染料化學(xué)課件

染料概述第一節(jié)有機(jī)染料與顏料的概念染料是能將纖維或其他基質(zhì)染成一定顏色的有色有機(jī)化合物。它們大多可溶于水，有的可在染色時(shí)轉(zhuǎn)變成可溶狀態(tài)，直接或通過(guò)某些媒介物質(zhì)和纖維發(fā)生物理的和化學(xué)的結(jié)合而染著在纖維上，主要用于紡織物的染色和印花。有些染料不溶于水而溶于醇、油，用于油蠟、塑料等物質(zhì)的著色。顏料是不溶于水和一般有機(jī)溶劑的有機(jī)或無(wú)機(jī)有色化合物。它們主要用于油漆、油墨、橡膠、塑料以及合成纖維原液的著色，也可用于紡織物的染色及印花。顏料本身對(duì)纖維沒(méi)有染著能力。使用時(shí)是由某些高分子物（粘合劑）將顏料的細(xì)小顆粒粘著在纖維的表面。第二節(jié)有機(jī)染料的發(fā)展史真正的染料工業(yè)的歷史應(yīng)該從1856年年僅18歲的英國(guó)化學(xué)家Perkin發(fā)現(xiàn)第一個(gè)合成染料－苯胺紫開(kāi)始，發(fā)展至今已有一百四十多年。當(dāng)時(shí)由于紡織工業(yè)的發(fā)展，對(duì)染料提出了迫切的需要，而天然染料在數(shù)量上、質(zhì)量上遠(yuǎn)不能滿足需要，加上煤焦油中發(fā)現(xiàn)了有機(jī)芳香族化合物，提供了合成染料所需的各種原料，同時(shí)四價(jià)碳（1858）和苯結(jié)構(gòu)（1856）的理論模型的確立，使人們能夠有計(jì)劃地進(jìn)行有機(jī)合成，正是由于上述幾個(gè)契機(jī)，促成了現(xiàn)代染料工業(yè)的產(chǎn)生和發(fā)展。第三節(jié)染料的分類及命名染料的分類染料按它們的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用性質(zhì)有兩種分類方法。根據(jù)染料的應(yīng)用性質(zhì)、使用對(duì)象、應(yīng)用方法來(lái)分類稱為應(yīng)用分類；根據(jù)染料共軛發(fā)色體的結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行分類稱為結(jié)構(gòu)分類。按化學(xué)結(jié)構(gòu)分類在染料的分子結(jié)構(gòu)中都具有共軛體系。按照這種共軛體系結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，染料的主要類別有：偶氮染料含有偶氮基（—N=N—）的染料。蒽醌染料包括蒽醌和具有稠芳環(huán)的醌類染料。芳甲烷染料根據(jù)一個(gè)碳原子上連接的芳環(huán)數(shù)的不同，可分為二芳甲烷和三芳甲烷兩種類型。靛族染料含有靛藍(lán)和硫靛結(jié)構(gòu)的染料。硫化染料由某些芳胺、酚等有機(jī)溶劑和硫、硫化鈉加熱制得的染料，需在硫化鈉溶液中染色。酞菁染料含有酞菁金屬絡(luò)和結(jié)構(gòu)的染料。硝基和亞硝基染料含有硝基（—NO2）的染料稱為硝基染料；含有亞硝基（—NO）的染料稱為亞硝基染料。此外還有其他結(jié)構(gòu)類型的染料，如甲川和多甲川類染料、二苯乙烯類染料以及各種雜環(huán)染料等。按應(yīng)用性能分類直接染料（directdyes）這是一類可溶于水的陰離子染料。它們的分子中大多含有磺酸基，有的則具有羧基，染料分子與纖維素分子之間以范德華力與氫鍵相結(jié)合。主要用于纖維素纖維的染色，也可用于蠶絲、紙張、皮革的染色。酸性染料（aciddyes）這是一類可溶于水的陰離子染料。染料分子中含磺酸基、羧基等酸性基團(tuán)，通常以水溶性鈉鹽存在，在酸性浴中可以與蛋白質(zhì)纖維分子中的氨基以離子鍵結(jié)合，故稱為酸性染料。常用于蠶絲、羊毛和聚酰胺纖維以及皮革染色。也有一些染料，其染色條件和酸性染料相似，但需要通過(guò)某些金屬鹽的作用，在纖維上形成螯合物才能獲得良好的耐洗性能，稱為酸性媒染染料。陽(yáng)離子染料(cationicdyes)這類染料分子溶于水呈陽(yáng)離子狀態(tài)，故稱陽(yáng)離子染料，主要用于聚丙烯腈纖維的染色。但早期的染料分子中，具有堿性基團(tuán)，常以鹽形式存在，可溶于水，能于蠶絲等蛋白質(zhì)纖維分子以鹽鍵形式相結(jié)合，故又稱為堿性染料或鹽基染料。活性染料（reactivedyes）又稱為反應(yīng)性染料，在這類染料分子結(jié)構(gòu)中帶有反應(yīng)性基團(tuán)，染色時(shí)能夠與纖維分子中的羥基、氨基發(fā)生共價(jià)結(jié)合進(jìn)而牢固地染著在纖維上，主要用于纖維素纖維紡織物的染色和印花，也能用于羊毛和合成纖維的染色.不溶性偶氮染料(azoicdyes)在染色過(guò)程中，由重氮組分和偶合組分直接在纖維上反應(yīng)，生成不溶性色淀而染著，這種染料稱為不溶性偶氮染料。其中，重氮組分是一些芳伯胺的重氮鹽，偶合組分主要是酚類化合物。這類染料主要用于纖維素纖維的染色和印花。由于染色時(shí)需在冰的冷卻條件下（0～5℃）進(jìn)行，故又稱為冰染染料。分散染料(dispersedyes)這類染料分子中不含水溶性基團(tuán)，染色時(shí)需借助分散劑的作用使染料成細(xì)小顆粒的分散狀對(duì)纖維進(jìn)行染色，故稱為分散染料。主要用于各種合成纖維的染色，如滌綸、錦綸、醋酸纖維等。還原染料(vatdyes)這類染料不溶于水。染色時(shí)，它們?cè)诤羞€原劑的堿性溶液中被還原成可溶性的隱色體從而上染纖維，染色后再經(jīng)過(guò)氧化重新成為不溶性染料而固著在纖維上，主要用于纖維素纖維的染色、印花，少量用于絲、毛的染色，牢度優(yōu)越。硫化染料(sulphurdyes)這類染料和還原染料一樣，也是原來(lái)不溶于水的染料。染色時(shí)，它們?cè)诹蚧瘔A溶液中被還原為可溶狀態(tài)，染入纖維后，經(jīng)過(guò)氧化便又成不溶狀態(tài)固著在纖維上。這類染料主要用于纖維素纖維的染色。縮聚染料(polycondensationdyes)這是最近二十年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一類染料，可溶于水。它們?cè)诶w維上能脫去水溶性基團(tuán)而發(fā)生分子間的縮聚反應(yīng)，成為分子量較大的不溶性染料而固著在纖維上。目前它們主要用于纖維素纖維的染色和印花，也可用于維綸的染色。熒光增白劑（fluorescentwhiteningagents）這類物質(zhì)上染到纖維、紙張等基質(zhì)后，能吸收紫外線，發(fā)射藍(lán)色光，從而抵消織物上因黃光反射量過(guò)多而造成的黃色感，在視覺(jué)上產(chǎn)生潔白、耀目的效果。不同品種的熒光增白劑可用于不同種類纖維的增白。染料的命名

染料通常是分子結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的有機(jī)芳香族化合物，若按有機(jī)化合物系統(tǒng)命名法來(lái)命名較復(fù)雜，而且商品染料中還會(huì)含有異構(gòu)體以及其它添加物，同時(shí)，學(xué)名不能反映出染料的顏色和應(yīng)用性能，因此必須給予專用的染料名稱。我國(guó)對(duì)染料采用統(tǒng)一命名法，按規(guī)定染料名稱由三部分組成。冠稱

冠稱是根據(jù)染料的應(yīng)用對(duì)象、染色方法以及性能來(lái)確定的，我國(guó)的冠稱有31種，如直接、直接耐曬、直接銅鹽、直接重復(fù)、酸性、弱酸性、酸性絡(luò)合、酸性媒介、中性、陽(yáng)離子、活件、毛用活性、還原、可溶性還原、分散、硫化、可溶性硫化、色基、色酚、色鹽、快色素、氧化、縮聚、混紡等。色稱

表示染料的基本顏色。我國(guó)采用了30個(gè)色澤名稱：嫩黃、黃、金黃、深黃、橙、大紅、紅、桃紅、玫紅、品紅、紅紫、棗紅、紫、翠藍(lán)、湖藍(lán)、艷藍(lán)、深藍(lán)、綠、艷綠、深綠、黃棕、紅棕、棕、深棕、橄欖綠、草綠、灰、黑等。顏色的名稱一般可加適當(dāng)?shù)男稳菰~如“嫩”、“艷”、“深”三個(gè)字，而取消了過(guò)去習(xí)慣使用的淡、亮、暗、老、淺等形容詞，但由于習(xí)慣至今還仍沿用。同時(shí)，有時(shí)還以天然物的顏色來(lái)形容染料的染色，如“天藍(lán)”、“果綠”、“玫瑰紅”等。詞尾（尾注）

有不少染料，它們的冠稱與色稱雖然都相同，但應(yīng)用性能上尚有差別，故常用詞尾來(lái)表示染料色光、牢度、性能上的差異，寫(xiě)在色稱的后面。我國(guó)根據(jù)大多數(shù)國(guó)家的習(xí)慣，井結(jié)合我國(guó)使用情況，用符號(hào)代表染料的色光、強(qiáng)度、力份、牢度、形態(tài)、染色條件、用途以及其它性能，而外國(guó)廠商對(duì)詞尾是任意附加的，不一定具有確切的意義。

染料的商品加工

原染料經(jīng)過(guò)混合、研磨，并加以一定數(shù)量的填充劑和助劑處理加工成商品染料，使染料達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化的過(guò)程稱染料商品化。這為穩(wěn)定染料成品的質(zhì)量、提高印染效果、降低消耗起到積極作用。染料商品可加工成粉狀、超細(xì)粉狀、漿狀、液狀和粒狀。漿狀對(duì)運(yùn)輸不便，長(zhǎng)期儲(chǔ)存易發(fā)生濃度不勻現(xiàn)象。某些染料做成液狀應(yīng)用方便，節(jié)約能量，改善勞動(dòng)強(qiáng)度。根據(jù)染料種類、品種不同而定出一定規(guī)格，粉狀和粒狀一般規(guī)定細(xì)度，通過(guò)一定目的篩網(wǎng)用質(zhì)量百分?jǐn)?shù)來(lái)表示，同時(shí)說(shuō)明外觀的色澤。染色牢度

