第八章染料与颜料

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染料化学课后习题答案

染料化学课后习题答案

染料化学课后习题答案第一章一. 何谓染料以及构成染料的条件是什么试述染料与颜料的异同点。

答:染料是能将纤维或其他基质染成一定颜色的有色有机化合物。

成为染料需要具备以下两个条件:(1)可溶于水,或者可在染色时转变成可溶状态,对纤维有一定的亲合力。

(2)能够使纤维着色,且上染后具有一定的染色牢度。

染料与颜料的相同点:都可以用于纤维或基质的着色。

不同点:染料主要用于纺织物的染色和印花,它们大多可溶于水,有的可在染色时转变成可溶状态。

染料可直接或通过某些媒介物质与纤维发生物理的和化学的结合而染着在纤维上。

染料主要的应用领域是各种纺织纤维的着色,同时也广泛地应用于塑料、橡胶、油墨、皮革、食品、造纸等工业。

颜料是不溶于水和一般有机溶剂的有机或无机有色化合物。

它们主要用于油漆、油墨、橡胶、塑料以及合成纤维原液的着色,也可用于纺织物的染色及印花。

颜料本身对纤维没有染着能力,使用时是通过高分子粘合剂的作用,将颜料的微小颗粒粘着在纤维的表面或内部。

二.试述染料和颜料的分类方法;写出各类纺织纤维染色适用的染料(按应用分类)。

答:染料分类:1.按化学结构分类分为:偶氮染料、蒽醌染料、芳甲烷染料、靛族染料、硫化染料、酞菁染料、硝基和亚硝基染料,此外还有其他结构类型的染料,如甲川和多甲川类染料、二苯乙烯类染料以及各种杂环类染料等。

2. 按应用性能分为:直接染料、酸性染料、阳离子染料、活性染料、不溶性偶氮染料、分散染料、还原染料、硫化染料、缩聚染料、荧光增白剂,此外,还有用于纺织品的氧化染料(如苯胺黑)、溶剂染料、丙纶染料以及用于食品的食用色素等。

