第4章直接染料

第四章直接染料DirectDyes(2學(xué)時)2023/2/42直接染料第一節(jié)引言第二節(jié)直接染料的發(fā)展第三節(jié)直接染料的分類第四節(jié)直接染料的染色及其應(yīng)用性能2023/2/422023/2/432023/2/4直接大紅4B剛果紅(已禁用)(1884年第一只直接染料)32023/2/44第一節(jié)引言直接染料對棉纖維無需媒染劑而直接上染。具有磺酸基或羧酸基的偶氮染料，溶于水；與纖維素纖維和再生纖維素纖維具有相當高的親和力（直接性），可直接上染纖維。直接性：分子間力（氫鍵、范德華力）結(jié)構(gòu)線性：發(fā)生范德華力共平面性好：范德華力大形成氫鍵的基團較多2023/2/4結(jié)構(gòu)特點42023/2/45第一節(jié)引言直接染料特點能溶于水，分子結(jié)構(gòu)呈線性、狹長、共平面性好；色譜齊全，色澤鮮艷，價格低廉，染色方便；濕處理牢度較低；日曬牢度隨品種而異；部分禁用。用途對纖維素纖維、蛋白質(zhì)纖維具有較強的親和力，主要用于棉紗、棉針織物、粘膠纖維、天絲（Tencel、Lyocell）和絲綢的染色，也可用于皮革、毛皮、紙張的染色。2023/2/452023/2/46第二節(jié)直接染料的發(fā)展聯(lián)苯胺類偶氮直接染料的發(fā)展多數(shù)已被淘汰聯(lián)苯胺染料的代用提高染色牢度染色牢度差的原因染料的水溶性纖維素纖維的吸濕溶脹染料與纖維的結(jié)合力較小解決途徑在染料分子中引入可形成絡(luò)合物的結(jié)構(gòu)——直接銅鹽染料；在染料分子中引入銅絡(luò)合結(jié)構(gòu)——銅絡(luò)合直接染料；在染料分子中引入某些雜環(huán)結(jié)構(gòu)——直接耐曬染料；通過交聯(lián)劑使染料與纖維連接——直接交聯(lián)染料。如Sandoz公司的Indosol染料（直接堅牢素染料）。2023/2/462023/2/47第二節(jié)直接染料的發(fā)展提高染色牢度固色劑發(fā)展陽離子多胺聚合體與特殊金屬鹽的混合物固色劑Y：雙氰胺與甲醛縮合物的醋酸鹽溶液或氯化銨溶液固色劑M：固色劑Y與銅鹽例如醋酸銅作用環(huán)保固色劑：如固色交聯(lián)劑OpitifixF、固色交聯(lián)劑DE用于T/C、T/P（粘膠）一浴一步法染色的直接染料如Sandoz公司的IndosolSF型直接染料；日本化藥公司的KayacelonC型直接染料；我國的D型直接混紡染料、TD型直接混紡染料。2023/2/472023/2/48第三節(jié)直接染料的分類按結(jié)構(gòu)分類絕大部分是偶氮染料，少數(shù)為噻唑類、酞菁類等。偶氮類染料單偶氮染料品種較少單偶氮直接染料主要是具有噻唑結(jié)構(gòu)和J酸結(jié)構(gòu)的染料，僅有黃色、橙色、紅色等少數(shù)品種。單偶氮染料的合成由色基重氮鹽與色酚通過偶合反應(yīng)得到2023/2/482023/2/49第三節(jié)直接染料的分類偶氮類染料單偶氮（少）2023/2/4直接黃5G直接紅B92023/2/410第三節(jié)直接染料的分類偶氮類染料雙偶氮（主要）一種重氮組分與兩種偶合組分反應(yīng)偶合組分：可以相同，也可以不同。重氮組分：兩個氨基不在同一芳環(huán)上的芳胺。聯(lián)苯胺及其衍生物4,4’－二氨基苯酰替苯胺2023/2/4102023/2/411第三節(jié)直接染料的分類偶氮類染料雙偶氮（主要）E1←