經(jīng)過(guò)染色、印花的紡織品，在服用過(guò)程中要經(jīng)受日曬、水洗、汗浸、摩擦等各種外界因素的作用。染色、印花以后，有的紡織品還要經(jīng)過(guò)另一些加工處理（如樹(shù)脂整理等）。在服用過(guò)程中或加工處理過(guò)程中，紡織物上的染料經(jīng)受各種因素的作用而在不同程度上能保持其原來(lái)色澤的性能叫做染色牢度。容易褪色的染色牢度低，不容易褪色的染色牢度高。日曬牢度分8級(jí)。1級(jí)為最低，8級(jí)為最高。每級(jí)有一個(gè)用規(guī)定的染料染成一定濃度的藍(lán)色羊毛織物標(biāo)樣。它們?cè)谝?guī)定條件下日曬，發(fā)生褪色所需的曝曬時(shí)間大致逐級(jí)成倍地增加。這些標(biāo)樣稱為藍(lán)色標(biāo)樣。測(cè)定試樣的日曬牢度時(shí)，將試樣和八塊藍(lán)色標(biāo)樣在同一規(guī)定條件下進(jìn)行曝曬，看它褪色情況和哪一個(gè)標(biāo)樣相當(dāng)而評(píng)定其日曬牢度。皂洗牢度分5級(jí)。以5級(jí)為最高，在規(guī)定條件下皂洗后色澤看不出有什么變化；1級(jí)最低，褪色最嚴(yán)重。測(cè)定試樣皂洗牢度時(shí)，將試樣按規(guī)定條件進(jìn)行皂洗（根據(jù)品種的不同，皂洗溫度一般分為40℃、60℃、95℃三種），淋洗、晾干后，和衡量褪色程度的灰色標(biāo)準(zhǔn)樣卡（褪色樣卡）比較而評(píng)定。在試驗(yàn)時(shí)，還可以將試樣和一塊白布縫疊在一起，經(jīng)過(guò)皂洗以后，根據(jù)白布沾色的程度和衡量沾色的灰色標(biāo)樣比較，評(píng)定沾色牢度級(jí)別。5級(jí)表示白布不沾色，1級(jí)沾色最嚴(yán)重。汗?jié)n牢度的定級(jí)方法和皂洗牢度一樣，也分為5級(jí)，也有褪色和沾色兩種測(cè)試方法。摩擦牢度有干、濕兩種摩擦情況。試驗(yàn)時(shí)按規(guī)定條件將白布和試樣摩擦，按原樣褪色和白布沾色情況分別和褪色、沾色灰色樣卡比較而評(píng)定級(jí)別。其它染色牢度一般也分為5級(jí)。評(píng)定染料的染色牢度應(yīng)將染料在紡織物上染成規(guī)定的色澤濃度才能進(jìn)行比較。這是因?yàn)樯珴蓾舛炔煌瑴y(cè)得的牢度是不一樣的。例如濃色試樣的日曬牢度比淡色的高，摩擦牢度的情況與此相反。為了便于比較，應(yīng)將試樣染成一定濃度的色澤。主要顏色各有一個(gè)規(guī)定的所謂標(biāo)準(zhǔn)濃度參比標(biāo)樣。這個(gè)濃度寫(xiě)作“1/1”染色濃度。一般染料染色樣卡中所載的染色牢度都注有“1/1”、“1/3”等染色濃度?！?/3”的濃度為“1/1”標(biāo)準(zhǔn)濃度的1/3?！叭玖纤饕盋olorindex簡(jiǎn)介除了少數(shù)天然染料外，現(xiàn)代紡織物加工中所用的染料和顏料都是化學(xué)合成產(chǎn)品?！度玖纤饕罚–olourIndex,縮寫(xiě)為C.I.）是一部國(guó)際性的染料、顏料品種匯編。它將世界各主要染料生產(chǎn)企業(yè)的商品，分別按照它們的應(yīng)用性質(zhì)和化學(xué)結(jié)構(gòu)歸納、分類、編號(hào)，逐一說(shuō)明它們的應(yīng)用特性，列出它們的結(jié)構(gòu)式，有些還注明它們的合成方法，并附有同類商品名稱對(duì)照表。目前我國(guó)廣泛使用的是1971年出版的第三版及1975年出版的增訂本。第三版染料索引共分五卷，增訂本兩卷，共收集染料品種近8000種，對(duì)每一種染料詳細(xì)地列出了它的應(yīng)用分類類屬、色調(diào)、應(yīng)用性能、各項(xiàng)牢度等級(jí)、在紡織及其它方面的用途、化學(xué)結(jié)構(gòu)式、制備途徑、發(fā)明、有關(guān)資料來(lái)源以及不同商品名稱等，以下就其編排加以介紹。第一、二、三卷，按染料應(yīng)用分類分成2O大類（如酸性、偶氮顯色物質(zhì)、堿性顯色物質(zhì)、直接染料、分散染料、食品染料、顯色染料、皮革染料等），并在各類染料中將顏色劃分為1c類（黃、橙、紅、紫、藍(lán)、綠、棕、灰、黑、白），然后再在同一顏色下，對(duì)不同染料品種編排序號(hào)，稱為“染料索引應(yīng)用類屬名稱編號(hào)”。在這三卷中還以表格形式給出了應(yīng)用方法、用途、較重要的牢度性質(zhì)和其它基本數(shù)據(jù)。第四卷對(duì)已明確化學(xué)結(jié)構(gòu)的染料品種，按化學(xué)結(jié)構(gòu)分類分別給以“染料索引化學(xué)結(jié)構(gòu)編號(hào)”，結(jié)構(gòu)未公布的染料無(wú)此編號(hào)。例如，卡普隆桃紅BS（C.I．18073）、分散藏青H-2GL（C.I.11345）、還原藍(lán)RSN（C.I.6980O）。在這卷中還列出了一些染料的結(jié)構(gòu)式、制造方法概述和參考文獻(xiàn)（包括專利）。第一、二、三卷和第四卷之間的內(nèi)容是交錯(cuò)參考的，相互補(bǔ)充。第五卷為索引，包括各種牌號(hào)染料名稱對(duì)照、制造廠縮寫(xiě)、牢度試驗(yàn)的詳細(xì)說(shuō)明、專利索引以及普通名詞和商業(yè)名詞的索引。禁用染料

禁用染料是指某些染料因在生產(chǎn)制造過(guò)程中的勞動(dòng)保護(hù)問(wèn)題而被禁止生產(chǎn)，如苯胺黑在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生有毒物質(zhì)而被明令禁止生產(chǎn)。而現(xiàn)在指可以通過(guò)一個(gè)或多個(gè)偶氮基分解出有害芳香胺的染料。目前常用染料中涉及到的總共有240種（含涂料），這些禁用染料在整個(gè)染料種類中占有很重要的比例，再加之配色的需要，紡織品上含有禁用染料的比例就更大。偶氮染料近些年來(lái)，有關(guān)芳香胺偶氮染料的致癌性近年來(lái)倍受關(guān)注。因?yàn)槟承┤玖峡赡軙?huì)從紡織品轉(zhuǎn)移到人的皮膚上，特別是染色牢度不佳時(shí)，在細(xì)菌的生物催化作用下，皮膚上已沾有的染料可能發(fā)生還原反應(yīng)，并釋放出22種致癌芳香胺，然后這些致癌物透過(guò)皮膚擴(kuò)散到人體內(nèi)，經(jīng)過(guò)人體的代謝作用使細(xì)胞的脫氧核糖核酸(DNA)發(fā)生結(jié)構(gòu)與功能的變化，成為人體病變的誘發(fā)因素，從而誘發(fā)癌癥或引起過(guò)敏。致敏染料

致敏染料是指某些會(huì)引起人體或動(dòng)物的皮膚、粘膜或呼吸道過(guò)敏的染料。染料的過(guò)敏性并非其必然的特性而僅是其毒理學(xué)的一個(gè)內(nèi)容。有專家按染料直接接觸人體的過(guò)敏性分成7類：強(qiáng)過(guò)敏性染料，即直接接觸的病人發(fā)病率高，皮膚接觸試驗(yàn)呈陽(yáng)性。較強(qiáng)過(guò)敏性染料，即有多起過(guò)敏性病例或多起皮膚接觸試驗(yàn)呈陽(yáng)性。一般過(guò)敏性染料，即發(fā)現(xiàn)國(guó)民性病例較少。輕微過(guò)敏性染料，即僅發(fā)現(xiàn)一起過(guò)敏性病例或較少皮膚接觸試驗(yàn)呈陽(yáng)性。很輕微過(guò)敏性染料，即僅有一起皮膚接觸試驗(yàn)呈陽(yáng)性。無(wú)過(guò)敏性的染料。致癌染料致癌染料是指染料未經(jīng)還原等化學(xué)變化即能誘發(fā)人體癌變的染料，其中最著名的品紅（C.I.堿性紅9）染料早在100多年前已被證實(shí)與男性膀胱癌的發(fā)生有關(guān)聯(lián)。目前市場(chǎng)上已知的致癌染料有14種，其中分散染料3種、直接染料3種、堿性染料3種、酸性染料2種和溶劑型染料3種。然而，生態(tài)紡織品監(jiān)控的僅有8種。第一章思考題1何謂染料、顏料？試述二者的異同點(diǎn)。2染料有哪幾種分類方法？按化學(xué)纖維分類，指出各類染料的應(yīng)用對(duì)象。3染料是如何進(jìn)行命名？4何謂染色牢度，通常有哪些牢度指標(biāo)，各類染色牢度是如何進(jìn)行測(cè)定的？不溶性偶氮染料

不溶性偶氮染料由無(wú)水溶性基團(tuán)的偶合組分和芳伯胺的重氮鹽在纖維上偶合成不溶于水的偶氮染料，故名為不溶性偶氮染料（azoicdye）。前者稱為色酚（naphtol），后者稱為色基（base）。一般染色過(guò)程是先用色酚打底，色酚與纖維借氫鍵和范德華力相結(jié)合，然后與色基底重氮鹽顯色。色基重氮化時(shí)需用冰，所以又稱為冰染料（Icedye）。它們未經(jīng)顯色前實(shí)為染料中間體，而非染料。引言現(xiàn)在常用色酚主要是鄰羥基芳甲酰芳胺類和乙酰乙酰芳胺類。改變芳甲酰基中芳基結(jié)構(gòu)和胺基上引入不同取代基，可以調(diào)整染料的色光或改變其性能。最主要的2－羥基－3萘甲酰苯胺的衍生物，分子式如下：改變Ar或R，均影響其對(duì)纖維的親和力、色相和色牢度。作為色基的芳伯胺，同樣改變芳基結(jié)構(gòu)或芳環(huán)上的取代基，亦可實(shí)現(xiàn)上述影響。色基重氮化是比較復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，將重氮化的芳胺預(yù)先與無(wú)機(jī)化合物形成穩(wěn)定的鹽類，或轉(zhuǎn)變成某種穩(wěn)定形式的化合物后與色酚混合，染色或印花后改變條件，再轉(zhuǎn)變?yōu)榛顫娦问蕉己巷@色，簡(jiǎn)化了染色和印花的過(guò)程。不溶性偶氮染料主要用于纖維素纖維的染色和印花，幾乎可得濃艷的各種色譜，尤以橙、紅、藍(lán)、醬紅和棕等濃色為優(yōu)。其水洗牢度較好，只稍遜于還原染料，但價(jià)格卻便宜得多，染色也簡(jiǎn)單，得到廣泛應(yīng)用。但這類染料得色譜不及還原染料齊全，耐光牢度也不及。尤其不宜染淡色，否則不但耐光牢度差，且遮蓋力較弱，得色不夠豐滿。不溶性偶氮染料在纖維素纖維上應(yīng)用過(guò)程是：先將色酚溶解在一定濃度的燒堿溶液中，再上染到紡織物上，在色酚供電子基（羥基）鄰位或?qū)ξ慌c重氮化的色基偶合。這樣就限制了它的應(yīng)用范圍，因而很少再在合纖和蛋白纖維上使用。色酚2-羥基-萘-3-甲酰芳胺及其衍生物