纺织纤维按其来源可以分为3类,植物纤维,动物纤维,合成纤维;对于植物纤维,如棉,麻可用直接染料,活性染料,还原染料,不溶性偶氮染料,硫化染料,缩聚染料进行染色。

对于动物纤维,如羊毛,蚕丝可以用酸性染料,中性染料,媒染染料,活性染料进行着色。

合成纤维,常见的有涤纶,锦纶,腈纶,涤纶可以用分散染料染色,锦纶可以用酸性染料染色,腈纶可以用阳离子染料染色。

染料与颜料概述范文

染料与颜料概述范文

染料与颜料概述范文染料是一种可以溶解在介质中,能够给物体表面染上颜色的化学物质。

染料分为天然染料和合成染料两大类。

天然染料主要来自于植物、动物和矿物等自然资源,如蓝莓、茶叶和木槿花等。

合成染料则是经过人工合成的有机或无机化合物,在20世纪初开始出现,由于具有色彩鲜艳、稳定性高等优点,逐渐取代了天然染料的地位。

染料具有以下特点:1.色彩饱和度高:染料可以产生非常鲜艳的颜色,可以通过调整染料分子的结构来实现不同颜色的染色效果。

2.可溶解性强:染料在合适的溶剂中可以溶解,并与纤维等物质发生化学反应,以实现染色效果。

3.渗透能力强:染料具有良好的渗透性,可以迅速渗透到物体表面并与之发生染色反应。

4.耐光性较差:染料一般不具备良好的耐光性,易于因日晒、光照等外界因素而褪色。

5.可用性广泛:染料可以应用于多种材料的染色过程,包括纤维、皮革、纸张等,可适应各种不同的颜色和效果需求。

颜料是一种在固体状态下表现出明显颜色的颗粒物质,用于调配颜料涂料、油彩、水彩等。

颜料通常是通过将颜料粒子分散在其中一种稳定的液体中来使用。

在绘画、印刷和陶瓷等领域都广泛使用颜料。

颜料具有以下特点:1.可分散性强:颜料可以均匀地分散在液体介质中,形成颜料涂料,便于调配和应用。

2.色彩饱和度高:颜料的颜色通常比染料更鲜艳,可以产生更加饱和的色彩效果。

3.耐光性强:颜料具有较好的耐光性,不易因光照而褪色,适合于户外环境使用。

4.覆盖力强:颜料可以覆盖在物体表面形成一层均匀的涂层,有效掩盖物体原有的颜色和表面缺陷。

5.不可溶性:颜料通常是以固体粒子的形式存在,不溶于溶剂,以保持颜料颜色的稳定性和持久性。

总体而言,染料和颜料在颜色鲜艳度、溶解性、渗透能力、耐光性和可用性等方面具有不同的特点。

染料主要用于染色过程,可以均匀地将颜色渗透到物体中;而颜料则主要用于调配颜料涂料和颜色液体介质,以更好地满足绘画、印刷和涂装等领域的需要。

在实际应用中,染料和颜料的选择取决于具体的要求和应用场景。

颜料和染料的合成和应用

颜料和染料的合成和应用

颜料和染料的合成和应用颜料和染料作为人们生活中必不可少的化学品,在绘画、印刷、纺织等方面都有广泛应用。

它们不仅能够美化我们的生活,还可以使我们的衣物、家居等物品变得更加丰富多彩。

本文将介绍颜料和染料的合成和应用。

一、颜料的合成和应用1.1 颜料的合成颜料的合成方法十分多样,其中最主要的就是化学还原法、碳热还原法和水热法。

化学还原法通常是将含金属氧化物的物质与还原剂反应,最终得到金属颜料。

碳热还原法则是将金属盐和还原剂一起加热,使其还原为金属颗粒。

水热法则是将特定的化合物和水一起进行高温水化反应,得到纳米颜料。

1.2 颜料的应用颜料在艺术和文化领域中有着重要的应用。

在绘画中,颜料可以通过调配和混合,使画面产生不同的色彩、明暗和饱和度,从而创造出各种各样的效果。

在印刷中,颜料则起到着色和防褪色的作用。

在工业制品中,颜料可以为产品提供丰富的颜色和良好的光泽。

二、染料的合成和应用2.1 染料的合成染料也有多种合成方法,其中较常见的是偶氮染料合成法。

在该合成法中,苯胺被亚硝基甲苯处理后,再和另一种胺反应,生成偶氮染料。

此外,还有氨基甲酸盐染料合成法、重氮盐降解法、芳基溴化反应等。

2.2 染料的应用染料同样有广泛的应用领域。

在纺织工业中,染料是一种重要的化学物质。

通过调配和混合不同的染料,纺织品可以呈现出各种不同的色彩和样式。

在食品和制药行业中,染料也被广泛使用。

它们可以为食品和药品提供丰富的颜色和增加其吸引力。

三、颜料和染料的环保性在颜料和染料的制造和使用过程中,必须考虑环保问题。

在现代工业社会中,需要完全排除有害物质以及对环境的影响。

因此,现代合成颜料和染料的生产必须严格控制对环境的污染和消耗,同时也要考虑到企业的可持续发展。

结语通过对颜料和染料的合成和应用的介绍和讨论,我们可以看出,它们在我们的生活中起着非常重要的作用。

在未来的发展中,我们需要推广和应用低碳、环保的制造过程,并注重减少有害化学物质的排放,以确保我们的生活环境更加清洁和健康。

颜料和染料

颜料和染料
NH2
+ HO N O
+ HCl
< 5 C。
N N Cl
+ 2 H2O
+ N N Cl
二. 偶合反应
芳香重氮族盐和酚类、芳胺作用,生成 偶氮化合物的反应称为偶合反应。
+ N N Cl
+
OH
NaOH/H2O 0 C。
N N
OH
对羟基偶氮苯
+ N N Cl
+
NH2
CH3COONa/H2O 0C

