精细化学品化学7染料与颜料b

1、第第三三章章 染料染料与与颜料颜料Part 3.3 3.3 重氮化与偶合反应重氮化与偶合反应 v偶氮染料是品种、数量最多，用途最广泛的一类染偶氮染料是品种、数量最多，用途最广泛的一类染料，占合成染料品种的料，占合成染料品种的50%以上。以上。v在偶氮染料的生产中，重氮化与偶合反应是两个基在偶氮染料的生产中，重氮化与偶合反应是两个基本反应和主要工序。本反应和主要工序。一、一、 重氮化反应重氮化反应 v芳香族伯胺与亚硝酸作用生成重氮盐的反应称为重氮化反应。可用下式表示： v式中所使用的酸HX代表无机酸，常用盐酸和硫酸。 ArNH2+NaNO2+ 2HXArN2X + 2H2O + NaX1、重氮化

2、反应机理 v游离芳胺首先发生氮原子上亚硝化反应，然后在酸液中迅速转化为重氮盐。 NaNO2 + HClHNO2 + NaClHNO2 + HClNOCl + H2OAr NH2慢NOClArNH NO快Ar N N OH快H3OArNNv 水中为阳离子，干燥时易爆，放N2。v 阴离子为X 重 氮 基 被 取 代 放 N2重 氮 基 被 还 原 或 偶 合 保 留 N2Ar N N+取 代还 原 或 偶 合对重氮盐的说明对重氮盐的说明: :影响因素影响因素酸的用量酸的用量: :无机酸的用量虽从理论上只需无机酸的用量虽从理论上只需2 2摩尔，但实际使用时摩尔，但实际使用时大大过量，一般高达大大过量

3、，一般高达3-43-4摩尔，目的是稳定生成的重氮盐，反应完摩尔，目的是稳定生成的重氮盐，反应完毕时介质应呈强酸性，刚果红试纸呈蓝色，毕时介质应呈强酸性，刚果红试纸呈蓝色，pHpH值为值为3 3。若酸量不足，。若酸量不足，生成的重氮盐容易和未反应的芳胺偶合，生成重氮氨基化合物，生成的重氮盐容易和未反应的芳胺偶合，生成重氮氨基化合物，称自偶合反应，为不可逆反应，此时再补加酸也无济于事。称自偶合反应，为不可逆反应，此时再补加酸也无济于事。亚硝酸钠的用量：亚硝酸钠的用量：反应过程中，必须自始至终保持亚硝酸过量否反应过程中，必须自始至终保持亚硝酸过量否则也会引起自偶合反应。检定亚硝酸过量方法是淀粉碘化钾

4、试纸试验，则也会引起自偶合反应。检定亚硝酸过量方法是淀粉碘化钾试纸试验，过量的亚硝酸能使试纸变蓝色。由于空气中酸性也能使试纸变色所以过量的亚硝酸能使试纸变蓝色。由于空气中酸性也能使试纸变色所以试验时间应以试验时间应以1 1秒左右为准。过量太多的亚硝酸对下一步偶合不利。可加秒左右为准。过量太多的亚硝酸对下一步偶合不利。可加尿素或氨基磺酸破坏之。尿素或氨基磺酸破坏之。反应温度：反应温度：反应温度一般在低温反应温度一般在低温0-50-5度进行，因为重氮盐在低温度进行，因为重氮盐在低温较稳定。较稳定。另外在较高温度下亚硝酸也易分解。但对某些稳定的重氮盐来说。另外在较高温度下亚硝酸也易分解。但对某些稳定

5、的重氮盐来说。温度可提高。如对温度可提高。如对- -氨基苯磺酸。可在氨基苯磺酸。可在10-1510-15度进行分解。度进行分解。二、二、 偶合反应偶合反应 v重氮盐和酚类、芳胺作用生成偶氮化合物的反应称为偶合反应。而酚类、芳胺化合物称为偶合组分。 1. 偶合反应机理 v偶合反应是亲电取代反应。重氮盐正离子向偶合组分上电子云密度较高的碳原子进攻，形成中间产物，然后迅速失去氢质子，生成偶氮化合物。以苯酚和苯胺为例，反应为：OOAr NN+慢Ar NNH快-HOAr NNNH2NH2Ar NN +慢Ar NNH快-HNH2Ar NN加入有机碱如吡啶、三乙胺等催化剂能加速反应。 萘酚或1-萘胺上若有磺

6、酸基在3位、4位或5位，偶氮基进入邻位。如：v可以预见，偶氮基进入酚类或芳胺类苯环上羟基或氨基的邻、对位。一般情况是先进入对位，当对位已有取代基时进入邻位。如： OH(NH2)OH(NH2)CH3OH(NH2)OH(NH2)OH(NH2)HO3SOH(NH2)SO3HOH(NH2)OH(NH2)SO3HSO3H偶联反应的影响因素偶联反应的影响因素 重氮盐偶合组分的性质：偶合组分的性质： 当偶合组分芳环上有给电子取代基，使反应容当偶合组分芳环上有给电子取代基，使反应容易发生；反之，不易发生反应。易发生；反之，不易发生反应。介质的介质的PH值：值： 酚为偶合组分，最初随着介质酚为偶合组分，最初随着

