第一章-染料基础知识课件

第一章染料的基础知识一、染料的概念

染料是指一类能溶于水，对纤维有亲和力的有色物。

染料必须具备的三个基本条件

1、能溶于水；

2、对纤维具有亲和力；

3、具有颜色。

颜料

颜料是指一类不能溶于水，对纤维没有亲和力的有色物。颜料可依靠黏合剂的作用机械地黏着于纤维上，故又称涂料。

二、染料的发展与分类1、染料的发展

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（1862年起）直接染料（1884年刚果红）靛蓝（1879年）蒽醌类还原染料（1901年波蒽）第二次世界大战后合纤的发展，合成了许多新的染料。Oeke-TexStandard100(生态纺织品标准)Oeke-TexStandard100

(生态纺织品标准)1992年颁布，1997年、1999年修定，2002年新版。该标准对纺织品上的有害物含量作出了明确规定。该标准强调致癌染料、强致癌性芳香胺染料、致敏染料禁止在下列四类纺织品中使用。A直接与皮肤接触的纺织品；B不与皮肤直接接触的纺织品；C婴幼儿用纺织品；D装饰用纺织品。2、染料的分类（1）化学分类按染料分子的化学结构中特征基团进行分类。化学分类共分8类。这一分类方法有利于掌握染料的结构特点及合成途径，适用于染料生产者。①偶氮②蒽醌③靛类

④酞菁⑤硫化⑥甲川⑦三芳甲烷⑧杂环偶氮染料

染料分子结构中都含有偶氮基(-N=N-)，联接芳环而成共轭体系（发色体系）。

1、品种最多，产量最大，色谱最全，占染料的总数60%以上，包括直接、活性、分散、酸性、阳离子染料等。

2、按所含“-N=N-”的数目，可分为单、双、多（三个以上）偶氮染料，其中单、双偶氮类居多。普施安橙MX-G直接冻黄G蒽醌染料

染料分子结构中含蒽醌基本结构

结构类型较多,分子结构较复杂,数量上仅次于偶氮染料，约占染料总量的20%～30%，价格较高。分散紫

还原蓝RSN靛类染料

1、靛蓝结构类染料分子结构中含有靛蓝基本结构。2、硫靛结构类染料分子结构中含有硫靛基本结构。

靛蓝还原红5B酞氰染料酞氰染料品种不多，多为色泽鲜艳的翠蓝和绿色等，日晒牢度特别优良，可达八级。酞氰染料的结构是由4个1，3-二亚氨基二氢异吲哚单体缩合而成的环状化合物，简写PC。PC可以和Cu，Fe，Mn，Cr，Co等络合形成CuPC，FePC等。酞菁酞菁蓝硫化染料

硫化染料的分子具有较复杂的含硫结构，因为其制造是由芳胺或酚类加硫磺或多硫化钠经熔融硫化而成，其结构目前仍未确定。据推测，硫化染料分子结构可能含有多硫键、噻唑，噻蒽和吩噻嗪酮等结构。硫化染料的品种不多，主要是蓝、黑、棕，但成本低，用量很大。甲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。染料的主要品种是阳离子染料和分散染料，例：阳离子艳红5GN和分散坚牢黄。分散坚牢黄三芳甲烷类染料染料分子中含有三芳甲烷结构（三个芳基连结在一个碳原子上），包括碱性和阳离子染料的红、紫、蓝等。如碱性蓝G。这类染料色泽鲜艳，但在棉上日晒牢度较差，耐酸碱性能差。在分子上引入磺酸钠基，也可成为酸性染料，如酸性湖蓝V。

酸性湖蓝V三芳甲烷杂环染料结构有：呫吨、吖啶、吖嗪、噻嗪呫吨吖啶吖嗪噻嗪（2）应用分类按染料的应用特点进行分类。应用分类目前主要有11类。染料主要应用类别这一分类方法有利于掌握染料的应用特点，适用染料使用者。①直接染料②活性染料③还原染料④可溶性还原染料⑤硫化染料⑥不溶性偶氮染料酸性染料酸性媒染染料酸性含媒染料分散染料阳离子染料棉用染料毛用染料涤用染料腈用染料

