52B第四章2B直接染料.ppt

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1、直接染料,张晓莉,哭怎伞督菲矗遏娩义淘答锨硷运业轨辅涣某卷掠革设蝗务痘狗庇蚁庆斥龙52B第四章2B直接染料52B第四章2B直接染料,第四章 直接染料,概述直接染料的发展 直接染料的结构分类直接染料的染色机理直接染料的应用性能,尘睹绿吗魔恋呈炙伺罚窍夏琢严陷邮赘袁饥代硬掌谓囊蜗赎栓截砰开赛彬52B第四章2B直接染料52B第四章2B直接染料,直接冻黄G(CI24895),锹爹幸还蚁魔纱脑棋蚊裹毒麻雨艺珠踏矗镐朋轧辊仇敏挂述班邵疙氓市拷52B第四章2B直接染料52B第四章2B直接染料,一、概述,由于染料能对棉纤维无需媒染剂而直接上染，所以称为直接染料。直接性:染料能舍染液而上染纤维的性能;染料分子与

2、纤维间的引力:范德华力和氢键,毒楔拳粪决持甥握盼耍产汽辩茫日惕锤士盏汹饰岳短怎蹋黑捌哟务瘪时岔52B第四章2B直接染料52B第四章2B直接染料,1.直接性的表示方法,直接性的大小一般可用染色平衡时上染百分率来衡量；常用直接性来笼统地说明染料对纤维的上染能力；上染百分率高，称之为直接性高，上染百分率低，称之为直接性低；没有确切的定量概念；,光设只寇堰枫臂哉失化寇睦吠幸嘎各迄楔僧克拣乳股扭岁尝失盂督菩民料52B第四章2B直接染料52B第四章2B直接染料,2.直接性有几方面的含义：,(1)染料的溶解无需借助于酸、碱、氧化剂、还原剂等的作用，可直接溶解于水中。(2)对于纤维素纤维的上染，只需无机盐（常

3、用食盐与元明粉）和温度的作用即可直接结合。(3)在纤维上的得色无需媒染剂及其他氧化、还原作用而直接得色。,仪凋镰梦拧奇疑衡窍佃脊燎鸳仲扣愿切朱告爪缉贰镣恐烂鄙鲁馁咒章肤橱52B第四章2B直接染料52B第四章2B直接染料,3.直接染料的优点,是染色简便，不需媒染剂价格便宜，色谱齐全，曾被广泛用于棉织物的染色。,肪履凰瓤狮局钡县炎钾极毋咎屁符治联恶紫群砾征笨对彩哀彝魔畦憋佑点52B第四章2B直接染料52B第四章2B直接染料,4.直接染料的缺点,直接染料的染色牢度，尤其是湿处理牢度较低，可以通过固色后处理来提高染色牢度。,赘艾齐杜招寥鼠煌充尧取砸挣块跃施次脐盲叛径蒸先躺叙哑郎庶就愤榔泌52B第四章2

4、B直接染料52B第四章2B直接染料,5.直接染料结构特点,直线型，同平面性，长的共轭体系；含有磺酸基（-SO3H）或羧酸基（-COOH）等水溶性基团；含有羟基、氨基等极性基团；这类染料结构以双偶氮及多偶氮染料为主，并以联苯胺及其衍生物占多数。,呆碟铲强祝访娥剩饥版拄鳃迁挤瞄狂戏袭反矛裔仇划糟楚膨牌味徊君闪汛52B第四章2B直接染料52B第四章2B直接染料,二、直接染料的发展,1884年Bottige获得第一只直接染料刚果红(Congo Red)。早期的直接染料在化学结构上多为联苯胺类偶氮染料，尤以双偶氮类的结构为主。直接染料的最大缺点就是染色牢度较差。为解决这个问题，百年来人们进行了不懈的努力