D→E2

2023/2/4直接大紅4B（剛果紅）112023/2/412第三節(jié)直接染料的分類偶氮類染料雙偶氮（主要）E1←

D→E2含有兩個重氮基正離子的重氮鹽在進行偶合反應(yīng)時，第一次偶合反應(yīng)的反應(yīng)能力強；在進行第二次偶合反應(yīng)時，反應(yīng)能力迅速減弱，應(yīng)采用較強反應(yīng)條件或采用偶合能力較強的偶合組分進行反應(yīng)。2023/2/4122023/2/413第三節(jié)直接染料的分類2023/2/4131-氨基-4-萘磺酸聯(lián)苯胺g酸

2023/2/414聯(lián)苯胺染料結(jié)構(gòu)通式：（Ⅰ）（Ⅱ）兩個苯環(huán)間的C-C鍵較正常的C-C鍵短，基本上為單鍵，使兩個苯環(huán)可繞C-C鍵旋轉(zhuǎn)，因此聯(lián)苯胺染料為線性平面分子，但染料的顏色是兩個單偶氮染料顏色的拼色。第三節(jié)直接染料的分類2023/2/415

黃色紫色棕色黃色第三節(jié)直接染料的分類2023/2/416代替聯(lián)苯胺的芳二胺4,4－二氨基苯甲酰苯胺及其衍生物4,4－二氨基二苯脲及其衍生物二氨基二苯胺及其衍生物二氨基萘D.S.D酸第三節(jié)直接染料的分類2023/2/417第三節(jié)直接染料的分類偶氮類染料雙偶氮（主要）一種重氮組分與可偶合兩次的偶合組分反應(yīng)偶合組分常用雙J酸和猩紅酸，重氮組分相同。雙J酸猩紅酸2023/2/4172023/2/418第三節(jié)直接染料的分類偶氮類染料雙偶氮（主要）A1→Z←A22023/2/4直接堅牢橙4BS二芳基脲類18直接艷紅12B2023/2/419第三節(jié)直接染料的分類偶氮類染料雙偶氮（主要）由單偶氮染料合成雙偶氮染料A→M→E對氨基苯磺酸苯胺N－苯甲酰基J酸2023/2/419直接耐曬紅4B直接紫3B2023/2/420第三節(jié)直接染料的分類偶氮類染料多偶氮染料主要是藍、綠、紫、棕、黑色，淺色品種較少。染料對纖維的直接性大，日曬牢度較好，一般在4級以上。三偶氮（多偶氮）（主要）：藍色、灰色四偶氮（多偶氮）：多為混合物，色光發(fā)暗，棕、黑色2023/2/420直接耐曬黑G直接堅牢藍4GL2023/2/421直接耐曬黑G2023/2/422第三節(jié)直接染料的分類按照應(yīng)用性能分類直接染料直接耐曬染料直接銅鹽染料直接重氮染料（應(yīng)用較少）直接交聯(lián)染料直接混紡染料2023/2/4222023/2/423第三節(jié)直接染料的分類直接染料早期的直接染料染色牢度較差，染色后需經(jīng)固色處理，以提高濕處理牢度。這類染料大部分是以雙偶氮和多偶氮染料，其中間體主要是聯(lián)苯胺及其衍生物。含聯(lián)苯胺及其衍生物苯乙烯類：主要為黃、橙色，染色性能好，但濕處理牢度稍差。