2-羥基-萘-3-甲酰苯胺及其衍生物的品種較多，由BON酸酰化苯胺或萘胺而得，苯胺或萘胺環(huán)上無(wú)水溶性基團(tuán)。常見(jiàn)合成方法是將等摩爾比的BON酸和芳伯胺在溶劑（如氯苯）中與三氯化磷一起加熱而成。色酚AS的酸性很弱，不溶于水，在強(qiáng)堿水溶液中形成鈉鹽而溶解。反應(yīng)是可逆的，燒堿應(yīng)該稍過(guò)量一些，否則鈉鹽水解而降低其溶解性。水解穩(wěn)定性隨結(jié)構(gòu)而異。若在織物上打底后發(fā)生水解，會(huì)妨礙以后的偶合。燒堿過(guò)量較多時(shí)，在光的作用下能夠催化使色酚AS被空氣氧化，形成沒(méi)有偶合能力的醌式結(jié)構(gòu)。顯色時(shí)，如果色基重氮液中有過(guò)量的亞硝酸，將使色酚發(fā)生亞硝化反應(yīng)。為了防止色酚的氧化和亞硝化，保護(hù)羥基鄰位，在色酚堿溶液中加入甲醛使α位發(fā)生羥甲基化反應(yīng)。顯色時(shí)，因條件變化，羥甲基脫落，恢復(fù)偶合能力。但是溫度太高時(shí)，兩分子化合物羥甲基之間交鏈而失去偶合能力。發(fā)生偶合反應(yīng)時(shí)，色基重氮鹽在羥基鄰位偶合，其偶合能力與色酚的分子結(jié)構(gòu)有關(guān)。色酚AS類的偶合能力不及有活潑亞甲基的化合物，偶合pH值為中性或弱堿性。在色酚AS類酰芳胺的芳環(huán)上引入取代基，使染料的顏色發(fā)生變化，不同取代基的深色效應(yīng)為：

NO2>Cl>CH3>H>OCH3同一取代基因位置不同，深色效應(yīng)也不同。通常在酰胺基對(duì)位，深色效應(yīng)最明顯，間位次之，鄰位最淺。色酚AS的結(jié)構(gòu)對(duì)其日曬牢度也有影響，酰芳胺苯環(huán)的2、4、5位上有取代基日曬牢度有所提高，以甲氧基最佳。乙酰乙酰芳胺（β-酮基酰胺）衍生物AS系色酚，因含有萘環(huán)，經(jīng)偶合后的染料無(wú)黃色。乙酰乙酰芳胺類又稱AS-G類，分子結(jié)構(gòu)中有活潑的亞甲基，與色基偶合，可以生成不同色光的黃色。它們是乙酰乙酸乙酯與芳伯胺在二甲苯等溶劑中加熱縮中制成的。主要的結(jié)構(gòu)形式如下：色酚AS-G類與纖維素纖維的親和力較大，但耐曬牢度差，其中以AS-LG、AS-LAG的耐曬牢度好一些。這類色酚的偶合能力最強(qiáng)，最佳偶合PH值為3~4.5。其他鄰羥基芳甲酰芳胺類含二苯并呋喃雜環(huán)的2-羥基-3-甲酰芳胺色酚。例如色酚AS-BT、AS-KN，它們主要染棕色，其結(jié)構(gòu)分別如下：

含咔唑雜環(huán)結(jié)構(gòu)的鄰羥基——甲酰芳胺色酚，例如主要染棕色色酚AS-LB和主要染黑色的色酚AS-SG、AS-SR。它們的結(jié)構(gòu)分別如下：2-羥基-3-蒽甲酰芳胺，它們相似于AS-D而具有蒽環(huán)結(jié)構(gòu)的色酚，例如AS-GR，與藍(lán)色基BB偶合，可得到藍(lán)光綠色。酞菁磺酰氨基吡唑啉酮類，例如色酚AS-FGGR，它和鄰氯苯胺等色基重氮鹽偶合，為比較鮮艷的藍(lán)色，日曬及氣候牢度都比較好，偶合能力與色酚AS相近，其結(jié)構(gòu)是：色酚與纖維的直接性色酚分子中酰胺鍵與兩邊芳環(huán)間構(gòu)成的共軛系統(tǒng)影響色酚對(duì)纖維素纖維的直接性。色酚鈉鹽存在下式所示的酰胺——異酰胺的互變異構(gòu)現(xiàn)象，異酰胺式分子中有一個(gè)較長(zhǎng)的共平面的共軛系統(tǒng)，增加了對(duì)纖維的直接性。如果亞胺基氮原子上的氫原子被甲基取代，不能發(fā)生互變異構(gòu)，不但失去對(duì)纖維的直接性，在燒堿中的溶解也大大下降。在萘和酰胺基間插入烷基，兩芳環(huán)間的共軛系統(tǒng)被破壞，對(duì)纖維沒(méi)有直接性。色酚AS類對(duì)纖維素纖維的直接性隨芳胺結(jié)構(gòu)而變化。芳胺芳環(huán)上引入極性基，增加色酚的直接性，且對(duì)位取代基的效果比鄰、間位大。酰芳胺芳環(huán)稠合性增加，直接性升高。由萘胺制得色酚的直接性一般較苯胺衍生物大，其中2-萘胺衍生物的直接性又大于1－萘胺衍生物.部分色酚AS類直接性大小順序如下：AS－SW>AS－BO>AS－IRT>AS－BS>AS－RL>AS－OL>AS－D>AS打底時(shí)色酚上酰胺基與纖維素纖維上羥基形成氫鍵結(jié)合，然后顯色，染料分子中的偶氮基與纖維分子呈垂直狀態(tài)。從應(yīng)用角度看，色酚對(duì)纖維的直接性應(yīng)適宜。若太高，染缸中色酚打底時(shí)雖吸收比較完全，摩擦牢度較好，但不宜于軋染，因不易控制補(bǔ)充液的濃度而引起色差。也不適應(yīng)于拔染印花，否則從織物上清除被拔染的部分比較困難。當(dāng)然直接性也不能太小，因?yàn)槿菀桩a(chǎn)生浮色，牢度也不會(huì)好。色基和色鹽色基是一類不含磺酸基等水溶性基團(tuán)的芳伯胺，其數(shù)量很大，但從偶合后的色澤、染色牢度、偶合條件等各種因素考慮，目前應(yīng)用的只有五十多種。按化學(xué)結(jié)構(gòu)，色基大致可分為下列三類。苯胺及其衍生物這是一類結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的色基，它們和色酚顯色可得到橙色和紅色，色光純正。例如間-氯苯胺（橙色基GC）顯橙色；2-甲基-5-硝基苯胺（大紅色基G），2，5-二氯苯胺（大紅色基GG）顯大紅色；2-甲氧基-4-硝基苯（紅色基B）顯棗紅色等。這類色基偶合后的耐曬牢度不好，在苯環(huán)氨基的間位有供電子基，鄰位有吸電子基，耐曬牢度獲得較大提高。但氨基鄰位不能引入硝基，否則日曬牢度下降，易受還原物質(zhì)的影響而改變色光。常見(jiàn)的取代基有-Cl、-NO2、-CN、-CH3、—CONH2、-R、-OR、-CF3、-SO2NH2等。引入-Cl和-CN還能夠使染料的色光明亮。屬于此類色基的一些常用品種有：

對(duì)苯二胺N取代物這類色基與色酚AS偶合可得紫色、藍(lán)色等。

氨基偶氮苯衍生物這類色基與雜環(huán)色酚配合使用可染得黑色。雜環(huán)結(jié)構(gòu)的色基近年來(lái)出現(xiàn)了雜環(huán)結(jié)構(gòu)如苯并吲哚和苯并三唑的色基，與色酚AS－ITR偶合后，再用銅鹽和鈷鹽后處理，得到橄欖綠色和灰藍(lán)色，具有很高的日曬、摩擦牢度和良好的耐氯牢度.

色鹽色鹽是色基重氮鹽的穩(wěn)定形式。重氮鹽的穩(wěn)定性隨結(jié)構(gòu)而有很大差別。氨基偶氮苯和對(duì)氨基二苯胺類重氮鹽比較穩(wěn)定，有的則很不穩(wěn)定，干燥狀態(tài)容易爆炸。一般色基在染色前重氮化，然后偶合顯色，使印染廠的工序增多，而且某些色基重氮化時(shí)比較困難。為了解決上述問(wèn)題，染料廠將一些色基預(yù)先重氮化為重氮鹽，再加入適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定劑和稀釋劑制成穩(wěn)定的粉狀色鹽，使用時(shí)只要將它們?nèi)苡谒屑纯膳c色酚偶合顯色。色鹽主要有四種形式穩(wěn)定的重氮硫酸鹽或鹽酸鹽穩(wěn)定的重氮復(fù)鹽許多重氮化合物能夠與具有配位價(jià)金屬離子的鹽類生成穩(wěn)定的復(fù)鹽。穩(wěn)定的重氮芳磺酸鹽不能與金屬鹽類形成穩(wěn)定復(fù)鹽的重氮化合物一般能與芳磺酸（苯磺酸及其衍生物及1，5和1，6萘二磺酸）生成穩(wěn)定的重氮鹽，從溶液中分離出來(lái)，也易干燥和磨細(xì)。穩(wěn)定的重氮氟硼酸鹽

重氮化合物與氟硼酸作用生成很穩(wěn)定的復(fù)鹽，但難溶于水。染色時(shí)加入胺鹽或鈉鹽提高其溶解度。例如：印花用穩(wěn)定的不溶性偶氮染料為了簡(jiǎn)化印花手續(xù)，將色酚和重氮化色基某種穩(wěn)定形式混合，印到織物上偶合而顯色。這類染料目前有快色素、快磺素、快胺素和中性素?？焐厝玖嫌址Q重氮色酚染料，是色酚和反式重氮酸鹽的混合物，1915年問(wèn)世。芳胺的重氮酸鹽隨pH值變化存在順、反互變異構(gòu)，反式重氮酸鹽無(wú)偶合能力。當(dāng)pH值下降又轉(zhuǎn)變成活潑的順式重氮酸鹽，恢復(fù)偶合能力。印花時(shí)將此混合物調(diào)漿印花，印花織物經(jīng)汽蒸后再經(jīng)酸性介質(zhì)處理就可以顯色。芳環(huán)上含有多個(gè)弱吸電子基或有較強(qiáng)的吸電子基的重氮化合物，轉(zhuǎn)變成反式重氮酸鹽形式要求pH值較低，用堿量少，溫度也不高，易制備成快色素染料。快磺素染料重氮化合物的中性或微酸性溶液與亞硫酸的作用，生成具有偶合能力的重氮亞硫酸鹽，在水溶液中很快轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的重氮磺酸鹽，再經(jīng)加熱處理可轉(zhuǎn)變?yōu)橛信己夏芰Φ捻樖街氐獊喠蛩猁}，或被氧化成為活潑的重氮硫酸鹽。芳環(huán)上有給電子基，易制備成重氮磺酸鹽。將此穩(wěn)定的化合物與色酚混合，則制成快色素染料，1934年問(wèn)世。印花后經(jīng)汽蒸處理，穩(wěn)定的磺酸鹽轉(zhuǎn)變?yōu)榛顫姷膩喠蛩猁}，或經(jīng)氧化劑如重鉻酸鈉汽蒸，轉(zhuǎn)變?yōu)榛顫姷牧蛩猁}，均可與混入色酚偶合顯色。由于快磺素顯色比較困難，應(yīng)用有限。二苯胺衍生物常用此法穩(wěn)定.快胺素染料重氮化合物與脂肪族或芳香族伯、仲胺作用，生成無(wú)偶合能力的重氮氨基或重氮亞氨基化合物。當(dāng)介質(zhì)的pH值下降，上述產(chǎn)物可以轉(zhuǎn)變?yōu)樵瓉?lái)的重氮化合物和胺。將這樣的重氮氨基化合物與色酚混合，就成為快胺素染料。這些胺類稱為穩(wěn)定劑。印花后織物經(jīng)有機(jī)酸（如乙酸）蒸汽處理時(shí)，重氮氨基化合物分解，生成具有偶合能力的重氮化合物，與相混的色酚偶合而顯色。快胺素染料中的重氮氨基化合物應(yīng)具備水溶性好、穩(wěn)定性好、在酸性蒸汽中又易分解放出重氮化合物的性能。因此制備重氮氨基化合物時(shí)應(yīng)當(dāng)選擇合適的重氮化合物和胺類。中性素染料使用快胺素染料印花的織物，需在酸性蒸汽中顯色，使設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，又不能與還原染料共印，使其應(yīng)用受到限制。五十年代產(chǎn)生了中性素染料。此類染料也是色基的重氮氨基化合物與色酚混合而成，它們與快胺素的區(qū)別在于選擇穩(wěn)定劑不同，以堿性較弱的鄰羧基芳仲胺為主.將中性素染料印花織物在中性蒸汽中分解產(chǎn)生重氮化合物，與相混的色酚偶合而顯色。