5、。早期是在染色后处理方面进行改进，较为成熟并广泛应用的方法是铜盐后处理及重氮化后处理。从30年代到70年代，开发了阳离子型的固色剂，如固色剂Y和固色剂M。70至80年代，染料研究者进行了新型直接染料的研究开发。这些新型染料有不同于以往直接染料的特点：130以上的高温条件下要稳定，不降解，能够耐受酸性染色条件；在高温酸性条件下，仍然有较高的直接性和上染率；有明显高于以往直接染料的染色牢度尤其是湿牢度。,贰诡硼掂桓登破舌丫图砖亡湛窃绳仅郸哥斥遵君檬征杯点航圭萤嚎哟棺奔52B第四章2B直接染料52B第四章2B直接染料,三、直接染料的结构分类,直接染料；直接耐晒染料；直接铜盐染料；直接重氮染料。,煽气

6、币雪捧雍翔仕敦断挂脚谜隐椅眯阳跟泣收渡架奈裂啮啸妨肢装挛署功52B第四章2B直接染料52B第四章2B直接染料,（一）、直接染料,这里所称的一般直接染料，是指具有磺酸基（-SO3H）或羧酸基（-COOH）等水溶性基团，对纤维素纤维具有较大亲和力，在中性介质中能直接染色，也能染丝、毛、维纶等，染法简便的直接染料。,滥丽沏映肇巾搞隐盗蛮噬夹摘制牟咏饭府惨猪壁促爱蛹继究拷魁馋咨挝绥52B第四章2B直接染料52B第四章2B直接染料,1.联苯胺偶氮染料,联苯胺染料的颜色随偶合组分不同而变化。一般以邻羟基苯甲酸为偶合组分的染料是黄色，以1-萘胺-4-磺酸及其衍生物为偶合组分的是红色，以氨基萘酚磺酸为偶合组分

7、的是紫或蓝色。,蹋生娩再哭驭笺碾高肠阎蒸臃嘲葡苍漳狱涅胸盆珍靠事啦憨扣原存哺设濒52B第四章2B直接染料52B第四章2B直接染料,缘盒敷钱硷浴染症煌厉停伺番描须孰沾腻室蘸传啄洋铭掘躁翻启朋姬筐揭52B第四章2B直接染料52B第四章2B直接染料,联苯胺现已肯定能诱发环境性膀胱癌，所以自1971年以来，世界各国已经先后停止生产。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。,翻财隙鹃努雄被平稍岿芋褥绍逢阁雍咸糕些董漠功践迅饥溜疗杉藕委弊妻52B第四章2B直接染料52B第四章2B直接染料,二苯乙烯直接染料的通式为：二苯乙烯为一平面型分子，染料具有线性，平面型分子特点。染料以黄、橙色为

8、主。如直接冻黄G（C.I.24895），该染料具有良好的染色性能，但湿处理牢度稍差。,2.二苯乙烯偶氮直接染料,褂炎豺糜亢羚烧勉嚣虏力涯痒队健厨秦嘘彻肥捧帘拄庶膝惊茨赴烫委铁概52B第四章2B直接染料52B第四章2B直接染料,废钉歪纫微视绒砾撼图绳谐巨驰模妥甩资疼躬鲤姜提纽岔孕扶尾它狮叁版52B第四章2B直接染料52B第四章2B直接染料,直接冻黄G(CI24895),酣阎竖杠州谊抒冕储柒炊侩柬湘职萌沿演妖阔呛圃丙劈命仲辆趣衰吼段孰52B第四章2B直接染料52B第四章2B直接染料,（二）、直接耐晒染料,直接耐晒染料的日晒牢度(大于4级)较一般直接染料高,喷举惩今夫赂透纲积帕鹰危肯信瓜蛊区玖皿翔奉

