統(tǒng)等。不同的金屬離子由于對共軛系統(tǒng)電子云的影電子云的影響不同，所以同一染料與不同金屬離子生成的絡(luò)合物響不同，所以同一染料與不同金屬離子生成的絡(luò)合物具有不同的顏色，如：具有不同的顏色，如： OOOHOFe1/

37、3OOOHOAl1/3OOOHOCr1/3棕色紫色紅色（4）介質(zhì)酸堿性對顏色的影響）介質(zhì)酸堿性對顏色的影響 v染料在介質(zhì)的作用下發(fā)生離子化生成電荷，使共軛體系內(nèi)染料在介質(zhì)的作用下發(fā)生離子化生成電荷，使共軛體系內(nèi)供電子基團(tuán)的供電子性或吸電子基團(tuán)的吸電子型獲得加強(qiáng)，供電子基團(tuán)的供電子性或吸電子基團(tuán)的吸電子型獲得加強(qiáng)，產(chǎn)生深色效應(yīng)；反之離子化的結(jié)果使供電子基德供電子能產(chǎn)生深色效應(yīng)；反之離子化的結(jié)果使供電子基德供電子能力喪失則產(chǎn)生淺色效應(yīng)。（力喪失則產(chǎn)生淺色效應(yīng)。（pH指示劑原理）指示劑原理）OHCONH+ NaOHO-Na+CONHOOOHOH+ NaOHOOO-Na+O-Na+CH2NN+H3H+

38、CH3+NN+H35.3 5.3 重氮化與偶合反應(yīng)重氮化與偶合反應(yīng) v偶氮染料是品種、數(shù)量最多，用途最廣泛的一類染偶氮染料是品種、數(shù)量最多，用途最廣泛的一類染料，占合成染料品種的料，占合成染料品種的50%以上。以上。v在偶氮染料的生產(chǎn)中，在偶氮染料的生產(chǎn)中，重氮化重氮化與與偶合反應(yīng)偶合反應(yīng)是是兩個基兩個基本反應(yīng)和主要工序。本反應(yīng)和主要工序。一、一、 重氮化反應(yīng)重氮化反應(yīng) v芳香族伯胺與亞硝酸作用生成重氮鹽的反應(yīng)芳香族伯胺與亞硝酸作用生成重氮鹽的反應(yīng)稱為重氮化反應(yīng)?？捎孟率奖硎荆悍Q為重氮化反應(yīng)?？捎孟率奖硎荆?v式中所使用的酸式中所使用的酸HXHX代表無機(jī)酸，常用鹽代表無機(jī)酸，常用鹽酸和硫酸。酸

39、和硫酸。 ArNH2+NaNO2+ 2HXArN2X + 2H2O + NaX重氮化反應(yīng)機(jī)理重氮化反應(yīng)機(jī)理 v游離芳胺首先發(fā)生氮原子上亞硝化反應(yīng)，然游離芳胺首先發(fā)生氮原子上亞硝化反應(yīng)，然后在酸液中迅速轉(zhuǎn)化為重氮鹽。后在酸液中迅速轉(zhuǎn)化為重氮鹽。 NaNO2 + HClHNO2 + NaClHNO2 + HClNOCl + H2OAr NH2慢NOClArNH NO快Ar N N OH快H3OArNN二、二、 偶合反應(yīng)偶合反應(yīng) v重氮鹽和酚類、芳胺作用生成偶氮化合物的重氮鹽和酚類、芳胺作用生成偶氮化合物的反應(yīng)稱為偶合反應(yīng)。而酚類、芳胺化合物稱反應(yīng)稱為偶合反應(yīng)。而酚類、芳胺化合物稱為偶合組分。為偶合

