第十一章分散染料.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,退出,第十一章,分散染料,1,引言,2,分散染料,的结构分类和商品加工,3,分散染料的基本性质,4,分散染料的化学结构染色,性能,1,引 言,分散染料是一类结构简单，水溶性低，在染浴中主要以微小颗粒成分散状态存在的非离子染料。,一、分散染料特点,结构简单，分子量小。,分子中不含离子型水溶性基团,，,而含有一定量的极性基团。,分散染料能钻入涤纶的无定形区，以范德华力、氢键和偶极引力与涤纶纤维结合。,染色时采用较高的染色温度。,二、化学结构分类,1,偶氮型,60%,单偶氮占,50%,，主要有黄、红至蓝各种色泽。2,蒽醌型,25%,主要为红、紫、蓝。,3,其它类,10,15%,硝基型、甲川型及杂环类，大多为黄、橙和红色品种，其中杂环类近年来发展较快。,三、应用分类,我国沿用了瑞士,Sandoz,公司（牌号,Foron,）,的分类方法，分为三类：,E,型：分子量小，匀染性好，升华牢度差。,(,低温型,),S,型：分子量大，匀染性差，升华牢度好。（高温型,),SE,型：分子量较大，性能介于两者之间。,(,中温型）,近年来发展的品种还有：,PC,型：适用于,T/C,印花，有良好的白底不沾色性能。,RD,型：专用与涤纶快速染色工艺。,N,型：分散剂系非离子型，适用于,T/C,混纺织物的同浴染色工艺。,德司,达,(,DyStar,),公司生产的,Resolin,染料分为：,A,型、,B,型、,C,型、,D,型四种类型，,A,型,上染速度最快，,D,型上染速度最慢。,捷利康（,Zeneca),公司（原,ICI,公司）的,Dispersol,染料分为五类：,A,类升华牢度低，主要适用于醋酯纤维和锦纶；,B,、,C,、,D,适用于聚酯纤维，分别相当于低温、中温和高温类三种。,P,类则专用于印花。,科莱恩公司的,Samaron,染料专用于染色，,Polysynthren,染料专用于印花。,分散染料的冠称,我国：分散,瑞士山德士公司：,Foron,科莱恩公司：,Samaron,捷利康公司：,Dispersol,德司达公司：,Resolin,日本住友：,Sumikaron,日本化药：,Kayalon,polyester,Foron,以,得色深、牢度好，适合染深色著称；,Samaron,色泽鲜艳，牢度好，染中、浅色品种较好。,2,分散染料,的结构分类和商品加工,一、分散染料的结构分类,（一）偶氮类,1.,单偶氮型：,重氮组分 偶合组分,R,1,1,：,吸电子基，一般为,-NO,2,；,R,2,、,R,3,：,H,或吸电子基，如,-NO,2,、,-CN,、,-X,、,-SO,2,NH,2,等；,R,4,：,H,或,-OCH,3,、,-OC,2,H,5,等（供电子基）；,R,5,：,H,或,-NHCOCH,3,、,-NHCOC,2,H,5,等（供电子基）；,R,6,、,R,7,：,H,或,-CH,3,、,-OH,、,-OCOCH,3,（,乙酰氧基）、,-CN,等。,分散黄,S-2RFL,分散红玉,S-2GFL,分散蓝,S-BBLS,2.,双偶氮型,结构通式为：,其中：,Ar,为苯或萘或它们的衍生物。,R,为,H,、,OCH,3,、,OH,、,CH,3,、,Cl,、,NO,2,等基团。,R,为,H,、,CH,3,、,OCH,3,、,NH,2,等基团。,m,、,n,为,1,2,。