阳离子染料的结构分类及性能

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第十一章阳离子染料的染色

第十一章阳离子染料的染色

H2O -+D+ →腈纶-COO腈纶 COOH→腈纶 -COO .D + 定位吸附/盐式键 H2O -+D+ →腈纶-SO 腈纶 -SO H→腈纶 -SO 3 3 3 .D + 定位吸附 /盐式键 三、饱和值: 1.纤维的饱和值:通常是指苯-腈纶纤 维,用标准染料在100℃,回流4 小时,PH4.5,浴比1:100用 足量的染料使平衡上染百分率达到9 5%时的百分率。
②控制PH值:加酸起溶解染料和缓染作用。 通常染浅色时酸的用量大一些,PH=34.5;染浓色时可以少加酸或不加酸, PH=4-5,常用HAC-NaAC缓冲液。 ③中性电解质的应用:在染浴中加入中性 电解质,它们的金属离子Na+,能与染 料阳离子相互竞争染色位置,由于金属 离子体积小,流动性大于染料阳离子, 就先被纤维吸附,夺占染色位置,然后 被对纤维具有较大亲和力的染料阳离子 置换,所以起到缓染作用。 缓染作用不
2、工艺流程:60℃保持5分钟,然后 快速升温至70℃ 。然后以一分钟一度 的速度升温至沸腾,保持沸腾30分钟, 然后以一分钟1℃的速度降温到50℃ , 最后进行水洗和后处理。 3、染色工艺条件: Ⅰ染料:应选染色速度较低,亲和力较 小,匀染性好,K值较大的染料。 Ⅱ温度:60-70℃始染,严格控制升温 过程。
4.色泽鲜艳,上染百分率高,给色量好, 湿处理牢度和耐晒牢度较高,但匀染 性较差,尤其是在染淡色。 二、染色机理:在染浴中,腈纶纤维表 面带有阳离子电荷,阳离子染料生成 阳离子染料,阳离子在染液中扩散, 纤维阳离子对染料阳离子的静电引力 使染料被纤维表面吸附,成盐式键结 合。此处还有氢键和范德华力。
第三单体:染色单体,占1-3%,是改善 纤维的染色性能。 ①含酸性基团的单体:如丙烯磺酸钠、 苯乙烯磺酸钠;这一类用阳离子染料 染色。 ②含碱性基团的单体:如乙烯吡啶、丙 烯基二甲胺;这一类用酸性染料染色。 ③不含第三单体的腈纶:P194

阳离子染料总结

阳离子染料总结

阳离子染料总结引言阳离子染料是一类具有阳离子性质的染料,其分子中含有带正电荷的基团。

阳离子染料广泛应用于纺织、皮革、印刷、油漆、墨水等领域,因其良好的染色性能和稳定性而备受青睐。

本文将对阳离子染料的特点、分类、应用以及相关研究进行总结。

特点阳离子染料具有以下几个特点:1.高染色力:阳离子染料分子中的正电荷基团与纤维物质中的负电荷基团相吸引,使得阳离子染料与纤维物质之间形成稳定的结合。

这种结合方式使阳离子染料的染色力更强,染色效果更加显著。

2.稳定性强:阳离子染料分子中的阳离子基团增加了其分子的稳定性,使得阳离子染料在多种环境下都能保持其染色效果。

例如在酸性条件下,阳离子染料与纤维物质的结合更为牢固,不易褪色。

3.易溶解:阳离子染料分子一般具有较好的溶解性,可以方便地与溶剂或水相混合,形成染料溶液。

这方便了阳离子染料的加工和应用。

分类根据阳离子染料分子中的阳离子基团不同,可以将其分为以下几类:1.三偶氮类阳离子染料:该类阳离子染料分子中的阳离子基团为三偶氮基团,常用的有亮胭脂红、中性红等。