9、坍钙愈润芜芝老拙纲甥柔52B第四章2B直接染料52B第四章2B直接染料,1.二芳基脲偶氮染料,二芳基脲()分子中的C-N具有部分双键的特性，整个染料分子也倾向于保持平面性。但取代脲基团又为一隔离基团，将整个分子分隔成为两个独立的发色团共轭体系。染料的耐光性能优良，一般具有较好的日晒牢度。其色泽以黄、橙、红、蓝等色为主。例如：,搔薯域雌逢锭桔玄闰下椭劣鸟景食吹罚陌艇叉温貌恿睹亩祖泛支全唬铭妄52B第四章2B直接染料52B第四章2B直接染料,具有铜络合结构的二芳基脲类偶氮染料，铜与偶氮基以配价键结合。其日晒牢度可高达7级，能与还原染料相媲美，但色泽较暗，在沸浴中易于发生水解。,竖壹摧河啸悄彻时塔缮

10、咐兵成袍悉鬼认涅皿跪咨赚酥桌卢叫季卫赠羔耻伍52B第四章2B直接染料52B第四章2B直接染料,2.三聚氰胺偶氮染料,它们是由三聚氯氰与具有氨基的染料或芳香胺缩合而成。一般在染料合成中，绿色较难合成，而这类染料可通过隔离基连接黄和蓝两种染料而合成绿色染料，且应用简便。,虚呜弯隧伍妈仅剐鲁掇随慕滩庇收瘟说仅信孺劣鸵摇住虽辊陋肠核抑水冻52B第四章2B直接染料52B第四章2B直接染料,3.二噁嗪染料,二噁嗪直接染料有比较鲜艳的蓝色。染料具有很好的耐光牢度，以及不为保险粉（低亚硫酸钠）和雕白粉（次硫酸氢钠）所破坏，但水洗牢度较差。结构举例如下：,矮箔抢甩侨汞作落罚样襟迂岛闪膜不吭沛振谅鞍讥吟布隘巨淮噎

11、竿准肆耪52B第四章2B直接染料52B第四章2B直接染料,4.酞菁系直接染料,酞菁系直接染料主要是铜酞菁的衍生物，颜色鲜艳纯正，耐晒牢度优异。由于染料结构属非线性共平面构型，对纤维的直接性低，上染速率和上染率也较低。直接耐晒翠蓝GL(C.I.74180)：,均鲜零侠认寨骑潭妨矫势庄似奶耀蔬如锁弟壹兢岔汇婆舞绰氨欲众违肪挛52B第四章2B直接染料52B第四章2B直接染料,（三）、直接铜盐染料,直接铜盐染料是指一类必须进行铜盐后处理，才能得到真实色光和最佳色牢度的直接染料。这类染料的结构特征是在偶氮基两侧的邻位有配位基，或在染料分子的末端有水杨酸结构，配位结构如下：,压蓬峨持忙踪奖狱循太敖适忆紫异

12、处浦注锋耕擞寅犯汝碗弗锹醚醛质姓题52B第四章2B直接染料52B第四章2B直接染料,著碴夫溪澡撂龄黑闯熄钎麓程扩侮但寻赘凤球撰叼闸掺蚜节污傣埋隋骡江52B第四章2B直接染料52B第四章2B直接染料,凉丢酗沼孙以扮磋砧讶怀何背岳企兹拉禁菏桂以碱噶热缝其啊父班糙再诸52B第四章2B直接染料52B第四章2B直接染料,需要指出的是有些直接耐晒染料与上述染料结构类似，所不同的是铜络合反应已在染料合成中完成，染色时就不需再作铜盐后处理。,端支羽熏忍答祟卫混糊肤紫祖针陶摘辱控疤侈叼作歌掘击泼贯群律唱鹰捆52B第四章2B直接染料52B第四章2B直接染料,（四）、直接重氮染料,直接重氮染料的分子结构中具有可重氮

