【染整知识点】染料的发展与分类（二）

染料

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因此

某事

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第一章染料基础知识

一、染料的概念

染料是指一类可溶于水并对纤维有亲和力的有色物质。染料必须具备三个基本条件：

1、溶于水；

2、对纤维的亲和力；

3、 有颜色。

颜料

颜料是指一类不溶于水，对纤维没有亲和力的有色物质。

颜料可以通过粘合剂的作用以机械方式附着在纤维上，因此也称为涂料。

二、染料的发展与分类

1、染料显影

天然染料（植物染料、矿物染料）

合成染料（1856年英国珀金苯胺紫）

偶氮染料（始于 1862 年）

直接染料（1884刚果红）

靛蓝 (1879)

蒽醌还原染料（Boanthrene，1901 年）

二战后合成纤维的发展导致了许多新染料的合成。

Oeke-Tex 标准 100

1992年颁布活性染料活性基团，1997年和1999年修订，2002年新版。该标准规定了纺织品中有害物质的含量。

本标准强调致癌染料、强致癌芳香胺染料和致敏染料禁止用于以下四类纺织品。

与皮肤直接接触的纺织品；

B 不直接接触皮肤的纺织品；

C 婴幼儿纺织品；

D 装饰纺织品。

2、染料的分类

(1)化学分类

根据染料分子化学结构中的特征基团分类。

化学分类分为8类。

1偶氮

2蒽醌

3 靛蓝

4酞菁

5 硫化

6家川

7三芳基甲烷

8杂环

这种分类方法有利于把握染料的结构特点和合成路线，适合染料生产企业。

偶氮染料

染料分子结构中均含有偶氮基团（-N=N-），与芳香环相连形成共轭体系（发色体系）。

1、品种最多，产量最大，色谱最齐全，占染料总数的60%以上，包括直接染料、活性染料、分散染料、酸性染料、阳离子染料等。

2、根据所含“-N=N-”的个数可分为单偶氮染料、双偶氮染料和多偶氮染料（三种以上），其中以单偶氮染料和双偶氮染料居多。

蒽醌染料

染料分子结构中蒽醌的基本结构：

结构的种类很多，分子结构也比较复杂。数量仅次于偶氮染料，约占染料总量的20%~30%，价格较高。

靛蓝染料

1、靛蓝结构

靛蓝的基本结构包含在染料的分子结构中。

2、硫靛结构

染料分子结构中含有硫靛的基本结构。

酞菁染料

酞菁染料品种不多，多为亮翠蓝、绿等，耐光牢度特别好，可达8级。

酞菁染料的结构是由四个1,3-二亚氨基二氢异吲哚单体缩合而成的环状化合物，简称PC。

PC可以与Cu、Fe、Mn、Cr、Co等络合形成CuPC、FePC等。

硫化染料

硫化染料分子的含硫结构比较复杂，因为它是由芳香胺或苯酚加硫或多硫化钠通过熔融硫化制成的，其结构尚未确定。

推测硫化染料的分子结构中可能含有多硫键、噻唑、噻吩和吩噻嗪酮等结构。

硫化染料品种不多，主要是蓝色、黑色和棕色，但成本低，用量大。

开川染料

染料的发色体系依靠碳原子的单双键结构形成共轭体系。

染料的主要品种有阳离子染料和分散染料，例如：阳离子艳红5GN和分散固色黄。

三芳基甲烷染料

染料分子含有三芳基甲烷结构（三个芳基与一个碳原子相连），包括碱性和阳离子染料的红色、紫色、蓝色等。比如基础蓝G。

这类染料色泽鲜艳，但对棉布的耐光牢度和耐酸碱性能较差。

在分子中引入磺酸钠基团也可以成为酸性染料，如酸性湖蓝V。

杂环染料

结构有：吖啶、吖啶、吖嗪、噻嗪

(2)应用类别

按染料的应用特性分类。

目前有11个应用类别：

棉花染料：

1直接染料

2 种活性染料

3Vat 染料

4 种可溶性还原染料

5种硫化染料

6-不溶性偶氮染料

羊毛染料：

1、酸性染料

2、酸性媒染染料

3、酸性媒染剂

分散染料→涤纶染料

阳离子染料→腈染料

这种分类方法有利于把握染料的应用特点，适合染料使用者。

染料应用类别及其主要性能

染料的应用类别及其主要性能（续）<​​/p>

三、燃料名称

方法：三段命名法=皇冠+颜色+尾注

1、标题

是染料应用类别的名称。因此，它也被称为通用名称或通用名称。

(1)通用通用名

这是共享的类别名称。如直接染料、活性染料、酸性染料等。

(2)特殊属性名

特定于染料制造商的类名。

注意：同一种染料，不同厂家有不同的专用名称。

活性染料

Sumifix（住友）

Sunfix(吴融)