这类染料以其明亮丰富的颜色而广泛应用于纺织、皮革等多个领域。

2.亚胺类阳离子染料:该类阳离子染料分子中的阳离子基团为亚胺基团,常用的有基本蓝1号、基本蓝9号等。

这类染料具有较高的染色力和稳定性,常用于纺织品的染色。

3.重氮类阳离子染料:该类阳离子染料分子中的阳离子基团为重氮基团,常用的有光黄G、压花紫等。

这类染料具有鲜艳的颜色,可以应用于纺织品和印染等行业。

应用阳离子染料具有广泛的应用领域,下面列举几个常见的应用示例:1.纺织品染色:阳离子染料具有高染色力和稳定性,常用于纺织品的染色。

纺织品经过阳离子染料的染色后,色彩鲜艳,牢固度高,不易褪色。

2.皮革加工:阳离子染料可用于皮革的染色和涂覆。

其染色效果明亮,色牢度高,可以为皮革产品增添丰富的色彩。

3.墨水制备:阳离子染料可以应用于墨水的调配。

阳离子染料的高染色力和溶解性使其成为墨水的理想成分。

实验四 染料染色性能比较

实验四 染料染色性能比较
3、酸性染料
酸性染料(Acid Dyes)是一类在酸性介质中进行染色的染料。酸性染料大多数含有磺酸钠盐,能溶于水,色泽鲜艳、色谱齐全。主要用于羊毛、蚕丝和锦纶等染色,也可用于皮革、纸张、墨水等方面。对纤维素纤维一般无着色力。
酸性染料色谱齐全,色泽鲜艳,日晒牢度和湿处理牢度随染料品种不同而差异较大。和直接染料相比,酸性染料结构简单,缺乏较长的共辄双键和同平面性结构,所以对纤维素纤维缺乏直接性,不能用于纤维素纤维的染色。不同类型的酸性染料,由于分子结构不同,因而它们的染色性能也不同,所采用的染色方法也不同。
恒温染色法工艺曲线如下:
2、阳离子染料染色
移取阳离子染料母液10.00mL于干净的染杯中,加90mL水,醋酸2.5%(对纤维重),匀染剂1227 1.0%(对纤维重),将上述染浴升温至85℃,将已经在水中润湿并挤干后的布样⑤腈纶投入染浴中开始染色,继续升温至100℃,不断翻动布样,15min后把布捞出后水洗、皂洗、烘干。
2、阳离子染料
阳离子染料(cationic dyes)又称碱性染料和盐基染料。溶于水中呈阳离子状态,主要用于腈纶纤维染色,也可与蛋白质分子以盐碱相结合。阳离子染料可溶于水,在水溶液中电离,生成带阳电荷的有色离子的染料。染料的阳离子能与织物中第三单体的酸性基团结合而使纤维染色,是腈纶纤维染色的专用染料,具有强度高、色光鲜艳、耐光牢度好等优点。
恒温染色法工艺曲线如下:
3、酸性染料染色
移取酸性染料母液10.00mL于干净的染杯中,加90mL水,硫酸铵0.2g,将已经在水中润湿并挤干后的布样⑥蚕丝投入染浴中开始染色。染浴以2℃/min的速度逐渐升温至90℃,不断翻动布样,染40min,染色完毕后把布捞出后用水洗、皂洗、烘干。
染色工艺曲线如下:

阳离子染料

阳离子染料

强酸性第三单体酸性基受染浴pH值的影响不大。
弱酸性第三单体酸性基要受到染浴 pH值的影响,当染浴 pH值较低时,弱酸性基的电离会受到抑制。
二、吸附等温线和上染速率 1. 吸附等温线: 属于单层、定位、化学吸附, 成盐机理。属于朗謬尔型吸附等温线。 教材196页图8-2。
2. 上染速率:上染速率快,初染率高,移染性差, 不匀染现象严重。
上染速率快 亲和力高 匀染性差
上染速率慢 亲和力低 匀染性好
张力和压力。
3. 腈纶纤维的超分子结构
腈纶纤维没有真正的晶区,只有侧向相对有序的准晶区。 准晶区与非晶区无严格的分界面。
第二节 阳离子染料染腈纶的基本理论
一、染色机理
由于腈纶中的第三单体酸性基团的存在和氰基的电子结构 特征,腈纶纤维在染浴中表面带有负电荷,当腈纶进入阳 离子染料的染液中发生下列过程: 1. 染浴中染料阳离子向腈纶纤维表面移动并通过扩散边界 层向纤维表面扩散。
A、隔离型:
O NHCH3
阳离子蓝FGL
O
CH2SO4NHCH2CH2CH2N+(CH3)2
染料母体 ( 发色体系 ) 发色体系:蒽醌、偶氮
隔离基
阳离子基
共轭型的阳离子染料:阳离子染料分子中的正电荷贯穿于 整个共轭体系中, 正电荷是离域的(常称为离域型阳离子 染料),电子流动贯通。颜色鲜艳,匀染性好,耐晒牢度 较差。染料敏感(对 pH 、热等)。共轭型阳离子染料是 阳离子染料中的主要类型,其染料品种众多。阳离子染料的扩ຫໍສະໝຸດ 上染—OOC-腈纶—O
3S-腈纶
染浴温度超过 Tg,随着温度的升高染料向纤维 内部的扩散迅速增大。
扩散进入纤维内部的阳离子染料与腈纶纤维上带负电 的酸性基结合。