7、介质pH值增加，偶合速度值增加，偶合速度增大，增至增大，增至pH值为值为9左右时，偶合速度达最大值因为在碱性介质左右时，偶合速度达最大值因为在碱性介质中有利偶合组分的活泼形式酚负离子生成中有利偶合组分的活泼形式酚负离子生成.但当但当pH值大于值大于9时，偶合时，偶合速度反而变慢，这显然是因为重氮盐在碱性介质中转变为不活泼的速度反而变慢，这显然是因为重氮盐在碱性介质中转变为不活泼的反式重氮酸盐之故而失去偶合力。反式重氮酸盐之故而失去偶合力。反应温度：反应温度： 由于重氮盐极易分解，故而在偶合反应同时必伴随有重由于重氮盐极易分解，故而在偶合反应同时必伴随有重氮盐分解的副反应，根据活化能原理，重氮盐

8、分解活化能为氮盐分解的副反应，根据活化能原理，重氮盐分解活化能为95.30-138.78kJ/mol；而偶合反应活化能为；而偶合反应活化能为59.36 -71.89KJ/mol，提高偶，提高偶合反应温度，则重氮盐分解速度将大于偶合反应温度，这显然是不合反应温度，则重氮盐分解速度将大于偶合反应温度，这显然是不利于反应，故而偶合反应需在较低温度下进行。利于反应，故而偶合反应需在较低温度下进行。颜料第三、四讲v复习： 颜料和染料有什么区别、联系？ 常用的有机颜料有那几种类型？v新内容： 酞菁颜料、喹吖啶酮颜料、二呃青颜料、喹吖啶酮颜料、苯并咪唑酮系颜料、有机颜料在涂料中的应用品种及颜料化。第二讲 颜

9、 料v含义：是不溶于水，也不溶于使用介质，而以高度分散微粒状态使被着色物着色的一类有色物。v与染料的区别： 染料：可溶于水、有机溶剂，与被染物以一定的化学键结合。 颜料：不溶于水，以微粒（分子的聚集体）方式沉积于表面。v分类：无机颜料和有机颜料颜料消色颜料消色颜料无机颜料无机颜料彩色颜料彩色颜料填充料（调配）填充料（调配）黑：碳黑黑：碳黑白：白：钛白钛白锌钡白锌钡白无机颜料无机颜料有机颜料有机颜料黄：铅烙黄系列黄：铅烙黄系列蓝：铁蓝蓝：铁蓝金属颜料：铜粉、铝粉金属颜料：铜粉、铝粉颜料型染料颜料型染料色淀颜料色淀颜料色原色原汉沙黄汉沙黄联苯胺黄联苯胺黄酞青蓝酞青蓝酸性染料色淀酸性染料色淀碱性染料

10、色淀碱性染料色淀颜料发展趋势v无机颜料：价格便宜 , 遮盖力高 , 因此在涂料工 业中应用占有较大比例。随着社会经济的发展 , 人们生活水平的提高 , 有机颜料在涂料工业中应用比例不断上升 , 近年来随着我国涂料工业迅速发展 , 新型涂料不断研制开发 , 高档涂料品种占 有的比例增幅较大 , 对有机颜料的需求增长迅速。v有机颜料：品种多、性能优于无机颜料。v发展：社会发展对有机颜料提出了更多、更高、更环保的要求。对有机颜料工业发展提供了良好的机遇。有机颜料制造厂商有责任进行密切配合跟上涂料工业的发展需要 , 研制生产符合涂料产品需要的有机颜料。 无机颜料v颜料 有机颜料v色淀v有机颜料的颜料化

11、内容简介：无无 机机 颜颜 料料中国四大石窟塑像与壁画v敦煌莫高窟壁画：无机颜料 无机颜料一般指由单质元素、金属氧化物、无机盐或无机颜料一般指由单质元素、金属氧化物、无机盐或络合物等组成的颜料。络合物等组成的颜料。 他们的共同特点是色彩鲜艳，遮盖力强，视比容小，耐他们的共同特点是色彩鲜艳，遮盖力强，视比容小，耐抗性好，廉价。但由于色彩颜料含有抗性好，廉价。但由于色彩颜料含有Pb、Cr等元素，对等元素，对人和环保不利，越来越多地被有机颜料取代，只有黑色、人和环保不利，越来越多地被有机颜料取代，只有黑色、白色和少量黄色、蓝色无机颜料用于油墨的配制。白色和少量黄色、蓝色无机颜料用于油墨的配制。外观密