,例如：,分散黄,RGFL,的结构为：,散利通黄,5R,的结构为：,（,二）蒽醌类,蒽醌类分散染料可大致分为四类：,分散蓝,RRL,分散桃红,R3L,分散蓝,2BLN,，由,上面两种组分组成,（,4,）带杂环蒽醌型分散染料,分散翠蓝,HBF,（三）杂环类,乙烯型,苯并咪唑型,硝基二苯胺型,氨基萘酰亚胺型,氨基萘醌亚胺型,黄色,橙色,黄色,黄色,蓝色,发展中的分散染料：,暂溶性分散染料,可聚合的高分子分散染料,溶剂型分散染料,二、分散染料的商品加工,分散染料最主要的加工工作是将染料充分研磨，选择适当的助剂（主要为分散剂）制成易于成高度分散和稳定悬浮液的染料商品。,研磨时将染料、分散剂和其它助剂等与水混合均匀，配成浆状液，送入砂磨机进行砂磨，直到取样观察细度并测试扩散性能达到合格，然后喷雾干燥，再经混配、标准化，达到商品规格。,商品分散染料必须满足,分散性、细度及稳定性,三个方面的要求。,有许多分散染料商品是由几个染料混合而成。,3,分散染料的基本性质,一、溶解特性,分散染料的结构中不含,SO,3,H,、,COOH,等水溶性基团，而具有一定数量的非离子极型基团，如,OH,、,NH,2,、,NHR,、,CN,、,CONHR,等，使染料具有一定的微溶性。,分子量大、含极性基团少的染料溶解度较低,。,增加温度是提高染料溶解度最简捷的方法，但各种染料之间差异较大。,染料溶解度随分散剂浓度的增高而增大。,二、结晶现象,在染料溶解时，颗粒较小的染料优先溶解，而大颗粒的染料却会吸附从过饱和溶液中结晶出来的染料，结果使晶体逐渐增加。周期性的升温和冷却，会使这种现象不仅加速而且更为剧烈。,在配制染液时，如果染液温度降低，容易变成过饱和状态，已溶解的染料有可能析出或发生晶体增长。如果一种染料能形成几种晶型，则染料还会发生晶型转变，由较不稳定的晶型转变成较稳定的晶型。变成稳定的晶型后，一般染料的上染速率和平衡百分率都会下降。,染浴中的分散剂能起到稳定作用，并能抑制染料晶体的增长。,三、染色特性,染色过程：首先分散染料在水中主要以微小颗粒成分散状态存在，且染料微小晶体、染料聚集体、分散剂胶束中的染料和染浴中的染料分子处于相互平衡之中。染色时，染料分子吸附在纤维表面，最后进入纤维空隙（所谓自由体积）而向内部扩散。,决定染色作用的基本因素是染料的,相对亲合力、扩散特性和结合能力,。,分散染料在涤纶中的扩散阻力很大，因此要在高温下进行染色。,分散染料对涤纶的染着，主要依靠分子间,范德华力,相互吸引，也可以形成,氢键,结合和,偶极矩,。,四、分散染料的稳定性,对,pH,的敏感性,分散染料染色、印花由于在高温下进行，染料分子内某些基团（酯基、酰胺基、,-CN,）容易发生水解或还原，造成色泽变淡或变暗。,在偏酸或偏碱条件下，都能促进水解反应的进行。因此印染加工时，宜控制在中性或微酸性条件下进行，可减少水解反应。,对还原性物质的敏感性,分散染料分子内的偶氮基，在高温下容易受空气中还原性气体的影响，使偶氮基还原破坏而变化。,为了防止染料的还原破坏，印染加工时加入少量的氧化剂，如防染盐,S,、氯酸钠或亚硝酸钠。,4,分散染料的化学结构和染色,性能,一、化学结构与染料颜色的关系,1,、重氮组分的结构与颜色的关系,重氮组份上有吸电子取代基，染料颜色加深。,加深的程度随取代基的数目、位置、和吸电子的能力大小而变化。,如果没有空间阻碍，吸电子取代基数目越多，吸电子能力越强，深色效应越显著。吸电子取代基在偶氮基的对位效果最强。,基团深色效应的强弱依次为：,NO,2,CN,COCH,3,Cl,H,max,（nm）,453,475,491,504,520,549,max,（nm）,453,475,491,504,520,549,max,（,nm,）,453,475,491,504,520,549,R：,max,（,nm,）,410,470,500,538,2,、偶合组分的结构与颜色的关系,偶合组分主要是苯胺的衍生物，氨基邻位的取代基越多，取代基体积越大，染料的吸收波长越短。