染料基礎(chǔ)知識(shí)

染料基礎(chǔ)知識(shí)第1頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五二、染料的發(fā)展與分類1、染料的發(fā)展

天然染料（植物染料、礦物染料）合成染料（1856年英國(guó)珀金苯胺紫）偶氮染料（1862年起）直接染料（1884年剛果紅）靛藍(lán)（1879年）蒽醌類還原染料（1901年波蒽）第二次世界大戰(zhàn)后合纖的發(fā)展，合成了許多新的染料。Oeke-TexStandard100(生態(tài)紡織品標(biāo)準(zhǔn))第2頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五Oeke-TexStandard100

(生態(tài)紡織品標(biāo)準(zhǔn))1992年頒布，1997年、1999年修定，2002年新版。該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)紡織品上的有害物含量作出了明確規(guī)定。該標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)致癌染料、強(qiáng)致癌性芳香胺染料、致敏染料禁止在下列四類紡織品中使用。A直接與皮膚接觸的紡織品；B不與皮膚直接接觸的紡織品；C嬰幼兒用紡織品；D裝飾用紡織品。第3頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2、染料的分類（1）化學(xué)分類按染料分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)中特征基團(tuán)進(jìn)行分類?；瘜W(xué)分類共分8類。這一分類方法有利于掌握染料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及合成途徑，適用于染料生產(chǎn)者。①偶氮②蒽醌③靛類

④酞菁⑤硫化⑥甲川⑦三芳甲烷⑧雜環(huán)第4頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五偶氮染料

染料分子結(jié)構(gòu)中都含有偶氮基(-N=N-)，聯(lián)接芳環(huán)而成共軛體系（發(fā)色體系）。

1、品種最多，產(chǎn)量最大，色譜最全，占染料的總數(shù)60%以上，包括直接、活性、分散、酸性、陽(yáng)離子染料等。

2、按所含“-N=N-”的數(shù)目，可分為單、雙、多（三個(gè)以上）偶氮染料，其中單、雙偶氮類居多。普施安橙MX-G直接凍黃G第5頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五蒽醌染料

染料分子結(jié)構(gòu)中含蒽醌基本結(jié)構(gòu)

結(jié)構(gòu)類型較多,分子結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,數(shù)量上僅次于偶氮染料，約占染料總量的20%～30%，價(jià)格較高。分散紫還原藍(lán)RSN第6頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五靛類染料

1、靛藍(lán)結(jié)構(gòu)類染料分子結(jié)構(gòu)中含有靛藍(lán)基本結(jié)構(gòu)。2、硫靛結(jié)構(gòu)類染料分子結(jié)構(gòu)中含有硫靛基本結(jié)構(gòu)。

靛藍(lán)還原紅5B第7頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五酞氰染料酞氰染料品種不多，多為色澤鮮艷的翠藍(lán)和綠色等，日曬牢度特別優(yōu)良，可達(dá)八級(jí)。酞氰染料的結(jié)構(gòu)是由4個(gè)1，3-二亞氨基二氫異吲哚單體縮合而成的環(huán)狀化合物，簡(jiǎn)寫PC。PC可以和Cu，F(xiàn)e，Mn，Cr，Co等絡(luò)合形成CuPC，F(xiàn)ePC等。酞菁酞菁藍(lán)第8頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五硫化染料

硫化染料的分子具有較復(fù)雜的含硫結(jié)構(gòu)，因?yàn)槠渲圃焓怯煞及坊蚍宇惣恿蚧腔蚨嗔蚧c經(jīng)熔融硫化而成，其結(jié)構(gòu)目前仍未確定。據(jù)推測(cè)，硫化染料分子結(jié)構(gòu)可能含有多硫鍵、噻唑，噻蒽和吩噻嗪酮等結(jié)構(gòu)。硫化染料的品種不多，主要是藍(lán)、黑、棕，但成本低，用量很大。第9頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五甲川染料染料的發(fā)色體系依靠碳原子的單雙鍵結(jié)構(gòu)形成共軛體系。染料的主要品種是陽(yáng)離子染料和分散染料，例：陽(yáng)離子艷紅5GN和分散堅(jiān)牢黃。分散堅(jiān)牢黃第10頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五三芳甲烷類染料染料分子中含有三芳甲烷結(jié)構(gòu)（三個(gè)芳基連結(jié)在一個(gè)碳原子上），包括堿性和陽(yáng)離子染料的紅、紫、藍(lán)等。如堿性藍(lán)G。這類染料色澤鮮艷，但在棉上日曬牢度較差，耐酸堿性能差。在分子上引入磺酸鈉基，也可成為酸性染料，如酸性湖藍(lán)V。

