第十章染料与颜料

1、第十章第十章有机染料与颜料有机染料与颜料一、概述一、概述1、定义、定义能使物质获得鲜明和坚牢色泽的有机化合物称有能使物质获得鲜明和坚牢色泽的有机化合物称有机染料与颜料。机染料与颜料。 多数有机染料能溶于水，而颜料不溶于水。多数有机染料能溶于水，而颜料不溶于水。 染料多用于各种纤维、塑料、橡胶、油墨、皮革、染料多用于各种纤维、塑料、橡胶、油墨、皮革、食品、造纸的着色。颜料的主要用途是油墨、其次是食品、造纸的着色。颜料的主要用途是油墨、其次是涂料、塑料、橡胶。涂料、塑料、橡胶。二、直接染料（二、直接染料（direct dyes）不需媒染剂的帮助即能染色的染料称直接染料。不需媒染剂的帮助即能染色的染

2、料称直接染料。1、分类、分类一般直接染料一般直接染料指具有磺酸基或羧基等水溶性基团，对纤维具有指具有磺酸基或羧基等水溶性基团，对纤维具有较大亲和力，在中性介质中能直接染色的染料。较大亲和力，在中性介质中能直接染色的染料。直接耐晒染料直接耐晒染料耐晒级别耐晒级别4级以上，日晒一定时间后颜色变化不大级以上，日晒一定时间后颜色变化不大或基本不变。或基本不变。直接铜盐染料直接铜盐染料经铜盐处理后才能得到真实色光。经铜盐处理后才能得到真实色光。直接重氮染料直接重氮染料分子结构中有重氮化的氨基。分子结构中有重氮化的氨基。2、工艺、工艺C1DC2路线路线其中其中D指二胺类化合物，如（指二胺类化合物，如（DS

3、D酸）：酸）：H2NCH=CHSO3HNH2SO3H式中式中C指水杨酸、氨基萘酚磺酸等。如指水杨酸、氨基萘酚磺酸等。如R酸、酸、S酸：酸：OHNH2SO3NaNaO3SH+OH-OHH+OH-NH2SO3Na例：直接深棕例：直接深棕M（CI，22311）H2NNH2OHCOONaN2N=NOHCOONa重氮化重氮化+OHOH-H+N=NN=NNaO3SNH2OHNaO3SNH2HOCOONa( 酸酸)AMC路线路线其中：其中：A为单重氮组份如苯胺、萘胺及其衍生物。为单重氮组份如苯胺、萘胺及其衍生物。M指克利夫酸、指克利夫酸、J酸、酸、 萘胺等。萘胺等。C指氨基萘酚磺酸、指氨基萘酚磺酸、J酸、酸

4、、 酸、酸、H酸、酸、SS酸等。酸等。例：直接耐晒蓝例：直接耐晒蓝LHOCOONaNH2HOCOONaN2+NH2HOCOONaN=NNH2HOCOONaN=NN=NOHNH2NaO3SOHOH-NH2H+NaO3S重氮化重氮化（ 酸酸）A1P（XP）A2路线路线此路线是具有两个活泼偶合位置的偶合组份同时与此路线是具有两个活泼偶合位置的偶合组份同时与两分子重氮组份进行偶合而成。如直接橙两分子重氮组份进行偶合而成。如直接橙S由尿素由尿素J酸酸与重氮苯胺偶合而成。尿素与重氮苯胺偶合而成。尿素J酸如下：酸如下：OHOH-NaO3SH+NHOHOH-SO3NaH+HNCO直接橙直接橙S结构如下：结构如

5、下：OHNaO3SNHOHSO3NaHNCON=NN=NC1DMC2、CDPA、AM1M2C路线。路线。此方法采用多次重氮化偶合步骤。如直接红棕此方法采用多次重氮化偶合步骤。如直接红棕RH。H2NNH2HOCOONaN=NN2+HOCOONa重氮化重氮化N=NN=NHOCOONaNH2SO3NaNH2SO3Na重氮化重氮化N=NN=NHOCOONaSO3NaN=NSO3NaOHH2NOHH+OH-NH2NaO3S三、酸性染料三、酸性染料属水溶性染料，分强酸性、弱酸性、酸性媒介、酸属水溶性染料，分强酸性、弱酸性、酸性媒介、酸性络合四类。性络合四类。1、强酸性染料、强酸性染料如酸性蓝如酸性蓝BOH