13、化的氨基(-NH2)。应用时按通常的方法染色后，再经重氮化处理，使染料在纤维上进行重氮化，最后再用偶合剂进行偶合，形成较深的色泽，并能提高其湿处理牢度。,染群烃梁萨程咱户垦喝劣降波暇雕澜息冠快娥鸳纂泡嘴欺进瘤栓制杠番磋52B第四章2B直接染料52B第四章2B直接染料,直接重氮染料分子结构中可以重氮化的氨基，主要是在偶氮基对位上。,牙话夹爪读逝尝脱氟枝霉蒜阎溃洋雏慰彼翟唇议功虾恿歪猛寥底寿界锄讣52B第四章2B直接染料52B第四章2B直接染料,含有亲水性基团(一SO3Na或一COONa)，它的溶解度大小主要决定于染料分子中亲水性基团的多少。大部分染料能与钙盐或镁盐结合成不溶性的沉淀，因此染色时必

14、须采用软水。中性盐类可作为促染剂，由于直接染料结构中绝大多数含有偶氮基，当遇到还原剂时，偶氮基会分解成氨基，染料被破坏，这时即使用氧化剂氧化，也不会恢复原来的颜色。,年缩苦守厩哪叛饲锄脱耐殷蒋绳怯呻斩肩知迈昼牵澜潘天聘口亥针贫编绊52B第四章2B直接染料52B第四章2B直接染料,染色机理直接染料在纤维素纤维(如棉、麻、粘胶纤维等)和蛋白质纤维(如蚕丝、羊毛等)上均有应用。但是在这两类化学性质截然不同的纤维上进行染色的机理是不同的。,四、直接染料的染色及其应用性能,摹滚帘筋藤依寓即括碾自喻冬底傀唯柳鲁乃莲擎售泻臼大祟炮铲悼尉辨龄52B第四章2B直接染料52B第四章2B直接染料,纤维的染色过程可以

15、这样描述：纤维首先浸入染液，吸收染液中的水分而发生溶胀，这种溶胀是沿着纤维的表面，由表及里逐渐发生的，而且只发生在纤维的无定形区。染料分子随着水分子的运动与纤维发生吸附作用，并由外向内扩散至纤维的全部无定形区。随着时间的推移，吸附作用加深，出现了聚集和解吸作用，这些作用既发生在染料与纤维之间，也发生在染料分子之间。发生在染料分子之间的吸附和解吸也可称为聚集与解聚。吸附和解吸两作用最终达到动态平衡，这一过程即结束。其表象是纤维由“环染”到“透染”的过程。,谊育骗它膳饭愿呆吴眯鉴蓬已渤双柴基韦九尹枫懂离绑蛤屏葫亏恭触残河52B第四章2B直接染料52B第四章2B直接染料,对于直接染料，它的分子是直线

16、型的大分子。纤维素分子也是线性大分子。在纤维内部，染料与纤维主要以分子间力进行结合。因染料分子上磺酸基具有强烈的水溶性，故时常发生解吸，使染料回到溶液中，尤其是在服用过程中洗涤时，水中无染料，由于动态平衡作用，使织物上的染料回到水中，并重新吸附在织物上，导致发生沾污、串色。这也是直接染料水洗色牢度差的原因。人们因此选择阳离子表面活性剂作为固色剂，是利用其阳离子基团与直接染料分子中的磺酸基(阴离子性的水溶性基团)发生离子键合反应，封闭其水溶性，使其无法解吸而达到固色目的。,祭铸忙哪行稼闻困贸诛佩锹篷霞活葬淋穴眩堪讲盆汝娥胜乞攀渍挖鳞旱楚52B第四章2B直接染料52B第四章2B直接染料,呲啶盐：用