40、組分。 偶合反應(yīng)機(jī)理偶合反應(yīng)機(jī)理 v偶合反應(yīng)是親電取代反應(yīng)。重氮鹽正離子向偶合組偶合反應(yīng)是親電取代反應(yīng)。重氮鹽正離子向偶合組分上電子云密度較高的碳原子進(jìn)攻，形成中間產(chǎn)物，分上電子云密度較高的碳原子進(jìn)攻，形成中間產(chǎn)物，然后迅速失去氫質(zhì)子，生成偶氮化合物。以苯酚和然后迅速失去氫質(zhì)子，生成偶氮化合物。以苯酚和苯胺為例，反應(yīng)為：苯胺為例，反應(yīng)為：OOAr NN+慢Ar NNH快-HOAr NNNH2NH2Ar NN+慢Ar NNH快-HNH2Ar NN加入有機(jī)堿如吡啶、三乙胺等催化劑能加速反應(yīng)。加入有機(jī)堿如吡啶、三乙胺等催化劑能加速反應(yīng)。 萘酚或萘酚或1-萘胺上若有磺酸基在萘胺上若有磺酸基在3位、位、

41、4位或位或5位，位，偶氮基進(jìn)入鄰位。如：偶氮基進(jìn)入鄰位。如：v可以預(yù)見，偶氮基進(jìn)入酚類或芳胺類苯環(huán)上可以預(yù)見，偶氮基進(jìn)入酚類或芳胺類苯環(huán)上羥基或氨基的鄰、對位。一般情況是先進(jìn)入羥基或氨基的鄰、對位。一般情況是先進(jìn)入對位，當(dāng)對位已有取代基時進(jìn)入鄰位。如：對位，當(dāng)對位已有取代基時進(jìn)入鄰位。如： OH(NH2)OH(NH2)CH3OH(NH2)OH(NH2)OH(NH2)HO3SOH(NH2)SO3HOH(NH2)OH(NH2)SO3HSO3HNONHSudan()v蘇丹一號染色劑含有蘇丹一號染色劑含有“偶氮苯偶氮苯”，當(dāng)，當(dāng)“偶氮苯偶氮苯”被降解后，就會產(chǎn)生被降解后，就會產(chǎn)生“苯胺苯胺”，這是一種

42、中等毒性的致癌物。過量的這是一種中等毒性的致癌物。過量的“苯苯胺胺”被吸入人體，可能會造成組織缺氧，被吸入人體，可能會造成組織缺氧，呼吸不暢，引起中樞神經(jīng)系統(tǒng)、心血管系呼吸不暢，引起中樞神經(jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)和其他臟器受損，甚至導(dǎo)致不孕癥。統(tǒng)和其他臟器受損，甚至導(dǎo)致不孕癥。NNOHNH2NH2OH 5.4 5.4 常用染料的合成及應(yīng)用常用染料的合成及應(yīng)用 4.4.1 直接染料直接染料 v直接染料用于棉、麻等纖維素的直接染色。在染纖維素纖維直接染料用于棉、麻等纖維素的直接染色。在染纖維素纖維時，不需媒染劑的幫助即能上染，故稱為時，不需媒染劑的幫助即能上染，故稱為直接染料直接染料。v直接染料的色譜齊

43、全，生產(chǎn)方法簡單，使用方便，價格低廉，直接染料的色譜齊全，生產(chǎn)方法簡單，使用方便，價格低廉，但耐曬及耐曬牢度較差。凡是耐曬牢度在但耐曬及耐曬牢度較差。凡是耐曬牢度在5級以上的直接染級以上的直接染料，稱為直接耐曬染料。料，稱為直接耐曬染料。 v自從自從1884年保蒂格（年保蒂格（Bottiger）用合成的方法獲得第一個直）用合成的方法獲得第一個直接染料剛果紅接染料剛果紅（Congored）)以來，化學(xué)合成直接染料的以來，化學(xué)合成直接染料的方法及其染色理論不斷發(fā)展。早期的直接染料在化學(xué)結(jié)構(gòu)上方法及其染色理論不斷發(fā)展。早期的直接染料在化學(xué)結(jié)構(gòu)上多為聯(lián)苯胺類偶氮染料，尤以雙偶氮類的結(jié)構(gòu)為主，如剛果多為

