酸性燃料染色ppt課件

1、第四章第四章 直接染料直接染料 v概述v直接染料的開展 v直接染料的構造分類v直接染料的染色機理v直接染料的運用性能概概 述述直接染料能不借助媒染劑而使纖維素纖維直接染色。染色時染料從染浴中轉移至纖維。將棉布放在染浴中染色取出后加水洗淋，大部分染料不會被沖洗下來。這種性質稱為直接性。直接性是染料分子和纖維分子間吸引力所呵斥。分子間的吸引力來源有兩種：一為極性引力，染料分子和纖維分子間產生氫鍵。另一為非極性力，即范德華引力。作為直接性染料，染料分子與纖維分子間應有較大的吸引力。 構成直接染料的條件為：構成直接染料的條件為：1. 1. 染料應是線型的，使染料分子能按長軸方向程染料應是線型的，使染料

2、分子能按長軸方向程度地吸附在纖維軸上，最大限制的使范德華吸引力發(fā)度地吸附在纖維軸上，最大限制的使范德華吸引力發(fā)生作用。生作用。2. 2. 染料分子中占同一平面構造部分范圍要大，假染料分子中占同一平面構造部分范圍要大，假設染料分子具有延伸的共軛體系，共軛體系部分即呈設染料分子具有延伸的共軛體系，共軛體系部分即呈平面性。平面性分子吸附在纖維外表上面積大而又嚴平面性。平面性分子吸附在纖維外表上面積大而又嚴密，二者間的范德華力也大。密，二者間的范德華力也大。3. 3. 染料分子中可以構成氫鍵的基團較多。染料分染料分子中可以構成氫鍵的基團較多。染料分子中氨基、羥基能和纖維素纖維分子的羥基構成氫鍵。子中氨

3、基、羥基能和纖維素纖維分子的羥基構成氫鍵。染料與纖維分子間的引力越大，直接性越強，水洗牢度越高，日曬牢度越好。直接染料的優(yōu)點是染色簡便，價錢廉價，色譜齊全，曾被廣泛地用于棉織物的染色。直接染料的染色牢度，尤其是濕處置牢度較低，可以經過固色后處置來提高染色牢度。直接染料的開展直接染料的開展1884年保蒂格Bottiger用化學合成的方法獲得第一只直接染料剛果紅(Congo Red)，至今，直接染料已歷經120年漫長的歷史進程。 早期的直接染料在化學構造上多為聯苯胺類偶氮染料，尤以雙偶氮類的構造為主，如剛果紅即為對稱聯苯胺雙偶氮染料。 直接染料的最大缺陷就是染色牢度較差。為處理這個問題，百年來人們

4、進展了不懈的努力。早期是在染色后處置方面進展改良，較為成熟并廣泛運用的方法是銅鹽后處置及重氮化后處置。 從30年代到70年代，主要是利用有機化學的開展，在外表活性劑類型的有機助劑中開發(fā)了陽離子型的固色劑，運用比較多的種類是固色劑Y和固色劑M。它們的運用使直接染料在耐水浸、耐洗、耐汗?jié)n等染色牢度方面得到一定改善，但耐光及摩擦色牢度均有不同程度的下降。70至80年代，國內外的染料研討者進展了新型直接染料的研討開發(fā)。這些新型染料有不同于以往直接染料的特點：130以上的高溫條件下要穩(wěn)定，不降解，可以耐受酸性染色條件；在高溫酸性條件下，依然有較高的直接性和上染率；有明顯高于以往直接染料的染色牢度尤其是濕

5、牢度。 為了到達這一要求，在染料的分子設計上，采用了兩種方法：染料分子中引入金屬原子，構成螯合構造，提高分子抗彎才干，含有相當活潑的氫原子的親核基團。同時設計一個特殊的固色劑，在染后經固色處置，與染料和纖維之間構成一個多維構造的交聯形狀，到達較高的染色牢度。在染料分子中，引入具有強氫鍵構成才干的隔離基一三聚氰酰基。染料分子中不含金屬離子，而是設計一個由陽離子多胺聚合體與特殊金屬鹽的混合物作為固色劑來到達高的色牢度。直接染料的構造分類直接染料直接染料 這里所稱的普通直接染料，系指具有磺酸基這里所稱的普通直接染料，系指具有磺酸基SO3HSO3H或羧酸基或羧酸基COOHCOOH等水溶性基團，對纖維素

