第十二章陽離子染料

1、退出第十二章第十二章 陽離子染料陽離子染料1 引言引言 2 陽離子染料的分類陽離子染料的分類 3 新型陽離子染料新型陽離子染料 4 陽離子染料的性質(zhì)陽離子染料的性質(zhì)退出1 引引 言言一、陽離子染料結(jié)構(gòu)特征一、陽離子染料結(jié)構(gòu)特征 陽離子染料的色素離子帶有正電荷，與氯離子陽離子染料的色素離子帶有正電荷，與氯離子及醋酸根、磷酸根、甲基硫酸根等陰離子成鹽，及醋酸根、磷酸根、甲基硫酸根等陰離子成鹽，有的還加有氯化鋅等成鹽商品。有的還加有氯化鋅等成鹽商品。 陽離子來源：多數(shù)是通過分子中的氮原子季胺陽離子來源：多數(shù)是通過分子中的氮原子季胺化后引入季胺鹽，這部分在水中能與水結(jié)合成化后引入季胺鹽，這部分在水中能

2、與水結(jié)合成水化層，使染料溶解，不存在其它水溶性基團。水化層，使染料溶解，不存在其它水溶性基團。 陰離子來源：陰離子來源：Cl、CH3COO、H2PO4、CH3SO4、ZnCl3等。等。 退出二、腈綸纖維的性質(zhì)二、腈綸纖維的性質(zhì) 腈綸，即聚丙烯腈腈綸，即聚丙烯腈n H2C=CHCNCH2CHCNn丙烯腈的均聚體染色性能很差丙烯腈的均聚體染色性能很差 ，要對聚丙烯，要對聚丙烯腈分子結(jié)構(gòu)進行改進，分子中除腈分子結(jié)構(gòu)進行改進，分子中除第一單體丙第一單體丙烯腈烯腈外，還有第二、第三單體進行共聚。外，還有第二、第三單體進行共聚。退出第二單體第二單體：一般是采用含酯基的乙烯基化合物。：一般是采用含酯基的乙烯

3、基化合物。例如：例如：CH2=CHCOOCH3（丙烯酸甲酯）（丙烯酸甲酯） CH2=C-COOCH3 （甲基丙烯酸甲酯）（甲基丙烯酸甲酯） CH3 CH3COOCH=CH2（醋酸乙烯酯）等。（醋酸乙烯酯）等。第三單體第三單體：主要是含酸性基團的單體，均為可以離子化的：主要是含酸性基團的單體，均為可以離子化的乙烯基化合物。乙烯基化合物。例如：例如：CH2=C-CH2SO3Na（甲基丙烯磺酸鹽）（甲基丙烯磺酸鹽） CH2=C-CH2COOH（衣康酸，甲叉丁二酸）（衣康酸，甲叉丁二酸） COOH CH3退出2 2 陽離子染料類型陽離子染料類型陽離子染料一般是按正電荷的分布情況來分陽離子染料一般是按正

4、電荷的分布情況來分的，可的，可以分為兩大類以分為兩大類隔離型陽離子染料隔離型陽離子染料共軛型陽離子染料共軛型陽離子染料一、隔離型陽離子染料一、隔離型陽離子染料特點：特點： 染料母體與季胺鹽正離子之間被一些隔離基（例如：染料母體與季胺鹽正離子之間被一些隔離基（例如：-CH2-、-CH2-CH2-、-CH2-CH2-CH2-）隔開，正電荷）隔開，正電荷不能移動，是定域的。不能移動，是定域的。染色牢度好，但勻染性較差。色澤鮮艷度及著色力染色牢度好，但勻染性較差。色澤鮮艷度及著色力不如共軛型，常用與染中、淺色。不如共軛型，常用與染中、淺色。退出1 1偶氮類偶氮類DCH2CH2NCH3CH3CH3這類染