酸性湖藍(lán)V三芳甲烷第11頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五雜環(huán)染料結(jié)構(gòu)有：呫噸、吖啶、吖嗪、噻嗪呫噸吖啶吖嗪噻嗪第12頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（2）應(yīng)用分類按染料的應(yīng)用特點(diǎn)進(jìn)行分類。應(yīng)用分類目前主要有11類。染料主要應(yīng)用類別這一分類方法有利于掌握染料的應(yīng)用特點(diǎn)，適用染料使用者。①直接染料②活性染料③還原染料④可溶性還原染料⑤硫化染料⑥不溶性偶氮染料酸性染料酸性媒染染料酸性含媒染料分散染料陽(yáng)離子染料棉用染料毛用染料滌用染料腈用染料第13頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

染料應(yīng)用類別及其主要性能

第14頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

染料應(yīng)用類別及其主要性能

(續(xù)表)第15頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五三、染料的命名1、冠稱即染料應(yīng)用類別的名稱。故又稱屬稱或?qū)倜?/p>

（1）普通屬名

即共用的類別名稱。

如直接、活性、酸性染料等

（2）專用屬名染料制造廠家專用的類別名稱。

注：同一類別的染料，不同廠家有不同的專用屬名。方法：三段命名法冠稱+色稱+尾注=活性染料Pricion（卜內(nèi)門）Cibacron（汽巴）Sunfix（五榮）Sumifix（住友）Remazol（赫斯特）Levafix（拜耳）第16頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2、色稱即染料上染纖維后所得染品顏色的名稱。（1）物理色詞：紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫、黑等；（2）自然現(xiàn)象色詞：天藍(lán)、海藍(lán)、湖藍(lán)、金黃等；（3）動(dòng)物色詞：鼠灰、駝色等；（4）植物的名稱：橘紅、桃紅、玫紅、草綠等。

為區(qū)分色彩上的差異，可在色詞前加上適當(dāng)?shù)男揎椩~，如，老、嫩、深、淺、亮、暗、艷等。第17頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五3、尾注即對(duì)染料的性能加以說(shuō)明。常用英文字母表示。（1）說(shuō)明染料的色光、用途等

B表示帶藍(lán)光或青光；

R表示帶紅光；

V表示帶紫光

G表示帶綠光；

Y表示帶黃光

L表示耐光性好；

D表示適用于染色；或表示色澤稍暗；

P表示適用于印花或染紙。第18頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（2）表示染料的濃度和力份等

濃度：conc-----------表示濃

H.C.-----------表示高濃

ex.conc-------表示特濃

Double--------表示雙倍濃

力份：

染料生產(chǎn)廠家以某一質(zhì)量分?jǐn)?shù)作為力份標(biāo)準(zhǔn)（力份視為100%），與其相比而確定的相對(duì)濃度。

染料力份是一個(gè)相對(duì)值，不是染料含量的絕對(duì)值，它是將標(biāo)準(zhǔn)染料的力份定為100%，與標(biāo)準(zhǔn)染料在相同條件下染色，若染得色澤深淺相同時(shí)所需要的染料量為標(biāo)準(zhǔn)染料量的0.5倍，則力份為200%，若是2倍，則力份是50%。所以工廠對(duì)每批商品染料要加以檢驗(yàn)，標(biāo)定力份，如：50%、100%、200%等。第19頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（3）表示染料的物理狀態(tài)

pdr表示粉狀

pf表示細(xì)粉狀

s.f.表示超細(xì)粉狀

gr表示顆粒狀

paste表示漿狀

liq.表示液狀

p.f.f.d表示染色用細(xì)粉狀

p.f.f.p表示印花用細(xì)粉狀第20頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五四、

染料的顏色及其影響因素（一）染料的顏色（二）影響染料顏色的因素第21頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（一）染料的顏色