12、度(g/cm3)折光(射)率着色力(雷诺Reynolds指数)平均颗粒尺寸(m)2.502.55120013000.33.94.22.702.76165019000.20.3亮白色粉末状3.84.1 品 种指 标二氧化钛锐钛型金红石型一一 . .白色颜料白色颜料1.1.钛白（钛白（TiOTiO2 2) )用于油墨中的钛白有金红石和锐钛型二用于油墨中的钛白有金红石和锐钛型二种，皆为四方晶型。种，皆为四方晶型。 白度高，颗粒小，折光率高，遮盖力强，化学稳定白度高，颗粒小，折光率高，遮盖力强，化学稳定性好，耐高温。性好，耐高温。大量用于高质量的白色油墨中，特别适大量用于高质量的白色油墨中，特别适合于

13、印铁及牙膏的软管油墨中，其性能见表。合于印铁及牙膏的软管油墨中，其性能见表。钛白2.2.锌钡白锌钡白: : 硫酸钡和硫化锌的混合物硫酸钡和硫化锌的混合物(BaSO(BaSO4 4ZnS).ZnS). 锌钡白颗粒细软，平均颗粒在锌钡白颗粒细软，平均颗粒在0.25-0.35m0.25-0.35m之间，之间，折射率为折射率为1.82,1.82,遮盖力仅为遮盖力仅为TiOTiO2 2的的1/41/4左右左右. . 锌钡白的耐碱性较好锌钡白的耐碱性较好, ,毒性小毒性小, ,与醇酸树脂的拼混性较好与醇酸树脂的拼混性较好. . 锌钡白的应用范围远不如二氧化钛。锌钡白的应用范围远不如二氧化钛。锌钡白二、黑色

14、颜料二、黑色颜料碳黑的性质碳黑的性质 粒径及聚集体结构。碳黑的原生颗粒极为细小。颗粒越小，粒径及聚集体结构。碳黑的原生颗粒极为细小。颗粒越小， 着色力越强。碳黑具有很高的比表面能，所以，通常是以着色力越强。碳黑具有很高的比表面能，所以，通常是以 聚集体的形式出现。聚集体可以有不同的大小及形状，根聚集体的形式出现。聚集体可以有不同的大小及形状，根 据碳黑粒子聚集的多少可以分为高结构碳黑及低结构碳黑。据碳黑粒子聚集的多少可以分为高结构碳黑及低结构碳黑。 结构不同对碳黑的各项性能，如着色力、吸油量、分散度结构不同对碳黑的各项性能，如着色力、吸油量、分散度 等有明显的影响。等有明显的影响。 炭黑三、彩

15、色颜料三、彩色颜料1.1.黄色黄色铅铬黄铅铬黄系列黄颜料的统称，是铬酸铅（系列黄颜料的统称，是铬酸铅（PbCrOPbCrO4 4）、硫酸铅）、硫酸铅（PbSOPbSO4 4) )，氧化铅（，氧化铅（PbOPbO）的混合物。根据三者混合的）的混合物。根据三者混合的比例不同，可以形成从浅柠檬黄到深黄的一系列颜色。比例不同，可以形成从浅柠檬黄到深黄的一系列颜色。色相丰富、遮盖力强、着色力比较强、耐抗性强、价廉。色相丰富、遮盖力强、着色力比较强、耐抗性强、价廉。密度大、含有有毒元素。密度大、含有有毒元素。铅铬黄2.2.蓝色蓝色铁蓝铁蓝铁蓝又称普鲁士蓝、密洛里蓝。化学名称为：铁蓝又称普鲁士蓝、密洛里蓝。

16、化学名称为：亚铁氰化铁钾（亚铁氰化铁钾（KFeFe(CN)KFeFe(CN)6 6 H H2 2O O）铁蓝有机颜料1 有机颜料概念和特点概念：不溶于水，也不溶于使用介质，而以高度分散微粒状态使被着色物着色的一类有色有机物。特点：品种繁多、色谱范围广、具有鲜艳的颜色和明亮的色调，具有较高的着色力，毒性小等优点。试说明染料与颜料的区别与联系？2 有机颜料的分类有机颜料的分类按分子中发色团分类按分子中发色团分类 按用途分类按用途分类 按颜料特性分类：按颜料特性分类：黄橙色黄橙色、红色红色 ( 带带黄黄、绿绿 )、 紫紫、棕色棕色颜料和颜料和绿色绿色颜料颜料偶氮类颜料偶氮类颜料酞菁类颜料酞菁类颜料色

17、淀颜料色淀颜料稠环酮类颜料稠环酮类颜料还原颜料等还原颜料等涂料用、油漆用颜料涂料用、油漆用颜料油墨用颜料油墨用颜料塑料、橡胶用颜料塑料、橡胶用颜料化妆品用颜料等化妆品用颜料等3 有机颜料的发展有机颜料的发展1899-1938年，从开始合成立索尔红到酞菁绿问世，使各种色谱基本配套，逐步以着色强度高、颜色鲜艳的有机颜料替代无机颜料，是发展速度比较慢的第一阶段。1954-1970年，高分子材料的发展迅速，对着色剂的要求提高。1970-1990，对新品种的开发减少，重点转向工艺路线的设计和颜料剂型的研究及对颜料晶体结构等方面的理论研究。1990年以后，又开始新品种的开发。国内外有机颜料生产概况v全世界