分散染料及其染色引言分散染料是一類結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，水溶性低，在水中主要以微小顆粒成分散狀態(tài)存在的非離子染料。它在染色時(shí)必須借助分散劑將染料均勻地分散在染液中，才能對(duì)各類合成纖維進(jìn)行染色。分散染料早在上世紀(jì)二十年代初便已問(wèn)世，當(dāng)時(shí)主要應(yīng)用于醋酯纖維的染色，因此也被稱為醋纖染料。近年來(lái)，隨著合成纖維特別是聚酯纖維的迅速發(fā)展，分散染料逐漸成為現(xiàn)代發(fā)展最快的染料之一。目前主要用于聚酯纖維的染色和印花，同時(shí)也可用于醋酯纖維以及聚酰胺纖維的染色。經(jīng)分散染料印染加工的化纖紡織產(chǎn)品，色澤艷麗，耐洗牢度優(yōu)良，用途廣泛。由于分散染料不溶于水，對(duì)天然纖維中的棉、麻、毛、絲均無(wú)染色能力，對(duì)粘膠纖維也幾乎不沾色，因此化纖混紡產(chǎn)品通常需要用分散染料和其它適用的染料配合使用。分散染料有兩種分類方法：一種是按應(yīng)用性能分，主要是按升華性能；另一種是按化學(xué)結(jié)構(gòu)分。例如瑞士山德士公司（Sandoz）的Foron染料分為成E、SE、S三類：E類升華牢度低，而勻染性好；S類則相反，升華牢度高，而勻染性差；SE類的性能介于兩者之間。又如英國(guó)帝國(guó)化學(xué)公司(ICI)的Dispersol染料分為五類，A類升華牢度低，主要適用于醋酯纖維和錦綸；B、C、D適用于聚酯纖維，分別相當(dāng)于低溫、中溫和高溫類三種。P類則專用于印花。升華牢度低的染料適用于載體染色；升華牢度中等的染料適用于125～140℃的高溫染色；而升華牢度高的，由于勻染性差，主要用于熱熔染色。按化學(xué)結(jié)構(gòu)分散染料絕大部分屬偶氮和蒽醌兩類。目前生產(chǎn)的分散染料總量的一半以上為單偶氮類，其次為蒽醌類，占25%左右。由于聚酯纖維排列緊密,纖維內(nèi)微晶孔道狹小，使得分散染料的上染相對(duì)比較困難。這就要求分散染料具有相對(duì)較小的分子量。同時(shí)，由于分散染料的分子結(jié)構(gòu)中不含離子化基團(tuán)，為了賦予染料一定的染著能力，分散染料其結(jié)構(gòu)當(dāng)中還須含有一定數(shù)量的非離子極型基團(tuán)，如－OH、－NH2、－NHR、－CN、－CONHR等。極性基團(tuán)的存在有利于染料能以微量的單分子狀態(tài)分散在水中。分散染料的結(jié)構(gòu)分類和商品加工偶氮類

單偶氮型單偶氮型染料的分子量一般為350～500，約占分散染料總量的50％。它們具有制造簡(jiǎn)便，價(jià)格低廉，色譜齊全及牢度較好的優(yōu)點(diǎn)。凡是分散染料的中淺色品種都屬于此類，而深色品種近年來(lái)也發(fā)展很快。分散黃棕2RFL的結(jié)構(gòu)為：這類染料如固定其偶合組分，改變其重氮組分，可以得到自黃到藍(lán)的色譜。固定重氮組分，變化偶合組分，對(duì)染料的色光有影響。又如有分散艷藍(lán)2BLS，它由下列兩種組分組成：這個(gè)染料色澤鮮艷，酷似凡拉明藍(lán)，而且耐曬牢度優(yōu)良。日本三菱公司的DianixBlueKB－FS的勻染性優(yōu)良，提升力高，染色牢度也不錯(cuò)。而且熱溶染色時(shí)對(duì)溫度的敏感性較小。單偶氮型染料的耐升華牢度和化學(xué)結(jié)構(gòu)的關(guān)系比較簡(jiǎn)單。導(dǎo)入極性基團(tuán)和增加分子量都能提高染料的升華牢度，但染料分子的極性，能影響染料與纖維的親合力，因此染料的極性應(yīng)該小到使它在水中具有最小的溶解度，而在纖維中具有最大的溶解度。為了提高耐曬和耐升華牢度，必須全面衡量。雙偶氮型雙偶氮型染料占整個(gè)分散染料的10％左右，它們結(jié)構(gòu)通式為：

其中Ar為苯或萘或它們的衍生物。R為－H、－OCH3、－OH、－CH3、－Cl、－NO2等基團(tuán)。R'為－H、－CH3、－OCH3、－NH2等基團(tuán)。m、n為1～2。例如分散黃RGFL的結(jié)構(gòu)為：該類染料的品種也多，如黃、橙、紅、紫、藍(lán)等。由于偶氮基的增多，對(duì)纖維素纖維也有親合力。這類染料主要用于高溫染色法及載體染色法染色，吸收性能和耐曬性能尚可，但升華牢度較差。如在分子中導(dǎo)入極性基團(tuán)或加大分子量，可以提高染料的升華牢度。偶合組分上帶有雜環(huán)，能夠改進(jìn)染料的堅(jiān)牢度。蒽醌類蒽醌類染料在整個(gè)分散染料中的比例在25％左右。這類染料色光鮮艷，勻染性能良好，日曬牢度優(yōu)良，但由于其制造復(fù)雜，成本昂貴，因此這類染料的使用處于逐步下降的趨勢(shì)。鮮艷度良好是蒽醌類染料的一個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)。從化學(xué)結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，它較偶氮類更為耐曬、耐熱和耐還原，所以更加穩(wěn)定。但如果遇到一氧化氮、二氧化氮，染料便會(huì)產(chǎn)生變色，這在梅雨季節(jié)更為顯著。

以結(jié)構(gòu)而言，蒽醌類分散染料可大致分為四類：帶雜環(huán)蒽醌型分散染料。例如分散翠藍(lán)HBF分散藍(lán)2BLN分散染料中缺乏純綠色染料，因此絕大數(shù)為拼色。但下列結(jié)構(gòu)的卻為優(yōu)良的純綠色染料。該結(jié)構(gòu)通式如下：其中R為H、Me。R’為OCH3、OC2H5、NH2。R"為吡唑基等。雜環(huán)類這類染料具有獨(dú)特的性質(zhì)，近年來(lái)為人們注意。這類染料結(jié)構(gòu)較多，目前難以分類。主要有：苯乙烯型苯并味唑型

硝基二苯胺型氨基萘酰亞胺型氨基萘醌亞胺型

除以上三大類分散染料外，目前發(fā)展中的還有：暫溶性分散染料這類染料在結(jié)構(gòu)中引進(jìn)暫溶性基團(tuán)，在染液中先呈水溶性，然后在染色過(guò)程中逐步分解，以不溶性顆粒染著于纖維，從而可以防止染料在染色過(guò)程中產(chǎn)生凝聚?？删酆系母叻肿臃稚⑷玖线@類染料結(jié)構(gòu)中含有可聚合基團(tuán)，通過(guò)這些基團(tuán)的聚合，使染料在滌綸上的牢度有所提高。如高溫型的金黃色染料，其濕處理牢度良好。溶劑型分散染料這類染料在有機(jī)溶劑中有良好的溶解度，可用于制造轉(zhuǎn)移印花紙用色墨和溶劑染色。這類染料的結(jié)構(gòu)仍以偶氮和蒽醌類為主。它們都有較好的耐曬和耐升華牢度，其中黃色的更好。分散染料的商品加工分散染料溶解度很低，不能直接用來(lái)染色，因此在染料出廠前，通常必須進(jìn)行商品化處理。分散染料最主要的加工工作是將染料充分研磨，選擇適當(dāng)?shù)闹鷦ㄖ饕獮榉稚┲瞥梢子诔筛叨确稚⒑头€(wěn)定懸浮液的染料商品。研磨時(shí)將染料、分散劑、和其它助劑等與水混合均勻，配成漿狀液，送入砂磨機(jī)進(jìn)行砂磨，直到取樣觀察細(xì)度并測(cè)試擴(kuò)散性能達(dá)到合格，然后噴霧干燥，再經(jīng)混配、標(biāo)準(zhǔn)化，達(dá)到商品規(guī)格。商品分散染料必須滿足分散性、細(xì)度及穩(wěn)定性三個(gè)方面的要求，即：染料在水中能迅速分散，成為均勻穩(wěn)定的膠體狀懸浮液；染料顆粒直徑在1微米左右；染料在放置及高溫染色時(shí)，不發(fā)生凝聚或焦油化現(xiàn)象。

