第九章酸性媒染染料与酸性含媒染料

第九章酸性媒染染料与酸性含媒染料 引言酸性媒染染料是一类具有能和金属螯合结构的酸性染料 它们可溶于水 能在酸性溶液中对蛋白质和聚酰胺纤维上染 染料与金属媒染剂在纤维上形成络合物后 颜色发生变化 产品一般具有良好的湿牢度 由于常用的媒染剂是重铬酸盐 所以又将这类染料称为铬媒染料 酸性媒染染料经媒染剂处理后 在羊毛上具有良好的耐光 耐洗和耐缩绒坚牢度 虽然染料色光不如酸性染料鲜艳 但颜色加深且成本低廉 因此仍为蛋白质纤维广泛应用的深色染料 酸性媒染染料主要应用于羊毛 蚕丝及聚酰胺纤维上 通常酸性媒染染料在羊毛上的耐光及耐湿处理牢度较酸性染料高 耐缩绒煮呢牢度较中性染料好 同时由于分子量较小 水溶性好 具有良好的匀染性 不仅用于精 粗梳毛纺织品 亦用于地毯纱的染色 酸性媒染染料对于蚕丝 聚酰胺纤维染色也具有较好的牢度 但由于蚕丝很细 长时间染色处理易使丝断裂 起毛 在染锦纶时由于亲和力高 低不等 而且染色后织物上残余金属媒染剂 经日光曝晒还会导致纤维强度的降低 故不如在羊毛纤维上应用广泛 酸性媒染染料的结构分类偶氮类酸性媒染染料该类型酸性媒染染料是在偶氮染料分子中含水量有磺酸基或羧酸基 同时在偶氮基的邻位具有媒染剂生成络合物的配位基团 染料品种多 包括整个色谱 唯有蓝 紫及绿色较少 含水杨酸基的媒染染料 酸性媒染深黄GG 偶氮基两侧邻位具有配位基的偶氮染料酸性媒染染料 分子结构中必须具有能与金属媒染剂形成螯环化合物的基团 即配位基 在偶氮基邻位的两个配位基之一为 OH 另一个可以 OH NH2 OCH3 COOH基 其中以带有两个羟基的为最多 它们经过铬媒处理后可获得优良的耐光 耐缩绒及湿处理牢度 酸性媒染红光橙RL 该染料经铬媒处理后 呈现橙色 有较好的应用性能 如果偶合组分为萘系衍生物 所得多为红 绿 蓝和黑染料 例如 蒽醌酸性媒染染料蒽醌本身为浅黄色化合物 不具有作为染料使用的性质 但在蒽醌环上引入一 二或更多的给电性取代氨基 则产生明显的深色效应 而且再进一步引入某些其他特定的基团 可以制备出一系列颜色鲜艳 牢度优良的酸性 活性 分散 阳离子以及媒染等各类染料 酸性媒染蓝黑B 三芳甲烷类酸性媒染染料有实用价值的三芳甲烷媒染染料 主要是紫色 蓝色及绿色品种 通常分子中含有水杨酸基团 取代氨基等 如酸性媒染紫R 具有如下结构 氧蒽类酸性媒染染料氧蒽类型染料分子中含有水杨酸基团或者可以和金属离子络合的结构 也可以作为媒染染料应用 这类品种中一个广泛应用的氧蒽类型媒染染料是酸性媒染桃红3BM 酸性媒染染料和铬离子的络合反应目前对于酸性媒染染料和铬离子在纤维上发生络合反应的研究还不够 大多数研究的是染料在溶液中的络合反应 铬离子和染料的络合反应分子比决定于染料的配位体结构和反应条件 众所周知 三价铬离子的配位数是6 而每个水杨酸结构具有两个配位基 所以理论上铬离子和具有水杨酸结构的染料可以形成1 3 1 2和1 1 络合物分子中的中心金属离子数和染料分子数之比 三种类型的络合物 有人认为羊毛上主要形成1 2型的络合物 式中B表示其它配位体 例如水分子 在纤维上反应时 纤维中具有孤对电子的基团也可作为配位基参加反应 三价铬离子和o o 二羟基偶氮染料在溶液中的络合反应随pH值不同可以生成1 1型和1 2型两种络合物 在pH 4的溶液中主要生成1 1型的络合物 在弱酸或近中性溶液中主要生成1 2型的络合物 染料和三价铬的络合也是一个亲核取代反应的过程 在此过程中有质子放出 溶液pH越低 越有利于反应向反方向进行 所以1 1型的络合物在较低的pH时形成 而1 2型的络合物在较高的pH时形成 染料在纤维上发生络合反应时 由于蛋白质纤维的有关基团 羧基 氨基等 也可参加反应 特别是在预媒染色时 Cr3 是与羊毛成络合物的形式和染料反应的 染料分子中的配位基取代纤维上铬络合物中水分子B和羊毛上的配位基而和三价铬结合 按照罗威等人的意见 酸性媒染染料在羊毛上最可能是以1 1型的形式存在 而且羊毛和三价铬离子间存在配位键结合 和酸性染料一样 羊毛和染料间还存在离子键和其它分子间力的结合 也有人认为 在纤维上染料和三价铬离子形成1 2型的络合物 此时 羊毛虽然不参加络合 但和染料之间仍存在离子键和其它分子间力的结合 在纤维内形成1 2型络合物后 染料体积显著增大 较难扩散出来 所以湿牢度也很好 酸性含媒染料的结构 酸性含媒染料绝大多数是含有水溶性基团的偶氮型染料 类似酸性媒染染料 在分子中含有水杨酸基团或在偶氮染料两侧邻位上 具有可以与金属形成络合物的羟基 氨基母体染料 通过与铬 铜等金属离子形成稳定性比较高的染料金属络合物 在染色过程中 借助铬离子分别与染料 纤维通过共价键 配价键相结合在一起 使染色织物具有优良的各项牢度 一般按照染料分子与金属原子的比例不同可将这类染料分为1 1型酸性含媒染料和1 2型酸性含媒染料 1 1型酸性含媒染料一般是用单偶氮染料和铬盐 如硫酸铬 蚁酸铬等 溶液在高压锅中加热合成的 酸性含媒蓝GGN 1 2型酸性含媒染料是由单偶氮染料在近中性溶液中和诸如水杨酸铬钠等铬的络合物一起加热合成的 它们主要由O O 二羟基偶氮染料螯合而成 例如中性染色的酸性含媒灰BL的结构为 用钴盐难以合成1 1型染料 但可合成1 2型染料 其色泽比相应的铬络合染料鲜艳 例如用下述单偶氮染料和钴盐反应可合成1 2型的青光蓝色染料 近年来 为了提高1 2型染料的水溶性 对磺酸基与染料的稳定性关系又进行了进一步研究 发现某些染料分子中引入一定数量的羧基或磺酸基 对稳定性影响不十分大 而且制成了一些商品供应市场 下式所示便是一个这类染料的色素离子 这种含磺酸基的染料只要pH不低于2 染色温度