6、OOOHOHOOOHSO3HHO3S发烟硫酸发烟硫酸OHOOOHSO3HHO3SNO2NO2OHOOOHSO3NaNaO3SNH2NH2硝化硝化盐析盐析还原还原2、弱酸性染料、弱酸性染料弱酸性偶氮（如嫩黄弱酸性偶氮（如嫩黄5G）HONH2HON2+H2CCNNCCH3OClSO3NaCCNNCCH3HOClSO3NaN=NHOCCNNCCH3HOClSO3NaN=NOSO2ClCH3SO2CH3弱酸性蒽醌（如艳蓝弱酸性蒽醌（如艳蓝B）OOBrBrNH2H2NC12H25OONHBrNH2C12H25OONHSO3NaNH2C12H25SO3NaNa2SO3磺化磺化3、酸性媒介染料、酸性媒介染料

7、酸性染料染色后，需用金属媒染剂处理，在纤维酸性染料染色后，需用金属媒染剂处理，在纤维上生成金属络合物，这类染料称酸性媒介染料。上生成金属络合物，这类染料称酸性媒介染料。此类染料分子中含有磺酸或羧基，同时在芳环偶此类染料分子中含有磺酸或羧基，同时在芳环偶氮基邻位又有羟基。如酸性媒介黑氮基邻位又有羟基。如酸性媒介黑TC：NaO3SO2NOHN=NOH四、冰染染料四、冰染染料这类染料是由重氮组分的重氮盐和偶合组分在棉这类染料是由重氮组分的重氮盐和偶合组分在棉纤维上生成的不溶于水的染料。纤维上生成的不溶于水的染料。1、打底剂（色酚）、打底剂（色酚）色酚色酚AS系系该系列由该系列由2,3酸与芳胺酰化而成

8、。与色基作用大酸与芳胺酰化而成。与色基作用大都形成红、紫、蓝。如色酚都形成红、紫、蓝。如色酚ASBS（CI.37515）OHCONHNO2色酚色酚ASG系系此类色酚与色基生成黄色。如色酚此类色酚与色基生成黄色。如色酚ASLG（CI.37625)CH3OClOCH3NHCOCH2COCOCH2CONHClOCH3OCH3蒽及咔唑羟基羧酸酰胺系蒽及咔唑羟基羧酸酰胺系如色酚如色酚ASGR（CI.37585)和色酚和色酚 AS-LB(CI.37600)CONHOHH3CNHOHCONHCl2、显色剂、显色剂显色剂分色基和色盐两部分。显色剂分色基和色盐两部分。色基色基不含可溶性基团的芳胺化合物。不含可溶

9、性基团的芳胺化合物。枣红色基枣红色基QC（CI.37215)黑色基黑色基LS(CI.37190)H3CN=NCH3NH2N=NNH2OCH3H3COH2N色盐色盐将色基制成稳定的重氮盐。如黑色盐将色基制成稳定的重氮盐。如黑色盐K：N=NN2Cl ) ZnCl2OCH3H3CO(O2N五、活性染料五、活性染料活性染料中含有可与纤维反应的基团，染色时与活性染料中含有可与纤维反应的基团，染色时与纤维生成共价键。一般含氯。纤维生成共价键。一般含氯。1、分类、分类亲核取代活性基亲核取代活性基该类活性基团为含氮的杂环化合物，如活性艳红该类活性基团为含氮的杂环化合物，如活性艳红X7B（CI.18205）,结