第十二章-阳离子染料

第十二章-阳离子染料
O C H N CH3 CH2CH2CN
H3C N
C
CH CH
N CH2CH2CN
POCl3 阳离子蓝
新型阳离子染料
迁移型阳离子染料 所谓迁移性阳离子染料是指一类结构比 较简单,分子量和分子体积较小,而扩散性和匀染性能良好的 染料,目前已经成为阳离子染料中的一个大种类。其优点如下:

具有较好的迁移性和匀染性,对腈纶无选择性,可以应用
Y C CH CH N N R2 R1 Y C CH CH N N R2 R1
如阳离子桃红 FG 具有这样的结构。
CH3 C + N C CH CH N CH2CH2Cl Cl CH3 CH3
CH3
(4)氮杂菁。三甲川菁类染料分子中一个或几个甲川基被氮原子取代,得到氮 杂菁染料。根据甲川基取代数不同,分别称为一氮杂菁、二氮杂菁和三氮杂菁。二 氮杂菁又有对称型和非对称型两种,以非对称型比较重要,结构通式表示如下:
N
H3C C
CH3 C
+
CH N N CH3
OCH3 CH3SO4 黄色
N CH3 CH3 N
+
CH3 N N N SO2
C
N CH3 H3CO S C N N
+
CH3SO4
红色
偶氮染料和噁嗪系染料。
N(C2H4Cl)2
N CH2CH2OH Cl 蓝色
分散性阳离子染料
为了适应腈纶纤维和其他合成纤维混合纺织物的染色,出现
的给电子基,另一端是含氮的吸电子基,相当于脒离子(—
N=CH—N—)的插烯物。Y是组成杂环的杂原子或碳原子,n为
零或整数。
Y C + N CH CH2 CH n C N Y

阳离子染料染色—阳离子染料的结构分类及性能

阳离子染料染色—阳离子染料的结构分类及性能

非共轭阳离子染料 迁移型阳离子染料
分散型阳离子染料
一、共轭阳离子染料
非定域阳离子染料 特征:阳电荷处于染料分子的发色体的共轭体系中。 特点:共轭型的阳离子染料,色泽鲜艳,得色量高,耐晒牢 度小于隔离型阳离子染料。
原因是:由于阳离子基团处于染料发色体的共轭体系中, 而阳离子基团是反应活泼性较大的基团,故易受到阳光作 用,导致发色系统的破坏。
阳离子染料染色
阳离子染料的结构分类及性能
阳离子染料
阳离子染料是一种色泽十分浓艳的水溶性染料 在溶液中电离生成色素阳离子以及简单的阴离子,是含酸性
基团腈纶纤维的专用染料 阳离子染料染腈纶的特点
方法简单,操作容易 牢度好,色光鲜艳 卷染或浸染
阳离子染料的结构分类及性能
共轭阳离子染料
据染料分子结构特点四、分散型离子染料开发目的:降低亲和力,提高迁移性,解决阳离子染料与 阴离子染料不相容问题
方法:阳离子染料与芳香族磺酸盐形成复合体 特点:标有SD,如阳离子黄SD-5GL 80℃以下,呈非离子分散状态,对纤维亲和力低,但可与
分散染料一样吸附在纤维表面,并能均匀地扩散和渗透
如阳离子桃红FG
H3C
CH3
C C
N
CH = CH
CH3
C2H4Cl
N
H2PO4
CH3
二、具有定位电荷(非共轭型)的阳离子染料
阳离子基团与母体的共轭体系通过隔离基隔离,通式为:
O
NHCH3
CH3SO4
O NHCH2CH2CH2 N ( CH3 )2
隔离基 鎓离子
特点:
1.阳离子多为季铵离子,并固定在某一原子上 2.阳电荷集中,容易与纤维结合 3.上染率高、匀染性差 4.日晒牢度很好 5.耐热性能较好