分散染料的基本性質(zhì)溶解特性分散染料的結(jié)構(gòu)當(dāng)中不含如－SO3H、－COOH等水溶性基團(tuán)，而具有一定數(shù)量的非離子極型基團(tuán)，如－OH、－NH2、－NHR、－CN、－CONHR等。這些基團(tuán)的存在決定了分散染料在染色條件下具有一定的微溶性，約為直接染料的0.01％。盡管如此，分散染料在染色時(shí)仍必須依靠分散劑才能均勻分散在染浴中。一些分散染料的溶解度見(jiàn)表11-1。由表可看出，具有－OH等極性基團(tuán)的染料溶解度較高，而分子量大、含極性基團(tuán)少的染料溶解度較低。增加溫度是提高染料溶解度最簡(jiǎn)捷的方法，但各種染料之間差異較大，一般來(lái)說(shuō)，溶解度大的，隨增加得多一些，反之則較少。商品分散染料中含有大量分散劑等助劑，分散劑與染料溶解度有十分密切的關(guān)系。它們除了能使染料以細(xì)小晶體分散在染液中呈穩(wěn)定的懸浮液外，當(dāng)超過(guò)臨界膠束濃度后，還會(huì)形成微小的膠束，將部分染料溶解在膠束中，發(fā)生所謂增溶現(xiàn)象，從而增加染料在溶液中的表觀濃度。分散劑的增溶作用隨著染料結(jié)構(gòu)的不同而有很大差別，一般陰離子型的表面活性劑可以提高溶解度好幾倍，有些非離子型表面活性劑對(duì)分散染料的溶解度提高很多，但是它們對(duì)溫度十分敏感，那就是提高的程度隨著溫度升高而下降。此外，染料溶解度也會(huì)隨分散劑濃度的增高而增大。結(jié)晶現(xiàn)象分散染料在水中的分散狀態(tài)，由于受到時(shí)間、溫度及染浴中其它物質(zhì)的影響而發(fā)生變化。一種重要的現(xiàn)象是結(jié)晶的增長(zhǎng)。染料制造工廠雖然設(shè)法使染料粒子大小均勻，但實(shí)際上很困難。當(dāng)分散染料顆粒在l

m時(shí)，肯定存在著大于l

m和小于l

m的染料粒子。在溶解時(shí)，優(yōu)先得到溶解的是顆粒較小的染料，而大顆粒的染料卻會(huì)吸附從過(guò)飽和溶液中結(jié)晶出來(lái)的染料，結(jié)果是晶體逐漸增加。通過(guò)周期性的升溫和冷卻，這種現(xiàn)象不僅加速而且更為劇烈。染料結(jié)晶增長(zhǎng)的情況還會(huì)在配制染液時(shí)發(fā)生。因?yàn)轭w粒小的染料溶解度高，顆粒大的溶解度低，所以，如果染液溫度降低，容易變成過(guò)飽和狀態(tài)，已溶解的染料有可能析出或發(fā)生晶體增長(zhǎng)。如果一種染料能形成幾種晶型，則染料還會(huì)發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變，由較不穩(wěn)定的晶型轉(zhuǎn)變成較穩(wěn)定的晶型。變成穩(wěn)定的晶型后，染料的上染速率和平衡百分率都會(huì)下降。在染深色時(shí)，染浴中存在著相當(dāng)數(shù)量的染料，如果染浴溫度不是逐漸下降而是突然冷卻，那么在飽和染浴中已溶解的染料就會(huì)在少量尚未溶解的染料粒子周圍結(jié)晶出來(lái)。從實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，染浴中的分散劑能起到穩(wěn)定作用，并能抑制染料晶體的增長(zhǎng)。染色特性

分散染料主要是低分子的偶氮、蒽醌及二苯胺等的衍生物。從染料分子結(jié)構(gòu)來(lái)看是屬于非離子型的，但含有羥基、偶氮基、氨基、芳香胺基、芳香亞胺基、甲氧基、乙氧基、二乙醇胺基等極性基團(tuán)，這些基團(tuán)使染料分子帶有適當(dāng)?shù)臉O性，賦予染料對(duì)滌綸的染著能力。

分散染料對(duì)滌綸的染色過(guò)程為：首先，分散染料在水中主要以微小顆粒成分散狀態(tài)存在，且染料微小晶體、染料聚集體、分散劑膠束中的染料和染浴中的染料分子處于相互平衡之中。染色時(shí)，染料分子吸附在纖維表面，最后進(jìn)入纖維空隙（所謂自由體積）而向內(nèi)部擴(kuò)散。決定染色作用的基本因素是染料的相對(duì)親合力、擴(kuò)散特性和結(jié)合能力。滌綸對(duì)染料擴(kuò)散的阻力很大，因此要在高溫下進(jìn)行染色。分散染料對(duì)滌綸的染著，主要依靠分子間范德華力相互吸引。由于染料分子結(jié)構(gòu)上某些極性基團(tuán)(如－OH、－NH2、－NHR等)的存在可以供給質(zhì)子，與滌綸分子大量存在的吸質(zhì)子基團(tuán)>C＝O可以形成氫鍵結(jié)合：此外，染料分子上供電子基團(tuán)與吸電子基團(tuán)使染料分子偶極化，這樣與纖維>C＝O基團(tuán)形成偶極矩：

滌綸無(wú)定形區(qū)約占40％。無(wú)定形區(qū)和結(jié)晶區(qū)邊緣的分子鏈都有可能和染料結(jié)合。分散染料在滌綸上的染色飽和值是很高的，可以染得深色。但在實(shí)際生產(chǎn)中，要獲得深色需要耗用大量分散染料，因此高濃度的分散染料的利用率較低，也就是說(shuō)染料得色深度與耗用染料的數(shù)量不是直線關(guān)系，這就是所謂染料提升力的問(wèn)題。造成這種染深色困難的原因主要是滌綸纖維的分子結(jié)構(gòu)太緊密，阻礙染料分子擴(kuò)散。分散染料的化學(xué)結(jié)構(gòu)和染色性能化學(xué)結(jié)構(gòu)與染料顏色的關(guān)系偶氮分散染料中，染料顏色的深淺與染料分子的共軛系統(tǒng)和它的偶極性有關(guān)，染料分子偶極性的強(qiáng)弱又與重氮組份上取代基以及偶合組份上取代基的性質(zhì)有關(guān)。重氮組份上有吸電子取代基，染料顏色加深，加深的程度隨取代基的數(shù)目、位置、和吸電子的能力大小而變化。如果沒(méi)有空間阻礙，吸電子取代基數(shù)目越多，吸電子能力越強(qiáng)，深色效應(yīng)越顯著。吸電子取代基在偶氮基的對(duì)位效果最強(qiáng)。下述基團(tuán)深色效應(yīng)的強(qiáng)弱依次為：—NO2>—CN>—COCH3>—Cl>—H如果重氮組份的苯環(huán)換成雜環(huán)，顏色顯著變深。雜環(huán)中再具有吸電子基，深色效應(yīng)更強(qiáng)。例如下述兩只染料，偶合組分相同，重氮組份是氨基噻吩衍生物，在染料（1）的3位引入吸電子基—NO2使其變?yōu)槿玖希?），則最大吸收波長(zhǎng)由502nm增長(zhǎng)到603nm：?jiǎn)闻嫉玖系呐己辖M分主要是N—取代苯胺衍生物。在氨基的鄰位和間位引入取代基對(duì)顏色也有影響，間位的影響比鄰位更大一些。供電子基產(chǎn)生深色效應(yīng)，吸電子基產(chǎn)生淺色效應(yīng)，與重氮組分的情況正好相反。例如：同理，改變偶合組分氨基上的取代基，也會(huì)引起深色或淺色效應(yīng)，例如：在苯環(huán)的一定位置上，如果取代基的體積較大，則可能會(huì)產(chǎn)生空間障礙。例如在偶合組分氨基鄰位存在體積較大的取代基時(shí)，氨基氮原子的孤對(duì)電子很難和苯環(huán)的π電子云重疊，深色效應(yīng)減弱。例如：由此可以看出，在氨基鄰位取代基體積越大，吸收波長(zhǎng)越短。同理，在重氮組分重氮基的鄰位，引入一些體積較大的取代基，也會(huì)因空間阻礙降低深色效應(yīng)。例如：二、化學(xué)結(jié)構(gòu)與染料日曬牢度的關(guān)系偶氮染料在有氧氣存在下，在非蛋白質(zhì)纖維上的光化學(xué)反應(yīng)首先生成氧化偶氮化合物，然后發(fā)生瓦拉西（Wallach）重排，生成羥基偶氮染料，再進(jìn)一步發(fā)生光水解反應(yīng)，生成醌和肼衍生物：生成的醌和肼衍生物還會(huì)進(jìn)一步發(fā)生反應(yīng)。由于偶氮染料分子中的偶氮基的光化學(xué)變化是一個(gè)氧化反應(yīng)，偶氮基氮原子的電子云密度越高，將越易發(fā)生反應(yīng)，所以在苯環(huán)上引入供電子基（－NH2、－OCH3等）往往會(huì)降低分散染料的日曬牢度。引入吸電子基（－NO2、－Cl等）則可提高日曬牢度，例如：—N(CH3)2基的供電子能力比—NH2強(qiáng)，故日曬牢度低一點(diǎn)，同理，在重氮組分上引入吸電子基，除了個(gè)別情況外，日曬牢度隨吸電子性增強(qiáng)而提高，例如下式染料：R基團(tuán)和日曬牢度的關(guān)系為：R:—CN>—Cl>—H>—CH3>—OCH3>NO2蒽醌分散染料的光褪色機(jī)制更加復(fù)雜。氨基蒽醌在有氧氣存在下，光褪色的第一階段可能是生成羥胺化合物。因此蒽醌核上氨基堿性越強(qiáng)，染料日曬牢度就越差。例如下列染料的日曬牢度和取代基R的關(guān)系為：對(duì)于1-氨基-4-羥基蒽醌來(lái)說(shuō)，雖然氨基和羥基都是供電子基，由于羥基和氨基都可以和羰基形成內(nèi)分子氫鍵，染料日曬牢度卻仍然較好。同理，在2位上引入吸電子基，如—Cl、—Br、—CF3等可提高染料的日曬牢度，例如分散紅3B，在滌綸上日曬牢度在6級(jí)以上，其結(jié)構(gòu)式如下：化學(xué)結(jié)構(gòu)與升華牢度的關(guān)系分散染料染滌綸或滌/棉混紡織物時(shí)，主要采用熱熔法和高溫高壓法，尤以熱熔法更為普遍，因此要求染料具有較好的耐升華牢度。作為重要性能指標(biāo)，所謂“升華牢度”是指染料在高溫染色時(shí)由于升華而脫離纖維的程度。分散染料的升華牢度主要和染料分子的極性、分子量大小有關(guān)。極性基的極性越強(qiáng)、數(shù)目越多，芳環(huán)共平面性越強(qiáng)，分子間作用力就越大，升華牢度也就越好。染料分子量越大，也不易升華。此外，染料所處狀態(tài)對(duì)升華難易也有一定的影響，染料顆粒大、晶格穩(wěn)定，不易升華。在纖維上則還和纖維分子間的結(jié)合力有關(guān)，結(jié)合力越強(qiáng)越不易升華。改善染料的升華牢度可在染料分子中引入適當(dāng)?shù)臉O性基團(tuán)或增加染料的分子量。例如下式偶氮染料隨著重氮組分上取代基R的極性增加，染料的升華牢度也相應(yīng)增高。改善染料的升華牢度可在染料分子中引入適當(dāng)?shù)臉O性基團(tuán)或增加染料的分子量。例如下式偶氮染料隨著重氮組分上取代基R的極性增加，染料的升華牢度也相應(yīng)增高。其順序?yàn)椋篟:—NO2≈—CN>—Cl≈—OCH3>—H≈—CH3同理，在偶合組分中引入極性取代基，也可提高染料的升華牢度。例如下式染料隨氨基上的R1和R2的極性不同，染料的升華牢度也不相同，升華牢度與取代基的極性有以下關(guān)系：R1=R2=H<R1=H,R2=OH<R1=OH,R2=CN<R1=R2=CN下式蒽醌型分散染料，隨著R基團(tuán)的變化，升華牢度有以下次序：增加分散染料取代基的極性和分子量都有一定的限度。極性基團(tuán)過(guò)多、極性過(guò)強(qiáng)，不但會(huì)難于獲得所需的色澤，而且會(huì)改變?nèi)玖蠈?duì)纖維的染色性能，降低對(duì)疏水性合成纖維的親和力。增加分子量則往往會(huì)降低染料的上染速率，使染料需要在更高的溫度下染色。如前所述，除了改變?nèi)玖系幕瘜W(xué)結(jié)構(gòu)外，染料在纖維上的分布狀態(tài)也會(huì)影響升華牢度。染色時(shí)，應(yīng)該提高染料的透染程度，來(lái)獲得良好的升華牢度。1、分散染料主要用于_____________纖維的染色。它們的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是___________________________________；染料在染浴中主要以___________狀態(tài)存在。我國(guó)根據(jù)分散染料的升華牢度和染色性能，將其分成____、____、____型，其中___型適用于高溫高壓染色法，___型適用于高溫?zé)崛廴旧ā?、常用哪些染色牢度來(lái)表征分散染料的染色性能。分析如下通式的偶氮型分散染料結(jié)構(gòu)中取代基對(duì)染料顏色和染色堅(jiān)牢度的影響。