18、有机颜料生产厂家近 400 家 , 其中年产量超过 5 000 t 有 15 家 , 年产 7000 10000 t 的厂商有德国赫司特 ( Hoscht) 、巴斯夫 (BASF) , 瑞士汽巴嘉基 (Ciba Geigy) , 美国杜邦 (Du Pont) , 日本大日本油墨 (DIC) 、大日精化等著名公司 , 其总产量超过 10 万 t, 占世界有机颜料产量一半左右。 v我国有机颜料的生产原主要集中在上海 ( 染化一厂、十二厂 ) 、天津 ( 染化六厂、天津油墨厂 ) 、北京 ( 北染 ) 和甘谷油墨厂。 20 世纪 70 年代特别是 “ 改革开放 ” 以后我国有机颜料发展较快的地区有

19、: 江苏省 ( 常州、镇江、扬州、南通等地 ) 、浙江省 ( 肖山、上虞、温州 ) 、山东省 ( 蓬莱、龙口、青岛 ) 及全国有机颜料产量也从 1985 年 1 万 t 左右发展至 2003 年的 8 万 t 左右的规模 , 发展速度惊人。与国外相比产量上升较快 , 但品种不齐全 , 质量仍有差距 , 特别是一些高档产品尤为突出。4 重要的有机颜料重要的有机颜料偶氮颜料偶氮颜料色淀颜料色淀颜料酞酞菁喹丫啶酮颜料喹丫啶酮颜料还原颜料还原颜料4.1 偶氮颜料v结构特征：与偶氮染料相似，含有-N=N-官能团，但分子不溶于水或介质。v种类： 单偶氮型：分子中含有一个-N=N-官能团 双偶氮型：分子中含

20、有两个-N=N-官能团 缩合性：通过芳胺将两个一个-N=N-官能团所合成大分子 苯并咪唑酮型：分子中既含有一个-N=N-官能团，又含有咪唑酮不溶性单偶氮颜料v分子结构中只含有 1 个偶氮基团 v不溶于水 ，其耐酸、耐碱、耐渗水性能优良， 耐光性能尚可 ，但耐热、耐溶剂性能稍差的有：耐晒黄 G( 汉沙黄G)P. Y.1 、耐晒黄 10 G( 汉沙黄 10G)P. Y.3 、永固橙 RN P.O.5 、甲苯胺红 P. R.3 、永固红 F4R P. R. 8 、甲苯胺紫红 P. R.13 耐光、耐热、耐溶剂性能比较好的有：中高档颜料的品种如 永固红 FRR P.R.2、永固红 FGR P.R.11

21、2、 永固桃红 FBB P. R.146；永固红 F3RK P.R.170 等品种。 不溶性双偶氮颜料v分子结构中含有 2 个偶氮基团v结构相对分子质量增大， 颜料的性能提高, 该类品种的耐热、耐溶剂性能都比较优良, 且着色浓度高 。v典型的品种有：联苯胺黄 GP. Y.12、永固黄 GR P. Y. 13 、永固黄 GP. Y.14、 永固黄 HR P. Y.83、永固桔黄 GP.O.13、永固橙 F2G P.O.34 结构与合成 双偶氮型合成NHONNNNCH3NHOOClClCH3ON HONNNNC H3N HOOC lC lCH3OOCH3OC H3ClNNCH3NHOOClNHCH

22、3NNClNHOCH3ClNHOClCH3缩缩合合型型结结构构与与合合 成成NH2ClOOHHNO2N+OOHNClNHCH3OONHOOCH3NClOOHNCH3NHOONHCH3OONNClOOHSOCl2二 甲 苯NClOClNCH3NHOONHCH3OONNClOClNH2CH3ClClNNCH3NHOONHOClCH3NHCH3ONNClNHOCH3Cl4.2 苯并咪唑酮型NHNHONHNHONHNHONHAO4.3 色淀颜料色淀颜料 色淀：许多水溶性的染料，可借助某种方法形成与该染料颜色基本相同的沉淀，能用作颜料，称为色淀。 制备的一般方法：对含有羧基、磺酸基的染料和硫酸钠、硫酸铝

23、混合，然后加入氯化钙或氯化钡作为沉淀剂，使生成的染料钙盐、钡盐沉淀在硫酸钡或氢氧化铝上而成为色淀。 沉淀剂：主要为酸、无机盐、载体等。 v色淀颜料的种类、结构及合成 SOOOHNNOHSOONNOHOHBa2+SOOOHNH2重 氮 化SOOOHN+NOHSOOOHNNOHBaCl2SOOOHNNOHBa2+/2偶氮色淀：利苏尔大红粉/2利苏尔宝红的合成：利苏尔宝红的合成： CH3NH2SOOOH重 氮 化CH3NSOOOHNOHOOHCaCl2CH3NSOOOHNOHOOHCa/2Ca/2偶 合v三芳甲烷色淀：三芳甲烷色淀：H3P (W2O7)m(Mo2O7)n是磷酸二氢钠和钼酸钠或钨酸钠组