6、等水溶性基團，對纖維素纖維具有較大親和力，在中性介質中能直接染色，也纖維具有較大親和力，在中性介質中能直接染色，也能染絲、毛、維綸纖維等，染法簡便道直接染料。但能染絲、毛、維綸纖維等，染法簡便道直接染料。但牢度較差，部分染料在染色后，如經固色處置，可提牢度較差，部分染料在染色后，如經固色處置，可提高濕處置牢度。這類染料構造以雙偶氮及多偶氮染料高濕處置牢度。這類染料構造以雙偶氮及多偶氮染料為主，并以聯苯胺及其衍生物占多數。為主，并以聯苯胺及其衍生物占多數。聯苯胺偶氮染料聯苯胺偶氮染料聯苯胺直接染料通式為：聯苯胺直接染料通式為：聯苯胺染料的顏色隨巧合組分不同而變化。普通以聯苯胺染料的顏色隨巧合組分

7、不同而變化。普通以鄰羥基苯甲酸為巧合組分的染料是黃色，以鄰羥基苯甲酸為巧合組分的染料是黃色，以1-1-萘胺萘胺- -4-4-磺酸及其衍生物為巧合組分的是紅色，以氨基萘酚磺酸及其衍生物為巧合組分的是紅色，以氨基萘酚磺酸為巧合組分的是紫或藍色。分別舉例如下：磺酸為巧合組分的是紫或藍色。分別舉例如下：ArNNNNAr（I） （II）直接黃GR（C. I. 22010）NaO3SNHNNNNCOOHOHNNNNNNNNNH2SO3NaNH2SO3Na直接藍2B （C. I. 22610）OHNH2SO3NaNaO3SSO3NaNaO3SNH2OH直接大紅4B （C. I. 22120）二苯乙烯偶氮直接

8、染料二苯乙烯偶氮直接染料二苯乙烯直接染料的通式為：二苯乙烯直接染料的通式為：二苯乙烯為一平面型分子，染料具有線性，平面型二苯乙烯為一平面型分子，染料具有線性，平面型分子特點。染料以黃、橙色為主。如直接凍黃分子特點。染料以黃、橙色為主。如直接凍黃G G C. C. I. 24895I. 24895，該染料具有良好的染色性能，但濕處置，該染料具有良好的染色性能，但濕處置牢度稍差。牢度稍差。ArNNSO3NaSO3NaNNAr CHCH直接耐曬染料直接耐曬染料二芳基脲偶氮染料二芳基脲偶氮染料 二芳基脲分子中的二芳基脲分子中的C CN N具有部分雙鍵的特性，具有部分雙鍵的特性，整個染料分子也傾于堅持平

9、面性。但取代脲基團又為整個染料分子也傾于堅持平面性。但取代脲基團又為一隔離基團，將整個分子分隔成為兩個獨立的發(fā)色團一隔離基團，將整個分子分隔成為兩個獨立的發(fā)色團共軛體系。染料的耐光性能優(yōu)良，普通具有較好的日共軛體系。染料的耐光性能優(yōu)良，普通具有較好的日曬牢度。其色澤以黃、橙、紅、藍等色為主，例如：曬牢度。其色澤以黃、橙、紅、藍等色為主，例如：SO3NaSO3NaNNNNCH3NHCONHCH3SO3NaSO3Na直接耐曬黃 RS （C. I. 29025）三聚氯氰胺偶氮染料三聚氯氰胺偶氮染料這類染料在分子構造中含有三聚氰胺構造，對纖維素纖維具這類染料在分子構造中含有三聚氰胺構造，對纖維素纖維具