還原染料概述還原染料大都屬于多環(huán)芳香族化合物，其分子結(jié)構(gòu)中不含有磺酸基，羧酸基等水溶性基團(tuán)。它們的基本特征是在分子的共軛雙鍵系統(tǒng)中，含有兩個(gè)或兩個(gè)以上的羰基，因此可以在堿性溶液中和保險(xiǎn)粉作用，從而使羰基轉(zhuǎn)變成羥基，成為可溶于水的隱色體鈉鹽。還原染料的隱色體對(duì)纖維具有親和力，能被纖維所吸收。而吸附在纖維上的還原染料隱色體，經(jīng)空氣或其他氧化劑氧化，又復(fù)轉(zhuǎn)為不溶性的還原染料，這樣便可固著在纖維上。還原染料品種數(shù)目繁多，有較好的全面堅(jiān)牢度，尤其是耐曬和耐洗堅(jiān)牢度尤為突出，許多品種的耐曬牢度都在6級(jí)以上，因此，還原染料歷來(lái)都是棉布染色、印花的一類重要染料。這類染料的主要缺點(diǎn)是合成步驟較多、收率較多、相對(duì)地比其他類染料價(jià)格高些，有些黃、橙、紅等淺色染料品種有光敏脆化作用，使染色纖維易脆損。由于還原染料一般生產(chǎn)工藝繁雜，三廢污染嚴(yán)重，價(jià)格較貴，所以改進(jìn)還原染料及其中間體的生產(chǎn)工藝是這類染料發(fā)展中極為重視的問(wèn)題。還原染料的發(fā)展

1901年R．Bahn按合成靛藍(lán)的工藝路線，以2-氨基蒽醌代替苯胺，用乙酰氯?；玫搅?-乙酰胺蒽醌，再在苛性鈉中熔融，無(wú)意中得到一種染棉堅(jiān)牢度很好的藍(lán)色染料，這是第一個(gè)合成的蒽醌還原染料，定名為陰丹士林（Indanthrene）。這個(gè)新染料很快成了商品，名為陰丹士林藍(lán)RS（RSN），它是一個(gè)色澤鮮艷，牢度優(yōu)異的高級(jí)染料，為發(fā)展還原染料開(kāi)辟了新的技術(shù)途徑?，F(xiàn)在染料市場(chǎng)上還一直沿用“士林”這一譯音。還原染料最重要的助劑是還原劑，自從強(qiáng)烈的還原劑——保險(xiǎn)粉問(wèn)世以后，還原染料得到很大的發(fā)展。由于工藝的需要，一系列新型、高效、耐高溫的還原劑，如朗茄爾A(RongalA)、朗茄爾HT、朗茄留脫FD(RongaliteFD)、赫屈留克斯D(HydrixD)、孟諾法司脫(Monofast)及文海脫(Venhit)等相繼出現(xiàn)。這些都促使還原染料在應(yīng)用方面獲得了進(jìn)展。我國(guó)的還原染料是建國(guó)后開(kāi)始研究、試制、生產(chǎn)的，目前乙有80多個(gè)品種，生產(chǎn)能力已名列世界前茅。石油化工和合纖的發(fā)展，給還原染料在品種、數(shù)量、質(zhì)量等方面的發(fā)展提供了良好的前景。還原染料的分類、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)蒽醌類還原染料這是還原染料中最重要的一類。凡是以蒽醌或其衍生物合成的還原染料以及具有蒽醌結(jié)構(gòu)的染料，都屬于這一類。這類染料的隱色酸鈉鹽大部分均較未還原的色澤為深，只有極少數(shù)和未還原的色澤近似。這是由于原來(lái)沒(méi)有共軛雙鍵的蒽醌，在還原成隱色酸鈉鹽后，產(chǎn)生了連貫的共軛雙鍵的緣故。

共軛雙鍵的增多，會(huì)促使吸收光譜移向波長(zhǎng)較長(zhǎng)的一端，因此能造成深色效應(yīng)。共軛雙鍵的增減，還決定著染料的隱色酸鈉鹽對(duì)棉纖維直接性的大小。凡是還原后隱色酸鈉鹽結(jié)構(gòu)中共軛雙鍵較多的染料，它的直接性就比共軛雙鍵較少的染料高。（一）酰胺系和亞胺系

還原黃WG還原橙6RTK（二）咔唑系本系染料的主要特征是染料的隱色酸鈉鹽對(duì)纖維素纖維有非常滿意的直接性，其中還原黃FFRK（黃28號(hào)）的結(jié)構(gòu)為：（三）藍(lán)蒽酮系藍(lán)蒽酮(藍(lán)4號(hào))的商業(yè)名稱是還原藍(lán)RS、RSN，是在1901年合成的第一個(gè)蒽醌類還原染料。它的色澤為寶石藍(lán)色，非常鮮艷，而且各項(xiàng)牢度很高。它是一種具有氫化吖嗪結(jié)構(gòu)的化合物，結(jié)構(gòu)通常寫(xiě)成：藍(lán)蒽酮不耐氯漂，如用次氯酸鈉或漂白粉處理則由鮮明的藍(lán)色轉(zhuǎn)變成暗綠色。藍(lán)蒽酮的鹵化衍生物，具有較高的耐氯漂能力。例如二氯藍(lán)蒽酮，即還原藍(lán)BC（藍(lán)6號(hào)，69825），它能經(jīng)受氯漂而不致變色。（四）黃蒽酮和芘蒽酮系

這系染料的色澤大多是黃色和橙色。黃蒽酮（還原黃G，70600）及其衍生物大部為黃色，芘蒽酮（還原金橙G，59700）及其衍生物大部分為橙色。（五）二苯嵌蒽酮系這系染料主要可分成兩支，它們是：a）紫蒽酮及其衍生物；b）異紫蒽酮及其衍生物。紫蒽酮的結(jié)構(gòu)為：還原深藍(lán)BO（藍(lán)20號(hào)，59800）還原艷綠FFB，結(jié)構(gòu)為：異紫蒽酮的結(jié)構(gòu)為：它是一種性能優(yōu)良的紫色染料，即還原紫R（紫10號(hào)，60000）。如將它鹵化成二溴異紫蒽酮，即得還原亮紫3B（紫9號(hào)，60005），如將它鹵化成二氯異紫蒽酮，就是還原亮紫RR（紫1號(hào)，60010）。它們的色澤都比母體明亮。（六）吖酮系這類染料大部分都是紅色和紫色，少數(shù)為綠色、藍(lán)色和棕色。

還原紅紫RRK（紫14號(hào)，67895），它的主要結(jié)構(gòu)為：（七）噻唑結(jié)構(gòu)系本系中黃色染料有還原黃GC（黃2號(hào)，67300），它的結(jié)構(gòu)為：這是還原染料中最艷麗的一個(gè)嫩黃色，染料上染率高，勻染性好，但單獨(dú)應(yīng)用時(shí)存在著光敏脆損性。主要用于和還原艷綠FFB拼成果綠色，且拼色后能顯著降低其光脆性并提高其日曬牢度。靛族類還原染料本類染料不僅指靛藍(lán)及其衍生物，還包括硫靛及其衍生物和各種具有靛藍(lán)和硫靛混合結(jié)構(gòu)的對(duì)稱或不對(duì)稱的染料。本類染料和葸醌類最顯著的不同之處，就是不論它們?cè)瓉?lái)是什么色澤，還原后的隱色酸鈉鹽都是無(wú)色或者僅含很淺的黃色或杏黃色。（一）靛藍(lán)系本系中最基本的染料是靛藍(lán)（藍(lán)l號(hào)，73000）

靛藍(lán)的牢度很好，不僅用于棉織物、棉紗線的染色，還用于毛織品的染色。靛藍(lán)的色澤晦暗并不鮮艷，它的隱色體鈉鹽對(duì)纖維素纖維的直接性很小，無(wú)法一次染得深色。此外靛藍(lán)染色后的織物在遇到高溫時(shí)，染料會(huì)有升華現(xiàn)象產(chǎn)生。這些缺點(diǎn)可以通過(guò)鹵化的方法得到改善。鹵化后的靛藍(lán)色澤比較鮮艷明亮，而且，染料鹵化后，提高了染料隱色體鈉鹽對(duì)纖維素纖維的直接性。其中最突出的是還原藍(lán)2B（藍(lán)5號(hào)，73065），由于色澤鮮艷和堅(jiān)牢度優(yōu)越，在染色和印花中應(yīng)用較多。（二）硫靛系

本系染料大部分都是紅色，與靛藍(lán)一樣，硫靛本身色澤都不夠鮮艷，而且日曬牢度也差；可是它的衍生物卻很漂亮，而且各項(xiàng)牢度都很高。還原桃紅R（三）靛藍(lán)－硫靛系

這系染料一半是靛藍(lán)結(jié)構(gòu)，一半是硫靛結(jié)構(gòu)。大部分染料的色澤和它們的結(jié)構(gòu)一致。由于一半是藍(lán)色的靛藍(lán)而另一半是紅色的硫靛，結(jié)果就成為紫色，例如還原紫BBF（紫5號(hào)，73596），它的結(jié)構(gòu)為：（四）不對(duì)稱的靛藍(lán)－硫靛系這系染料也是一半為靛藍(lán)結(jié)構(gòu)，另一半為硫靛結(jié)構(gòu)，但不對(duì)稱，例如還原猩紅R：（五）半靛系

這系染料的結(jié)構(gòu)特征是：一半為靛藍(lán)或硫靛的結(jié)構(gòu)，另一半為醌類結(jié)構(gòu)，例如還原黑B（黑2號(hào)，73830）三、雜環(huán)類還原染料凡是不屬于上述兩類的還原染料，在本書(shū)中均歸入本類。這類染料中比較重要的有：（一）二苯嵌芘醌系

這系染料的構(gòu)造和蒽醌還原染料相近。它們的隱色酸鈉鹽同樣由于共軛雙鍵的增加，色澤比還原前深，同時(shí)，對(duì)纖維素纖維的直接性也高。二苯嵌芘醌本身就是黃色的染料，即還原金黃GK（黃4號(hào)，59100），它的結(jié)構(gòu)為：（二）蒽締蒽酮（anthanthrone）的鹵化物系