24、成的沉淀剂。v酞菁色淀：酞菁色淀： 酞菁代号酞菁代号CuPC，酞菁色淀组成为，酞菁色淀组成为CuPC(SO3Ba/2)2NCH3CH3N+CH3CH34(W2O7)m(Mo2O7)n.H3P v色淀类颜料特点： 色光鲜艳 ，耐渗水性较差，而耐热性能、 耐溶剂性良好，但耐光性能不优异 ，因而较少用于耐候性要求高的涂料中。 代表性品种：主要有 P. R. 49 立索尔大红 ；钡盐色淀；耐晒大红 BBN 钡盐色淀黄光大红 P. R. 48 1； 耐晒艳红 BBC 钙盐色淀蓝光红 P. R. 48 2； 耐晒红 BBS 锶盐色淀大红色光 P. R.48 3； 耐晒深红 BBM 锰盐色淀 P. R.48

25、 4； 金光红 C, 黄光大红 P. R. 53 钡盐色淀；立索宝红 B K( 洋红 4B) P. R.57 , 蓝光红钙紫色淀；耐晒艳红 S2BL 钡盐色淀黄光大红 P. R. 243，该品种耐热性可达到 210 。4.2 酞菁颜料v该系以铜酞菁 (CuPc) 为主要品种。v化学结构是由 4 个异吲哚环组成一个封闭的十六元环状化合物，中心为铜原子。NNNNHNNNHNCu-合成：OOONH3NHOOHNCONNHNH2NNHNNH2NNNHNNNNNNH2NNNNNHNNNHNCu-双分子双分子自身缩合自身缩合双分子自身缩合双分子自身缩合CuCl2v酞菁绿的合成：NNNNHNNNHNCu-N

26、NNNHNNNHNCu-ClClClClClClClClClClClClClClAlCl3-NaClFeCl3v其他酞菁绿的合成：用钴盐代替铜盐其他酞菁绿的合成：用钴盐代替铜盐NaNNNNHNNNHNCoSOOOO HNaNNNNHNNNHNCoSOOOHv酞菁素的合成：以苯酐、尿素、硝酸铵为原料，酞菁素的合成：以苯酐、尿素、硝酸铵为原料，钼酸铵为催化剂，二氯苯做溶剂钼酸铵为催化剂，二氯苯做溶剂v酞菁蓝的主要品种：酞菁蓝 B P.B. 15 ；酞菁蓝 BS P.B. 15 1；酞菁蓝 BSR P.B.15 2；酞菁蓝BGS P.B.15 3；酞菁蓝 GLNF P. B. 15 4；酞菁绿 GP

27、. G.7； 酞菁绿 3YP. G.86 。v酞菁蓝类颜料的特点和应用：具有优异的耐光、耐热、耐酸、耐碱等性能 ，且着色力高，是油墨、绘画、涂料工业理想的有机颜料品种。4.3 喹吖啶酮颜料v结构：v合成： 以丁二酸二乙酯为原料自身缩合成二酮，再与苯胺缩合生成酯，最后经闭环氧化。 第二种方法以苯二甲酸为原料，先卤化再与苯胺缩合、环构而成。 第三种方法以苯醌与邻氨基苯甲酸在氯酸钾存在下作用生成双苯醌，然后在浓硫酸中加热环构，还原而成。p170-173v品种：有喹吖啶酮红 1171 ,1170 ,1102 , P. R. 122 ( 俗称酞菁红 ); 喹吖啶酮紫 BH101 ,BH201 、400,

28、P. V.19 ( 俗称酞菁紫 ) 。NHONHO4.4 二呃青颜料v结构：其中A可以在不同位置，Cl可以是其他卤素v合成方法一般为：四氯苯醌与芳胺反应，然后在苯磺酰氯存在下氧化闭环而成。也可用四氯苯醌与邻氨基苯甲醚反应，脱卤化氢缩合，然后再脱醇缩合而成。 永固紫RL的合成：用四氯苯与8-氨基-N-乙基咔 缩合，氧化闭环而成，得亮紫色颜料。NOONAAClCl4.5 苯并咪唑酮系颜料v颜料结构中含有苯并咪唑酮结构，而将此系列黄、橙、红、棕品 种称作苯并咪唑酮颜料。v苯并咪唑酮系颜料由于其独特的结构及颜料分子间氢键的存在 , 而成为耐光、耐热、耐溶剂均优异的高档颜料品种 , 耐光牢度可达7 8