雷马唑（赫斯特）

Levafix（拜耳）

价格

汽巴龙

2、颜色名称

是用染料对纤维染色后得到的染色品的颜色名称。

(1)物理颜色词：红、橙、黄、绿、青、蓝、紫、黑

等；

(2)自然现象色词：天蓝、海蓝、湖蓝、金黄色等；

(3)动物颜色词：鼠灰、骆驼等；

(4)植物名：橙红、桃红、玫红、草绿等

为了区分颜色的不同，可以在颜色词前加上适当的修饰语，如老、嫩、暗、亮、亮、暗、亮等。

3、尾注

那是解释染料的特性。常用英文字母表示。

(1)描述染料的色泽、用途等

B表示带蓝光或青光；

R表示带红灯；

V 表示带紫光

G 表示绿灯；

Y表示黄灯

L表示耐光性好；

D表示适合染色；或表示稍暗；

P表示适合印染纸张。

(2)表示染料的浓度和强度

浓度：conc------------表示浓度

H.C.------------表示高浓度

ex.conc------- 表示集中

Double-----意味着双重浓度

力：

染料厂家以一定质量分数为力分数标准测定的相对浓度（力分数为100%）。染料强度是一个相对值，而不是染料含量的绝对值。就是将标准染料的浓度设置为100%。它在与标准染料相同的条件下染色。如果染料染成同色系，则所需染料用量为标准染料用量0.5次，力200%，2次，力50%。

