染料與顏料概述課件

1、1染料與顏料2 中國(guó)古代色彩技術(shù)3中國(guó)傳統(tǒng)染料植物種類繁多 梔子 茜草藍(lán)草紅花紫草柞樹(shù)4青出于藍(lán)勝于藍(lán) 藍(lán)草浸泡水解吲哚酚吲哚酮縮合藍(lán)淀酒糟氫化酶還原吲哚酚石灰（提供堿性）靛白隱色鹽靛藍(lán) 5無(wú)機(jī)顏料無(wú)機(jī)顏料中最早使用的是赭石，之后如尚書(shū)中所載“黑土、白土、赤土、青土、黃土”逐漸開(kāi)始使用，赤土如朱砂，黃土如石黃（分雄黃、雌黃），青土如石青、石綠（即孔雀石），白土如堊土、鉛粉、白云母等，黑土主要是墨及黑色礦石。 6各種礦物顏料朱砂雄黃赤鐵礦石綠石青7傳統(tǒng)染色技術(shù)和色彩文化的主體在先秦時(shí)期就已經(jīng)形成8蠟 染 9蠟染 蠟染實(shí)際上應(yīng)該叫“蠟防染色”，它是用蠟把花紋點(diǎn)繪在麻、絲、棉、毛等天然纖維織物上，然

2、后放入適宜在低溫條件下染色的靛藍(lán)染料缸中浸染，有蠟的地方染不上顏色，除去蠟即現(xiàn)出因蠟保護(hù)而產(chǎn)生的美麗的白花。如果僅僅是藍(lán)地白花也不算稀罕，那和藍(lán)印花布沒(méi)什么兩樣。蠟染的靈魂是“冰紋”，這是一種因蠟塊折疊迸裂而導(dǎo)致染料不均勻滲透所造成的染紋，是一種帶有抽象色彩的圖案紋理。 10一.染料的相關(guān)知識(shí)染料的概念：能使其他物質(zhì)獲得鮮明而牢固色澤的一類物質(zhì)。有顏色且可以在纖維上染色。11.1 概述 染料的應(yīng)用主要有三個(gè)途徑：第一是染色，即染料由外部進(jìn)入到被染物的內(nèi)部，從而使被染物獲得顏色；第二是著色，即在物體形成最后固體形態(tài)以前，將染料分散于組成物中，成型后得到有顏色的物體；第三是涂色，即借助于涂料作用，

3、使染料附著于物體表面，使物體表面著色。111. 染料的分類染料的分類二.染料的分類與命名酸性染料中性染料直接染料還原染料分散染料活性染料冰染染料硫化染料陽(yáng)離子染料等(1). 根據(jù)染料的應(yīng)用性能分類12染料的分類(2). 按染料的結(jié)構(gòu)分類偶氮染料蒽醌染料硝基和亞硝基染料靛族染料硫化染料芳甲烷類染料菁系染料酞菁染料雜環(huán)類染料13說(shuō)明：冠稱表示染料的應(yīng)用類別和性質(zhì)，又稱屬名；色稱表示染料的基本顏色；詞尾也稱尾注，用于補(bǔ)充說(shuō)明染料的性能或色光和用途，常用字母表示。例：酸性媒染藍(lán)黑B 冠稱 + 色稱 + 詞尾2. 染料的命名:14色稱采用30個(gè)色澤名稱：嫩黃、黃、深黃、橙、大紅、紅、桃紅、攻瑰、品紅、紅

4、紫、棗紅、紫、翠藍(lán)、湖藍(lán)、艷藍(lán)、深藍(lán)、艷綠、綠、深綠、黃棕、紅棕、棕、深棕、橄欖、橄欖綠、草綠、灰、黑。色澤(光)的形容詞，采用“嫩”，“艷”、“深”三個(gè)詞，詞尾采用B、G、R 等字母標(biāo)志色譯。B為藍(lán)，G為黃，R為紅。詞尾中表示色光及性能的字母如下：C耐氯,棉用，I還原染料堅(jiān)牢度，K冷染，L耐光牢度較好，M混合，N新型，P適用于印花，T深等，X高濃度153. 商品化染料合成的染料原藥經(jīng)過(guò)混合、研磨，加入一定量的填充劑和助劑加工成商品染料，這一標(biāo)準(zhǔn)化過(guò)程稱染料商品化。常在染料中加入一定的助劑，如黧稀釋劑、潤(rùn)濕劑、擴(kuò)散劑、穩(wěn)定劑、助溶劑、軟水劑等。4. 染料索引（CI）染料索引(Colour In