5、料含有與芳基相隔離的這類染料含有與芳基相隔離的季胺基團，定域的陽離子基團季胺基團，定域的陽離子基團可以在染料的偶合組分，也可可以在染料的偶合組分，也可以在染料的重氮組分。以在染料的重氮組分。例如：例如：陽離子紅陽離子紅GTLGTL，陽離子基團在偶合組分上。，陽離子基團在偶合組分上。O2NClNNNC2H5CH2CH2NCH3CH3CH3Cl母體母體 隔離基隔離基 季胺鹽季胺鹽 按母體結(jié)構(gòu)，分為按母體結(jié)構(gòu)，分為偶氮類和蒽醌類偶氮類和蒽醌類。退出2 2蒽醌類蒽醌類特點：特點： 一般是以一般是以1,4-1,4-二氨基或二氨基或1-1-氨基氨基-4-4-羥基衍生羥基衍生物為主。正電荷在物為主。正電荷在

6、2 2位或位或4 4位，且遠離蒽醌核，位，且遠離蒽醌核，不妨礙不妨礙1,41,4位氨基、羥基與羰基形成氫鍵（因為位氨基、羥基與羰基形成氫鍵（因為形成氫鍵日曬牢度增加）。形成氫鍵日曬牢度增加）。 日曬牢度好，以藍色為主。日曬牢度好，以藍色為主。例如：陽離子藍例如：陽離子藍FGLFGLOONHCH3NHCH2CH2CH2NCH3CH3CH3CH3SO4退出二、共軛型陽離子染料二、共軛型陽離子染料大多數(shù)陽離子染料都屬于共軛型。大多數(shù)陽離子染料都屬于共軛型。特點：特點： 正電荷連在共軛發(fā)色體上，即季胺鹽包正電荷連在共軛發(fā)色體上，即季胺鹽包含在共軛雙鍵上，分子中正電荷可以轉(zhuǎn)移，含在共軛雙鍵上，分子中正電

7、荷可以轉(zhuǎn)移，是非定域的。是非定域的。 色澤鮮艷，著色力高，勻染性好。但某色澤鮮艷，著色力高，勻染性好。但某些品種日曬牢度較差。些品種日曬牢度較差。退出例如：例如： 孔雀綠孔雀綠 結(jié)晶紫結(jié)晶紫(H3C)2NCN(CH3)2(H3C)2NCN(CH3)2N(CH3)2三芳甲烷染料的特性：三芳甲烷染料的特性：三個苯都有一定的醌構(gòu)體，正電荷均勻的分布在整個三個苯都有一定的醌構(gòu)體，正電荷均勻的分布在整個分子中。分子中。碰到酸堿要變色，對碰到酸堿要變色，對pHpH敏感。敏感。通過還原可以褪色，但酸性下，通過氧化可以復原，通過還原可以褪色，但酸性下，通過氧化可以復原，這是鑒別此類染料的特性反應。這是鑒別此類

8、染料的特性反應。（一）三芳甲烷類（一）三芳甲烷類退出(H3C)2NHCN(CH3)2(H3C)2NCN(CH3)2OH(H3C)2NCN(CH3)2 H O OH -H +退出 要改善三芳甲烷染料的耐光牢度，通常可在染要改善三芳甲烷染料的耐光牢度，通?？稍谌玖戏肿由弦肭枰一然鶊F，降低氨基的堿性；料分子上引入氰乙基等基團，降低氨基的堿性；或制備分子結(jié)構(gòu)不對稱的染料?；蛑苽浞肿咏Y(jié)構(gòu)不對稱的染料。(p182)(p182)Cl綠色，耐光牢度6級綠色，耐光牢度5級CCHNCH2CH2CNCH2CH2CNCH3CH3CH3ONHCNCCCH3退出分子中由氧、硫、氮等組成雜環(huán)蒽類結(jié)構(gòu)：分子中由氧、硫、氮