10、构如下：结构如下：CH3SO3NaN=NOHNHNaO3SSO3NaClCl亲核加成活性基亲核加成活性基其活性基在碱性条件下形成双键，与纤维负离子其活性基在碱性条件下形成双键，与纤维负离子加成。如加成。如 乙基砜硫酸酯，其染色反应如下：乙基砜硫酸酯，其染色反应如下：DSOOCH2CH2OSO3HOH-DSOOCH=CH2CellOHDSOOCH2CH2OCell如活性艳蓝如活性艳蓝KNR（CI.61200)OONH2NHSO2CH2CH2OSO3Na多活性基多活性基分子中含两个及两个以上活性基。如活性嫩黄分子中含两个及两个以上活性基。如活性嫩黄M5G：NNCH3N=NSO3NaNHNHClSO

11、OCH2CH2OSO3NaClClSO3Na2、均三嗪活性染料、均三嗪活性染料以活性艳蓝以活性艳蓝KGR为例：为例：OOBrNH2SO3Na +H2NSO3NaNH2OONHNH2SO3NaSO3NaNH2OONHNH2SO3NaSO3NaNHClClClClClOONHNH2SO3NaSO3NaNHNH2ClNH4OH4050C3、乙烯砜型活性染料的合成、乙烯砜型活性染料的合成乙烯砜中间体合成乙烯砜中间体合成CH3COHNClSO3HCH3COHNSO2ClNaOH , NaHSO3CH3COHNSO2HClCH2CH2OHCH3COHNSO2CH2CH2OHH2SO4CH3COHNSO2C

12、H2CH2OSO3H活性嫩黄活性嫩黄XG合成工艺合成工艺SO3NaNH2NH2 +ClClClSO3NaHNNH2ClClSO3NaHNN2+ClClH2CCNNCCH3OClClSO3Na重氮化重氮化SO3NaHNN=NClClCCNNCCH3HOClClSO3Na活性艳蓝活性艳蓝KNR合成工艺合成工艺OONH2SO3Na +BrH2NSO2CH2CH2OHOONH2SO3NaNHSO2CH2CH2OHOONH2SO3KNHSO2CH2CH2OSO3KH2SO4CaCO3 , KCl六、阳离子染料六、阳离子染料阳离子染料是色泽浓艳的水溶性染料，主要用于阳离子染料是色泽浓艳的水溶性染料，主要用

13、于聚丙烯腈纤维的染色。如阳离子艳红聚丙烯腈纤维的染色。如阳离子艳红X5GN的合成的合成如下：如下：NHCH3 + CH2=CHCNNCH3CH2CH2CNDMF ,POCl3NCH3CH2CH2CNOHCNCH3NCH2CH2CNCH3H3CCH2CH3H3PO4N+CH3H3CCH=CHCH3 H3PO4-七、硫化染料七、硫化染料分子结构中存在硫键，应用时需用硫或硫化钠分子结构中存在硫键，应用时需用硫或硫化钠处理。处理。应用时先用硫酸钠将染料还原溶解成隐色体，应用时先用硫酸钠将染料还原溶解成隐色体，后被纤维吸收，再氧化处理染在纤维上。如硫化蓝后被纤维吸收，再氧化处理染在纤维上。如硫化蓝BRN

14、合成如下：合成如下：HONaNO2 ,H2SO4HONOONOHONOH +CH3NH2H2SO4ONCH3NH2还原：还原：Na2SxONCH3NH2SHNNaSHOCH3NH2n氧化：氧化：SNCH3NH2O2SNCH3H2NSSSOOOOOn八、还原染料八、还原染料还原染料不溶于水，在碱性条件下用保险粉还原染料不溶于水，在碱性条件下用保险粉（NaS2O4)还原变成溶于水的染料，附着于纤维后经还原变成溶于水的染料，附着于纤维后经氧化又成不溶于水染料。氧化又成不溶于水染料。1、靛族还原染料、靛族还原染料靛蓝是较早应用的还原染料，其合成如下：靛蓝是较早应用的还原染料，其合成如下：NH2 +Cl