44、聯(lián)苯胺類偶氮染料，尤以雙偶氮類的結(jié)構(gòu)為主，如剛果紅即為對稱聯(lián)苯胺雙偶氮染料，其結(jié)構(gòu)式為：紅即為對稱聯(lián)苯胺雙偶氮染料，其結(jié)構(gòu)式為：N NNNNH2NH2SO3NaSO3Nav到上世紀(jì)6070年代，醫(yī)學(xué)界發(fā)現(xiàn)聯(lián)苯胺對人體有嚴(yán)重的致癌作用，各國相繼禁止聯(lián)苯胺的生產(chǎn)。為了提高紡織品的染色牢度，發(fā)展新型直接染料，主要有兩大類： 在染料分子中引入金屬原子，形成螯合結(jié)構(gòu)，提高分子抗在染料分子中引入金屬原子，形成螯合結(jié)構(gòu)，提高分子抗彎能力，含有相當(dāng)活潑的氫原子的親核基團(tuán)。彎能力，含有相當(dāng)活潑的氫原子的親核基團(tuán)。如瑞士山德士（Sandoz）公司研究并生產(chǎn)了一套新型直接染料Indosol SF 型染料，中文名稱是

45、直接堅(jiān)牢素染料，含有銅（Cu）絡(luò)合結(jié)構(gòu)及一些特殊的配位基團(tuán)與多官能團(tuán)螯合結(jié)構(gòu)陽離子型固色劑組成一個染色體系。我國現(xiàn)生產(chǎn)國產(chǎn)同類品種，即直接交鏈染料。 在染料分子中引入具有強(qiáng)氫鍵形成能力的隔離基三聚氰在染料分子中引入具有強(qiáng)氫鍵形成能力的隔離基三聚氰酰基。?；Ｈ毡镜幕幑就瞥隽薑ayacelon C型的新型直接染料。我國開發(fā)并生產(chǎn)了一套稱為D型直接混紡染料。 v直接染料的結(jié)構(gòu)具有線性、共平面性、較長共軛系統(tǒng)直接染料的結(jié)構(gòu)具有線性、共平面性、較長共軛系統(tǒng)的特點(diǎn)。在直接染料分子結(jié)構(gòu)中，經(jīng)常都有磺酸基；的特點(diǎn)。在直接染料分子結(jié)構(gòu)中，經(jīng)常都有磺酸基；分子結(jié)構(gòu)排列呈線狀平面；分子都比較大；共軛雙鍵分子結(jié)

46、構(gòu)排列呈線狀平面；分子都比較大；共軛雙鍵系統(tǒng)比較長；含有能和纖維生成氫鍵的基團(tuán)如氨基、系統(tǒng)比較長；含有能和纖維生成氫鍵的基團(tuán)如氨基、羥基等。大部分都是雙偶氮或三偶氮染料。羥基等。大部分都是雙偶氮或三偶氮染料。 幾種直接染料的合成： (1) 二芳基脲型直接染料二芳基脲型直接染料v這類染料色譜多為黃、橙、紅等淺色；最深是紫色。生產(chǎn)方這類染料色譜多為黃、橙、紅等淺色；最深是紫色。生產(chǎn)方法有兩種：一種是中間體光氣化，制成染料；一種是制成染法有兩種：一種是中間體光氣化，制成染料；一種是制成染料后光氣化。光氣化反應(yīng)都是在堿性溶液中進(jìn)行的。料后光氣化。光氣化反應(yīng)都是在堿性溶液中進(jìn)行的。v中間體光氣化中，很重

47、要的一個品種是把中間體光氣化中，很重要的一個品種是把J-酸光氣化制成酸光氣化制成猩紅酸。用猩紅酸作偶合組分，可與同一重氮化合物偶合猩紅酸。用猩紅酸作偶合組分，可與同一重氮化合物偶合得到對稱的染料。如直接橙得到對稱的染料。如直接橙S（C.I.Direct Orange 26）按）按如下方式合成：如下方式合成：NH2NaO3SOH2+COClClHNNaO3SOHCOHNSO3NaOH猩紅酸J-酸HNNaO3SOHCOHNSO3NaOH+ 2N2ClHNNaO3SOHCOHNSO3NaOHNNNNNa2CO3直接橙S(2) 雙偶氮和多偶氮型直接染料 v這是一類多偶氮結(jié)構(gòu)的直接耐曬染料，也是這是一類