染料应用类别及其主要性能

染料应用类别及其主要性能

(续表)三、染料的命名1、冠称即染料应用类别的名称。故又称属称或属名。

（1）普通属名

即共用的类别名称。

如直接、活性、酸性染料等

（2）专用属名染料制造厂家专用的类别名称。

注：同一类别的染料，不同厂家有不同的专用属名。方法：三段命名法冠称+色称+尾注=活性染料Pricion（卜内门）Cibacron（汽巴）Sunfix（五荣）Sumifix（住友）Remazol（赫斯特）Levafix（拜耳）2、色称即染料上染纤维后所得染品颜色的名称。（1）物理色词：红、橙、黄、绿、青、蓝、紫、黑等；（2）自然现象色词：天蓝、海蓝、湖蓝、金黄等；（3）动物色词：鼠灰、驼色等；（4）植物的名称：橘红、桃红、玫红、草绿等。

为区分色彩上的差异，可在色词前加上适当的修饰词，如，老、嫩、深、浅、亮、暗、艳等。3、尾注即对染料的性能加以说明。常用英文字母表示。（1）说明染料的色光、用途等

B表示带蓝光或青光；

R表示带红光；

V表示带紫光

G表示带绿光；

Y表示带黄光

L表示耐光性好；

D表示适用于染色；或表示色泽稍暗；

P表示适用于印花或染纸。（2）表示染料的浓度和力份等

浓度：conc-----------表示浓

H.C.-----------表示高浓

ex.conc-------表示特浓

Double--------表示双倍浓

力份：

染料生产厂家以某一质量分数作为力份标准（力份视为100%），与其相比而确定的相对浓度。

染料力份是一个相对值，不是染料含量的绝对值，它是将标准染料的力份定为100%，与标准染料在相同条件下染色，若染得色泽深浅相同时所需要的染料量为标准染料量的0.5倍，则力份为200%，若是2倍，则力份是50%。所以工厂对每批商品染料要加以检验，标定力份，如：50%、100%、200%等。（3）表示染料的物理状态

pdr

表示粉状

pf表示细粉状

s.f.表示超细粉状

gr

表示颗粒状

paste表示浆状

liq.表示液状

p.f.f.d表示染色用细粉状

p.f.f.p表示印花用细粉状四、

染料的颜色及其影响因素（一）染料的颜色（二）影响染料颜色的因素（一）染料的颜色

1、染料颜色的形成（1）光与色染料的颜色是染料对光的作用在人们视觉上的反映。光是一种电磁波，不同的光具有特定的波长和频率。人们视觉能感知仅为可见光，其波长为380～780nm。

太阳光经三棱晶折射后能产生一条连续的有色光谱。电磁波谱图：太阳光色散互补色光光的互补两种特定波长的光按一定强度比例混合，能成为白光。各种波长的光的光谱色及其补色

光的波长（nm）光谱色

补色

380～435紫黄绿

435～480蓝黄

480～490绿蓝橙

490～500蓝绿红

500～560绿紫和紫红

560～580黄绿紫

580～595黄蓝

595～605橙绿蓝

605～780红蓝绿十二色相环（2）物体色的形成物体的颜色是物体对光的作用在人们视觉上的反映。物体吸收了某种波长的光线而表现出其补色的颜色。物体对光（可见光）非选择性吸收，呈现为消色；物体对光（可见光）选择性吸收，呈现为彩色。消色彩色2、染料颜色的基本特征

定量描述物体的颜色----色的三要素色调：较确切表示某种颜色色别的名称。区别颜色的深浅。（单色取决于最大吸收波长、混色取决于相对含量）纯度：彩色和消色成分比例。区别颜色鲜艳度。（单色光最高，白、灰、黑最低。）亮度：有色物体反射光的强度。区别颜色的浓、淡。（反射率高，亮度也高。）如：翠蓝色调（λmax）500nm