29、级 , 耐热性超过 250 。品种有 : 永固黄 HCR P. Y.156; 永固红 HR P.R.171; 永固棕 HFR NHNHOA4.6 还原颜料NNOOOONHNHOOO还原黄还原黄G 还原金橙还原金橙G 还原蓝还原蓝RSN 5 有机颜料的应用及评价 通常由于着色对象不同而对颜料的性能有着特定要求。v用途： 油墨用颜料： 涂料用颜料： 室内装饰涂料用颜料： 室外装饰用涂料： 如耐溶剂性优良而耐晒牢度一般的颜料产品在塑料中应用不迁移 , 制品在室内使用对日晒牢度没有较高的要求 , 而制成的涂料需要在户外或在汽车等方面涂刷 , 容易变色 , 耐晒牢度不符合要求而不能使用。v评价： 针对被

30、着色对象的要求，建立的有机颜料产品质量指标 : 颜料的色光 ; 着色力 (%) ; 水分 (105 挥发物 ); 水溶物 ( 水溶盐 ); 吸油量 ; 细度 ( 目数 : 即通过一定目数的筛子残余物 9 时吸光度明显下降，而阴离子型荧光增白剂在酸性条件下吸光度急剧下降。 （四）无机添加物的影响 v有些增白剂在使用时添加食盐 (或硫酸钠) 可以提高 (或控制) 它在纤维上的吸附率。 （五）溶液配制v荧光增白剂大都在水中的溶解度较低，溶解时宜用室温或30-40C 的温水，同时要求水中不含铜、铁等离子。 （六）表面活性剂的影响v在离子型的荧光增白剂溶液中加入带相反电荷的表面活性剂时，会降低溶液的吸光

31、度，有时甚至会导致荧光的猝灭作用，加入同电荷的表面活性剂则无影响或影响极小。非离子型的荧光增白剂通常要配备表面活性剂后才能使用，它们在一定程度上起着防沉淀及匀染作用。 （七）后处理v有物理方法、化学方法及热处理方法等。 （八）色光调节v棉纤维增白时，加直接染料或活性染料；涤纶增白时用分散染料、涂料等。 三、荧光增白剂的商品加工 v粉状增白剂v液状荧光增白剂 v分散状荧光增白剂 v微胶囊荧光增白剂 v科学实验表明，荧光剂被人体吸收后，不象一般的化学成分容易被分解。v万一身上有伤口，使其与人体中的蛋白质相结合，便会阻碍伤口的愈合，并且除去它非常不易，只有通过肝脏的酵素分解，这无疑的加重了肝脏的负担

32、v据医学临床实验证实，荧光物质可以使细胞产生变异性，变异荧光物质可以接收可见光比紫外线波长更短的电磁波或放射线，在将这些能量转为波长较长的可见光。这样，如果对荧光剂接触过量，可能有潜在的致癌因素。v虽然目前没有证明荧光剂吸收多少会对人体造成伤害，但是荧光剂仍然被列为潜在致癌因素之一。四、其他 v由于其能显著提高纸张的白度，所以荧光增白剂在造纸行业中被广泛地应用，在餐巾纸的生产过程中，有些企业也采用荧光增白剂来达到提高白度的效果。v近几年人们发现荧光增白剂对人体健康有很大害处，所以在造纸行业中禁止使用荧光增白剂制造食品包装包装纸和餐巾纸等。v餐巾纸中是否含有荧光增白剂，有一种简单的测试方法。先用

33、水将餐巾纸浸泡一会儿，然后把滤纸条放入其中浸湿，待滤纸条干后在紫外光下检查。若滤纸显示较强的荧光，则纸样中含有荧光增白剂，需要说明的是，这种方法虽然速度很快，但准确性欠佳，如果纸样中荧光增白剂的添加量较少，则检验效果不明显，这样就需要用其他方法进行复检。功能性染料功能性染料功能性染料的分类和用途功能性染料的分类和用途色素分类色素分类功能特性功能特性应用实例应用实例光致变色色素光照发生颜色变化玩具、服装、变色纤维热致变色色素受热或受冷而发生颜色的变化热敏纸（传真纸、心电图纸等）、示温材料电致变色色素电场下变色广告版、液晶光盘用色素吸收激光发热分解CD-R和DVD-R光盘色素分类色素分类功能特性功

34、能特性应用实例应用实例光致变色色素光照发生颜色变化玩具、服装、变色纤维热致变色色素受热或受冷而发生颜色的变化热敏纸（传真纸、心电图纸等）、示温材料电致变色色素电场下变色广告版、液晶光盘用色素吸收激光发热分解CD-R和DVD-R光盘色素分类色素分类功能特性功能特性应用实例应用实例生物医用色素与生物体内的金属离子结合后荧光性能发生改变，光照产生单线态氧疾病监测、DNA测序、荧光探针、光动力治疗太阳能存储用色素将光能转化为化学能玩具、服装、变色纤维化学发光色素氧化反应发光化学光棒5.1 5.1 光致变色色素光致变色色素 光致变色现象指的是物质（有机分子或无极分子）受到光照射后，其最大吸收波长（或反射