本系染料不論結(jié)構(gòu)或染色的性質(zhì)，都與蒽醌類十分近似。但是蒽締蒽酮本身卻不能作為染料，原因是它的隱色酸鈉鹽對(duì)纖維素纖維的直接性很低，必須通過(guò)鹵化才能成為一些橙色或紅色的還原染料，例如二氯衍生物為還原亮橙GK（橙19號(hào)，59305），它的結(jié)構(gòu)為（三）其它醌系不屬于上述兩系范圍的醌系還原染料，如由苯醌與對(duì)氯苯胺縮合后氧化而生成的2,5-二（對(duì)氯苯氨基）對(duì)苯醌，為黃色還原染料，即還原黃CG（黃5號(hào)，56005）：（四）酞菁系酞菁的鈷絡(luò)合物能為堿性保險(xiǎn)粉還原，還原后的隱色酸鈉鹽也比較穩(wěn)定。它對(duì)纖維素纖維有一定的直接性，勻染度很好，而且各項(xiàng)染色堅(jiān)牢度都比較優(yōu)良，氧化后能獲得漂亮的綠光藍(lán)色，因此也可以作為還原染料使用。這就是還原亮藍(lán)4G（藍(lán)29號(hào)，74140），它的結(jié)構(gòu)為：（五）硫化系硫化系還原染料的分子結(jié)構(gòu)，一般與硫化染料相似；但所含硫鍵比硫化染料堅(jiān)牢和穩(wěn)定，色光比硫化染料漂亮，且耐氯牢度較好。它們一般難溶于普通的硫化鈉溶液中，但可用堿性保險(xiǎn)粉還原后染色，也可用硫化鈉、氫氧化鈉和保險(xiǎn)粉混合染色。這系染料介于硫化染料和還原染料之間。一般藍(lán)色的習(xí)稱海昌藍(lán)（HydronBlue），黑色則稱作印特黑（IndocarbonBlack）?？扇苄灶愡€原染料還原染料的染色牢度優(yōu)良，但使用復(fù)雜，而且強(qiáng)堿性的染色浴難以在毛、絲等蛋白纖維上應(yīng)用。本世紀(jì)20年代將靛藍(lán)的干燥隱色體鹽，在叔胺類化合物中用氯磺酸或三氧化硫制成水溶性硫酸酯。這種硫酸酯類在氧化劑如亞硝酸鈉等的硫酸溶液中，即水解和氧化回復(fù)成靛藍(lán)。以印地科素藍(lán)IBC(溶性還原藍(lán)6號(hào))為例，它的制造反應(yīng)比較復(fù)雜如下式所示：還原染料的還原原理染料隱色體還原染料不溶于水，但在堿性溶液中受強(qiáng)還原劑作用而還原成隱色體(鹽)(leucosalts)后，即能成為水溶性，并對(duì)纖維素纖維等具有直接性，從而能達(dá)到染色的目的。為了能在纖維上采用還原染料印染，首先必須使染料得到正常的還原。以蒽醌類還原染料為例，當(dāng)受到氫氧化鈉和保險(xiǎn)粉的作用時(shí)，所生成的隱色體——隱色酸鈉鹽在堿性介質(zhì)中就有可能完全成為電離的鈉鹽狀態(tài)。如果染浴中的pH值降低，則可生成游離的隱色酸而成為非水溶性，也就是說(shuō)隱色酸鈉鹽在堿性溶液中的溶解度取決于電離的基團(tuán)。隱色體的名稱來(lái)源于靛藍(lán)還原染料還原后色澤變淺甚至幾乎無(wú)色的現(xiàn)象，如靛藍(lán)還原后的隱色體接近無(wú)色：蒽醌類還原染料的情況與靛藍(lán)相反，蒽醌本身整個(gè)分子是沒(méi)有共軛雙鍵連接起來(lái)的，而蒽醌經(jīng)還原成為隱色體鹽后，共軛雙鍵卻連貫了整個(gè)分子，所以出現(xiàn)了深色效應(yīng)。共軛雙鍵的增多是有利于吸收光譜移向于光波長(zhǎng)的一端的。相反的靛藍(lán)在其內(nèi)鹽狀態(tài)時(shí)，共軛雙鍵是貫穿和環(huán)繞著整個(gè)分子的，但是當(dāng)其還原成隱色體時(shí)，共軛鍵的數(shù)目是減少了，而且還失去了吸電子的基團(tuán)(即發(fā)色團(tuán))，因此便不再吸收可視部分光線。例如以常用的蒽醌為例，它的變化如下：隱色體電位還原染料的還原，主要是還原劑氧化后放出電子，使染料的羰基接受電子還原成醇式，再在堿的作用下成為可溶性的醇式的鈉鹽而染著于纖維上，整個(gè)反應(yīng)都是屬于電子轉(zhuǎn)讓與接受的過(guò)程。隱色體電位就是指染料在還原電位值時(shí)，正好轉(zhuǎn)變?yōu)殡[色體。如果不到這個(gè)電位，它就不能以隱色體狀態(tài)溶解于染液中。因此，要使染料發(fā)生染色作用，就必須借還原劑的作用，使染浴經(jīng)常保持這一電位。還原染料的還原難易性是染色中的一個(gè)主要問(wèn)題。這是因?yàn)椋涸诒ｋU(xiǎn)粉出現(xiàn)以后，有了一種還原能力強(qiáng)大而價(jià)格低廉的還原劑。在隱色體染色法中，遇到較難還原的染料，都可采用干缸法。所謂干缸法，就是采用濃浴來(lái)提高浴中氫氧化鈉和保險(xiǎn)粉的含量，以提高還原能力；或者還可以再增加提高溫度和延長(zhǎng)時(shí)間等措施來(lái)促使染料得到充分的還原。在采用懸浮體連續(xù)染色和一般的印花過(guò)程中，由于染料的還原與被纖維吸附，需要在短促的時(shí)間內(nèi)同時(shí)完成，因此染料的還原難易程度就成為一個(gè)必須重視的問(wèn)題。

染浴中的還原能力，決定于堿性溶液中保險(xiǎn)粉的濃度。但由于保險(xiǎn)粉在染浴中不斷地消耗，必然使還原電位跟著下降。等到它降低到與染料的隱色體電位相等時(shí)，亦即染浴中的保險(xiǎn)粉已經(jīng)沒(méi)有多余的時(shí)候，就達(dá)到正常的平衡狀態(tài)。如果電位數(shù)值繼續(xù)下降到低于隱色體電位時(shí)，則表示保險(xiǎn)粉含量已不足以使染料保持全部還原狀態(tài)，也就是說(shuō)已不能正常地進(jìn)行染色。這時(shí)就必須補(bǔ)充保險(xiǎn)粉，以提高電位負(fù)值，使之重新回到染料的隱色體電位。還原速度

染料還原的另一個(gè)重要的問(wèn)題是還原速度。由于大多數(shù)染料的氧化體和隱色體在色澤上有較顯著的差異，因此可以用光學(xué)的方法來(lái)測(cè)定還原速度。還原速度一般在習(xí)慣上以染料到達(dá)完全還原狀態(tài)所需時(shí)間的半量—半還原時(shí)間來(lái)表示。還原速度與染料隱色體電位雖然都是用來(lái)顯示染料的還原性能的，但很難說(shuō)明兩者之間有任何直接的聯(lián)系。一般規(guī)律是靛族染料的隱色體電位負(fù)值較小，但它們的還原速度卻很緩慢；蒽醌類染料的隱色體電位負(fù)值較高，但還原速度卻很快。由于染料的還原是一種多相反應(yīng)，不僅染料的結(jié)構(gòu)決定著染料內(nèi)在的還原特性，而且染料分散體顆粒的物理形狀和大小也會(huì)影響染料還原的難易程度。因?yàn)榉稚Ⅲw的顆粒直接決定著發(fā)生反應(yīng)的固體一水界面接觸面積的大小和反應(yīng)的能力。根據(jù)研究結(jié)果，染料顆粒物理狀態(tài)對(duì)還原速度的影響，比染料化學(xué)結(jié)構(gòu)差異的影響一般為小。實(shí)踐證明：決定染料還原速度的主要因素還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是染料本身。同時(shí)也發(fā)現(xiàn)，染浴中氫氧化鈉的濃度對(duì)還原速度的影響也是不大的，而起最主要作用的是溫度和保險(xiǎn)粉含量。還原染料的光脆性光脆現(xiàn)象概述一些用還原染料印染的織物，日久會(huì)出現(xiàn)光敏脆損現(xiàn)象。這種現(xiàn)象的產(chǎn)生原因，主要是這些染料吸收光線中某－波段的能量轉(zhuǎn)移給其它物質(zhì)時(shí)，在纖維上引起了化學(xué)反應(yīng)所致。其中以黃色系統(tǒng)最為嚴(yán)重，在49種黃色染料中有12種染料具有光敏脆損現(xiàn)象。在8個(gè)色澤系統(tǒng)中，只有藍(lán)色、綠色和黑色沒(méi)有這種現(xiàn)象。采用以上有光敏脆損現(xiàn)象的染料染色或印花的棉織物，在穿著過(guò)程中會(huì)發(fā)生纖維脆損現(xiàn)象。這種光敏脆損現(xiàn)象是還原染料的一種特征，到目前為止，還沒(méi)有找到有效的防治方法。光敏脆損現(xiàn)象與染料結(jié)構(gòu)的關(guān)系

在還原染料中，黃色、紅色和橙色是產(chǎn)生光敏脆損現(xiàn)象比較嚴(yán)重的色澤系統(tǒng)。芘葸酮(還原橙9號(hào))及其鹵化物、具有噻唑結(jié)構(gòu)的黃色葸醌類還原染料、二苯駢芘醌系及葸締葸酮系染料都會(huì)產(chǎn)生光敏脆損。這些染料的化學(xué)結(jié)構(gòu)舉例如下：其中以還原橙9號(hào)及其鹵化物(如還原橙2號(hào))以及還原黃2號(hào)等，產(chǎn)生光敏脆損現(xiàn)象最為嚴(yán)重。但是與芘葸酮結(jié)構(gòu)非常相似的黃葸酮(還原黃1號(hào))卻無(wú)光敏脆損現(xiàn)象。它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)上所不同的僅僅是以兩個(gè)N基代替芘葸酮中的兩個(gè)CH基。其它如芘葸酮、二苯駢芘醌、葸締葸酮等，只要分子上具有吡啶結(jié)構(gòu)，就不會(huì)產(chǎn)生光敏脆損現(xiàn)象。它們的結(jié)構(gòu)實(shí)例如下：在靛類染料中，一部分硫靛系結(jié)構(gòu)的染料也有光敏脆損現(xiàn)象，雖然硫靛本身對(duì)纖維的纖維素光敏脆損作用很微弱。但是，還原橙5號(hào)(6，6’-二乙氧硫靛)卻具有強(qiáng)烈的光敏脆損現(xiàn)象。又如6，6，-二氯硫靛無(wú)明顯的光敏脆損作用，而還原紅1號(hào)(6，6'-二氯，4，4'-二甲硫靛)卻有嚴(yán)重的光敏脆損作用。其它如在>CO基兩側(cè)存在甲基的硫靛結(jié)構(gòu)的染料，差不多都會(huì)引起光敏脆損。例如還原紫3號(hào)就有嚴(yán)重的光敏脆損現(xiàn)象，它的結(jié)構(gòu)式為：

