高分子染料.ppt

.3合成方法合成方法2分类分类1.概述概述特点特点4应用应用5发展前景发展前景.定义：定义：高分子染料是指通过一定的化学反应将高分子染料是指通过一定的化学反应将染料分子引入高分子的主链或侧链上而形成染料分子引入高分子的主链或侧链上而形成的一类新的有色高分子聚合物。的一类新的有色高分子聚合物。这种结合赋予高分子染料双重的功能这种结合赋予高分子染料双重的功能:即高分子的高强度、易成膜性、耐溶剂性、即高分子的高强度、易成膜性、耐溶剂性、耐迁移性、耐热性和可加工性以及有机染料耐迁移性、耐热性和可加工性以及有机染料对光的强吸收性和多彩性。对光的强吸收性和多彩性。.传统染料与高分子染料的对比传统染料与高分子染料的对比项目项目传统染料传统染料高分子染料高分子染料应用领域应用领域纺织、皮革、涂料、油纺织、皮革、涂料、油墨、食品、塑料、纸张、墨、食品、塑料、纸张、化妆品及感光材料等化妆品及感光材料等纺织、皮革、涂料、油墨、纺织、皮革、涂料、油墨、食品、塑料、纸张、化妆品、食品、塑料、纸张、化妆品、感光材料等感光材料等性能性能耐迁移性耐迁移性除活性染料外普遍较低除活性染料外普遍较低普遍较高普遍较高耐溶剂性耐溶剂性除活性染料外普遍较低除活性染料外普遍较低良好良好与被染物与被染物的相容性的相容性在同类结构中可行，但在同类结构中可行，但一般较低一般较低与高分子基体结构有关与高分子基体结构有关耐热性耐热性较差较差好好卫生性卫生性一般毒性大、污染重一般毒性大、污染重毒性小、污染小毒性小、污染小.高分子染料的分类高分子染料的分类高分子染料有多种分类方法，按分子结构中发高分子染料有多种分类方法，按分子结构中发色体与高分子链的相对位置分为骨架式高分子染料色体与高分子链的相对位置分为骨架式高分子染料（图（图1）和垂挂式高分子染料（图）和垂挂式高分子染料（图2）两大类。）两大类。图1图2表示高分子骨架表示高分子骨架表示发色体表示发色体.异氰酸酯骨架式高分子染料异氰酸酯骨架式高分子染料（骨架式高分子染料是一般通过聚合反应制得的）（骨架式高分子染料是一般通过聚合反应制得的）聚丙烯酸垂挂高分子染料聚丙烯酸垂挂高分子染料（垂挂式高分子染料主要通过（垂挂式高分子染料主要通过小分子染料接枝反应制得）小分子染料接枝反应制得）.1.加聚法加聚法2.缩聚法缩聚法3.化学改性法化学改性法4.配位聚合法配位聚合法5.利用染料重氮盐制备利用染料重氮盐制备高高分分子子染染料料的的合合成成方方法法.加聚法加聚法通常其分子结构中含有乙烯基通常其分子结构中含有乙烯基（CH=CH2）、）、丙烯酸酯基（丙烯酸酯基（OCOCH=CH2）、乙烯砜基（）、乙烯砜基（SO2CH=CH2）等不饱和基团。利用这些可聚合基）等不饱和基团。利用这些可聚合基团通过均聚反应（团通过均聚反应（1）或与可聚合单体的共聚反应（）或与可聚合单体的共聚反应（2）制得高分子染料。）制得高分子染料。(1)(2)(Dye为生色基团，为烷基或溴代烷基为生色基团，为烷基或溴代烷基).这两种共聚反应中，均聚反应实现比较困难，因这两种共聚反应中，均聚反应实现比较困难，因此共聚反应的应用更广泛。此共聚反应的应用更广泛。大量的研究结果表明，相对于乙烯、丙烯和苯乙大量的研究结果表明，相对于乙烯、丙烯和苯乙烯等单体的共聚反应，含不饱和基团的染料参与的聚烯等单体的共聚反应，含不饱和基团的染料参与的聚合反应均有合反应均有分子量减少的特性。分子量减少的特性。聚合分子量降低程度、聚合分子量降低程度、聚合物的收率和染料转化率均随染料的结构和用量而聚合物的收率和染料转化率均随染料的结构和用量而呈现较大差异。呈现较大差异。运用：对有色乙烯、丙烯和苯乙烯等含不饱和基运用：对有色乙烯、丙烯和苯乙烯等含不饱和基团高聚物合成一般用共聚法。这方法制得的染料主要团高聚物合成一般用共聚法。这方法制得的染料主要用在墨水、塑料着色、纤维着色、光学存储器等。用在墨水、塑料着色、纤维着色、光学存储器等。.