10、有很好的親和力，日曬牢度也好，但是種類不多，普通只需綠、有很好的親和力，日曬牢度也好，但是種類不多，普通只需綠、紅和藍三種顏色。它們是由三聚氯氰與具有氨基的染料或芳香紅和藍三種顏色。它們是由三聚氯氰與具有氨基的染料或芳香胺縮合而成。普通在染料合成中，綠色較難合成，而這類染料胺縮合而成。普通在染料合成中，綠色較難合成，而這類染料可經過隔離基銜接黃和藍兩種染料而合成綠色染料，且運用簡可經過隔離基銜接黃和藍兩種染料而合成綠色染料，且運用簡便。舉例如下：便。舉例如下：NHNHSO3NaNNNNHNHOHCOONa直接耐曬綠 5GLL （C. I. 14155）H2NSO3NaOONN二二噁噁嗪染料嗪染

11、料 二二噁噁嗪直接染料有比較艷麗的藍色。染料具有很好嗪直接染料有比較艷麗的藍色。染料具有很好的耐光牢度，以及不為保險粉低亞硫酸鈉和雕白的耐光牢度，以及不為保險粉低亞硫酸鈉和雕白粉次硫酸氫鈉所破壞，但水洗牢度較差。構造舉粉次硫酸氫鈉所破壞，但水洗牢度較差。構造舉例如下：例如下：ONNOClClSO3NaNaO3SNHHN 直接耐曬艷藍FF2G （C. I. 51300）酞菁系直接染料酞菁系直接染料這類染料主要是這類染料主要是銅銅酞菁的衍生物，顏色艷麗純粹，耐曬牢度酞菁的衍生物，顏色艷麗純粹，耐曬牢度優(yōu)良。由于染料構造屬非線性共平面構型，對纖維的直接性低，優(yōu)良。由于染料構造屬非線性共平面構型，對纖

12、維的直接性低，上染速率和上染率較低。上染速率和上染率較低。CCNCuCCNNNCNCCNNNCSO3NaNaO3S直接耐曬翠藍 GL（C. I. 74180）直接銅鹽染料直接銅鹽染料 直接銅鹽染料是指一類必需進展銅鹽后處置，才干得到真實色光和最正確色牢度的直接染料。這類染料的構造特征是在偶氮基兩側的鄰位有配位基，或在染料分子的末端有水楊酸構造，配位構造如下：OHCOOHNNX1X2X1 為 OH，X2為OH、OCH3、COOH、OCH2COOH或OC2H5需求指出的是有些直接耐曬染料與上述染料構造類似，所不同的是銅絡合反響已在染料合成中完成，染色時就不需再作銅鹽后處置。NaO3SNNNaO3S

13、OOCuNNSo3NaOSo3NaOCuNHCOHN直接耐曬紫 2RLL （C. I. 29225）直接重氮染料直接重氮染料這類染料的分子構造中具有可重氮化的氨基(NH2)。運用時照通常的方法染色后，再經重氮化處置，使染料在纖維上進展重氮化，最后再用巧合劑進展巧合，構成較深的色澤，并能提高其濕處置牢度。 一在偶氮基對位上具有氨基的染料ClH2NOCH3OCH3SO3NaOHSO3NaNNNN二在染料分子末端具有間二氨基苯或間氨基萘酚構造的染料 例如，直接重氮橙GG為分子末端具有間二氨基苯的染料，構造式(CI. 23365)為：CH3CH3NNNNCOONaOHCH3H2NNH2SO3Na直接染

14、料的染色機理直接染料的染色機理 直接染料最大的特點是其直接性。直接性有幾方面的含義：染料的溶解無需借助于酸、堿、氧化劑、復原劑等的作用，可直接溶解于水中；對于纖維素纖維的上染，只需無機鹽常用食鹽與無明粉和溫度的作用可直接結合；在纖維上的得色無需媒染劑及其它氧化、復原作用而直接得色。 直接染料在纖維素纖維(如棉、麻、粘膠纖維等)和蛋白質纖維(如蠶絲、羊毛等)上均有運用。但是在這兩類化學性質截然不同的纖維上進展染色的機理是不同的。纖維的染色過程可以這樣描畫：纖維首先浸入染液，吸收染液中的水分而發(fā)生溶脹，這種溶脹是沿著纖維的外表，由表及里逐漸發(fā)生的，而且只發(fā)生在纖維的無定形區(qū)。染料分子隨著水分子的運

