第七章染料Word格式文档下载.docx
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对颜料的要求
较大的不透明度，一定的遮盖力，对热的抵抗性即耐热性，故可用于涂料和塑料的着色。
若着色过程严格要求色料不溶，就应使用颜料，如印刷油墨，若是用染料就会在画面边界上形成渗圈。
颜料是涂料制造过程必不可少的原料，能使涂层具有一定遮盖能力，增加色彩和保护作用，弥补了漆料之缺陷，还能增涂膜本身强度，防止紫外线的穿透，促使了涂层的防老化作用。
三、分类
染料可以按照染色的方法和按基本结构进行分类：
1、按染色方法分为：
直接染料、酸性染料、碱性染料、酸性媒染染料、还原染料、不溶偶氮染料、分散染料、反应染料、氧化染料等十类。
2、按染料的基本结构分类为：
偶氮染料、（含偶氮基—N=N—）蒽醌染料、靛类染料（靛兰及衍生物），二苯基和三苯基甲烷染料、菁类染料（喹啉兰）N—（CH=CH）n—CH=N共轭体系）
颜料：
天然颜料：
胭脂虫、巴西木、靛蓝、茜草根等被粘土吸附制的。
合成颜料：
1.无机：
二氧化钛、氧化锌、铬黄、铁红、炭黑。
2.有机：
甲苯胺红、不溶性酞菁。
染料和颜料的基本属性
一、颜色光学
有色物质是在光谱的可见区域有吸收的物质，它的波长在380nm（紫）和750nm（红之间）。
物质的颜色是它吸收的颜色的补色，而吸收的颜色则是指整个可见光谱区中减去物质反射和透过的色得到的结果。
红、绿、蓝三色为单色光，称为三原色，若两种原色，等量混合可分别得到：
红+绿=黄
绿+蓝=青
蓝+红=品红
而三原色以定量比例混合则得到白色。
红+绿+蓝=白
两种颜色按一定比例做光学组合产生消色（白色）者，则该两种颜色为互补色。
所以黄和蓝、红和青、绿和品红为互补色。
故吸收蓝光的染料具有黄色，而吸收黄光的染料有蓝色，不吸收可见光谱的物质是白色，而吸收可见光谱全部波长的物质是黑色。
颜色的亮度和吸收谱带的宽度有关，有尖锐的峰和窄的谱带有明亮的颜色。
二、发色基因和助色基因
典型有机化合物是无色的。
这是由于在电子由低能级向高能级如（
σ-σ*，n-σ*π-π*,n-π*）跃迁所需的能量较高，由△E=hc/入知，被吸收波长入处远紫外区，在可见区域之外。
n-σ*150nm;
π-π*200nm,
n-π*300nm
故有机化合物是无色的。
但如果有机分子结构的变动降低了跃迁需要的能量，从而使这一物质的吸收波长落在可见光区域，则该物质就会呈现颜色。
发色基因：
能够产生颜色的结构特征基因，含有π轨道或n轨道的电子或二者兼有的基因叫发色基因。
如:
C=C,C=O.-NO2,-N=O,-N=N-,芳环。
助色基因：
本身不能给予颜色，但能改变邻近的发色基因的颜色和吸收强度的基因称为助色基因。
这类基因中均含有孤对P电子，如羟基—OH、胺基、卤素。
如蒽醌是浅黄色或1—氨基蒽醌是橙色，1，4，5，8—四氨蒽醌是深兰色。
染料分子除了发色基因和助色基因外，还可能含有其它基因以满足各种特殊要求。
如磺酸盐基—SO3Na能赋予染料水溶性，而长碳链烷基则降低水溶性。
含有磺酸盐基和其它酸的染料则是酸性染料
羊毛用染料
一、纺织纤维的分类
染料与纤维分子间的结合力有物理结合力，范德华力、氢键和化学结合力：
共价结合。
具体以哪种结合力结合取决于纤维基质的结构及其憎水或亲水性质。
因此，首先必须对纺织纤维的种类有所了解
天然纤维：
在自然界中生成的，来源于植物和动物。
化学纤维按来源不同分为
1、人造迁维：
以天然物质为原料，经化学处理和机械加工制成的纺织纤维。
2、合成纤维：
利用煤、石油、天然气等提供的基本原料，经化学合成和机械加工制得的纺织纤维。
羊毛用染料：
酸性和碱性染料：
1、定义及分类。
酸性染料是指在酸性或中性浴中进行染色，分子中含可溶性酸性基团（磺酸基或羟基）的染料。
碱性染料：
进行染色，分子中含氨基，取代氨基等基团的水溶性染料。
酸性染料可分为强酸性染料和弱酸性染料。
强酸性染料是最早发展起来的酸性染料，分子结构简单，分子量低，在羊毛上能匀移，可染得均匀色泽，但是牢度较低，且强酸损伤羊毛纤维，耐晒弱酸性染料分子结构复杂，分子量较大，和羊毛分子间以离子键和非极性范德华力相结合。
对羊毛亲和力较大，能在弱酸性介质中染成深浓色，耐洗牢度，有所提高，且不损伤羊毛，但染料溶解度较低。
如：
弱酸性桃红B：
按染料的分子结构看：
酸性染料有偶氮型（单、双型），三苯甲烷型、氧蒽型、亚硝基型、咪唑啉酮型。
2、染色机理
羊毛由蛋白胶朊组成，包含氨基酸单元，RH（NH2）COOH的长链，含有游离—COOH和—NH2基，故能和酸性或碱性染料分子形成离子性结合。
（1）酸性染料分子在水中电离，负离子与纤维中的正离子间形成离子键，吸咐在基质上。