9、等組成雜環(huán)蒽類結(jié)構(gòu)： 1 1吖嗪類（二氮蒽）結(jié)構(gòu)吖嗪類（二氮蒽）結(jié)構(gòu)大多為紅色、蘭色和黑色。較重要的是大多為紅色、蘭色和黑色。較重要的是藏紅花藏紅花T T，它，它的結(jié)構(gòu)如下：的結(jié)構(gòu)如下： （二）雜環(huán)類（二）雜環(huán)類YXN R2R2NNN(CH3)2NN(CH3)2具有鮮艷的藍光粉具有鮮艷的藍光粉紅色，但耐光牢度紅色，但耐光牢度差，多用于皮革和差，多用于皮革和紙張的著色紙張的著色退出2. 2. 噻嗪結(jié)構(gòu)噻嗪結(jié)構(gòu) 這種結(jié)構(gòu)的陽離子染料較少，多數(shù)為蘭色和綠色，其這種結(jié)構(gòu)的陽離子染料較少，多數(shù)為蘭色和綠色，其中有實用價值的是中有實用價值的是亞甲基藍亞甲基藍，它的結(jié)構(gòu)式如下：，它的結(jié)構(gòu)式如下：NS(CH3

10、)2NN (CH3)2Cl亞甲基藍的顏色很鮮艷，但耐光牢度不佳，多用于皮革亞甲基藍的顏色很鮮艷，但耐光牢度不佳，多用于皮革和紙張的著色，有時也染絲綢，還可以作為生化著色劑和紙張的著色，有時也染絲綢，還可以作為生化著色劑和殺菌劑。和殺菌劑。 退出3.3.噁噁嗪結(jié)構(gòu)嗪結(jié)構(gòu)色澤以蘭色為主，少量是紫色的，比較鮮艷。在腈色澤以蘭色為主，少量是紫色的，比較鮮艷。在腈綸纖維上有較好的耐光牢度，也可以用于蠶絲染色。綸纖維上有較好的耐光牢度，也可以用于蠶絲染色。常用的常用的噁噁嗪類染料是嗪類染料是陽離子翠藍陽離子翠藍GBGB，其結(jié)構(gòu)式如下：，其結(jié)構(gòu)式如下：NON(C2H5)2(C2H5)2NCl它的色光十分鮮艷

11、，耐光牢度較好，一般能夠達到它的色光十分鮮艷，耐光牢度較好，一般能夠達到5 5級。將氨基氮原子上以氰乙基，降低分子中氨基的堿級。將氨基氮原子上以氰乙基，降低分子中氨基的堿性，可以提高染料的日曬牢度。性，可以提高染料的日曬牢度。退出 以以CH=CCH=C作為發(fā)色體系的染料稱為作為發(fā)色體系的染料稱為多甲川染料多甲川染料，一，一端有含氮的給電子基，另一端是含氮的吸電子基，相端有含氮的給電子基，另一端是含氮的吸電子基，相當于脒離子（當于脒離子（N=CHN=CHN N）的插烯物。當兩端氮原子）的插烯物。當兩端氮原子與多甲川鏈上碳原子組成雜環(huán)時，成為菁染料。與多甲川鏈上碳原子組成雜環(huán)時，成為菁染料。（三）

12、菁類陽離子染料（三）菁類陽離子染料YCN+CHCH2CHnCYNY Y是組成雜環(huán)的雜原子或碳原子，是組成雜環(huán)的雜原子或碳原子，n n為零或整數(shù)為零或整數(shù) 退出 費雪氏醛（費雪氏醛（Fisheris aldehydeFisheris aldehyde）CNCCHCH3H3CCH3CHO 1,3,3-三甲基三甲基-2-吲哚啉乙醛吲哚啉乙醛 N-N-甲基苯并噻唑腙甲基苯并噻唑腙SNCNCH3NH2合成這類染料的常用中料：合成這類染料的常用中料：費雪氏堿（費雪氏堿（FisherisFisheris Base Base）CNCCH2CH3H3CCH31234567 1,3,3-三甲基三甲基-2-亞甲基吲