阳离子染料

阳离子染料

二、对PH值的敏感性
一般阳离子染料稳定的pH值范围是 2.5-5.5。 当pH值较低时,染料分子中的氨基 被质子化,由给电子基转变为吸电子基, 引起染料颜色发生变化; 若pH值较高,阳离子染料可能形成 季铵碱,或结构被破坏,染料发生沉淀、 变色或者褪色现象。
三、阳离子染料的配伍性
阳离子染料对睛纶的亲和力比较大, 在纤维中的迁移性能不好,难以匀染。 不同染料对同一纤维的亲和力不同, 在纤维内部的扩散速率也不相同,当上 染速率差别较大的染料进行拼混时,染 色过程中容易发生色泽变化、染色不匀 的现象;而上染速率接近的染料拼混时, 它们在染浴里浓度比例基本不变,使产 品的色泽保持一致,染色比较均匀。 这种染料拼染的性能称为染料的配伍性。
第九章 阳离子染料
张晓莉
主要内容
第一节 引言 第二节 阳离子染料的结构分类 第三节 阳离子染料的性能
第一节 引言


阳离子染料—— 是一类能在水溶液中电离 生成阳离子色素的染料。 (也称碱性染料、 盐基染料) 最早生产的合成染料;如苯胺紫、结晶紫、 孔雀石绿等; 是聚丙烯腈纤维的专用染料; 也可用于阳离子染料可染的改性涤纶、锦纶、 丙纶等的染色; 具有色谱齐全、色泽浓艳、给色量高、耐光 牢度及耐洗牢度高的特点,但不易染匀;
第二节 阳离子染料的分类
一、按化学结构分类
阳离子染料的母体分为偶氮型、蒽醌型、 三芳甲烷型及菁类等。 根据带正电荷基团在共扼系统中的位置, 阳离子染料可以分为隔离型和共轭型两 大类。

R1
Dye
CH2CH2 N R2 X R3 隔离型通式
C CH CH CH C N 共扼型通式
N
X
1、隔离型阳离子染料
正电荷集中,容易和纤维结合, 上染百分率和上染速率都比较 高,但匀染性欠佳。一般色光 偏暗,摩尔吸光度较低,色光 不够浓艳,但耐热和耐晒性能 优良,牢度很高,常用于染中、 淡色。