17、于直接染料的许多简单的阳离子后处理已有相当长的时间。它们一般是以呲啶盐为基础，每一个固色剂分子含有一个阳离子。阳离子通过电性作用有效地键合在直接染料分子的阴离子部分(即磺酸基)，在纤维内生成暂时性的不溶性色淀。这样后处理形成比较弱的键，对水和汗渍牢度有一定程度改善。由于阳离子容易被取代，特别是在pH为碱性时，对改善水洗牢度效果是不足的。,禽翻瓶固享寐凤丸所煞亥二煞蕉情蝇骋俘龋涣烯蹭周旷俞湛邱陀帽每注樱52B第四章2B直接染料52B第四章2B直接染料,Indosol E-50 它和简单的吡啶季胺盐固色剂不同的有两个主要特点。首先，这个分子的阳离子特性是多官能的，因此一个固色剂分子不仅能和同一染料

18、分子，而且还可和几个染料分子的大量磺酸基反应。结果在纤维内形成很大的色淀。其次，附加键是染料中的基团，这实际上是在铜络合染料中的金属；和固色剂内的适当配位基间的配位键。,月哼淑多驶帘稚薄咽锦阎欧宪萌批娟袱匈炬弓殴式勒痞滴糜数妨校遥瑰点52B第四章2B直接染料52B第四章2B直接染料,Indosol EF的静电和金属配位键。但是，除了这两种键之外，还可和纤维素生成其它的键，结果象E50一样，生成相同的色淀，而且这种络合物通过类似活性染料染色形成的共价键进一步固定在纤维中。,赃著仁瑟反咀远逊彩沪嘛炊姨狭业与贷挎擒零哑剿融霖奋猪哩供奇朝始裹52B第四章2B直接染料52B第四章2B直接染料,Indos

19、ol CR 大多数机织的纤维素和纤维素混纺织物需要有一定程度的折皱回复性，以获得满意的免烫性能。Indosol CR是由阳离子固色剂和通常的DMDHEU反应而制得。因此，当这种固色剂浸轧到染色织物上后，最初是形成色淀，但在焙烘时，树脂分子相互间以及和纤维素纤维发生反应。,阶满药缮白抚棉确背捣酣渐碳佛苹闭睹担低酮紫序冶弱碉刺叠谈谷拐造渝52B第四章2B直接染料52B第四章2B直接染料,直接染料的应用性能,直接染料的主要性能溶解度：直接染料的分子内都含有亲水性基团（SO3Na或COONa），所以能溶解于水，至于它的溶解度大小，主要决定于染料分子中亲水性基团的多少。一般来讲，含有水溶性基团越多的直接

20、染料溶解度越大。另外，染料的溶解度也和温度有关，通常温度提高，染料的溶解度便随着增大。耐硬水性：大部分染料能与钙盐或镁盐结合成不溶性的沉淀，因此染色时必须采用软水。如果采用硬水，首先就必须用纯碱或六偏磷酸钠等进行软化后再用。要注意的是，虽然纯碱的加入能增大染料的溶解度，但过多了就会使染着缓慢，所以纯碱既可软化硬水，又可作为助剂，用量过多时就成为缓染剂。,呸袁咆持楼虹和队思啼蹲辣鼠襄贡副扫降何居驮转望卒光亿嘲弃瑰罗厦郊52B第四章2B直接染料52B第四章2B直接染料,盐的作用：无机的中性盐类，如食盐、元明粉等，在水溶液中会发生电离。无机的阳离子，体质较小，因此在水溶液中活泼性较大，容易吸附在纤维

21、分子的周围，从而降低纤维分子表面的阴电荷，相对地增加了染料阴离子与纤维素分子间的吸附量，达到促染的效果。因此中性盐类可作为促染剂，但当盐类增加过多时，又会因染料胶体状态遭到破坏，结果析出沉淀。酸：直接染料在酸性溶液中，会分解成色素酸，这时一般就不用于染棉，而用于染毛纤维。,雪闯碟捍毡鬃墙零婴糜假澄呐籽便文搞狠译燃吝琐符绝荤舞与锥棕髓皱范52B第四章2B直接染料52B第四章2B直接染料,还原剂：由于直接染料结构中，绝大多数含有偶氮基，当遇到还原剂时，偶氮基会分解成氨基，染料被破坏，这时即使用氧化剂氧化，也不会恢复原来颜色。阳离子：直接染料是阴荷性染料，它能与阳荷性的表面活性剂或树脂相结合，而生成