13、哚啉亞甲基吲哚啉 退出 其通式表示如下：其通式表示如下： 1 1菁（碳菁）菁（碳菁）YCCHCHCHCN+NYYCNCHCHCHCYN+陽離子桃紅 FFCNCCH3CH3CH3CH=CHCHCCNCH3CH3H3CClCCNCH3CNCCH3CH3CH3CH=CH陽離子橙 RCl對稱菁對稱菁( (色澤十分色澤十分濃艷，但不耐曬濃艷，但不耐曬 ) )不對稱菁不對稱菁退出 菁染料分子中只有一個氮原子是雜環(huán)的組成部菁染料分子中只有一個氮原子是雜環(huán)的組成部分，成為半菁。由于半菁的共軛體系較短，故分，成為半菁。由于半菁的共軛體系較短，故顏色較淺，多為黃色。其通式為：顏色較淺，多為黃色。其通式為： 2.2

14、.半菁半菁CCHCHNR1R2（Ar）YNCCHYNCHNR1R2（Ar）陽離子黃陽離子黃X-6G X-6G CH3COO ZnCl2NCCCH3CH3CH3CHCHNHCH3退出3 3苯乙烯類苯乙烯類 分子結(jié)構(gòu)中有苯乙烯結(jié)構(gòu)，也是半菁，其通式分子結(jié)構(gòu)中有苯乙烯結(jié)構(gòu)，也是半菁，其通式如下：如下： CCHCHNR1R2YNCCHCHNR1R2YNCNCH3CH3CCH3+CHCHNCH3CH2CH2ClCl陽離子桃紅陽離子桃紅FG FG 退出4 4氮雜菁氮雜菁 三甲川菁類染料分子中一個或幾個甲川基被氮三甲川菁類染料分子中一個或幾個甲川基被氮原子取代，得到氮雜菁染料。以非對稱型比較原子取代，得到氮

15、雜菁染料。以非對稱型比較重要，顏色多為黃、橙、紅色。結(jié)構(gòu)通式表示重要，顏色多為黃、橙、紅色。結(jié)構(gòu)通式表示如下：如下： N+CHCNYYCN+NNCYCNNCHNY+CH3SO4（C. I. 堿性黃24，11480）NCSNNCHCH3NNCCH3CH3陽離子嫩黃陽離子嫩黃X-7GLX-7GL退出5 5二氮雜苯乙烯菁二氮雜苯乙烯菁 苯乙烯菁分子中兩個甲川基均被氮原子取代。實際上苯乙烯菁分子中兩個甲川基均被氮原子取代。實際上是偶氮染料，色譜全，色澤鮮艷，著色力強，日曬牢是偶氮染料，色譜全，色澤鮮艷，著色力強，日曬牢度大多優(yōu)良，合成較方便，占有重要的地位。其通式度大多優(yōu)良，合成較方便，占有重要的地位

16、。其通式如下：如下： NR1R2NNCYNNNCYNNR1R2SNCCH3OCH3NNNCH3CH3CH3SO4陽離子艷藍陽離子艷藍RLRL退出中料：中料：N-N-取代迫萘酰胺取代迫萘酰胺CNRO合成的染料日曬牢度好，對羊毛沾色少，紅、合成的染料日曬牢度好，對羊毛沾色少，紅、藍色為主。如：藍色為主。如：陽離子紅紫陽離子紅紫FRRFRRNCC2H5NCH3OC2H5ZnCl3 （四）迫萘酰胺類陽離子染料（四）迫萘酰胺類陽離子染料退出NH3CCHNNCH3CH3SO4 Maxilon黃黃M-4GLNNCNCH3NN(CH3)2ClCH3NO(H3C)2NNH2OCH3 Maxilon紅紅M-RL

