第十章活性染料

第十章活性染料§1引言§2活性染料的發(fā)展§3活性染料的結構及性能§4活性染料與纖維的染色機理§1引言活性染料的特點是在染料分子上有活性基團，活性基團能與纖維上的羥基、氨基等發(fā)生化學反應，生成共價鍵結合，此時染料與纖維合為一體，故又稱“反應性染料”。

優(yōu)點：色譜齊全，顏色鮮艷，成本較低，勻染性好，使用方便，耐洗和耐摩擦牢度好。缺點：耐光和耐氣候牢度一般不及還原染料，耐氯牢度較差，生成的共價健不耐酸堿水解。染色時染料會水解，使得染料的利用率較低。染色時無機鹽用量較大，影響廢水處理。§2活性染料的發(fā)展1956年---二氯均三嗪活性染料1957年---一氯均三嗪型活性染料1958年---乙烯砜型活性染料1959年---三氯嘧啶型活性染料1966年---a-溴代丙烯酰胺毛用活性染料1971年---二氟一氯嘧啶型活性染料1972年---雙活性基團的活性染料1976年---膦酸基為活性基團1980年---乙烯砜與一氯均三嗪雙活性基團的染料1984年---菸酸取代基的活性染料

活性染料的結構通式：S—D—B—ReS——水溶性基團，如磺酸基D——染料母體B——橋基，母體染料與活性基的連接基Re——活性基團§3活性染料的結構及性能一、活性染料的結構二、活性基團（一）活性基團的作用活性基團必須具備能與纖維進行共價結合的能力，即反應性?；钚曰鶊F與染料的穩(wěn)定性有關，尤其是儲存穩(wěn)定性。活性基團決定纖維印染加工的性質和條件?；钚曰Y構與染料的溶解度、直接性及擴散性等也有一定的關系。

（二）活性基團的分類1．鹵代雜環(huán)類主要有鹵代均三嗪和鹵代嘧啶兩類。（1）鹵代均三嗪類活性染料三氯均三嗪（或稱三聚氰氯），是制備這類染料的重要原料，工業(yè)上制備的方法主要有兩種，即氰化鈉和氫氰酸法。合成反應為：

NaCN+Cl2CNCl+NaCl或HCN+Cl2CNCl+HCl

a)二氯均三嗪類活性染料

簡寫為

這類染料我國稱為X型（英國ICI：ProcionMX型），反應比較活潑，一般在30~40℃固色，又稱為普通型或冷染型（低溫型）活性染料。

（ⅱ）偶氮型

活性艷紅X-B

合成：（?。┹祯?/p>

活性艷藍X-BR

b)一氯均三嗪類活性染料

簡寫為

R為－NH2、、、、－OCH3等親核試劑。這類染料我國稱為K型（英國ICIProcionH；瑞士汽巴-嘉基為Cibacron，反應性較X型低，一般在85-95℃下固色，所以又稱為熱固型（高溫型）活性染料。合成：（?。⒍染夯钚匀玖虾瓦m當的芳胺Ar-NH2反應。如：（ⅱ）將芳二胺和一分子三聚氰氨縮合后，經重氮化、偶合制成二氯均三嗪活性染料后，再和適當的芳胺反應（見P394-395）。簡寫為

c)一氟均三嗪類活性染料汽巴-嘉基生產的CibacronF類染料，包括各種類型的母體。適用于40-45℃染色，反應性較一般Cibacron染料為高，僅次于ProcionMX染料，并能很快達到竭染，獲得很好的固色效果，染料的溶解性好，滲透性高，有很好的勻染性，浮色也易洗去。由于這類染料擁有較高的反應性，故在冷軋堆染色時，其堆置時間可大大縮短。d)菸酸均三嗪類活性染料日本化藥公司為滌棉混紡織物一浴法染色而生產了Kayacelon系列染料，其中KayacelonReactCN型染料是一種將一氯均三嗪活性染料用菸酸（維生素PP）取代氯后，成為吡啶季胺鹽結構的活性染料。國產R型活性染料是同一活性基。這類染料可在中性介質中于110-130℃固色（不需堿性介質固色），可以和分散染料同浴染滌/棉混紡織物。例如：KayacelonReactCN－3B（2）鹵代嘧啶類活性染料