纯度30%

亮度32%

除上述数值外，还可以采用标准色图比色法来命名，如孟塞尔法、奥斯瓦德法等。3、染料的发色理论

经典发色理论

近代

发色理论发色理论（1）经典发色理论1888年有人提出醌构理论，即有色有机化合物分子中含有邻醌基或对醌基形成的结构。1865年引入了苯环的概念；1868年提出了将色素的颜色和化学结构联系起来，认为颜色和不饱和性有关；1876年提出发色团学说，认为有色化合物必须含有一种可能产生颜色的基团，这些基团可称为发色基团，都是一些不饱和基团，例如：仅从现象上对染料的发色作了解释，并没有从本质上对此进行说明。经典发色理论的缺陷经典发色理论的结论染料分子中均含有发色团（或发色体）和与其相联的助色团，其中发色团为不饱和共轭体系；助色团为极性基团。（2）近代发色理论染料产生颜色是跟染料分子轨道中电子的跃迁有关;染料分子受到光照后,分子中的电子吸收光能，就能从“基态”跃迁“激发态”;

电子激发态与电子基态间的能量差称为电子跃迁能;当入射光的光子能量正好等于电子跃迁能时，这一光子的能量就能被电子吸收，完成电子的跃迁。

△E=E1-E0=hc/电子跃迁*跃迁产生的吸收锋在150nm附近；*，

n*

跃迁产生的吸收锋在200nm附近；n*跃迁产生的吸收锋在200～400nm范围内。E∏*∏¦σnnσ*σ*∏*染料分子基态到激发态的能级差（5.2×10-19-2.5×10-19j）与可见光波长（380～780nm）相对应，所以染料可以吸收可见光的光子能量进行跃迁。染料对可见光进行选择性吸收，使染料呈现了颜色。E=hc/光子所具有的能量与其频率成正比，即与波长成反比。4、染料溶液对光的吸收定律

lg(I0/I)=ε·d·c

I0

—入射光强度；

I

—

出射光强度；

c

—

溶液浓度；

d

—

光线通过溶液时通道长度，cm；ε—

摩尔消光系数或摩尔吸收率；lg(I0/I)—称为消光度（E）或光密度（D）或吸光度（A）。染料溶液对光的吸性程度与光的性质、染液的浓度和光透过染液液层的厚度有关。（1）Lambert–Beer定律（2）染液的吸收光谱曲线当我们用不同波长的光照射染料稀溶液（c、d等于常数），测得一系列的摩尔吸光系数ε，如用入射光波长作横坐标，ε作纵坐标，可得一吸收光谱曲线。它是染料的一种特征曲线。

深、浅色效应浓、淡色效应λmax1λmax2εmax1εmax1孔雀绿的吸收光谱孔雀绿：吸收带在红光区和紫光区孔雀绿彩釉碗（明正德）表征：吸收波长测量：U/VSpectrophotometer原理：Lambert-Beer

方程（3）染液浓度的测定（二）影响染料颜色的因素1、共轭双键的数目2、共轭体系内的极性基团3、分子的离子化4、染料分子的共平面性5、染料内络合物的生成染料结构外界条件的影响1、溶剂或介质（极性、pH值）2、染料浓度3、温度4、光照影响因素=外界条件光源视觉+++染料分子结构的影响共轭双键越长，共轭体系越大，则选择吸收的光线波长也越长，产生深色效应．

如：1、共轭双键的数目(CH=CH)nn=1无色n=2黄色n=3橙色n=4红色2、共轭体系内的极性基团共轭体系的两端，若存在极性基团（强的供、吸电子基团）时，吸收光量子向长波方向移动，产生深色效应。如：max255268275315颜色逐渐加深3、分子的离子化化合物在介质的作用下发生离子化，生成电荷，使供电子基团的供电子性或吸