1、染料顏色的形成（1）光與色染料的顏色是染料對(duì)光的作用在人們視覺上的反映。光是一種電磁波，不同的光具有特定的波長(zhǎng)和頻率。人們視覺能感知僅為可見光，其波長(zhǎng)為380～780nm。

太陽(yáng)光經(jīng)三棱晶折射后能產(chǎn)生一條連續(xù)的有色光譜。第22頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五電磁波譜圖：第23頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五太陽(yáng)光色散互補(bǔ)色光光的互補(bǔ)兩種特定波長(zhǎng)的光按一定強(qiáng)度比例混合，能成為白光。第24頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五各種波長(zhǎng)的光的光譜色及其補(bǔ)色

光的波長(zhǎng)（nm）光譜色

補(bǔ)色380～435紫黃綠435～480藍(lán)黃480～490綠藍(lán)橙490～500藍(lán)綠紅500～560綠紫和紫紅560～580黃綠紫580～595黃藍(lán)595～605橙綠藍(lán)605～780紅藍(lán)綠第25頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五十二色相環(huán)第26頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（2）物體色的形成物體的顏色是物體對(duì)光的作用在人們視覺上的反映。物體吸收了某種波長(zhǎng)的光線而表現(xiàn)出其補(bǔ)色的顏色。物體對(duì)光（可見光）非選擇性吸收，呈現(xiàn)為消色；物體對(duì)光（可見光）選擇性吸收，呈現(xiàn)為彩色。消色彩色第27頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2、染料顏色的基本特征

定量描述物體的顏色----色的三要素色調(diào)：較確切表示某種顏色色別的名稱。區(qū)別顏色的深淺。（單色取決于最大吸收波長(zhǎng)、混色取決于相對(duì)含量）純度：彩色和消色成分比例。區(qū)別顏色鮮艷度。（單色光最高，白、灰、黑最低。）亮度：有色物體反射光的強(qiáng)度。區(qū)別顏色的濃、淡。（反射率高，亮度也高。）如：翠藍(lán)色調(diào)（λmax）500nm

純度30%

亮度32%

除上述數(shù)值外，還可以采用標(biāo)準(zhǔn)色圖比色法來(lái)命名，如孟塞爾法、奧斯瓦德法等。第28頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五3、染料的發(fā)色理論

經(jīng)典發(fā)色理論近代

發(fā)色理論發(fā)色理論第29頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（1）經(jīng)典發(fā)色理論1888年有人提出醌構(gòu)理論，即有色有機(jī)化合物分子中含有鄰醌基或?qū)︴纬傻慕Y(jié)構(gòu)。1865年引入了苯環(huán)的概念；1868年提出了將色素的顏色和化學(xué)結(jié)構(gòu)聯(lián)系起來(lái)，認(rèn)為顏色和不飽和性有關(guān)；1876年提出發(fā)色團(tuán)學(xué)說(shuō)，認(rèn)為有色化合物必須含有一種可能產(chǎn)生顏色的基團(tuán)，這些基團(tuán)可稱為發(fā)色基團(tuán)，都是一些不飽和基團(tuán)，例如：第30頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五僅從現(xiàn)象上對(duì)染料的發(fā)色作了解釋，并沒有從本質(zhì)上對(duì)此進(jìn)行說(shuō)明。經(jīng)典發(fā)色理論的缺陷經(jīng)典發(fā)色理論的結(jié)論染料分子中均含有發(fā)色團(tuán)（或發(fā)色體）和與其相聯(lián)的助色團(tuán)，其中發(fā)色團(tuán)為不飽和共軛體系；助色團(tuán)為極性基團(tuán)。第31頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（2）近代發(fā)色理論染料產(chǎn)生顏色是跟染料分子軌道中電子的躍遷有關(guān);染料分子受到光照后,分子中的電子吸收光能，就能從“基態(tài)”躍遷“激發(fā)態(tài)”;

電子激發(fā)態(tài)與電子基態(tài)間的能量差稱為電子躍遷能;當(dāng)入射光的光子能量正好等于電子躍遷能時(shí)，這一光子的能量就能被電子吸收，完成電子的躍遷。