15、動與纖維發(fā)生吸附作用，并由外向內分散至纖維的全部無定形區(qū)。隨著時間的推移，吸附作用加深，出現了聚集和解吸作用，這些作用既發(fā)生在染料與纖維之間，也發(fā)生在染料分子之間。發(fā)生在染料分子之間的吸附和解吸也可稱為聚集與解聚。吸附和解吸兩作用最終到達動態(tài)平衡，這一過程即終了。其表象是纖維由“環(huán)染到“透染的過程。對于直接染料，它的分子是直線型的大分子。纖維素分子也是線性大分子。在纖維內部，染料與纖維主要以分子間力進展結合。因染料分子上磺酸基具有劇烈的水溶性，故時常發(fā)生解吸，使染料回到溶液中，尤其是在服用過程中洗滌時，水中無染料，由于動態(tài)平衡作用，使織物上的染料回到水中，并重新吸附在織物上，導致發(fā)生沾污、串色

16、。這也是直接染料水洗色牢度差的緣由。人們因此選擇陽離子外表活性劑作為固色劑，是利用其陽離子基團與直接染料分子中的磺酸基(陰離子性的水溶性基團)發(fā)生離子鍵合反響，封鎖其水溶性，使其無法解吸而到達固色目的。 對于棉和粘膠纖維，它們的形狀構造和超分子構造是不一樣的，使得它們的物理性質存在差別：如天然棉纖維其結晶區(qū)高達70，而無張力絲光棉為50，粘膠纖維為3040。結晶區(qū)以外部分即為無定形區(qū)。所以它們的溶脹程度就不同。在最大溶脹時，棉纖維的截面添加40一50，粘膠纖維那么添加70100。反映在染色上，粘膠纖維的得色及對染料的吸收均高于棉。對染色時間的掌握是以透染為準，粘膠纖維的染色時間要比棉為短。同樣

17、色澤，粘膠纖維的染色牢度也要比棉為好，緣由在于粘膠纖維對染料的吸收相對于棉而言要充分和深化。 直接染料的部分種類可以用于蛋白質纖維的染色，尤其是蠶絲產品深色號的染色，這是由于這些種類的染料分子構造與弱酸性的酸性染料分子構造相近，它們在染色時，染色的過程與前述類似。對纖維的結合主要是染料分子中的水溶性基團磺酸基與蛋白質纖維在等電點以下離解出的陽離子氨基發(fā)生離子鍵合反響結合。其染色牢度要高于纖維素纖維。 但是在等電點以上(即蛋白質纖維的堿性條件下)進展染色，纖維屬陰離子，直接染料也屬陰離子性，因此不存在離子鍵合反響，又因蛋白質分子的螺旋構造，直接染料分子的直線型構造，使得分子間力的結合很弱，呵斥染

18、色牢度反而更低。 在羊毛與纖維素纖維混紡后進展同浴染色時，染色牢度往往比它們各自染色時所得到的牢度要低。究其緣由，是羊毛與纖維素纖維混紡時同浴染色，為防止酸、堿對纖維素纖維和羊毛的損傷，普通采用中性浴和弱酸浴進展染色，這時染液的pH值在等電點以上，出現了前述的情況。這時，假設要提高染色牢度，對直接染料的種類必需進展選擇。規(guī)范是在所需的染色條件下，直接染料對蛋白纖維的上染最少。 用于直接染料的許多簡單的陽離子后處置已有相當長的時間。它們普通是以呲啶鹽為根底，每一個固色劑分子含有一個陽離子。陽離子經過電性作用有效地鍵合在直接染料分子的陰離子部分(即磺酸基)，在纖維內生成暫時性的不溶性色淀。這樣后處