48、多偶氮結(jié)構(gòu)的直接耐曬染料，也是取代禁用染料的優(yōu)良品種。多為紫、棕、藍(lán)、取代禁用染料的優(yōu)良品種。多為紫、棕、藍(lán)、黑等色。二次雙偶氮、二次多偶氮型染料的黑等色。二次雙偶氮、二次多偶氮型染料的最后一個偶合組分是最后一個偶合組分是J-酸、酸、-酸或其衍生物酸或其衍生物時，對纖維素纖維都有良好的直接性。時，對纖維素纖維都有良好的直接性。NH2O2NNaNO2HClN2ClO2NN2ClO2N+OCH3CH3NH2偶合NO2NNOCH3NH2H3CNaNO2HClNO2NNOCH3N2ClH3C+偶合NO2NNOCH3N2ClH3CNH2OHNaO3S-酸NO2NNOCH3NH3CNNH2OHNaO3SN

49、a2S還原NH2NNOCH3NH3CNNH2OHNaO3S直接灰Dv在德國政府和歐共體公布的禁用染料中，直接染料占在德國政府和歐共體公布的禁用染料中，直接染料占65左右，其中受左右，其中受影響最大的是聯(lián)苯胺、影響最大的是聯(lián)苯胺、3,3-二甲基聯(lián)苯胺和二甲基聯(lián)苯胺和3,3-二甲氧基聯(lián)苯胺，二甲氧基聯(lián)苯胺，它們都是二氨基化合物。因此，國內(nèi)外開發(fā)綠色直接染料的一個重點(diǎn)，它們都是二氨基化合物。因此，國內(nèi)外開發(fā)綠色直接染料的一個重點(diǎn)，就是如何用新型二氨基化合物生產(chǎn)直接染料。目前，用于生產(chǎn)的二氨基就是如何用新型二氨基化合物生產(chǎn)直接染料。目前，用于生產(chǎn)的二氨基化合物有化合物有4,4-二氨基苯甲酰苯胺、二氨基

50、苯甲酰苯胺、4,4-二氨基二氨基-N-苯磺酰苯胺、苯磺酰苯胺、4,4-二氨基二苯胺、二氨基二苯乙烯二磺酸以及二氨基二苯胺、二氨基二苯乙烯二磺酸以及4,4-二氨基二苯脲二氨基二苯脲等。如以等。如以4,4-二氨基苯甲酰苯胺為二氨基化合物開發(fā)成功的環(huán)保型直二氨基苯甲酰苯胺為二氨基化合物開發(fā)成功的環(huán)保型直接染料直接墨綠接染料直接墨綠N-B，直接棗紅，直接棗紅N-GB，它們的結(jié)構(gòu)如下：，它們的結(jié)構(gòu)如下： NH2OHNaO3SSO3NaNNNNO2NCONHN NOH直接墨綠 N-BNH2N NCONHN N直接棗紅 N-GBSO3NaSO3NaH2NHO(3) 二苯乙烯型直接染料二苯乙烯型直接染料 v這

51、類染料的分子結(jié)構(gòu)中具有 結(jié)構(gòu)，分子呈線性，與偶氮基形成一個大的共軛體系。如用4,4-二氨基二苯乙烯-2,2-二磺酸（簡稱DSD酸）制得環(huán)保型染料直接亮黃，反應(yīng)過程為： CHCHCHCHNH2H2NSO3HSO3HNaNO2HClCHCHN2ClClN2SO3HSO3H2OH偶合CHCHNSO3HSO3HNOHNNHO直接亮黃(4) 三聚氰酰型直接染料三聚氰酰型直接染料 v這種結(jié)構(gòu)的環(huán)保型直接耐曬染料是通過三聚氯氰把兩只單偶氮或多偶氮染料連接起來，然后將三嗪環(huán)上的第三個氯原子用芳胺或脂肪胺進(jìn)行取代。它們不僅染色性能優(yōu)良、光牢度好，而且提高了耐熱性能，是一種很有前途的環(huán)保型染料。如直接耐曬綠BLL