（2）染料和纤维非极性部分相结合。
注意：
蛋白质纤维和动物纤维在酸性浴中有好的染色力，但酸性染料对纤维素纤维无染色作用，因为无法结合形成离子键。
三、媒染染料和酸性金属络合染料。
1、媒染染料
强酸性染料耐湿处理牢度不好，改进的方法除了增加分子量生成弱酸性染料外，还可将纤维用可以和铬生成络合物的染料用铬离子处理，即采用酸性媒染染料，在纤维上生成金属络合物。
媒染的方法有三种：
（1）前媒：
羊毛先用铬盐处理后，再加入酸性媒染染料杂色。
（2）后媒：
羊毛先用酸性媒染料染色，再加入铬盐处理。
（3）同媒：
羊毛同时和酸性媒染染料染色及铬盐处理
媒染染料优点：
耐晒、耐洗、耐湿处理牢度较高；
缺点是色光黑，染色物发生变，不易配色
2、金属铬合染料
在制备染料时，已将金属原子引入染料分子中生成金属络合物。
按染料与金属原子的配比，有两种络合类型。
（1）1：
1型金属络合染料：
金属原子：
染料分子=1：
1
（2）1：
2型金属络合染料：
2
又称中性染料。
纤维素纤维用染料
纤维素纤维：
棉麻、人造纤维，不含酸性和碱性基因，因而不形成离子键，但它含有大量羟基能用和它形成氢键的染料分子染色，这类染料称作直接染料，即不需借助媒染剂的帮助而能使纤维素纤维直接染色。
因此要求具有较好的平面性和长的分子链。
此外，冰染染料、还原染料、硫化染料、活性染料均可用于纤维的染色
一、直接染料
特点：
1、直接染料色谱齐全、应用方便，生产方法简单，价格较低廉，但耐洗耐晒牢度差。
染色是可逆的，故现在仅限于用在不需经常洗的织物上，如外套，装饰布、或纸张。
结构：
2、直接染料是借助染料分子和纤维分子间的吸引力染色的。
除了二者间产生氢键外，还产生非极性范德华力。
为了使染料与纤维分子间具有较大吸引力，直接染料分子具备的条件：
（1）染料应是线型分子，最大限度吸咐在纤维上，此时产生的范德华力最大。
（2）染料分子中占同一平面结构部分范围要大，即有平面性，与纤维表面吸咐面积大，此时范德华力大
（3）染料分子中和纤维的羟基形成氢键的基团较多。
品种：
大多数直接染料是多偶氮化合物，或含有脲素结构的二苯乙烯化合物。
A：
联苯胺染料及代用品
直接偶氮染料中的联苯胺直接染料是直接染料中最重要的一类染料主要代表是直接黑BN。
但联苯胺已肯定能产生环境性膀胱癌，自1971年以来，世界各国已先后停止生产。
因此联苯胺染料的代用，是染料工业中目前急待解决的重大问题之一。
以4，4‘-二氨基苯甲酰苯胺为中间体代替联苯胺生产的直接黑G可以代替联苯胺染料。
其合成路线为：
二苯乙烯为一平面型分子，二苯乙烯型染料具有线型，平面型分子特点。
此类染料均以4，4’一二氨基二苯乙烯一2，2’一二磺酸及4、4’一二硝基二苯乙烯一2，2’一二磺酸为原料合成：
如直接冻黄。
4、改进方法
直接染料耐洗耐晒牢度差，提高其染色牢度可采用下列几种方法：
（1）用金属盐处理
染色后，以1~2%Cuso4及0.3~1%醋酸在80℃处理30min发生铜络合反应，可提高日晒牢度，如直接铜蓝IR
（2）阳离子固色剂固色
常用的有固色剂Y和固色剂M
固色剂Y是季胺盐，和染料的磺酸基结合生成不溶性色淀，提高皂洗牢度
固色剂M，为含铜固色剂，和染料分子作用后生成铜络合物，提高耐晒牢度，但色光偏暗，常用于深色织物的后处理。
二、冰染染料
冰染染料是由重氮组分的重氮和偶合组分在纤维上形成的偶氮染料。
两种组分均不含水溶性基因，故形成的是不溶性偶氮染料，水洗牢度较高。
实际应用时，一般先使棉纤织物吸收偶合组份（色酚）再用重氮组成（色基）的重氮盐处理，即可在纤维上生成染料而显色。
在印染工艺上，被染品吸收色酚的过程称为打底，与色基重氮盐偶合的过程称为显色。
由于色基的重氮化及显色过程均需加冰冷却故此类染料称为冰染染料。
色酚大部分是2一羟基萘一3-甲酰芳胺类和乙酰基乙酰芳胺类两大类，统称为色AS。
其中酰胺基，纤维素和纤维素分子中的羟基形成氢键。
冰染染料较直接染料坚牢，其色泽鲜艳，水洗、日晒牢度较好，合成简单，价格低廉、色谱齐全。
广泛用于纤维、丝、毛、醋酸纤维素等。
三、还原染料：
1．特点还原染料是指须在连二亚硫酸钠Na2S2O4保险粉溶液中还原，然后才能染色的染料。
还原染料是不溶于水的有色物质，其分子结构的基本特点是在分子共轭双键系统中，含有最少两个羰基，在碱性溶液中和保险粉作用，羰基还原为羟基，成为可溶于水的还原体钠盐即隐色体。
隐色体对纤维有亲和力，能被纤维吸咐，再经氧气或其它氧化剂氧化，恢复为原来的不溶性染料而固着在纤维上，使纤维染上颜色按照化学结构：
分为靛族染料、稠环酮类染料等。
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