所以工厂必须对每批商品染料进行检验并校准力度，如：50%、100%、200%等。

(3)表示染料的物理状态

pdr是粉的意思

pf表示细粉

顺丰指超细粉末

gr 表示粒状

粘贴就是粘贴

液体。表示液体

p.f.f.d 指用于染色的细粉

p.f.f.p 表示印刷用细粉

四、染料的颜色及其影响因素

(一)染料的颜色

1、染料颜色形成

(1)光与色

染料的颜色是染料对光的影响的视觉反映。光是一种电磁波，不同的光有特定的波长和频率。

人的视觉感知只有可见光，其波长为380~780nm。

阳光经三棱镜折射后可产生连续的彩色光谱。

电磁频谱图：

阳光分散

两种特定波长的光以一定的强度比混合可以变成白光。

各种波长的光的光谱颜色及其互补色

(2)物体颜色的形成

物体的颜色是物体对光的影响的视觉反映。

物体吸收一定波长的光而呈现出互补色的颜色。

物体非选择性地吸收光（可见光），表现为消色差；物体选择性地吸收光（可见光），呈现颜色。

2、染料颜色的基本特征

定量描述物体的颜色----颜色的三要素

色调：更准确地指某种颜色的名称。区分颜色的深浅。

（单色取决于最大吸收波长，混色取决于相对含量）

纯度：有色和无色成分的比例。区分颜色鲜艳度。

（单色光最高，白、灰、黑最低。）

亮度：有色物体反射的光的强度。区分深色和浅色。

（高反射率和高亮度。）

如：蓝绿色调（λmax）500 nm

30% 纯度

亮度 32%

除上述数值外，还可用标准色图比色法命名，如孟塞尔法、奥斯瓦尔德法等。

3、染料显色理论

经典发色理论

现代发色理论

(1)经典发色理论

1865年引入苯环的概念；

1868年提出将颜料的颜色与化学结构联系起来，认为颜色与不饱和度有关；

发色团理论于1876年提出，认为有色化合物必须含有一个可能产生颜色的基团，这些基团可以称为发色团

发色团都是不饱和基团，如：

1888年有人提出了醌结构理论，即有色有机化合物分子中邻醌基团或对醌基团形成的结构。

(2）经典发色理论总结

染料分子均含有生色团（或生色团）和与之缔合的辅助生色团，其中生色团为不饱和共轭体系；辅助色素是极性基团。

经典发色理论的缺陷

染料的发色只能从现象来解释，不能从本质来解释。

(2)现代发色理论

染料的颜色与染料分子轨道中电子的跃迁有关；

当染料分子被照射时，分子中的电子吸收光能，可以从“基态”跃迁到“激发态”；

电子激发态与电子基态的能量差称为电子跃迁能；△E=E1-E0=hc/λ

当入射光的光子能量正好等于电子跃迁能量时，光子的能量可以被电子吸收，完成电子跃迁。

电子转换

光子的能量与其频率成正比，即与其波长成反比。

E=hc/λ

染料分子从基态到激发态的能级差（5.2×10-19-2.5×10-19j）对应可见光的波长（ 380~780nm），因此染料可以吸收可见光的光子能量发生跃迁。染料选择性地吸收可见光，赋予染料颜色。

4、染料溶液对光的吸收规律

(1)朗伯-比尔定律

染料溶液对光的吸收程度与光的性质、染料溶液的浓度以及光线透过染料溶液层的厚度有关。

lg(I0/I) =ε·d·c I0——入射光强度；

I——出射光强度；

c——溶液浓度；

d——光通过溶液时通道的长度，cm；

ε——摩尔消光系数或摩尔吸光率；

lg(I0/I) — 称为消光 (E) 或光密度 (D) 或吸光度 (A)。

(2)染料溶液的吸收光谱曲线

当我们用不同波长的光（c和d等于常数）照射稀释的染料溶液时，会测量出一系列摩尔吸光系数ε。光谱曲线。是染料的特性曲线。

明暗效果

λmax1 →λmax2

明暗效果

εmax1 →εmax1

孔雀石绿的吸收光谱

孔雀石绿：红色和紫色区域的吸收带

孔雀绿琉璃碗（明正德）

(3)表征测量原理

染料浓度的测定

吸收波长

U/V 分光光度计：Lambert-Beer 方程

(二)影响染料颜色的因素

影响因素=染料结构+外界条件+光源+视力

染料分子结构的影响

1、共轭双键数

2、共轭体系中的极性基团

3、分子的电离

4、染料分子的共面性

5、染料中配合物的生成

外部条件的影响

1、溶剂或介质（极性、pH）

2、染料浓度

3、温度

4、灯光

1、共轭双键的个数

共轭双键越长，共轭体系越大，选择被吸收的光的波长越长，产生深色效果。如：

2、共轭体系中的极性基团

如果共轭体系两端存在极性基团（强给电子和吸电子基团），吸收的光量子向长波长方向移动，产生暗色效应。如：

3、分子的电离

化合物在介质作用下电离产生电荷，使给电子基团的给电子性或吸电子基团的吸电子性增强，吸收光谱移至长波长方向，产生深色效果。如：

4、分子共面性和对称性

当分子与所有基团处于同一平面且对称时，共轭效应可以最大化；整个分子中电子云的迁移率增强，激发能量降低，产生暗色效应。如：

5、分子内络合物与金属离子形成螯合环，降低整个分子体系的能量，导致颜色变深。如：

溶剂或介质的影响

4-硝基-4/-二甲氨基偶氮苯在不同溶剂中的最大吸收波长

碱性品红在不同pH溶液中的颜色变化

染料浓度的影响

染料浓度越大，染料的聚集程度越大活性染料活性基团，染料分子中电子的跃迁能越大，染料吸收的光波长越短，颜色越浅。染料。

不同聚集态结晶紫的最大吸收波长

结晶紫单分子：λmax = 583nm

水晶紫二聚体：λmax = 540nm

温度的影响

染液的温度影响染料在染液中的聚集程度，从而影响

染料的颜色。

染料溶液温度越高，染料聚集度越小，染料颜色越深。

染料的颜色会随着温度可逆地变化，

这种现象称为热致变色。

灯光效果

顺反结构染料，光照下会发生反式结构

顺式结构。

反式和顺式结构染料吸收不同波长的光，因为

而且显示的颜色也不同。

这种现象称为光致变色。

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