35、光的波长）发生变化的现象。具有这种性质的物质称为光致变色材料或光致变色色素。AB12，光致变色材料的应用光致变色材料的应用光致变色色素加入透明树脂中，制成变色材料，可以用于太阳眼镜片、服装、玩具等用光致变色色素制成防伪油墨光信息存储（可擦式光盘、CD-E）分子开关，应用于光电技术和光控装置中5.1.1 5.1.1 光致变色色素的分类光致变色色素的分类（1 1）由共轭链变化导致的光致变色色素）由共轭链变化导致的光致变色色素OXNNO2RHR2R1hv1hv2-OXN+NO2RR1R2HNOXNRR2R1hv1hv2-OXN+RR1NR2螺吡喃类螺吡喃类螺噁嗪类螺噁嗪类NNR3R4R1R2NNR3

36、R4R1R2hv1-+联吡啶类联吡啶类（1 1）由共轭链变化导致的光致变色色素）由共轭链变化导致的光致变色色素氮丙啶类氮丙啶类噁嗪类噁嗪类hv1NRNR-+ONNCH3CH3R1R2Rhv1hv2ONNCH3CH3R1R2R（2 2）由顺）由顺- -反结构变化引起的光致变色色素反结构变化引起的光致变色色素硫靛类硫靛类偶氮类偶氮类hv1hv2SSOOSSOOhv1hv2NNNN（3 3）由分子内质子转移产生颜色变化的光致变色色素）由分子内质子转移产生颜色变化的光致变色色素西夫碱类西夫碱类呫吨酮类呫吨酮类hv1hv2CHOHNCHONhv1hv2OOOHOOHOHOOHCOOH（4 4）由开环）由

37、开环- -闭环反应引起变色的光致变色色素闭环反应引起变色的光致变色色素俘精酸酐类俘精酸酐类芳香稠环化合物类芳香稠环化合物类hv1hv2OMeXMeMeROOMeOXROOMeMeMeMe（5 5）由加氧）由加氧- -脱氧反应引起变色的光致变色色素脱氧反应引起变色的光致变色色素OMeMeOXX415nm313nmO2OMeMeOOO（6 6）由光氧化）由光氧化- -还原反应引起变色的光致变色色素还原反应引起变色的光致变色色素三芳二吡嗪类三芳二吡嗪类四氯萘酮类四氯萘酮类（7 7）由均裂反应引起变色的光致变色色素）由均裂反应引起变色的光致变色色素NNNNOONHNHNNOHOHHH+hv/H+O2一

38、、俘精酸酐 俘精酸酐是芳取代的二亚甲基丁二酸酐化合物的统称其分子通式可表示为：二、吲哚啉苯并螺噻喃二、吲哚啉苯并螺噻喃螺吡喃螺吡喃螺噻喃螺噻喃螺噁嗪螺噁嗪三、偶氮化合物三、偶氮化合物5.2 5.2 热致变色色素热致变色色素 示温材料、丝网印刷和凹版印刷用油墨（如各种薄膜、标签、包装物、日用品、玩具等需要随温度变色制品的印刷） 热致变色现象是指某些物质在受热或受冷时所发生的色变。具有热致变色特性的物质成为热致变色材料。热致变色材料的应用主要有：热致变色材料的应用主要有：1 1、晶型转变晶型转变：无机热致变色材料的变色机理主要有：无机热致变色材料的变色机理主要有：2 2、热分解分子结构改变机理、热

39、分解分子结构改变机理 含有内结晶水的Cu、Co、Ni等的无机盐类可逆热致变色材料的变色主要是由物质分子结构改变引起的，即物质被加热到一定温度时失去结晶水而引起颜色变化，当冷却时其重新吸收环境中的水汽，逐渐恢复到原来的颜色。 这类可逆热致变色材料受热后变色快，但颜色复原需要较长的时间和较高的相对湿度，受环境影响较大。3 3、分子间化学反应机理、分子间化学反应机理 该机理亦可称之为“电子得失机理”，即发生分子间的化学反应，电子在不同的组分中转移引起氧化还原型的变化，从而导致颜色的改变。4 4、配位几何构型变化机理、配位几何构型变化机理 大多数金属配位化合物的变色机理是配位几何构型变色，其变色主要是

40、由电子跃迁引起的。 如(CH3)2CHNH3CuCl3受热后配位数由5变为6，引起构型由平面锥型变为双锥型。 液晶是介于固态与各向同性液态之间的中间态物相，即为三维有序的空间结构和各向同性的均质熔融物质。热致液晶是指由温度变化所引起的，并且只能在一定温度范围内存在的晶态物质。 液晶类可逆热致变色材料具有层状结构，分子长轴在层内相互平行，但邻近分子层之间分子轴方向有偏移，因而形成螺旋结构，其周期性的层间距称为螺距，温度变化会使螺距发生变化，而不同的螺距会反射不同波长的光，从而显示出颜色变化。大多数胆甾液晶的螺距对温度都有很强的依赖性，只要温度稍微变化，选择散射光波长就会有很大变化。5 5、液晶类