5、dex，CI)是英國(guó)染色協(xié)會(huì)(SDC)和美國(guó)紡織化學(xué)協(xié)會(huì)(AATCC)匯編了國(guó)際染料、顏料品種合編出版的索引。借助CI，可方便地查閱染料的結(jié)構(gòu)、色澤、性能、來(lái)源和染色牢度等參考內(nèi)容。16染色牢度指染色后的物品在使用和后加工過(guò)程中，經(jīng)受外界各種因素的作用，保持染料原來(lái)色澤的能力。 染色牢度分使用過(guò)程中和后加工過(guò)程中的染色牢度兩大類。使用過(guò)程中的染色牢度又分：耐洗牢度汗?jié)n牢度摩擦牢度耐光牢度煙褪色牢度11.2 染料染色牢度及耐久性 17顏色的概念： 人們對(duì)物體物理性質(zhì)的一種感覺(jué)，這種感覺(jué)的產(chǎn)生是由于物體選擇反射可見(jiàn)光，被反射的各單色光以不同比例和不同強(qiáng)度射入眼，刺激了感色細(xì)胞，其分光刺激強(qiáng)度以脈沖

6、信號(hào)傳送給大腦所產(chǎn)生的一種綜合反映。顏色視覺(jué)有三個(gè)基本特征：色調(diào)（色相）、純度（飽和度）、亮度（明度）。11.3 顏色與染料染色 18色調(diào)指能夠較確切地表示各種顏色區(qū)別的名稱，是色與色之間的區(qū)別。以光譜色或光的波長(zhǎng)表示。亮度指人眼睛對(duì)物體顏色明亮程度的感覺(jué)，也即對(duì)物體反射光強(qiáng)度的感覺(jué)?？梢杂梦矬w表面對(duì)光的反射率來(lái)表示。純度指顏色的純潔性，它信賴于物體表面對(duì)光的反射選擇性程度?？捎妙伾胁噬煞趾拖煞值谋壤齺?lái)表示。192. 光譜色的范圍及其補(bǔ)色780nm203.染色：就是使染料通過(guò)化學(xué)或物理化學(xué)方式結(jié)合在織物纖維上，使織物具有一定色澤的全部加工過(guò)程。 纖維織物的染色過(guò)程，基本上要經(jīng)過(guò)表面吸附

7、、內(nèi)部擴(kuò)散、染料固著三個(gè)階段。4. 對(duì)紡織纖維織物了解 2111.4 常用染料簡(jiǎn)介1. 偶氮染料（azo dyes）結(jié)構(gòu)特征：含有 N=N 基團(tuán)22一.重氮化反應(yīng) 芳香族伯胺和亞硝酸作用生成重氮鹽的反應(yīng)稱為重氮化，芳伯胺常稱重氮組分，亞硝酸為重氮化劑。23二. 偶合反應(yīng) 芳香重氮族鹽和酚類、芳胺作用，生成偶氮化合物的反應(yīng)稱為偶合反應(yīng)。酚類、芳胺稱為偶合組分。242. 蒽醌染料(anthraquinone)結(jié)構(gòu)特征：含有 基團(tuán)或多環(huán)酮 。 253. 三芳甲烷染料（triarylmethane dyes） 結(jié)構(gòu)特征：三個(gè)芳基連在同一個(gè)C上?？兹妇G264. 酞菁染料（phthalo cyanide）

8、結(jié)構(gòu)特征：酞菁金屬絡(luò)合物 27菁系染料(cyanine dyes) 結(jié)構(gòu)特征：含甲川基（CH=）和氮雜環(huán)對(duì)稱菁不對(duì)稱菁陽(yáng)離子橙R2811.5 染料的結(jié)構(gòu)與發(fā)色染料的發(fā)色機(jī)理染料發(fā)色理論早期：不飽和鍵理論、發(fā)色團(tuán)和助色團(tuán)理論、醌型結(jié)構(gòu)理論現(xiàn)代：價(jià)鍵理論、分子軌道理論有機(jī)化學(xué)電子理論認(rèn)為，原子間鍵的性質(zhì)、電子流動(dòng)性和激化能的關(guān)系、分子結(jié)構(gòu)與顏色的關(guān)系存在某些規(guī)律。29顏色的發(fā)生是物質(zhì)分子中的電子發(fā)生 -* 和n- * 躍遷吸收可見(jiàn)光的結(jié)果. 躍遷類型有：-* ，-* ，n- * ,n- * .30有機(jī)染料一般包括發(fā)色團(tuán)和助色團(tuán)兩種基團(tuán)1）共軛體系與發(fā)色 分子共軛體系越大、-* 躍遷所需能量越小，m