52、 ，直接混紡黃D-RL：CNNCNOHNHNaO3SSO3NaNNNNHN NOHCCOOHNHH3COCH3NNaO3SNaO3SOH直接耐曬綠BLLCNNCNHNN NCNH直接混紡黃D-RLCH3SO3NaSO3NaHNNNH3CSO3NaSO3NaSO3Na(5) 雜環(huán)類直接染料 v分子結(jié)構(gòu)中含有苯并噻唑、二噁嗪等雜環(huán)。如直接耐曬黃RS（C.I.Direct Yellow 28）： NNNSSNH3CSO3NaSO3NaCH3直接耐曬黃RSv直接耐曬艷藍(lán)（C.I.Direct B lue 106）： ONNOClClSO3NaNHNaO3SHN直接耐曬艷藍(lán)(6) 金屬絡(luò)合物型直接染料

53、v這類染料的結(jié)構(gòu)特征是在偶氮基兩側(cè)的鄰位有配位基，與金屬離子形成絡(luò)合物。直接染料染色后，以1%2%的CuSO4及0.3%1%乙酸在80處理30min，發(fā)生銅絡(luò)合反應(yīng)，提高了耐洗性和耐曬牢度。例如直接銅藍(lán)IR(C.I. 直接藍(lán) 8 24140)： OCH3NNOHNNH3COOHSO3NaSO3NaCuSO4HAcONNONNOOSO3NaSO3NaCuCH3H2OH3CCuH2O直接銅藍(lán)IR二、二、 冰染染料冰染染料 v冰染染料是由重氮組分的重氮鹽和偶合組分在纖維上形成的不溶性偶氮染料（Azoic dyes）。偶合組分稱為色酚（Naphthol）；重氮組分稱為色基（Color base）。v染

54、色時，一般先使纖維吸收偶合組分（色酚），此過程稱為打底；然后與重氮組分（色基）偶合，在纖維上形成染料，此過程稱為顯色。由于色基的重氮化及顯色過程均需加冰冷卻，所以稱為類染料為冰染染料（Ice Colors）。 v這類染料第一個實(shí)用性商品是1912年德國Criesheim-Elekfron公司的納夫妥As（Naphthol As）。到目前為止，不同結(jié)構(gòu)的色酚和色基的商品品種已各有50多種。我國冰染染料的產(chǎn)量目前幾乎占世界總產(chǎn)量的1/3，為產(chǎn)量最大國。這類染料主要用于棉織物的染色和印花，可以得到濃艷的黃、橙、紅、藍(lán)、紫、醬紅、棕、黑等色澤，其中以大紅、紫醬、藍(lán)色等的濃色見長。 （1）色酚 v色酚分

55、子結(jié)構(gòu)中不含磺酸基或羧基等水溶性基團(tuán)，但可溶于堿性水介質(zhì)中。目前色酚種類主要有三類： 色酚AS系列：v這是一類2-羥基萘-3-甲酰苯（萘）胺類化合物，是一類重要的偶合劑，品種較多，該類色酚與不同芳胺重氮鹽偶合，所得的不溶性偶氮染料以紅、紫、藍(lán)色為主。這類色酚的結(jié)構(gòu)通式為： OHCONH Ar（表示偶合的位置） v芳胺上的取代基為芳胺上的取代基為CH3，OCH3，Cl，NO2等，改變等，改變芳烴或芳環(huán)上的取代基，可以得到一系列不同結(jié)構(gòu)芳烴或芳環(huán)上的取代基，可以得到一系列不同結(jié)構(gòu)的色酚。常見的品種有：的色酚。常見的品種有： OHCONHASOHCONHAS-DH3COHCONHAS-OLH3COO

56、HCONHAS-EClOHCONHAS-BSNO2OHCONHAS-BGClH3COOCH3OHCONHAS-ITROCH3H3COClOHCONHAS-BO 色酚AS-G系列： v這是一類具有?；阴７及方Y(jié)構(gòu)（即-酮基酰胺類）的色酚，與任何的重氮組分偶合都得到色光不同的黃色染料，正好彌補(bǔ)AS類色酚無黃色的不足。v該類色酚的主要結(jié)構(gòu)如下：ClOCH3H3COCH3COCH2CONHAS-TRGCH3COCH2CONHNSOC2H5AS-L4GClH3COOCH3NHCOCH2COCOCH2CONHClOCH3H3COAS-LG 其它類色酚： v這類色酚包括含二苯并呋喃雜環(huán)的2-羥基-3-甲酰芳