缩聚法缩聚法该种方法通常是采用分子中含有该种方法通常是采用分子中含有2个或个或2个以上的个以上的-NH2、-OH、-COOH或或-COOR基团的染色单体进行缩基团的染色单体进行缩合反应而获得高分子染料。缩合反应的实施通常采用合反应而获得高分子染料。缩合反应的实施通常采用界面缩聚或熔融缩聚法，而较少采用溶液聚合。界面缩聚或熔融缩聚法，而较少采用溶液聚合。缩合反应路线：缩合反应路线：(Dye为生色基团,R为烷基或芳基).缩聚法制备染料的特点缩聚法制备染料的特点该方法制得的聚合物的分子量通常随色素的该方法制得的聚合物的分子量通常随色素的性质和量不同而有所变化，并且随色素的增加，性质和量不同而有所变化，并且随色素的增加，分子量有一个最大值。分子量有一个最大值。优点优点：缩聚反应制备的高分子染料热稳定性缩聚反应制备的高分子染料热稳定性好，具有良好的光牢度和耐溶剂性好，具有良好的光牢度和耐溶剂性。缺点缺点：这种方法合成的高分子染料溶解度较这种方法合成的高分子染料溶解度较难，合成工艺复杂难，合成工艺复杂。应用：有色聚酰胺、聚脂的合成多采用缩聚应用：有色聚酰胺、聚脂的合成多采用缩聚法合成，在纺丝，染发，色母粒着色和光学材料法合成，在纺丝，染发，色母粒着色和光学材料中得到重要的运用。中得到重要的运用。.高分子染料的应用高分子染料的应用高分子染料的应用方式有两种：高分子染料的应用方式有两种：(1)一次加工法：一次加工法：即根据色泽和色深要求，制备过即根据色泽和色深要求，制备过程加入适量的染料，在高分子材料生产时完成着程加入适量的染料，在高分子材料生产时完成着色过程。色过程。(2)二次着色法：二次着色法：即先制成色泽深的高分子染料，即先制成色泽深的高分子染料，通过二次着色完成无色物质的着色过程。通过二次着色完成无色物质的着色过程。.塑料着色塑料着色由于高分子染料耐迁移性能由于高分子染料耐迁移性能优异，卫生安全性高，因此优异，卫生安全性高，因此可以用于食品包装材料、玩可以用于食品包装材料、玩具、医疗用品的染色。具、医疗用品的染色。化妆品着色化妆品着色利用高分子染料难以透过细利用高分子染料难以透过细胞膜的特点，用于粉、霜、胞膜的特点，用于粉、霜、发蜡、指甲油等化妆品的染发蜡、指甲油等化妆品的染色，提高化妆品的安全性。色，提高化妆品的安全性。.纤维着色纤维着色由于高分子染料的耐高由于高分子染料的耐高温性、耐溶剂性和耐迁温性、耐溶剂性和耐迁移性，特别适合于纤维移性，特别适合于纤维及其织物的染色。得到及其织物的染色。得到的被染物耐磨擦性和耐的被染物耐磨擦性和耐洗涤性得到提高。洗涤性得到提高。作为食用色素作为食用色素高分子染料具有非吸高分子染料具有非吸收性，根据体内实验收性，根据体内实验表明，高分子染料在表明，高分子染料在体内不吸收、积累，体内不吸收、积累，因此非常适合作为食因此非常适合作为食用色素使用用色素使用。.高分子染料在各领域广泛应用，目前国内外许高分子染料在各领域广泛应用，目前国内外许多专家学者已展开了这方面的研究，但可用于实际多专家学者已展开了这方面的研究，但可用于实际的成果还为数不多。使其成为多学科交叉研究课题。的成果还为数不多。使其成为多学科交叉研究课题。需要精细化工、高分子材料和环境科学等专业的人需要精细化工、高分子材料和环境科学等专业的人员合作研究。使高分子染料产品在更多领域实现绿员合作研究。使高分子染料产品在更多领域实现绿色化。色化。（1）合成高分子量的染料，以便改善低分子染料自）合成高分子量的染料，以便改善低分子染料自身无法克服的缺陷、染料染色性能的差异成为研究身无法克服的缺陷、染料染色性能的差异成为研究的焦点。的焦点。（2）赋予高分子材料发色团，使高分子染料具有特）赋予高分子材料发色团，使高分子染料具有特殊光学性能，拓展已有功能，或可使原本难以着色殊光学性能，拓展已有功能，或可使原本难以着色的材料得到令人满意的染色效果。的材料得到令人满意的染色效果。（3）合成新的高分子染料，用以满足特殊的需求。）合成新的高分子染料，用以满足特殊的需求。.