2023/2/4232023/2/424第三節(jié)直接染料的分類直接耐曬染料二芳基脲偶氮染料-NHCONH-為隔離基團，染料主要為黃、橙、紅、藍等顏色，耐光性能好，日曬牢度高。2023/2/4242023/2/425第三節(jié)直接染料的分類直接耐曬染料三聚氰胺偶氮染料（酰氯縮合）對纖維親和力大，日曬牢度好，染料品種少，主要有綠、紅、藍色。如三聚氰胺為隔離基將紅、藍染料合成為綠色染料。2023/2/425藍色染料黃色染料隔離基直接耐曬綠5GLL2023/2/426第三節(jié)直接染料的分類直接耐曬染料二噁嗪類染料鮮艷的藍色，耐光牢度好，耐還原性強，水洗牢度較差。2023/2/426直接耐曬艷藍FF2G直接藍FFR2023/2/427第三節(jié)直接染料的分類直接耐曬染料酞菁類直接染料銅酞菁的衍生物色澤鮮艷耐曬牢度好直接性低。2023/2/427直接耐曬翠藍GL2023/2/428第三節(jié)直接染料的分類直接銅鹽染料含有能與銅鹽形成絡(luò)合物的結(jié)構(gòu)偶氮基兩側(cè)鄰位有配位基、分子末端有水楊酸結(jié)構(gòu)染料與銅鹽形成絡(luò)合物后，溶解度降低，耐洗和耐日曬牢度提高，但色澤會變暗。2023/2/428X1：-OH、-OCH3X2：-OH、-COOH-OCH3等2023/2/429第三節(jié)直接染料的分類直接銅鹽染料2023/2/4直接耐曬黃GC直接耐曬玉紅BBL292023/2/430第三節(jié)直接染料的分類直接重氮染料分子中有—NH2，可重氮化常規(guī)染色后，在纖維上重氮化，再偶合色澤較深、能提高濕處理牢度在偶氮基對位上有氨基的染料偶合劑：2-萘酚分子末端具有間二氨基或間氨基萘酚結(jié)構(gòu)的染料偶合劑：2-萘酚、對硝基苯胺、間甲苯三胺2023/2/42023/2/4302023/2/431第三節(jié)直接染料的分類直接交聯(lián)染料分子中有銅絡(luò)合結(jié)構(gòu)及一些特殊配位基團與多官能團螯合結(jié)構(gòu)陽離子型固色劑組成染色體系對纖維有直接性離子鍵結(jié)合共價鍵結(jié)合P102染料結(jié)構(gòu)舉例2023/2/4312023/2/432第三節(jié)直接染料的分類直接混紡染料直接混紡染料、直接耐曬染料個別品種屬于禁用染料直接混紡D型染料對纖維素直接性高、上染率好穩(wěn)定性好對染浴的酸堿度適用范圍廣2023/2/42023/2/4322023/2/433第四節(jié)直接染料的染色性能直接染料的結(jié)構(gòu)與直接性染料分子是線性的共軛系統(tǒng)長，共平面性好。染料共軛系統(tǒng)長，直接性大；染料共平面性好，直接性大。2023/2/433Y：-N=N-、-CH=CH-、-NH-、-NHCONH-、-NHCO-2023/2/434共平面性直接性吸附量（g/100g纖維）棉粘膠