17、Maxilon藍藍M-2G 一、遷移型陽離子染料（一、遷移型陽離子染料（M M型陽離子染料）型陽離子染料）這類染料化學結(jié)構(gòu)特殊，分子體積細小，在纖維內(nèi)部具有這類染料化學結(jié)構(gòu)特殊，分子體積細小，在纖維內(nèi)部具有高度運動性，是一類小分子量、高擴散性的勻染型染料。高度運動性，是一類小分子量、高擴散性的勻染型染料。例如例如: :3 3 新型陽離子染料新型陽離子染料退出二、改性合成纖維用陽離子染料二、改性合成纖維用陽離子染料 用于陽離子可染型聚酯纖維（用于陽離子可染型聚酯纖維（CDPCDP）：）： CH3H3CCH3CHNNOCH3CH3CH3SO4黃色C+NNNCH3CH3CH3SO4紅色+CNNN(C

18、2H4Cl)2SNH3COCH2CH2OHCl藍色+CCNNSO2NNCH3退出 用于陽離子可染型聚酰胺纖維（用于陽離子可染型聚酰胺纖維（CDNCDN）：）：OONHC3H6N+(CH3)3NHC3H6N+(CH3)32Cl藍色NNCH3+CNN NC2H5C2H4N+(CH3)3CH3紅色2I對于改性聚酯纖維和聚酰胺纖維均適用：對于改性聚酯纖維和聚酰胺纖維均適用： SNCNNN(CH2CH2Cl)2ORROCH3退出將陽離子染料中的陰離子置換成分子量較大的基團，將陽離子染料中的陰離子置換成分子量較大的基團，使其溶解度下降到幾乎不溶，再加入擴散劑進行砂磨使其溶解度下降到幾乎不溶，再加入擴散劑進

19、行砂磨后形成分散狀態(tài)。后形成分散狀態(tài)。三原色結(jié)構(gòu)如下：三原色結(jié)構(gòu)如下：三、三、分散型陽離子染料（分散型陽離子染料（SD型陽離子染料）型陽離子染料）CH3NNCHNCNCH3CH3SO3黃色SNCSO3紅色CCNCH3SO3黃色SNCNNCH3SNCCH3ONNN(CH3)2CH3分散型陽離子染料分散型陽離子染料在染液中近似非離在染液中近似非離子的表現(xiàn)，常被人子的表現(xiàn)，常被人們用來與分散染料們用來與分散染料或陰離子型染料如或陰離子型染料如弱酸性染料同浴一弱酸性染料同浴一步法染色。步法染色。退出在共軛型或隔離型染料分子上在共軛型或隔離型染料分子上引入活性基引入活性基后，賦予這后，賦予這類染料以特殊

20、的性能，尤其在混紡纖維上不但仍保持類染料以特殊的性能，尤其在混紡纖維上不但仍保持鮮艷的色澤，同時鮮艷的色澤，同時可染多種纖維可染多種纖維。( (一一) ) 用甲撐或乙撐基將活性基酰胺基聯(lián)接在染料分子的季用甲撐或乙撐基將活性基酰胺基聯(lián)接在染料分子的季銨基上銨基上四、四、活性陽離子染料活性陽離子染料NNNCH2CH3CH2SNCCH3OCH2CH2CNHORX藍色藍色可以廣泛地用于可以廣泛地用于纖維素纖維、蛋纖維素纖維、蛋白質(zhì)纖維和聚酰白質(zhì)纖維和聚酰胺纖維的染色，胺纖維的染色，且牢度優(yōu)良。且牢度優(yōu)良。退出（二）含（二）含N N氯乙?；亩嗉状ɑ钚躁栯x子染料氯乙?；亩嗉状ɑ钚躁栯x子染料 這類染料對

