染整概論(第7章3)

染料化學(xué)之第七章纖維素纖維染色用染料第七章纖維素纖維染色用染料§7.3活性染料一、活性染料簡介二、活性染料的活性基三、活性染料的母體結(jié)構(gòu)四、活性染料的成鍵穩(wěn)定性五、用于蛋白質(zhì)纖維與合成纖維染色的活性染料第七章纖維素纖維染色用染料一、活性染料簡介1、活性染料的結(jié)構(gòu)特點活性染料的結(jié)構(gòu)分兩個部分：染料母體、活性基。第七章纖維素纖維染色用染料染料母體：發(fā)色體系——使染料具有一定的顏色；水溶性基團——使染料易溶于水，呈單分子狀態(tài)。活性基：具有與纖維反應(yīng)的能力。連接基——連接活性基和染料母體；離去基——在反應(yīng)中被纖維分子取代而脫離染料；取代基——可以影響活性基的活性。第七章纖維素纖維染色用染料2、染色過程上染、固色、皂煮。3、活性染料的一般特點色譜齊全，染料母體可以用偶氮、蒽醌、酞菁等各種結(jié)構(gòu)類型；濕處理牢度高，勻染性好；價格較低；染色方法簡單；適用纖維：纖維素纖維，也用于蛋白質(zhì)纖維、錦綸；缺點：儲存穩(wěn)定性差，某些品種日曬、耐氣候牢度差，染料利用率低，造成浪費、污染。返回第七章纖維素纖維染色用染料二、活性基1、構(gòu)成活性基的條件可以與纖維反應(yīng)，形成共價鍵纖維素纖維：親核進攻：活性基上應(yīng)有較集中的正電荷在堿性水溶液中有一定的穩(wěn)定性

OH-也有親核進攻的能力，一些活性基與OH-反應(yīng)而失去活性，成為水解染料，造成浪費和污染。不損傷纖維；染料與纖維的成鍵有一定的穩(wěn)定性。第七章纖維素纖維染色用染料2、活性基的種類鹵代含氮雜環(huán)類含負性基的烷基類其它活性基雙官能團類3、鹵代含氮雜環(huán)類活性基4、含負性基的烷基類活性基返回第七章纖維素纖維染色用染料(1)鹵代均三嗪

二氯均三嗪(X型)一氯均三嗪(K型)單煙酸三嗪型(R型)(2)鹵代嘧啶(3)其它含氮雜環(huán)活性基

二氟一氯嘧啶(F型)三氯嘧啶2，3-二氯喹惡啉返回第七章纖維素纖維染色用染料乙烯砜型

-乙基砜硫酸酯（KN型）-乙基磺酰胺硫酸酯-N-甲基-乙基磺酰胺硫酸酯

-(N-甲基--磺酸乙胺基)硫酸酯返回第七章纖維素纖維染色用染料其它：-溴丙烯酰胺（毛用PW）-氯乙烯砜膦酸酯型返回第七章纖維素纖維染色用染料雙活性基：雙一氯均三嗪型雙側(cè)型架橋型KE型活性染料第七章纖維素纖維染色用染料兩個不同活性基團M型、B型活性黃M-2RE、活性黃B-4RFN返回第七章纖維素纖維染色用染料三、活性染料的母體結(jié)構(gòu)1、活性染料母體結(jié)構(gòu)的特點共軛發(fā)色體系:偶氮、蒽醌、絡(luò)合結(jié)構(gòu)直接性：不要太高——染料通過共價鍵與纖維結(jié)合，不需要太高的直接性；染色后容易洗除水解染料核未反應(yīng)染料；提高勻染性。不能太低——染色過程是二相反應(yīng)，先要上染纖維，才能與纖維反應(yīng)，提高上染百分率。染料母體一般以酸性染料結(jié)構(gòu)為主，但不限于此。第七章纖維素纖維染色用染料水溶性基團：提高勻染性；易洗滌；對牢度影響不大；水溶性基團比例較高，母體與活性基上均可帶。2、活性染料母體結(jié)構(gòu)分類偶氮類：單偶氮結(jié)構(gòu)為主：黃、橙、紅色雙偶氮結(jié)構(gòu)：棕色連接金屬絡(luò)合結(jié)構(gòu)：紫、深藍、黑色直接染料結(jié)構(gòu)：一般為雙活性基活性染料，直接性大，濕牢度差，容易沾色。連接第七章纖維素纖維染色用染料蒽醌類：艷藍溴氨酸為中間體，4位氨基上引入活性基；耐光牢度好

連接酞菁結(jié)構(gòu)：翠藍色澤鮮艷，耐光牢度好formazan結(jié)構(gòu)：鮮艷深藍色澤鮮艷，耐光牢度好連接返回第七章纖維素纖維染色用染料活性染料活性黃M-2RE（單偶氮結(jié)構(gòu)）活性深藍M-2GE、活性深藍B-2GLN（雙偶氮結(jié)構(gòu)）返回第七章纖維素纖維染色用染料活性染料活性艷藍KN-R（蒽醌結(jié)構(gòu)）返回第七章纖維素纖維染色用染料活性染料活性藍M-BRE返回第七章纖維素纖維染色用染料2、各類活性基的成鍵穩(wěn)定性二氯均三嗪（X型）與纖維結(jié)合有以下三種類型，其中以第二種為主。