9、ax發(fā)生紅移而顏色發(fā)生藍(lán)移（深色效應(yīng)）。2）取代基對(duì)發(fā)色的影響取代基的誘導(dǎo)、共軛作用：供電子基團(tuán)發(fā)生p- 共軛，共軛體系增大，顏色發(fā)生藍(lán)移；吸電子基團(tuán)對(duì)共軛體系的誘導(dǎo)作用，也可降低激發(fā)能使顏色加深。取代基的位阻效應(yīng)：與共軛體系的原子或基團(tuán)處在同一平面，發(fā)生深色效應(yīng)；反之，發(fā)生淺色效應(yīng)。2. 染料的結(jié)構(gòu)與發(fā)色31影 響 結(jié) 果3）金屬原子與染料的發(fā)色 金屬原子的引入可使染料分子的共平面性增加，一般發(fā)生深色效應(yīng)。323311.6 活性染料(reactive dyes)1. 概念：又稱反應(yīng)性染料，分子中含有能與纖維素中的羥基和蛋白質(zhì)纖維中的氨基發(fā)生反應(yīng)的活性基團(tuán)，染色時(shí)與纖維生成共價(jià)鍵，生成“染料-

10、纖維”化合物。34活性染料2. 結(jié)構(gòu)：母體和活性基團(tuán) 3. 分類（可根據(jù)母體與活性基團(tuán)分類）： 母體分類：偶氮型、蒽琨型、酞菁型等?；钚曰鶊F(tuán)分類: 均三嗪型、乙烯砜型、嘧啶型等。35364. 應(yīng)用：用于棉、麻、黏膠絲綢、羊毛等纖維及其混紡織物染色和印花。5. 特點(diǎn)：顏色鮮艷、均染性好、染色方法簡(jiǎn)便， 染色后耐洗牢度高 ，色譜齊全和成本較低。37幾種活性染料簡(jiǎn)介鹵代均三嗪活性染料D為染料母體R=Cl，二氯均三嗪染料，低溫染色；R=胺基或烷氧基，一氯均三嗪染料，高溫染色染色機(jī)理（生成染料纖維鍵）：383940鹵代二嗪活性染料噠嗪嘧啶哌嗪西噁啉酞嗪喹唑啉喹噁啉41乙烯砜型活性染料42多活性基活性染料

11、活性嫩黃M-5G活性紅KE-3B43硝基和亞硝基染料染料的分類結(jié)構(gòu)特征：含有硝基或亞硝基44靛族染料染料的分類結(jié)構(gòu)特征：含有 共軛基團(tuán)45 硫化染料染料的分類結(jié)構(gòu)特征：分子中含有S結(jié)構(gòu)或多硫結(jié)構(gòu)46芳甲烷類染料結(jié)構(gòu)特征：一個(gè)碳原子上連接幾個(gè)芳基結(jié)構(gòu)染料的分類47雜環(huán)化合物結(jié)構(gòu)特征: 含有不同雜環(huán)的有機(jī)化合物. 染料的分類48酸性染料 1.概念：一類在酸性染浴中進(jìn)行染色的染料。2. 分類：強(qiáng)酸性染料、弱酸性染料、酸性媒介染料、酸性絡(luò)合染料等。 3. 應(yīng)用：用于羊毛、蠶絲、棉綸等染色，也可用于皮革、紙張、墨水等方面 49概念：分子中不含有水溶性基團(tuán)的非離子染料，用分散劑將染料分散成極細(xì)顆粒而進(jìn)行染

12、色。分類：高溫型、中溫型、低溫型。應(yīng)用：用于滌綸、棉綸等合成纖維染色.特點(diǎn)：產(chǎn)品色澤艷麗、耐洗牢度優(yōu)良。 分散染料50還原染料1. 概念：分子中不含有水溶性基團(tuán)，染色時(shí)在堿性溶液中借助還原劑（保險(xiǎn)粉Na2S2O4）作用而使棉纖維染色的一類染料。2. 結(jié)構(gòu)特征：分子中含有兩個(gè)以上的羰基。3. 分類：靛類染料，蒽醌類染料等。51概念：在冰冷卻的條件下染色的一類染料。組成：重氮鹽（色基）和偶合組分（色酚） 冰染染料色酚先吸附在纖維上，在冰冷卻和弱酸性的條件下，重氮鹽與色酚發(fā)生偶合反應(yīng)。52 應(yīng)用: 用于棉織物的染色和印花. 特點(diǎn): 具有優(yōu)良的耐洗牢度、色譜齊全、顏色鮮艷、應(yīng)用方便、價(jià)格低廉，但摩擦牢