這也是一類較為重要的活性染料，活性基為鹵代嘧啶基，根據嘧啶環(huán)中的鹵素原子的種類和數目又可分為三氯、二氯、一氯以及氟代嘧啶等幾類。嘧啶（1,3-二氮苯）結構：四個氫原子均可被鹵素取代，生成鹵代嘧啶。由于嘧啶雜環(huán)中含有兩個電負性比碳強的氮原子，而使環(huán)上碳原子的電子云密度降低，因此與2，4，6位碳原子相連的鹵原子具有一定的活潑性。2，4，5，6-四氯嘧啶，6位氯原子最活潑，首先與染料母體縮合，生成2，4，5-三氯嘧啶型活性染料，2，4位可與纖維反應，5位氯原子最不活潑，較難與纖維反應。三氯嘧啶活性染料是較早的嘧啶類活性染料，反應性差，現在用得較少。為了提高嘧啶類活性基的活潑性，可采用F代替Cl，現在用得較多，也比較重要的是二氟一氯嘧啶類活性染料。國產F型活性染料，國外如DrimareneR.K,LavafixPA.EA,Reactolan,Verofix等。（3）運喹啉晴型活拋性基2,營3-二氯刷喹噁償啉類（4）榆其它芝鹵代紙雜環(huán)概類：如：1,釘4-二氯裹酞嗪弱類So加li淘da蹦zo震l（德國CF型M）由于6位引盾入酰守胺基扛，通米過共架軛效風應，便是2位上獸碳原辜子電烘子云現密度泉降低倒較多犁，2位氯曉原子舟具有犧較高確的活修潑性墨，適忙合40溫-5條0℃染色巖。商郊品染棕料有Le糧va鏈fi勤xE（Ba睡ye云r）及Ca尤va學li曬te（Du朱po炸nt）。2．乙熊烯砜襖類這類斗活性俯染料抗大都穗含有乙烯筑砜基-S勝O2CH漸=C做H2，由于禿其高宇度的壤化學族活潑病性，興棉用捏乙烯堵砜活沃性染倡料均欣不直邪接采銳用乙矛烯砜添形式續(xù)制成應商品宋染料后，而森是采擱用溶眉解度私和穩(wěn)姑定性著均高推的酯京化形任式，士用的刊最多枯的是β-硫酸法酯乙棋基砜朝：D-柳SO2-C夏H2CH2-O殼SO3Na。這類孫染料傅我國只稱為KN型活性蔑染料剖，活請性介藍于X型和K型之禍間。龍固色攤溫度70冬-8乓0℃，國唯外商值品牌踏號有Re剖ma滑zo絡l（雷瑪睡唑）塘等。染色制時在游堿性岔介質掀中先虛脫去回硫酸伴酯基較，形描成乙寶烯砜作基后策再和截纖維撓反應摘。合成趟：以筆苯胺惜的間諷位或括對位β-羥基擴乙砜男胺或愁其硫壺酸酯恰為中取間體煉。1）若鹿制偶請氮型攔染料決，則擋將此何硫酸漏酯的襲苯胺猜重氮旬化，浩再和邊適當往的偶隱合劑即偶合絨。如：活活性許艷橙KN提-4貨R2）若獨制蒽熔醌型氧，可膠用β-羥基催乙砜課苯胺材中料環(huán)和溴蒸氨酸絞縮合貴，再餅制成者硫酸騎酯。如：判活性穴艷藍KN占-R3．其鑄它類君活性漸基（1）α-溴丙葛烯酰忌胺（國困產的PW型和同國外散的La如na河so足l)（2）疊月氮類（3）膦鎖酸基儲類國外躺商品礦牌號Pr白oc師io炭nT，我國結稱為P型染亦料，可我在微建酸或奇中性崇介質盡中和塘纖維擴素纖袍維發(fā)歸生共改價鍵跌結合紹，特蓬別適敢合于滌/棉混溝紡織油物上和咱分散草染料微混合禿使用累，進駁行染鼠色和橡印花鑼。4．復服合活錫性基a)含一局個一基氯均柔三嗪報和一貍個乙汽烯砜捷基，酸我國穴稱M型、EF型、ME型、B型活性鉛染料扭。例如劫：活養(yǎng)性艷串紅M-葉2B國外來的Su焰mi仰fi來xSu價pr師a型、Re至ma睛zo沙lSN型、Ba扇si霸le島neEM型屬碌此類臂。乙烯蘭砜基興有間柴位酯蜘和對源位酯映，性睬能略丸有差槽異。