,R1:H H CH,3,H,R2:H CH,3,CH,3,C,3,H,7,:475 438 423 420,R1:CN CN CN,Cl,OH,R2:OH CN H H H,:451 474 499 504 525,R4:H OCH,3,H OCH,3,R5:H H NHCOCH,3,NHCOCH,3,:527 545 547 580,偶氮基的邻位或间位引入给电子基，或给电性增强，染料的最大吸收波长增加。,二、化学结构与染料日晒牢度的关系,染料的日晒牢度与结构、聚集态、纤维材料的性质及大气条件因素有关。,聚集态的日晒牢度比单分子高。一般染料分子结构复杂，则聚集态就高。大多数分散染料在涤纶上的耐晒牢度比在聚酰胺纤维和醋纤上好。,偶氮基上氮原子电子云密度越高，越易发生氧化反应。当染料分子中引入氰基、氯原子等吸电子基时，可以提高日晒牢度。,1,偶氮型分散染料,光氧化机理：偶氮染料首先生成氧化偶氮苯衍生物，然后在光能的作用下，发生重排、水解、分解生成肼和邻苯的醌衍生物。,R -CN,-,Cl,-H,-CH,3,-OCH,3,-NO,2日晒牢度,67 56 5 45 34 2,硝基是一强电子基，却使日晒牢度降低，是由于在邻位硝基会被还原为亚硝基的缘故。,R1,：,H H H OCOCH3 OH CN,R2:H OH CN CN CN CN,耐光牢度,:34 3 6 7 4 7,2,蒽醌型分散染料,一般来说，蒽醌型分散染料的日晒牢度要比偶氮型的好。,蒽醌型分散染料的光氧化机理更为复杂。一般认为第一阶段是在氧的作用下生成羟胺化合物。因此蒽醌上氨基电子匀密度越大，即碱性越强，则染料的日晒牢度越低，反之则越高。例如：,R,基与日晒牢度的关系：,-OCH,3,-NHCH,3,-NH,2,-OH,对于蒽醌染料：,若能形成分子内氢键，则有利于提高日晒牢度。,位引入吸电子基，如：,-,Cl,、,-Br,、,-CF,3,等，日晒牢度提高。,增加染料分子量，聚集程度提高，则日晒牢度也能提高。,三、化学结构与升华牢度的关系,升华就是固体摆脱其周围分子对他们的引力而呈气体逸出的现象。因此，分子间作用力越大，升华牢度就越高。所谓“升华牢度”是指染料在高温染色时由于升华而脱离纤维的程度。,分散染料的升华牢度主要和染料分子的极性、分子量大小有关；此外，与染料所处状态也有一定关系。,（,1,）分子中取代基的极性越强，数目越多，则分子间作用力越强，升华牢度越高。,（,2,）染料分子量越大，范德华力越大，则升华牢度越高。相对分子极性来说，分散染料的分子量与升华牢度的关系更为重要，尤其对于蒽醌染料。,（,3,）与染料所处的状态的关系：颗粒越大，晶格越稳定，不易升华，升华牢度越高；与纤维分子的结合力越大，对纤维溶解越充分，则升华牢度越高。,1,偶氮类分散染料的升华牢度,在重氮组分上引入极性基，尤其是吸电子基；另在偶合组分上引入极性基（尤其是给电子基），能提高升华牢度。,R -CN -NO,2,-,Cl,-OCH,3,-H -CH,3,升华牢度,34 23 2,R1 -H -H -H -OCOCH,3,-OH -CN,R2 -H -OH -CN -CN -CN -CN,升华牢度,12 23,23,4 45,45,2,蒽醌类分散染料的升华牢度,极性基团对蒽醌类分散染料升华牢度的影响，比偶氮类的要小得多，但也随分子中极性基团的极性、数量和位置的不同而变化。对蒽醌型分散染料来说，增大分子量是提高升华牢度的主要方法。,-OH,-OCH,3,-NH,2,-NHCH,3,一般而言，分散染料中蒽醌型的升华牢度都比偶氮型的低。,