活

性染料引言早在一個(gè)多世紀(jì)之前，人們就希望制得能夠與纖維形成共價(jià)鍵合的染料，從而提高染色織物的耐洗牢度。直到1954年，卜內(nèi)門公司的拉蒂（Rattee）和斯蒂芬(Stephen)在應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)含二氯均三嗪基團(tuán)的染料在堿性條件下可與纖維素上的伯羥基發(fā)生共價(jià)鍵合，進(jìn)而堅(jiān)牢地染著在纖維上，就此出現(xiàn)了一類能與纖維通過(guò)化學(xué)反應(yīng)生成共價(jià)鍵的反應(yīng)性染料，亦被稱為活性染料?；钚匀玖系某霈F(xiàn)，為染料的發(fā)展史揭開(kāi)了嶄新的一頁(yè)?；钚匀玖献?956年問(wèn)世以來(lái)，其發(fā)展一直處于領(lǐng)先地位。目前世界上纖維素纖維用活性染料的年產(chǎn)量占全部染料年產(chǎn)量的20％左右，由于活性染料是取代禁用染料以及其它類型纖維素纖維用染料如不溶性偶氮染料、硫化染料和還原染料等的最佳選擇之一，同時(shí)由于新開(kāi)發(fā)的纖維素產(chǎn)品如Lyocell纖維等產(chǎn)量的增加，再加上纖維素纖維（主要是棉）的穩(wěn)定增長(zhǎng)，纖維素纖維用活性染料的年產(chǎn)量將可能繼續(xù)增長(zhǎng)，且其增長(zhǎng)速度要比棉的增長(zhǎng)更快。另外，羊毛染色用活性染料的產(chǎn)量雖然無(wú)法與纖維素纖維用活性染料相比擬，但目前也有0.5－0.8％的比例。同時(shí)，由于重金屬殘量對(duì)人體和環(huán)境都有影響而受到嚴(yán)格控制，活性染料在用于羊毛和聚酰胺纖維上取代含金屬染料的趨勢(shì)也在增加。活性染料之所以普及那么快，是因?yàn)樵撊玖暇哂腥缦绿攸c(diǎn)：染料與纖維之間發(fā)生共價(jià)鍵結(jié)合，活性染料在纖維上一經(jīng)染著，就有很好的染色牢度，尤其是濕牢度。此外，染料染著于纖維后，不會(huì)像某些還原染料那樣產(chǎn)生光脆損。色澤鮮艷度、光亮度特別好，有的可超過(guò)還原染料。生產(chǎn)成本較低，要比還原染料、溶靛素染料便宜得多。色譜很齊全，一般不要其它類染料配套應(yīng)用。國(guó)內(nèi)已能大量自制，可節(jié)約外匯支出.在使用中還存在著一些問(wèn)題：纖維素用活性染料染色時(shí)為了得到高的染料吸盡率，需要耗用大量的食鹽或硫酸鈉等電解質(zhì)，這樣染色后的廢水成為有色含鹽污水，鹽濃度高，色度也高?；钚匀玖夏吐绕腿諘窭味纫话銇?lái)說(shuō)不及還原染料，蒽醌結(jié)構(gòu)的藍(lán)色品種有煙氣褪色現(xiàn)象，有的還會(huì)和纖維素纖維發(fā)生不同程度的共價(jià)鍵斷裂，并且在染色過(guò)程中染料在水中會(huì)發(fā)生水解而失去和纖維反應(yīng)的能力，降低染料的利用率。

活性染料的發(fā)展20年代開(kāi)始，汽巴公司開(kāi)始了有關(guān)三聚氯氰染料的研究，這種染料的性能優(yōu)于所有直接染料，其中特別是ChloratineFastBlue8G引入注目。它是將一個(gè)含有胺基的藍(lán)色染料與帶有三聚氯氰環(huán)的黃色染料組成為綠色調(diào)的內(nèi)分子組合，即ChloratineFastBlue8G1923年，汽巴公司發(fā)現(xiàn)了酸性一氯均三嗪染料染于羊毛上，能獲得高的濕牢度。這是染料與羊毛上的伯胺基或亞胺基形成羊毛－染料共價(jià)鍵結(jié)合的結(jié)果，從而在1953年發(fā)明了Cibalan

Brill型的染料。同時(shí)，在1952年，赫斯特公司亦在研究乙烯砜基團(tuán)的基礎(chǔ)上，生產(chǎn)了用于羊毛的活性染料，即Remalan。但是這兩類染料，當(dāng)時(shí)并不很成功。這些研究卻引起卜內(nèi)門公司拉蒂(Rattee)和斯蒂芬(Stephen)的興趣，他們從研究羊毛活性染料和三聚氯氰的反應(yīng)活潑性轉(zhuǎn)到了染纖維素纖維的活性染料，并在1956年終于生產(chǎn)了第一個(gè)棉用商品活性染料，稱為普施安(Procion)，即現(xiàn)在的二氯均三嗪染料。1957年，卜內(nèi)門公司又開(kāi)發(fā)了一氯均三嗪活性染料，稱ProcionH。這是因?yàn)槎染盒碗m然反應(yīng)活潑性高，但容易水解，只適合于低溫染色，而一氯均三嗪型活潑性低，穩(wěn)定性則較好，更適合于高溫染色與印花。

1958年，赫斯特公司又將乙烯砜基活性染料成功地用于纖維素纖維的染色，稱之謂雷瑪唑（Remazol）染料。

1959年山德士公司和嘉基公司分別正式生產(chǎn)了另一種活性基團(tuán)的染料，即三氯嘧啶型，前者商品名為黛棉麗（Drimarene），后者稱麗阿通（Reacton）。1971年又在這一基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出性能更好的二氟一氯嘧啶型活性染料。

1966年，汽巴公司研制出一種以a－溴代丙烯酰胺的活性染料，它在羊毛染色上具有較好的性能，這為以后在羊毛上采用高牢度的染料奠定了基礎(chǔ)。1972年，卜內(nèi)門公司又在一氯三嗪型活性染料基礎(chǔ)上研制出具有雙活性基團(tuán)的染料，即ProcionHE。這類染料在與棉纖維的反應(yīng)性、固色率等性能方面又有進(jìn)一步的改進(jìn)。

1976年，卜內(nèi)門公司又生產(chǎn)了一類以膦酸基為活性基團(tuán)的染料，它可以在非堿條件下和纖維素纖維形成共價(jià)鍵結(jié)合，特別適合于和分散染料同浴染色或同漿印花，商品名稱為普施安T。說(shuō)明活性染料的應(yīng)用已滲透到化纖混紡產(chǎn)品的領(lǐng)域。

1980年，日本住友公司在乙烯砜型Sumifix染料基礎(chǔ)上又開(kāi)發(fā)出乙烯砜與一氯均三嗪雙活性基團(tuán)的染料，不僅固色率有所提高，而且具有優(yōu)異的堅(jiān)牢度。1984年日本化藥公司又在化纖混紡染色方面取得進(jìn)展，研制出一種商品名為卡雅賽隆(Kayacelon)的活性染料，是在均三嗪環(huán)的基礎(chǔ)上加入菸酸取代基。它可以在高溫和中性條件下和纖維素纖維起共價(jià)鍵反應(yīng)，因而特別適合用于分散/活性染料高溫高壓一浴染色法的染滌/棉混紡織物。1958～1965年我國(guó)主要生產(chǎn)X型、K型和KD型共33個(gè)品種。60年代后期至70年代初相繼發(fā)展了KN型和M型活性染料。70年代中期開(kāi)發(fā)了含膦酸基的新的P型活性染料。80年代初期又開(kāi)發(fā)了含氟氯嘧啶的F型活性染料以及含甲基牛磺酸乙基砜的W型毛用活性染料。近年又開(kāi)發(fā)出KE型、R型(含菸酸取代基)及含二氯喹噁啉的E型活性染料，約11個(gè)大類、150個(gè)品種，產(chǎn)品基本上滿足國(guó)內(nèi)印染工業(yè)的需要，并且每年有大量出口。在新的研究領(lǐng)域，如雙分子活性染料、毛用活性染料，滌棉混紡一浴一步高溫高壓法用染料等方面，均進(jìn)行了與生產(chǎn)密切結(jié)合的研究。第三節(jié)活性染料的結(jié)構(gòu)及性能一、活性染料的結(jié)構(gòu)活性染料與其它類染料最大的差異在于其分子當(dāng)中含有能和纖維的某些基團(tuán)(羥基、氨基)通過(guò)化學(xué)反應(yīng)形成共價(jià)結(jié)合的活性基(亦稱反應(yīng)基)?？捎孟铝型ㄊ奖硎净钚匀玖系慕Y(jié)構(gòu)

S－D－B－Re

S

水溶性基團(tuán)

D

染料母體

B

連接基；

Re

活性基。SBD離去基團(tuán)活性染料應(yīng)用在紡織纖維上至少應(yīng)具備下列條件：高的水溶性。高的儲(chǔ)藏穩(wěn)定性，不易水解。對(duì)纖維有較高的反應(yīng)性和高的固色率。染料－纖維間結(jié)合鍵的化學(xué)穩(wěn)定性高，即使用過(guò)程中不易斷鍵褪色擴(kuò)散性好，勻染性、透染性良好。各項(xiàng)染色牢度，如日曬、氣候、水洗、摩擦、耐氯漂等牢度均好。未反應(yīng)的染料及水解染料，染后容易洗去，不沾色。染色的提升性好，即可染得深濃色。二、活性基團(tuán)活性基團(tuán)的要求首先活性基團(tuán)必須具備能與纖維進(jìn)行共價(jià)結(jié)合的能力，即反應(yīng)性。反應(yīng)性的高低不僅決定染料與纖維的反應(yīng)速率，而且在一定程度上還決定染料在纖維上的固色率。活性基團(tuán)還與染料的穩(wěn)定性有關(guān)，尤其重要的是儲(chǔ)存穩(wěn)定性。反應(yīng)性太強(qiáng)，活潑性太高，染料容易水解，無(wú)法保存。染料與纖維化學(xué)結(jié)合后，產(chǎn)生的共價(jià)鍵一般是穩(wěn)定的，但在一定酸、堿條件下會(huì)裂解，即斷鍵，并造成色牢度的降低?；钚曰鶊F(tuán)與纖維結(jié)合鍵的穩(wěn)定性是相關(guān)的?；钚曰鶊F(tuán)還決定纖維印染加工工藝條件，例如反應(yīng)性高的活性基染料的染色可以在較低的固色溫度下進(jìn)行，可以在堿性較弱或堿劑濃度較低的條件下進(jìn)行固色；而反應(yīng)性低的活性基則恰恰相反，要在較高的固色溫度及較高的pH值下進(jìn)行染色。反應(yīng)性低的活性基染料，還適用于印花工藝中，因?yàn)樗梢员３钟{的穩(wěn)定。此外，活性基結(jié)構(gòu)與染料的溶解度、直接性、及擴(kuò)散性等也有一定的聯(lián)系。所以活性基團(tuán)在活性染料結(jié)構(gòu)中占有非常重要的地位。

（二）活性基團(tuán)的分類

活性染料主要有以下幾種活性基團(tuán)：（1）均三嗪活性基

由于這類活性基團(tuán)具有較大的適應(yīng)性，因而在活性染料中占主要地位。其中最普遍的是二氯均三嗪(ProcionMX，國(guó)產(chǎn)X型)，與一氯均三嗪(ProcionH，國(guó)產(chǎn)K型)兩大類。二氯均三嗪，X型一氯均三嗪，K型X型反應(yīng)活潑性高，但容易水解，適合于低溫染色。K型活潑性降低，不易水解，固色率有所提高，適合于高溫染色與印花。這類活性基的“染料一纖維’’鍵的穩(wěn)定性，主要與均三嗪核上碳原子的帶電性有關(guān)。通常核碳原子的正電性越高，染料的反應(yīng)性越高，“染料－纖維”鍵的耐堿水解穩(wěn)定性越差。因此，均三嗪核上各種取代基均會(huì)影響“染料－纖維”鍵的耐酸或耐堿的穩(wěn)定性。所以二氯均三嗪活性染料與纖維的結(jié)合鍵較一氯均三嗪染料為差，尤其是耐酸性水解。這是由于均三嗪核上的氯原子水解后所生成的酸對(duì)結(jié)合鍵具有自動(dòng)催化水解作用的關(guān)系。在二氯均三嗪中用一個(gè)甲氧基來(lái)取代氯原子，由于甲氧基是供電子基，電子誘導(dǎo)的結(jié)果，減弱了核碳原子的正電性，從而使其反應(yīng)性有所降低。這樣就產(chǎn)生了CibacronPront染料。其反應(yīng)性介于一氯均三嗪與二氯均三嗪之間，