b)兩個章一氯竟均三棉嗪活鏈性基杰（KD型、KE型、KP型)有三糾種途漂徑：D染料欠母體（1）雙頸側型構：（2）單于側型替：（3）架川橋型歡：三、歲染料齡母體染料承母體四是活福性染核料的發(fā)色邪部分，它托賦以迷活性騾染料疼不同諸的色店澤、適鮮艷挎度、百牢度僅、直細接性申。大多錘數活臘性染煎料的師母體坐結構與酸回性染政料相日似，少郊數和園酸性推含媒慢染料夏結構前相似汽。主要悄是偶丑氮、胞蒽醌黎、酞當菁以進及甲忘譖等感結構感的染壓料，糖其中美以偶司氮類茅，特痛別是票單偶衫氮類圓的最加多。偶氮持結構永：以單血偶氮慕為主蓋，結粗構簡純單，縮慧可得筆黃、緣瑞橙、厚紅色張。a)用吡丹唑酮蠢為偶蠢合劑陽，得瞇到黃色系列化染料漿。b)用酰裂化J酸作森偶合纏劑，銷可以健得到橙色系列足染料愿。c)用H酸作庸偶合嘆劑，煉可以方得到紅色系列眠染料糕。若為掙雙偶離氮結渴構，縣一般爆得到燦偏深虜色染盡料。金屬廁絡合守結構找：a)單偶諷氮金荒屬絡怠合結乖構例如鑄：活亡性紫K-鋪3Rb)甲譖財結構色澤橋明亮搬，為抄鮮艷藏的海猾藍色兵（略雁帶綠受光的爆藍色謀），萄甲譖上結構器：—N＝N—惜C＝N—訊NH侄—噴(中心晉碳原霞子)藍色美染料蒽醌處結構喝：染料什大多蹤蝶為藍拘色和疏綠色紋，這旦類染域料都體是以紫溴氨逼酸為現中料飾合成濤的。例如堂：活牧性艷刪藍K-志3R酞菁豬結構支：主要比得到面翠藍促色染移料，彼色澤路十分果鮮艷例如格：活尾性翠懷藍K-浮GL（一垮）母葛體與灣直接費性的符關系染料讓母體往的直踩接性師與活呈性染坦料的束反應楊性、夾固色構率、鉆沾色蓬性等獨關系究很大亂。直接煌性不徹宜過醬低，尺否則朽會影華響染冶料的濟吸附桑和固哭色率旱。直接瘡性也舊不宜樣過高惕，否染則水衫解染爐料，塑不易匆于洗準除，筒從而閑形成阻沾色柴或降描低色甘牢度跪。（二核）母東體與北鮮艷扎度、遺色牢馳度的盞關系銅酞馬菁結炎構的旁活性繪染料窩，以凱顏色枯的鮮刺艷度宇和日耍曬牢截度優(yōu)桶異著艘稱。銅絡卻合的臨偶氮臥染料高色光漠較艷大，多銳為紅達、紫漁、藍教色，扭且耐鄰曬牢咽度高澤。以蒽土醌為昂母體伸的，活色光栗鮮艷度，親咐合力錯小，蓋易洗趕滌性慣好，騙日曬梢牢度所亦佳銀。金屬臭絡合旱的甲撿撍型叢發(fā)色清體，惱進一浸步提羊高了沖氣候蝴牢度柿和鮮斯艷度共。采用脂含吡純啶酮蛇的衍裕生物各為母閱體可卡改進尸染料斗的耐覆氯牢語度。四、倘活性牲染料籮的性側能指哥標（一栽）溶葬解度熱水是能加駝速染選料的扣溶解澡，尿蚊素有懸一定喇的增森溶作至用。食鹽用、元臭明粉哈等電謊解質著會降陷低染您料的宏溶解烏度。（二鞋）擴績散性升高瘦溫度魔有利赤于染哲料分影子的就擴散膛。擴散據性能樂的好托壞，施取決激于染廚料的散立體送結構浮和分貍子量離的大挎小。帽分子舟越大恒，擴罩散性豆能越捷差。其它調外部歲因素尖，如藝纖維工的結蹦構(棉或鬼粘膠病纖維)、電漲解質乞、助率劑、健染液pH值等跳，都糕會影兼響染律料的熟擴散瞎。（三陷）固帶色率活性掃染料拍的固擱色率先，與幣很多植因素柔有關走?；罟沸曰鷪F的津結構研、反盞應性盼、結須合鍵獲的穩(wěn)倚定性夫、染撓料的高直接國性以買及染洪色條袋件、勝溫度暗、pH值、拐浴比涼等都橫會影圈響固豪色率品。提高輪活性健染料險的固訂色率貿，要過從兩方蚊面著手破，一呈是從糞染料干結構堡、母脫體染陵料的等直接北性、拼活性薯基團馬的改放進以燙及采錄用多些活性飲基團貫等途戲徑去塞考慮噴；另漿一方真面是均采用療好的幟印染益加工佳工藝納及條灰件，朽以促后進染饅料在選纖維砌上的狂固色譯率。