21、毛的耐洗牢度有顯著提高這類染料對毛的耐洗牢度有顯著提高 NCCCHCHN(CH3)2ClCH2CNHOCH3CH3CH3I退出（三）乙烯砜活性陽離子染料（三）乙烯砜活性陽離子染料 這類活性染料在棉、毛、丙烯腈纖維及混紡織物上這類活性染料在棉、毛、丙烯腈纖維及混紡織物上均有較好的勻染性，其耐曬牢度也比較好。均有較好的勻染性，其耐曬牢度也比較好。NNNNCH2CH2SO2CHCH2+CH2CH2CONH2CH2CH3ClSCNCH3NNNCH2CH3CH2CH2SO2CHCH2Cl退出（四）三嗪型活性陽離子染料（四）三嗪型活性陽離子染料 聚丙烯腈纖維、陽離子可染型聚酯纖維以及含羥基或聚丙烯腈纖維、

22、陽離子可染型聚酯纖維以及含羥基或氨基的纖維均可用此類活性陽離子染料染色，得到均氨基的纖維均可用此類活性陽離子染料染色，得到均勻、鮮艷且濕處理牢度優(yōu)良的染色品。勻、鮮艷且濕處理牢度優(yōu)良的染色品。 XNNNHO2NNNNNR1R2RR R+ +是是鎓鎓離子基團離子基團有氟三嗪型、氯三嗪型和溴三嗪型。染料母體通過有氟三嗪型、氯三嗪型和溴三嗪型。染料母體通過三嗪基與三嗪基與鎓鎓離子相連接，或者三嗪基接在染料分子離子相連接，或者三嗪基接在染料分子的共軛系統(tǒng)上。如：的共軛系統(tǒng)上。如：退出五、新型發(fā)色團陽離子染料五、新型發(fā)色團陽離子染料 （一）香豆素陽離子染料（一）香豆素陽離子染料OOCNNCH3CH3+C

23、l黃色陽離子染料，具黃色陽離子染料，具有很強的綠色熒光有很強的綠色熒光（二）熒啶陽離子染料（二）熒啶陽離子染料NNNNCH3CH3CH3I藍色，具有寶石紅藍色，具有寶石紅色的熒光色的熒光 退出（三）氧（三）氧鎓鎓染料染料 +OCHCSNCH3CH3SO4金黃色CH3SO4藍光紫NCH3OC退出 一、陽離子染料的溶解性一、陽離子染料的溶解性 分子中的季銨基和陰離子基團影響染料的溶分子中的季銨基和陰離子基團影響染料的溶解性。解性。 二、對二、對pHpH的敏感性的敏感性 一般陽離子染料穩(wěn)定的一般陽離子染料穩(wěn)定的pHpH范圍是范圍是2.52.55.55.5。 pHpH值較低時，染料分子中的氨基被質(zhì)子化

24、，引值較低時，染料分子中的氨基被質(zhì)子化，引起染料顏色發(fā)生變化；若起染料顏色發(fā)生變化；若pHpH值較高，陽離子染值較高，陽離子染料可能形成季胺堿，或結(jié)構(gòu)被破壞，染料發(fā)生料可能形成季胺堿，或結(jié)構(gòu)被破壞，染料發(fā)生沉淀、變色或者褪色現(xiàn)象。沉淀、變色或者褪色現(xiàn)象。 退出三、陽離子染料的配伍性三、陽離子染料的配伍性 用數(shù)值來表示陽離子染料的配伍性能稱為配伍值，用數(shù)值來表示陽離子染料的配伍性能稱為配伍值，用用K K表示，配伍值相同的染料才可以拼染。表示，配伍值相同的染料才可以拼染。測定方法：以黃、藍二組染料為標準染料，每組由測定方法：以黃、藍二組染料為標準染料，每組由五個染料組成，每個染料都有規(guī)定的配伍值，分別五個染料組成，每個染料都有規(guī)定的配伍值，分別定為定為1 1、2 2、3 3、4 4、5 5。1 1級上染最快，級上染最快，5 5級上染最慢。級上染最慢。測定時，將待測染料與選定的一組標準染料在相同測定時，將待測染料與選定的一組標準染料在相同的條件下對腈綸纖維進行染色，與哪個染料拼色效的條件下對腈綸纖維進行染色，與哪個染料拼色效果好，則配伍值就定為幾。果