19、置構成比較弱的鍵，對水和汗?jié)n牢度有一定程度改善。由于陽離子容易被取代，特別是在pH為堿性時，對改善水洗牢度效果是缺乏的。Indosol E-50 它和簡單的吡啶季胺鹽固色劑不同的有兩個主要特點。首先，這個分子的陽離子特性是多官能的，因此一個固色劑分子不僅能和同一染料分子，而且還可和幾個染料分子的大量磺酸基反響。結果在纖維內構成很大的色淀。其次，附加鍵是染料中的基團，這實踐上是在銅絡合染料中的金屬；和固色劑內的適當配位基間的配位鍵。 Indosol E Indosol EF F的靜電和金屬配位鍵。但是，除了的靜電和金屬配位鍵。但是，除了這兩種鍵之外，還可和纖維素生成其它的鍵，結果象這兩種鍵之外，

20、還可和纖維素生成其它的鍵，結果象E E5050一樣，生成一樣的色淀，而且這種絡合物經過一樣，生成一樣的色淀，而且這種絡合物經過類似活性染料染色構成的共價鍵進一步固定在纖維中。類似活性染料染色構成的共價鍵進一步固定在纖維中。 Indosol CR 大多數機織的纖維素和纖維素混紡織物需求有一定程度的折皺回復性，以獲得稱心的免燙性能。Indosol CR是由陽離子固色劑和通常的DMDHEU反響而制得。因此，當這種固色劑浸軋到染色織物上后，最初是構成色淀，但在焙烘時，樹脂分子相互間以及和纖維素纖維發(fā)生反響。 直接染料的運用性能直接染料的運用性能直接染料的主要性能直接染料的分子內都含有親水性基團SO3N

21、a或COONa，所以能溶解于水，至于它的溶解度大小，主要決議于染料分子中親水性基團的多少。普通來講，含有水溶性基團越多的直接染料溶解度越大。另外，染料的溶解度也和溫度有關，通常溫度提高，染料的溶解度便隨著增大。 大部分染料能與鈣鹽或鎂鹽結合成不溶性的沉淀，因此染色時必需采用軟水。假設采用硬水，首先就必需用純堿或六偏磷酸鈉等進展軟化后再用。要留意的是，雖然純堿的參與能增大染料的溶解度，但過多了就會使染著緩慢，所以純堿既可軟化硬水，又可作為助劑，用量過多時就成為緩染劑。無機的中性鹽類，如食鹽、元明粉等，在水溶液中會發(fā)生電離。無機的陽離子，體質較小，因此在水溶液中活潑性較大，容易吸附在纖維分子的周圍

22、，從而降低纖維分子外表的陰電荷，相對地添加了染料陰離子與纖維素分子間的吸附量，到達促染的效果。因此中性鹽類可作為促染劑，但當鹽類添加過多時，又會因染料膠體形狀遭到破壞，結果析出沉淀。 直接染料在酸性溶液中，會分解成色素酸，這時普通就不用于染棉，而用于染毛纖維。由于直接染料構造中，絕大多數含有偶氮基，當遇到復原劑時，偶氮基會分解成氨基，染料被破壞，這時即使用氧化劑氧化，也不會恢復原來顏色。 直接染料是陰荷性染料，它能與陽荷性的外表活性劑或樹脂相結合，而生成不溶性的化合物。因此，為了提高直接染料的耐洗、耐曬牢度，往往利用這個原理，采用陽荷性固色固色劑來進展固色。直接染料的運用性能分類A類：這類染料

23、的分子構造比較簡單，在染液中聚集傾向較小，對纖維的親和力低，在纖維內的分散速率較高，移染性好，容易染得均勻的色澤，食鹽的促染作用不很顯著，在常規(guī)的染色時間內，它們的平衡上染百分率往往隨著染色溫度的升高而降低。因此染色溫度不易太高，普通在7080染色即可。這類染料的濕處置牢度較低，普通僅適宜于染淡色。A類染料習慣上也成為勻染性染料，如直接凍黃GC.I.Direct Yellow 12便屬此類：CHNNCHSO3NaSO3NaNNOC2H5H5C2OB B類：這類染料的分子構造比較復雜，對纖維的親和力高，類：這類染料的分子構造比較復雜，對纖維的親和力高，分子中有較多水溶性基團，染料在纖維內的分散速率低，移染分子中有較多水溶性基團，染料在纖維內的分散速率低，移染性能較差，假設上染不勻，難以經過移染加以糾正。而食鹽等性能較差，假設上染不勻，難