57、胺色酚，含咔唑雜環(huán)結(jié)構(gòu)的羥基-甲酰芳胺色酚，2-羥基蒽-3-甲酰-鄰甲苯胺色酚（色酚AS-GR），具有酞菁結(jié)構(gòu)的色酚（AS-FGGR）。主要生成綠、棕、黑色的色酚。例如： OCONHOHH3COOCH3AS-BTNHOHCONHClAS-LBOHCONHAS-GRH3CCuPcSO2NHNNCCH2OCCH3酞菁結(jié)構(gòu)（2）色基 v色基是不含有磺酸基等水溶性基團(tuán)的芳胺類，常帶有氯原子、硝基、氰基、三氟甲基、芳胺基、甲砜基（SO2CH3）、乙砜基（SO2CH2CH3）、和磺酰胺基（SO2NH2）等取代基。v色基分子結(jié)構(gòu)中引入氯原子或氰基使其色光鮮艷。引入硝基常使顏色發(fā)暗。在氨基的間位引入吸電子基，

58、鄰位引入給電子基，都可使顏色鮮明，并提高牢度。引入三氟甲基、乙砜基、磺酰二乙胺基等，可提高耐日曬牢度。 按化學(xué)結(jié)構(gòu)，色基分為三類： 苯胺衍生物：v這類色基主要是黃、橙、紅色基。其結(jié)構(gòu)式和主要品種如下： NH2XY其中X多為正性基，Y為負(fù)性基。 NH2ClNH2ClNH2SO2C2H5F3C色基黃GC色基橙GC金橙GRNH2ClNH2NH2CH3大紅GG大紅GCH3O2NNO2Cl紅色基RL對苯二胺-N-取代衍生物： v這類色基與色酚AS偶合可得到紫色、藍(lán)色等。例如： H2NCH3H3CONH CO紫色基BH2NOC2H5H3CONH CO藍(lán)色基BB氨基偶氮苯衍生物： v這是一類生成紫醬色、棕色

59、、黑色等的深色色基。例如： O2NClNN棕 VOCH3H2NCH3O2NNN黑 KNH2OCH3H3CO三、三、 活性染料活性染料 v活性染料又稱活性染料又稱反應(yīng)性染料反應(yīng)性染料，它是一種在化學(xué)結(jié)構(gòu)上，它是一種在化學(xué)結(jié)構(gòu)上帶有活性基團(tuán)的水溶性染料。在染色過程中，活性帶有活性基團(tuán)的水溶性染料。在染色過程中，活性染料與纖維分子上的羥基或蛋白質(zhì)纖維中的氨基等染料與纖維分子上的羥基或蛋白質(zhì)纖維中的氨基等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而形成共價鍵結(jié)合。發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而形成共價鍵結(jié)合。v活性染料自活性染料自1956年問世以來，其發(fā)展一直處于領(lǐng)先地年問世以來，其發(fā)展一直處于領(lǐng)先地位，至今已有位，至今已有50多個化學(xué)結(jié)構(gòu)不同的

60、活性染料（指活多個化學(xué)結(jié)構(gòu)不同的活性染料（指活性基團(tuán)），品種已超過性基團(tuán)），品種已超過900種，銷售總量已達(dá)種，銷售總量已達(dá)9萬噸萬噸/年以上，它在紡織纖維上的耗用已占染料總產(chǎn)量的年以上，它在紡織纖維上的耗用已占染料總產(chǎn)量的11%以上。這類染料有如下獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)：以上。這類染料有如下獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)：(1) 染料與纖維的結(jié)合是一種化學(xué)的共價鍵結(jié)合，染色牢度尤其是濕牢度很高。(2) 色澤鮮艷度、光亮度特別好，有的超過還原染料。(3) 生產(chǎn)成本比較低，價格比還原染料、溶靛素染料便宜。(4) 色譜很齊全，一般不需要其它類染料配套應(yīng)用。 此類染料廣泛用于棉、麻、粘膠、絲綢、羊毛等纖維及混紡織物的染色和印花。 v活