15、CH2COOHFe(OH)2NHCH2COOFenKOHNHCH2COOKNaOH , KOHNHCH2COHNaOONaNaNH2NHCCHONaO2NHCCHNCCOONHCCHNCCOOBrBrBrBr溴化溴化2、蒽醌类、蒽醌类OOKOH , NaOHNaNO2OOOONHNHNH2九、分散染料九、分散染料此类染料分子较小，无水溶性基团，必须借助于分此类染料分子较小，无水溶性基团，必须借助于分散剂才能分散在染液中。散剂才能分散在染液中。1、偶氮型、偶氮型以分散深蓝以分散深蓝H2GL为例：为例：NO2ClO2NC2H5OH , NaOHNO2OC2H5O2NNH2OC2H5O2NNa2S2

16、 ,700CON(C2H4OH)2OC2H5O2NFe , CH3COOHN(C2H4OH)2OC2H5H2NNO2NH2O2NN(C2H4OCOCH3)2OC2H5CH3CONH(CH3CO)2OBr2NO2NH2O2NBrNO2N2+O2NBrN(C2H4OCOCH3)2OC2H5CH3CONHNO2N2+O2NBr(H3COCOC2H4)2NOC2H5HNOCH3CNO2NO2BrN=N+2、蒽醌型、蒽醌型常有常有1,4二氨基蒽醌及二氨基蒽醌及1氨基氨基4羟基蒽醌。羟基蒽醌。OONH2NHSO2OCH3CH3OONH2OHOCH3十、有机颜料十、有机颜料有机颜料为不溶性有机物，借助分散剂

17、以分散状有机颜料为不溶性有机物，借助分散剂以分散状态加入被着色物。态加入被着色物。1、偶氮颜料、偶氮颜料 PU红红HF2BCOOC4H9N=NOHCONHNHCHNO乙酰乙酰芳胺类颜料乙酰乙酰芳胺类颜料N2+COOCH3H3COOCNHHNCCOOOOCH3H3CNHHNCCOOOOCH3H3CNH3COOCCOOCH3NCOOCH3NH3COOCN2、有机荧光颜料、有机荧光颜料该颜料能吸收较短波长的光而发出荧光，这类颜该颜料能吸收较短波长的光而发出荧光，这类颜料含中含有料含中含有Xanthene结构和三芳甲烷结构。如曙红结构和三芳甲烷结构。如曙红（CI.45380）和碱性艳蓝）和碱性艳蓝BO

18、（CI.42595）：）：COBrBrOBrNaOBrCOONa(CH3)2NCN+(CH3)2 Cl-NHC2H53、蒽醌类颜料、蒽醌类颜料1) 1-氨基蒽醌衍生颜料氨基蒽醌衍生颜料OONH2OON2+HSO4-1-氨基蒽醌的重氮盐与巴比妥酸偶合成黄色重氮化重氮化HNNHOOHOOONNHNNHOOHOOONNOHCOOHCOOHHO当偶合组分为色酚当偶合组分为色酚AS时生成红色颜料时生成红色颜料OONNCONHHONOOHNOCH2NNOOHNOCOON2+HSO4-CONHNHNHNNOO1-氨基-5-苯甲酰基蒽醌的重氮盐与二醌唑甲烷偶合成橙色OONCONHNHNHNNOOHNNNHNO

19、ON芳基化芳基化OONH2SO3HBrCu/H2SO4Na2CO3OONH2SO3HOOBrNH2HO3S2) 杂环蒽醌杂环蒽醌阴丹酮阴丹酮OOOH-H2OOO-NHNH2OH-H2OOOHNOONHOONH2CuClOONHCOCH3ClOONHCOCH3OOH3COCHN黄蒽酮黄蒽酮ONNO4、金属络合颜料、金属络合颜料偶氮型偶氮型ClN2ClNOHOHNOHOHN=NClNi2+NOHN=NClNi2+NOHClOO氮甲川型氮甲川型HNR1R2R3OOH3CNaNO2CH3COOHHNR1R2R3OOH3CNONH2OHHNR1R2R3OOH3CNOHNR1R2R3OHONH3CNOR1R2R3ONCH3NNi2+HNR1R2R3ON