13、度不好53概念：能在中性和弱堿性介質(zhì)中加熱染色的一類染料。類型：偶氮、二苯乙烯、噻唑等；普通直接染料、直接耐曬染料等。特點(diǎn)：染料與纖維間以氫鍵和范德華力結(jié)合。 應(yīng)用：用于纖維、絲綢、棉紡、皮革、造紙等行業(yè)。直接染料 54染料應(yīng)是線型分子，使染料分子按長(zhǎng)軸方向平行地吸附在纖維軸上，最大限度地使范德華力發(fā)生作用。染料分子中占同一平面結(jié)構(gòu)部分范圍要大 ，染料分于具有延伸得共軛體系，共扼體系部分即呈共面性，平面型分子吸附在纖維表面上面積大而又緊密，二者間的范德華力也大。染料分子中可以形成氫鍵的基團(tuán)較多。直接染料分子結(jié)構(gòu)條件5556概念：溶于水，可電離出有色陽(yáng)離子的一類染料。類型：隔離型陽(yáng)離子染料、共軛

14、型陽(yáng)離子染料。結(jié)合方式：在水溶液中，通過(guò)離子鍵與具有酸性基團(tuán)的纖維染色。應(yīng)用：專門(mén)用于聚丙烯腈纖維染色。特點(diǎn)：色澤濃艷。陽(yáng)離子染料572. 染色過(guò)程：染色時(shí)，使用硫或硫化鈉等還原劑將不溶性的硫化染料還原為可溶性的隱色體鹽，上染纖維后，經(jīng)氧化顯色，恢復(fù)成不溶性染料而固著在纖維上。R-S-S-R R-SH + R-SHR-SH + R-SH + 2NaOH R-SNa +R-SNa + 2H2OR-SH + R-SH R-S-S-R 還原氧化硫化染料1. 概念：分子內(nèi)含有硫鍵的一類染料。3. 特點(diǎn)：顏色為黑、藍(lán)和草綠居多5811.7 功能染料功能染料(functical dyes)指具有特殊功能性

15、或?qū)Ｓ眯缘娜玖?。也稱為專用染料，其特殊功能與相關(guān)的光、熱、電、化學(xué)、生物學(xué)等學(xué)科交叉，應(yīng)用于高技術(shù)領(lǐng)域。光變色染料 能發(fā)生發(fā)色消色反應(yīng)?？勺鳛榉磸?fù)讀寫(xiě)和擦除的光盤(pán)記錄材料。壓、熱、光敏染料 靜電復(fù)印用染料非線性光學(xué)材料太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化用染料液晶染料59近紅外吸收染料壓熱敏染料60液晶顯示染料液晶是介于固態(tài)和液態(tài)之間的中介相態(tài)，即具有像液體一樣的流動(dòng)性和連續(xù)性，又具有像晶體一樣的各向異性，保留晶體的某種有序排列。6111.8 染料中間體苯系衍生物62H萘系衍生物63蒽系衍生物6411.9 染料研究染料的研究主要是開(kāi)發(fā)新品種和開(kāi)發(fā)功能染料。禁用偶氮染料代用品的研究 在致癌芳香胺中對(duì)染料工業(yè)影響最大的有聯(lián)

16、苯胺、聯(lián)大茴香胺、聯(lián)甲苯胺和對(duì)氨基偶氮苯等染料生產(chǎn)技術(shù)的開(kāi)發(fā)研究 如何充分利用先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)，研究新的合成路線和方法，盡快改進(jìn)落后的生產(chǎn)工藝。65一. 有機(jī)顏料概述1. 有機(jī)顏料概念和特點(diǎn)概念：不溶于水，也不溶于使用介質(zhì)，而以高度分散微粒狀態(tài)使被著色物著色的一類有色有機(jī)物。特點(diǎn)：品種繁多、色譜范圍廣、具有鮮艷的顏色和明亮的色調(diào)，具有較高的著色力，毒性小等優(yōu)點(diǎn)。11.10 有機(jī)顏料662. 有機(jī)顏料的分類 按顏色分類 按用途分類 按顏料特性分類 按分子中發(fā)色團(tuán)分類67按用途分類：涂料用、油漆用顏料油墨用顏料塑料、橡膠用顏料化妝品用顏料等J. Lenoir的分類，他把有機(jī)顏料分為15類。按分子中發(fā)