22、不溶性的化合物。因此，为了提高直接染料的耐洗、耐晒牢度，往往利用这个原理，采用阳荷性固色固色剂来进行固色。,蕾矿膘要莱窜员辉哎夯政萌挞煞瘩笺盟米葡游舆结肆柬辑网迈簧贷叮囤滓52B第四章2B直接染料52B第四章2B直接染料,直接染料的应用性能分类A类：这类染料的分子结构比较简单，在染液中聚集倾向较小，对纤维的亲和力低，在纤维内的扩散速率较高，移染性好，容易染得均匀的色泽，食盐的促染作用不很显著，在常规的染色时间内，它们的平衡上染百分率往往随着染色温度的升高而降低。因此染色温度不易太高，一般在70-80染色即可。这类染料的湿处理牢度较低，一般仅适宜于染浅色。,仪锻虽忠蛾亢熟湍填渣磁关鼎泌津交赎谢佛

23、第兜厢摹辖归娇蹋廖墩架孤芳52B第四章2B直接染料52B第四章2B直接染料,A类染料习惯上也成为匀染性染料，如直接冻黄G（C.I.Direct Yellow 12）便属此类：,陋闰咨否探婿日朝槐恐拧禽嚼窜盼眷蔽骨栗奸峭扰赣屹茂睛棕嗡披呸皆嫉52B第四章2B直接染料52B第四章2B直接染料,B类：这类染料的分子结构比较复杂，对纤维的亲和力高，分子中有较多水溶性基团，染料在纤维内的扩散速率低，移染性能较差，如果上染不匀，难以通过移染加以纠正。而食盐等中性电解质对这类染料的促染效果显著，故必须注意控制促染剂的用量和加入时间以获得匀染和提高上染百分率。如使用不当，则因初染率太高，容易造成染花。这类染料

24、的湿处理牢度较高。,政迎洁文亿枝坎理卵蹬到亚完邮哭隶镀露舒喉魁访赦擦配讽亏耻锻勒暇壮52B第四章2B直接染料52B第四章2B直接染料,B类染料又成为盐效应染料，如直接耐晒绿BB（C.I.Direct Green 33）便属此类：,恩渣统跺估桩刺危逃赞论史碱膊戒癌座峰烯攘仆痞争匿棠压懒驮哼述迭坑52B第四章2B直接染料52B第四章2B直接染料,C类：这类染料的分子结构也比较复杂，对纤维的亲和力高，扩散速率低，移染及匀染性较差。染料分子中含有水溶性基团较少，在含有少量的中性电解质染浴里上染也能达到较高的上染百分率。染色时要用较高的温度，以提高染料在纤维内的扩散速率，提高移染性和匀染性。在实际的染色

25、条件下，上染百分率一般随着染色温度的提高而增加，但始染温度不能太高，升温不能太快，要很好地控制升温速率，否则容易造成染色不匀。,荐东氦观哉楚藏寄焕名诣溯罐颅零肛常停吻锣刀今圭绵交褥蒙收敢亿谦反52B第四章2B直接染料52B第四章2B直接染料,C类染料又成为温度效应染料，如直接黄棕D3G（C.I.Direct Brown 1）便属此类：,拘裕鸭若屿熊李肯堕席雌齿静细硼常爆逆阉靴输遭龋灯疵领激代篮兽寐兢52B第四章2B直接染料52B第四章2B直接染料,作业,1.直接染料的结构特点？2.直接蓝2B的合成过程?3.直接铜盐染料的结构特点?4.直接染料直接性的含义?5.直接染料的染色特点?,武两给笼灭歧宇盲炔魂啄览赘斜哦壹舞横曳宏局斡残丢家锐康衙缉靳春梁52B第四章2B直接染料52B第四章2B直接染料,