好大1.133.3

差小0.1480.275第四節(jié)直接染料的染色性能直接染料的結(jié)構(gòu)與直接性2023/2/435第四節(jié)直接染料的染色性能直接染料的結(jié)構(gòu)與直接性染料分子中含有可形成氫鍵的基團較多染料分子中可形成氫鍵的基團間隔距離與纖維素纖維中兩個伯醇基的間距（103nm）相近時，容易形成氫鍵。2023/2/4352023/2/436第四節(jié)直接染料的染色性能直接染料的溶解親水基團—SO3Na、COONa，數(shù)量溫度T提高溫度能使溶解度增加介質(zhì)：軟化水會與鈣鹽、鎂鹽發(fā)生沉淀電解質(zhì)適量促染過量會使染料聚沉淀2023/2/4362023/2/437第四節(jié)直接染料的染色性能直接染料的結(jié)構(gòu)與染色性能根據(jù)染料對染色溫度、上染率及鹽效應(yīng)的不同，直接染料可分為A、B、C三類，拼色時應(yīng)選擇性能相近的染料。A類染料（勻染性染料）：分子結(jié)構(gòu)較小，不易聚集，染料對纖維親和力較低，擴散、移染、勻染性好，鹽促染作用不明顯，染色溫度70～80℃，濕處理牢度差，一般染淺色。2023/2/437直接凍黃G（S.D.C分類）2023/2/438第四節(jié)直接染料的染色性能直接染料的結(jié)構(gòu)與染色性能B類染料（鹽效應(yīng)染料）：分子中水溶性基團較多，分子結(jié)構(gòu)較大，染料對纖維親和力高，擴散性、移染性、勻染性較差，鹽促染作用明顯，濕處理牢度較高。2023/2/438直接耐曬綠BB2023/2/439第四節(jié)直接染料的染色性能直接染料的結(jié)構(gòu)與染色性能B類染料（鹽效應(yīng)染料）：鹽促染作用明顯2023/2/4392023/2/440第四節(jié)直接染料的染色性能直接染料的結(jié)構(gòu)與染色性能B類染料（鹽效應(yīng)染料）元明粉或食鹽對直接染料所起增進上染的作用稱為促染。在鈉離子的屏蔽作用下，染料陰離子接近纖維表面所受斥力減弱。增加鈉離子濃度，減少染液本體和纖維界面附近的濃度差，提高染料的擴散速率。增加染液中的染料活度（as=[Na+]Zs[DZ-]s），提高染料的平衡吸附量，從而提高平衡上染百分率。染料膠粒的動電層電位的絕對值降低，染料在水中的溶解度降低，提高染料的吸附密度，從而提高平衡上染百分率。2023/2/440鹽效應(yīng)示意圖2023/2/441第四節(jié)直接染料的染色性能直接染料的結(jié)構(gòu)與染色性能C類染料（溫度效應(yīng)染料）：分子中水溶性基團較少，分子結(jié)構(gòu)較大，染料對纖維親和力高，擴散性、移染性、勻染性較差，溫度對上染過程影響大，鹽促染作用不明顯，濕處理牢度較高。2023/2/441直接黃棕D3G2023/2/442第四節(jié)直接染料的染色性能直接染料的結(jié)構(gòu)與染色性能C類染料（溫度效應(yīng)染料）：溫度對上染過程影響大2023/2/4422023/2/443第四節(jié)直接染料的染色性能直接染料S.D.C分類法鹽效應(yīng)實驗染色→移染實驗→評級→4-5級以上：A類（勻染性染料）2023/2/4431-4級：B或C類←染色C類：4-5級←評級←鹽效應(yīng)實驗1-4級：B類2023/2/444第四節(jié)直接染料的染色性能直接染料的染色過程吸附纖維無定型區(qū)溶脹聚集、解吸：染料間、染料與纖維間促染原因：染料與纖維上負電荷間的靜電斥力電解質(zhì)：元明粉、食鹽擴散通過“微隙”擴散至內(nèi)部（孔道擴散模型），并在纖維素分子鏈節(jié)上吸附“環(huán)染”到“透染”2023/2/4442023/2/445第四節(jié)直接染料的染色性能直接染料的染色過程固色機理封閉水溶性基團而生成沉淀，從而降低染料的水溶性；固色劑的疏水部分與纖維大分子的結(jié)合，提高染料與纖維素分子之間的結(jié)合力，使染料不易解吸溶解在水中。D-SO3-Na++F+X-→D-SO3-·F+↓+NaX2023/2/4452023/2/446第四節(jié)直接染料的染色性能直接染料的染色過程固色過程金屬鹽后處理銅鹽：1-2%CuSO4

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0.3-1%乙酸，80℃30min陽離子固色劑后處理分子量較大的季銨鹽陽離子和染料陰離子結(jié)合固色劑Y：雙氰胺與甲醛縮合后的可溶性產(chǎn)物染料用量的1.5-2倍、pH5