降低筍染料滾水解皆的措關施：吸低溫蒼、加食鹽類秤、小掀浴比蔽、pH值的正控制陸（一柄般不邊要大像于11怪.5卸)§4活性虜染料緞與纖艷維的煎染色機理一、嫩纖維榮素纖涌維的暴染色摧機理（一裝）纖效維素首纖維芳的離悔子化（二末）染霞料與合纖維添的反崗應歷虧程與徒結合燦形式1．親砍核取呈代反選應鹵代呈雜環(huán)孫類活纖性基厚團屬攔這類和反應反應勝分兩侍步：a)親核寶加成:親核牧試劑Y-加成薄到電汽子云域密度娘低的屋碳原態(tài)子上交；b)消除久反應:離去呼基團X帶一程個電徒子消原除。2．親刷核加褲成反壺應形成批碳碳慰雙鍵更活性鄰基的眨染料騾（主厭要是β-硫酸花酯乙是基砜帆）屬屆于這代種反現應。反應蝕分兩棋步：a)在堿使性條腰件下得進行β-消除崇反應掘。b)乙烯瘋砜基陡與纖流維素扮負離速子進峰行親夏核加婚成反處應（三共）活霉性基居與橋堤基對已反應拋活潑悄性的座影響1．雜膀環(huán)上駝電子斤云密超度分牽布情鑄況雜環(huán)耳上氮展原子月數目頓越多燃，電聽子云稿密度站分布瘋越不該均勻爐，反貼應活涌潑性易就越幻玉高。均三騎嗪代嘧啶鼠吡嗪2．取獅代基去的影呆響環(huán)上魂引入隱吸電唉子基摟，且戲吸電柱子性棉越強數，就開使碳橫原子掙上電群子云直密度爬越低指，反果應活械潑性屬越高斥。反態(tài)之，裁引入眨供電叢子基竿，供許電能采力越笨強，地則反怒應活捎潑性臣越低梁。例如窯：（1）較＞宋＞（2）棉＞3．橋位基的錫影響常見笛的橋憤基是：-N乳H-，其次敬是、賀、--鍵SO2NH雁--等，因為散橋基堡是直莫接連鳴在活稿性基洪上的烤，所足以可珠將橋盒基看蜜作是臘環(huán)上鐘的一珠個取姿代基撕，規(guī)嘆律同劇取代職基的搖影響昌一樣鴉。例：（1）類＜（2）喹噁適啉餓＞嘧啶（3）＜4．各題類活溫性基恰的相獵對活亮潑性癢比較＞粱＞寬＞勉＞-SO2CH2CH2OS安O3Na-歌SO2CH2CH2OS姓O3Na二氯冊均三符嗪悲二我氟一添氯嘧吩啶濟二玩氯喹寒噁啉爭甲砜販基嘧鍛啶夸乙烯咐砜＞掩＞準＞銹＞一氯刷均三對嗪谷三氯秒嘧啶溫丙洪烯酰錄胺類二、貴影響夾活性款染料國與纖諒維素鄭纖維表反應吉速率晶的因射素染料早與纖雄維的味反應古速率壯及與惕水的武反應碰速率顏的關梨系如勞下：染料繼與纖頂維的搏反應堤速率格與染競料水宣解反錫應速撲率的比值材大小取取決瘡于3個因盾素：KF／KW[Ce辮ll疊O－]／[O艘H－][DF]／(DW)KF/KW≈1對反夫應速脾率比項影響怠較小當pH＝7－11，[Ce否ll銅O－]／[O顏H－]≈劈燕30[DF]/涼[DW]是決號定反賴應速屬率比越的一汽個很冶重要典的因推素三、祖蛋白怪質纖慕維的瓶染色宮機理（一載）親填核取問代反盜應的瞧染料有的任均三表嗪型姑和嘧注啶型辰活性嘴染料語可與柏羊毛房誠形成惜共價月鍵結篩合（二墊）親騾核加繩成反括應的鹿染料乙烯晶砜類逐活性項染料潔可與呼羊毛音發(fā)生強親核徑加成絹反應憐，形殖成共符價鍵持結合誕。（三學）存炎在著需親核像加成蛛與親國核取校代兩隊種反盒應的兔染料La賣na于so察l毛用卻活性健染料腿含有－溴貍代丙葡烯酰藏胺的霸活性竭基團策，反步應機盈理如雀下：§5活性搏染料畏與纖侮維間豎共價業(yè)鍵的宣穩(wěn)定威性一、KN型（萍乙烯譽砜）灣：a)堿催查化b)酸催灣化因為跑不能掀發(fā)生弦消除朵反應免，所數以很蛾穩(wěn)定奇。二、K型（低一氯踏均三天嗪）斯：堿催您化因為惜供電遣性-N極HR社