17、色基團(tuán)分類：偶氮類顏料酞菁類顏料色淀顏料稠環(huán)酮類顏料還原顏料等68二. 有機(jī)顏料的性能有機(jī)顏料品質(zhì)的檢測(cè) 包括顏料的細(xì)度；晶型；吸油量；水分、水溶物含量；pH值、耐酸/堿性。顏料的檢驗(yàn)著色力指著色劑以其本身的顏色影響整個(gè)混合物顏色的能力。遮蓋力指顏料涂于物體表面時(shí)，遮蓋該物體表面底色的能力。它等于底色完全被遮蓋時(shí)單位表面積(1m2)所需顏料的克數(shù)。耐遷移性指著色的橡膠、塑料等制品經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，表面發(fā)生浮色現(xiàn)象。69顏料的粒度對(duì)性能的影響 顏料粒子越小，比表面積越大，其著色力越高，而相對(duì)耐光度越差。顏料晶型對(duì)性質(zhì)的影響 顏料晶體大小和形態(tài)差異大時(shí)，會(huì)出現(xiàn)明顯的色光變動(dòng)。顏料顆粒的聚集和表面狀態(tài)

18、 有機(jī)顏料的顏料化 即把粗制顏料經(jīng)過(guò)化學(xué)、物理及機(jī)械處理，調(diào)整顏料粒子的大小、晶型和表面狀態(tài)，以讓其達(dá)到使用所需的規(guī)格。三. 顏料物理狀態(tài)與性質(zhì)的關(guān)系70混色就是顏色的混合，遵循加法混色和減法混色的基本原則。加法混色在人的視網(wǎng)膜上同時(shí)射入兩束或兩束以上顏色的光，產(chǎn)生與這些光的顏色不同的感覺(jué)，是色光疊加起來(lái)的效果。將紅、綠、藍(lán)三原色按一定比例混合，可得到白光，改變混合比例，可得到許多不同的顏色。減法混色把兩個(gè)或兩個(gè)以上的有色物體疊加在一起而產(chǎn)生與原有色物體不同的顏色。即白光照射有色物體后，從中減去被吸收的部分，其剩余光線混合的結(jié)果。四. 混色與顏料配色71加/減法混色圖品紅紅藍(lán)綠青黃白青綠黃藍(lán)紅

19、品紅黑(1) 加法混色圖(2) 減法混色圖72中國(guó)五色圖 古希臘四色說(shuō)白色紅色黃綠色黑色青赤黃黑白73 西白金中黃土 北黑水 南赤火 東青木五色與五行、五方的關(guān)系圖74功能性酞菁顏料喹吖啶桐顏料咔唑二噁嗪顏料五. 功能性有機(jī)顏料7576涂色：將顏料分散于成膜劑中，涂于物體表面，使其表面著色。著色：在物體形成最后的固態(tài)以前，將顏料混合分散于該物體的組成成分中，成形后得到有顏色物體。六. 主要用途77七. 具體應(yīng)用印墨 印墨是由顏料微細(xì)顆拉均勻分散在具有一定粘性的連結(jié)材料制成的，它主要用于印刷 。連結(jié)材料以往均用油類制成，故有“油墨”之說(shuō)。涂料原液著色染料(顏料) 將極細(xì)的顏料顆粒均勻地分散在各種化學(xué)纖維的紡絲液中，制得的有色纖維，不僅顏色均勻，而且牢度優(yōu)良。78 將顆粒極細(xì)的顏料混入合成樹(shù)脂、合成乳膠等作成的粘合劑中，用此色漿對(duì)織物進(jìn)行印花，經(jīng)供焙干燥后，粘合劑便形成一層很薄的色膜，將顏料牢固地粘著在纖維的表面，從而達(dá)到印花的目的，這一方法通稱為涂料印花。塑料著色 塑料的著色，均在壓塑成形之前，將顏料或染料均勻地混入成形前物料中。有機(jī)顏料可用分散介質(zhì)處理后加入成形