第十一章阳离子染料

第十一章阳离子染料

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隔离型阳离子染料
O
NHCH3
CH3SO4 O NHCH2CH2CH2N(CH3)3
阳离子蓝FGL
H N + N CH3 N N N(CH3)2 Cl
O2N
Cl CH3 N=N N C2H4N(CH3)3 Cl
阳离子红M-RL
阳离子红GTL
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共轭型阳离子染料
阳离子黄X-6G
苯乙烯类,分子结构中有苯乙烯结构,也是半菁,其通式如下:
Y C CH CH N N R2 R1 Y C CH CH N N R2 R1
这类染料分子中只有一个吲哚杂环,共轭双键体系比菁类短,而比半菁长,
故主要是红色。色泽比较鲜艳,但日晒牢度不佳,是腈纶纤维常用的染料。
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CDP---阳离子可染涤纶(加入少量第三组分SIPM,即间苯二甲酸二甲酯5磺酸钠) ECDP---常压阳离子染料沸染涤纶。用SIPM为改性剂的CDP纤维,其结构仍较紧密,染色还 需要在高温高压条件下进行,能耗大,设备复杂等缺点,而且不能与羊毛、蚕丝等混纺或交 织染色。因此若需要常压可染则还应加入第四组分,增大纤维中的非晶区和改善非晶区 大分子的活动性,来降低聚酯大分子的刚性,从而获得阳离子染料常压沸染的染色效果。 第四单体一般为聚乙二醇、间苯二甲酸二甲酯、己二酸二甲酯、丁二醇等。
N(C2H4Cl)2 Cl
N CH2CH2OH 蓝色
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第三节 新型阳离子染料
改性合成纤维用阳离子染料
适用于改性聚酰胺纤维的阳离子染料
有下列结构:黄色是共轭型甲川系染 料,红色为隔离型偶氮染料,蓝色是
O NHC3H6N(CH3)3 蓝色 CH3 N C N + N CH3 N 红色 N C2H4N+(CH3)3 C 2H5 2I O NHC3H6N(CH3)3 2Cl
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一、共轭阳离子染料
非定域阳离子染料
阳离子基团在染料母体中,并与染料发色体的 阳离子基团在染料母体中, 共轭体系贯通 所带阳离子电荷分散在共轭体系中,但位置不 所带阳离子电荷分散在共轭体系中, 固定 染料品种多,色泽鲜艳,得色量高 染料品种多,色泽鲜艳, 上染率、匀染性好 上染率、 耐晒、耐热性能较好 耐晒、 目前主要应用的品种
三、迁移型阳离子染料
开发目的:解决匀染问题、降低生产成本 开发目的:解决匀染问题、 特点:标有M或BM,如阳离子红 特点:标有 或 ,如阳离子红M-RL
阳离子基团小,亲合力低,扩散速率高 阳离子基团小,亲合力低, 在沸染过程中有优良的迁移性 适于腈纶膨体纱和腈纶织物匹染,中淡色匀染性极佳 适于腈纶膨体纱和腈纶织物匹染,
二、非共轭阳离子染料
定域型或隔离型阳离子染料
阳离子基团与染料发色体的共轭体系不贯通, 阳离子基团与染料发色体的共轭体系不贯通, 不参与共轭体系, 不参与共轭体系,由隔离基隔开 阳离子多为季铵离子,并固定在某一原子上 阳离子多为季铵离子, 阳电荷集中,容易与纤维结合 阳电荷集中, 上染率高、匀染性差 上染率高、 日晒牢度很好 耐热性能较好
染色工艺条件
温度80℃ 温度 ℃→100℃ ℃ 时间45~90min→10~25min 时间 缓染剂用量2~3%→0.1~1.5% 缓染剂用量 不同纤维可用同一染色方法
四、分散型阳离子染料
目的:降低亲和力,提高迁移性,解决阳 目的:降低亲和力,提高迁移性, 离子染料与阴离子染料不相容问题 方法:阳离子染料与芳香族磺酸盐形成复 方法: 合体 特点:标有 ,如阳离子黄 特点:标有SD,如阳离子黄SD-5GL
分 类
普通型:耐用洗, 普通型:耐用洗,耐晒 按应用分类 X型:对棉沾色少 型 M型:近年合成,中浅色 型 近年合成, 腈混纺织物, 棉/腈混纺织物,留白品种,用X型染料染色 腈混纺织物 留白品种, 型染料染色 表14-1(P350) ( )
碱性品红
染料索引号:Basic violet 14(42510) 染料索引号: 外观:黄绿色闪光结晶 外观: 用途:用于腈纶、蚕丝、羊毛、皮革、纸张的染 用途:用于腈纶、蚕丝、羊毛、皮革、 色。
阳离子染料的分类
共轭阳离子染料 非共轭阳离子染料
据染料分子结℃以下,呈非离子分散状态,对纤维亲和力 ℃以下,呈非离子分散状态, 但可与分散染料一样吸附在纤维表面, 低,但可与分散染料一样吸附在纤维表面,并 能均匀地扩散和渗透
四、分散型阳离子染料
当温度高于 ,复合体缓慢解离,放出阳 当温度高于80,复合体缓慢解离, 离子,被纤维吸附,扩散进纤维, 离子,被纤维吸附,扩散进纤维,并与纤 维上的酸性基团以离子键结合, 维上的酸性基团以离子键结合,完成染色 过程 工艺简单,匀染性优良,耐热性优异,最 工艺简单,匀染性优良,耐热性优异, 终热定形不易变形, 终热定形不易变形,重现性好 与其他染料同浴染色时,不会形成沉淀 与其他染料同浴染色时, 用于腈纶(不加缓染剂)、腈纶混纺织物、 用于腈纶(不加缓染剂)、腈纶混纺织物、 )、腈纶混纺织物 阳离子可染的涤纶、锦纶。 阳离子可染的涤纶、锦纶。
第二节 阳离子染料的结构分类及性能
阳离子染料
阳离子染料是一种色泽十分浓艳的水溶性 染料 在溶液中电离生成色素阳离子以及简单的 阴离子,是含酸性基团腈纶 腈纶纤维的专用染 阴离子,是含酸性基团腈纶纤维的专用染 料 阳离子染料染腈纶的特点
方法简单,操作容易 方法简单, 牢度好,色光鲜艳 牢度好, 卷染或浸染
碱性染料
碱性染料在溶液中电 离也生成色素阳离子, 离也生成色素阳离子, 是含伯胺、 是含伯胺、叔胺等碱 性基团的盐基性染料 色谱齐全 给色量高 能和蛋白质纤维中的 羧其成离子键, 羧其成离子键,可直 接染羊毛和蚕丝, 接染羊毛和蚕丝,但 牢度差, 牢度差,停用
碱性品绿
别名 盐基品绿,孔雀绿,碱性艳绿 别名: 盐基品绿,孔雀绿, 索引号 C.I.Basic Green 4(42000) 索引号: 主要用途:用于腈纶、蚕丝、羊毛、二醋纤等纤 主要用途:用于腈纶、蚕丝、羊毛、 维的染色,染腈纶牢度尚可。 维的染色,染腈纶牢度尚可。 外 观 : 绿色闪光晶体
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