△E=E1-E0=hc/第32頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五電子躍遷*躍遷產(chǎn)生的吸收鋒在150nm附近；*，n*

躍遷產(chǎn)生的吸收鋒在200nm附近；n*躍遷產(chǎn)生的吸收鋒在200～400nm范圍內(nèi)。E∏*∏|σnnσ*σ*∏*第33頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五染料分子基態(tài)到激發(fā)態(tài)的能級(jí)差（5.2×10-19-2.5×10-19j）與可見光波長(zhǎng)（380～780nm）相對(duì)應(yīng)，所以染料可以吸收可見光的光子能量進(jìn)行躍遷。染料對(duì)可見光進(jìn)行選擇性吸收，使染料呈現(xiàn)了顏色。E=hc/光子所具有的能量與其頻率成正比，即與波長(zhǎng)成反比。第34頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五4、染料溶液對(duì)光的吸收定律lg(I0/I)=ε·d·c

I0

—入射光強(qiáng)度；

I

—出射光強(qiáng)度；

c

—溶液濃度；

d

—光線通過(guò)溶液時(shí)通道長(zhǎng)度，cm；ε—摩爾消光系數(shù)或摩爾吸收率；lg(I0/I)—稱為消光度（E）或光密度（D）或吸光度（A）。染料溶液對(duì)光的吸性程度與光的性質(zhì)、染液的濃度和光透過(guò)染液液層的厚度有關(guān)。（1）Lambert–Beer定律第35頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（2）染液的吸收光譜曲線當(dāng)我們用不同波長(zhǎng)的光照射染料稀溶液（c、d等于常數(shù)），測(cè)得一系列的摩爾吸光系數(shù)ε，如用入射光波長(zhǎng)作橫坐標(biāo)，ε作縱坐標(biāo)，可得一吸收光譜曲線。它是染料的一種特征曲線。

深、淺色效應(yīng)濃、淡色效應(yīng)λmax1λmax2εmax1εmax1第36頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五孔雀綠的吸收光譜孔雀綠：吸收帶在紅光區(qū)和紫光區(qū)第37頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五孔雀綠彩釉碗（明正德）第38頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五表征：吸收波長(zhǎng)測(cè)量：U/VSpectrophotometer原理：Lambert-Beer

方程（3）染液濃度的測(cè)定第39頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五（二）影響染料顏色的因素1、共軛雙鍵的數(shù)目2、共軛體系內(nèi)的極性基團(tuán)3、分子的離子化4、染料分子的共平面性5、染料內(nèi)絡(luò)合物的生成染料結(jié)構(gòu)外界條件的影響1、溶劑或介質(zhì)（極性、pH值）2、染料濃度3、溫度4、光照影響因素=外界條件光源視覺+++染料分子結(jié)構(gòu)的影響第40頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五共軛雙鍵越長(zhǎng)，共軛體系越大，則選擇吸收的光線波長(zhǎng)也越長(zhǎng)，產(chǎn)生深色效應(yīng)．如：1、共軛雙鍵的數(shù)目(CH=CH)nn=1無(wú)色n=2黃色n=3橙色n=4紅色第41頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2、共軛體系內(nèi)的極性基團(tuán)共軛體系的兩端，若存在極性基團(tuán)（強(qiáng)的供、吸電子基團(tuán)）時(shí)，吸收光量子向長(zhǎng)波方向移動(dòng)，產(chǎn)生深色效應(yīng)。如：max255268275315顏色逐漸加深第42頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五3、分子的離子化化合物在介質(zhì)的作用下發(fā)生離子化，生成電荷，使供電子基團(tuán)的供電子性或吸電子基團(tuán)的吸電子性加強(qiáng)，吸收光譜向長(zhǎng)波方向移動(dòng)，產(chǎn)生深色效應(yīng)。如：第43頁(yè)，共50頁(yè)，2023年，2月20日，星期五4、分子的共面性和對(duì)稱性當(dāng)分子和所有的基團(tuán)都處于同一平面和對(duì)稱時(shí)，共軛效應(yīng)才能得到