41、可逆热致变色材料及其变色机理、液晶类可逆热致变色材料及其变色机理 有机类可逆热致变色材料主要由电子给予体(发色剂)，电子接受体（显色剂）、溶剂三部分组成，其中决定颜色的是电子给予体，决定显色深浅的是电子接受体，溶剂则决定变色温度。变色机理：变色机理： 通常情况下电子给予体和电子接受体的氧化还原电位接近，当温度变化时，二者氧化还原电位相对变化程度不同，使氧化还原反应的方向随着温度的改变而改变，通过电子的转移而吸收或辐射一定波长的光，表观上便有了颜色的变化。有机类可逆热致变色材料及其变色机理有机类可逆热致变色材料及其变色机理 目前研究和开发的发色剂种类比较多，根据有机化合物的命名可将其分为：三芳甲

42、烷类、荧烷类、吲哚啉苯酞类、吩噻嗪类、螺吡喃类、席夫碱类、螺环类、双蒽酮类等，而现阶段对三芳甲烷类和荧烷类发色剂的研究和开发最多。发色剂发色剂三芳甲烷类热致变色色素三芳甲烷类热致变色色素无色无色蓝色蓝色C(H3C)3NN(CH3)3N(CH3)3OCOCH(H3C)3NN(CH3)3N(CH3)3COOH+ H+- H+CONH(C4H9)2NOCOCl+ H+ H+CONH(C4H9)2NCOOHCl 分子体系中的一个碳原子由分子体系中的一个碳原子由sp3sp3杂化态转为杂化态转为sp2sp2杂化杂化态，使原先被隔开的态，使原先被隔开的体系转变为完整的大体系转变为完整的大体系，进体系，进而使

43、化合物改变颜色。而使化合物改变颜色。荧烷类热致变色色素荧烷类热致变色色素 显色剂是引起热变色的有机化合物，它接受发色剂提供的电子而产生颜色反应。 显色剂主要分为无机类和有机类： 无机类主要是一些酸性白土或活性白土以及高岭土、铝镁硅酸盐类。 常用有机类显色剂主要有：酚羟基化合物及其衍生物，如双酚A、对羟基苯甲酸苄酯、4-羟基香豆素等；羧基化合物及其衍生物，如己酸、辛酸、硬脂酸、对苯二甲酸及一些可以提供质子的路易斯酸等。显色剂显色剂 溶剂又被称之为“温度调节剂”，是一系列调节温度变化的有机化合物，其决定可逆热致变色材料的变色温度。如果要调节设计变色温度，可改变所用的溶剂。溶剂的熔点对热致变色材料的

44、变色温度具有决定作用，但不影响颜色变化。 溶剂溶剂5.3 5.3 有机电致变色色素有机电致变色色素 无机电致变色色素主要是过渡金属氧化物（氧化钨、氧化镍、氧化钴等）络合物、普鲁士蓝等； 有机电致变色色素根据分子量的大小又可分为有机小分子电致变色材料和高分子电致变色材料。 电致变色现象是指在外接电压或者电流的驱动下，物质发生电化学氧化还原反应而引起颜色变化的现象。具有电致变色特性的物质成为电致变色色素。 电致变色色素可分为无机变色色素和有机电致变色色素。有机电致变色色素的特性有机电致变色色素的特性1、颜色变化的可逆性、方便性、灵敏性、多色性；2、颜色深度的可控性；3、颜色的记忆性；4、电致变色材

45、料的驱动电压低；5、颜色环境适应性强。电致变色色素的应用电致变色色素的应用电致变色显示器电致变色智能窗玻璃无眩反光镜电致变色存储器件5.3.25.3.2有机电致变色色素的分类有机电致变色色素的分类5.3.2.1 5.3.2.1 有机小分子电致变色色素有机小分子电致变色色素1 1、紫罗精及其衍生物类、紫罗精及其衍生物类NNH2CH2C+COOHOO2 2、蒽醌类、蒽醌类3 3、金属酞菁类、金属酞菁类4 4、芳香胺类、芳香胺类NNNNNNNNCuNOCH3H3COOCH35 5、氮杂环衍生物类、氮杂环衍生物类6 6、荧烷类、荧烷类OCH3NNCH=CH(C2H5)2NN(C2H5)2COOOCH3(C2H5)2NCH37 7、螺吡喃类、螺吡喃类8 8、六芳基乙烷衍生物类、六芳基乙烷衍生物类ONH2CCH2N(CH3)2NONO5.4 5.4 电致发光材料电致发光材料 电致发光现象是某些物质受到外界电场的作用下而将电能直接转换成光能的现象。具有这种性能的材料称为电致发光材料。 新型的电致发光材料，具有能耗低、易弯曲、响应速度快，视角广、可大面积显示、发光色彩齐全、可与现有各种技术兼容等