ⅠⅡⅢⅠ：堿性條件下電子云密度較低，易水解；酸性條件下，-N=不易吸收H+，較穩(wěn)定。Ⅱ：堿性條件下比穩(wěn)定，但也能水解；酸性條件下，較易吸收H+，很不穩(wěn)定。Ⅲ：最穩(wěn)定，但所含比例較少。第七章纖維素纖維染色用染料一氯均三嗪（K型活性染料）酸性條件下，沒有烯醇式互變，穩(wěn)定性較高；堿性條件下，比-OH供電子能力強，所以也比X型穩(wěn)定。第七章纖維素纖維染色用染料二氟一氯嘧啶（F型活性染料）由于只有兩個N原子，C上的正電荷較少，染料與纖維反應(yīng)后，=C-上的電子云密度較高，具有比較良好的成鍵穩(wěn)定性。在酸堿性條件下均比均三嗪穩(wěn)定。第七章纖維素纖維染色用染料-乙基砜硫酸酯（KN型活性染料）耐酸不耐堿。結(jié)論：堿性條件下：FKX~KN酸性條件下：KN~FKX第七章纖維素纖維染色用染料五、用于蛋白質(zhì)纖維與合成纖維染色的活性染料1、蛋白質(zhì)纖維上活性染料染色的特點蛋白質(zhì)纖維的染色條件蛋白質(zhì)纖維耐酸不耐堿，以中性或弱酸性條件下染色為好，盡量避免在強堿性條件下染色。羊毛含有鱗片層，要求染色溫度要高，否則染料難以擴散到纖維內(nèi)部；蠶絲也比較緊密。酸性條件下，染料可以離子鍵與纖維結(jié)合，親和力較大，擴散較慢，勻染性差。對染料的要求：活性染料的活性基能在酸性、中性條件下反應(yīng)，在酸性條件下不易水解。反應(yīng)不要太快，提高擴散性，勻染性。第七章纖維素纖維染色用染料親核試劑：纖維上親核進攻的取代基羊毛：—SH反應(yīng)性最強；—S—S——SH（巰基）

—NH2反應(yīng)性次之；

—OH需要在堿性條件下，形成—O-，才能反應(yīng)。其中：—NH2的含量最高，最為重要。蠶絲：—SH極少，—NH2的含量也較羊毛少得多，所以活性較低，要求采用活性較高的活性基。由于主要反應(yīng)基是—NH2

，所以可在中性或酸性條件下發(fā)生固色反應(yīng)。第七章纖維素纖維染色用染料固色率要求由于酸性條件下，染料與纖維可以離子鍵形式結(jié)合，所以水解染料或未反應(yīng)染料產(chǎn)生的浮色比纖維素纖維上的難以洗去，造成染色牢度下降，要求染料與纖維之間的固色率要高。第七章纖維素纖維染色用染料2、各類活性基的使用情況均三嗪型活性染料

X型：不能在高溫下染色，不適合用于羊毛染色，可在尿素、醋酸的羊毛溶脹劑存在下，在低溫染色；用于蠶絲染色時，固色率很低，類似于酸性染料上染蠶絲纖維。K型：在pH=4~5時上染羊毛，固色率可達60%；上染蠶絲時，為提高固色率，可加催化劑，pH=7.3~7.6。第七章纖維素纖維染色用染料乙烯砜型活性染料KN型反應(yīng)時，第一步消除反應(yīng)常需OH-，pH=6.5~7時反應(yīng)較快。二氟一氯嘧啶類由于引入了F，反應(yīng)活性大大提高，此類活性基在酸性條件下有較高的水解穩(wěn)定性，同時兩個-F都可以與蛋白質(zhì)上氨基反應(yīng)，類似雙官能團染料，有很高的固色率，羊毛上可達93%，且成鍵穩(wěn)定性高。第七章纖維素纖維染色用染料-溴代丙烯酰胺一類專用于蛋白質(zhì)纖維的活性染料，具有雙活性基染料的特點，對蛋白質(zhì)纖維兼有親核加成和親核取代兩種反應(yīng)，最終與纖維形成環(huán)狀結(jié)合形式。這類染料在酸性條件下很穩(wěn)定，反應(yīng)活性較低，勻染性很好，在較高溫度下染色，羊毛上固色率達93%，蠶絲上為85%，染色pH=4.0~5.5。第七章纖維素纖維染色用染料N-甲基牛膽酸鈉鹽與乙烯砜的加成衍生物這類染料在pH=5~6，溫度為80℃以上時，會逐漸放出乙烯砜，與纖維反應(yīng)。由于活性基放出乙烯砜的速度較慢，染料緩慢地逐步與纖維反應(yīng)，所以染料的勻染性較好，固色率也較高。第七章纖維素纖維染色用染料3、用于滌棉混紡織物的活性染料即適用于分散活性一浴法染色的活性染料染色條件：高溫、中性~弱酸性條件。染料要求：活性基有很高的反應(yīng)活性（此條件下纖維素不能形成Cell-O-）；在中性~弱酸性條件下較穩(wěn)定。適宜染料：二氟一氯嘧啶、喹惡啉，可在酸性條件下固色，固色率達80%；單煙酸三嗪型(R型）具有較高的活性，適于一浴法染色；膦酸基型可在酸性條件下（pH=5.5~6.5）經(jīng)高溫焙烘脫水成膦酸酐，再與纖維素反應(yīng)；連接疊氮類

連接第七章纖維素纖維染色用染料4、用于錦綸織物的活性染料F型等活性染料：由于纖維分子中-NH2含量較少，濃色難染。不溶性活性染料：活性基：-氯--羥丙基特點：可以以分散染料的形式上染，然后與纖維上的端氨基反應(yīng)，形成共價鍵結(jié)合，有很好的勻染性和濕牢度。暫溶性活性染料：活性基：-乙基砜硫酸酯特點：借助硫酸酯鈉鹽的水溶性溶于水，象酸性染料上染，再與纖維反應(yīng)，脫去硫酸酯基，形成分散染料結(jié)構(gòu)。