N N
重氮化与偶合反应
• 偶氮染料是分子中含有偶氮基发色团的一 类染料,它是合成染料中品种最多的染料。 在染料工业合成中产量占50%以上,在酸 性、冰染、直接、分散、活性、阳离子等 染料中大部分是偶氮染料。 重氮化和偶合反应是偶氮工业生产中的 两个基本反应。
重氮化与偶合反应
一.重氮化反应 芳香族伯胺和亚硝酸作用生成重氮盐的反 应称为重氮化。
化 学 组 成 有机芳香化合物 应用范围
有机或无机化合物
纺织品、纸张、皮 纺织品、油墨、油漆、 革、食品 涂料
第一节 染料
• 染料:在一定的介质中,能使纤维或其他物质牢固着色的
化合物。
1.1 概 述
•染料:是能使其它物质获得鲜明而坚牢色 泽的化合物。
•来源:早期的染料主要来自天然动植物 。
•目前合成染料已经取代了天然染料,品种 已达8600多种。
HN
苯基重氮氨基苯
N N
NH2
对氨基偶氮苯
重氮化
由芳香族伯胺和亚硝酸作用生成重氮化 合物的反应称为重氮化。 重氮化反应的基本方程式为:
• 合成注意事项: • 重氮盐温度较高时易分解,故重氮化反应常 在低温下进行。 • 重氮化反应须保持强酸性条件,以避免生成 的重氮盐与未起反应的芳胺发生偶合反应。

08 染料与颜料

08 染料与颜料

各种矿物颜料
雄黄
朱砂
石青
赤铁矿
石绿
中国五色图
古希腊四色说



白色
红色


黄绿色
黑色
五色与五行、五方的关系图
北黑水
西 白 金
中 黄 土
东 青 木
南赤火
传统染色技术和 色彩文化的主体 在先秦时期就已 经形成
蜡染
蜡染
蜡染实际上应该叫“蜡防染色”,它是用蜡把花纹点 绘在麻、丝、棉、毛等天然纤维织物上,然后放入适宜在 低温条件下染色的靛蓝染料缸中浸染,有蜡的地方染不上 颜色,除去蜡即现出因蜡保护而产生的美丽的白花。如果 仅仅是蓝地白花也不算稀罕,那和蓝印花布没什么两样。 蜡染的灵魂是“冰纹”,这是一种因蜡块折叠迸裂而导致 染料不均匀渗透所造成的染纹,是一种带有抽象色彩的图 案纹理。
CH3 NHCH3
金胺G
• 菁系染料(次甲基染料)
结构特征:含有一个或多个—CH=
CH3 C C N CH3 CH3 H C H C C C N CH3
阳离子橙R
•酞菁染料
结构特征:酞菁金属络合物
C N C N N Me N C N N C C
C N C
C N
酞菁 络合物
•杂环化合物
结构特征: 含有不同杂环的有机化合物.
狼把草
菊科
鞣质(没食子酸)

铁媒染
青出于蓝胜于蓝
蓝草→浸泡→水解→吲哚酚→吲哚 酮→缩合→蓝淀→酒糟→氢化酶→ 还原→吲哚酚→石灰(提供碱性) →靛白隐色盐→靛蓝
除了利用植物的天然色泽,还能通过复染、 套染、媒染得到各种色彩变化 复染
套染
媒染
媒染剂

颜料和染料的区别

颜料和染料的区别

颜料是一种微细粉末状的有色物质,一般不溶于水、油和溶剂,但能均匀的分散在其中。

颜料是色漆的次要成膜物质,在木材装饰过程中调制底漆、腻子以及木才着色,也经常使用颜料。

不透明的色漆由于放入颜料,其涂膜具有某些色彩和遮盖力。

同时颜料还能增强涂膜的耐久性、耐候性、耐磨性等。

对于色漆及其涂膜的性能影响较大的是颜料的分散度、吸油量、遮盖力、着色力以及耐光性等。

分散度即颜料颗粒的大小。

当其它条件相同时,分散度越高即颗粒越细,色漆贮存时分层现象减少,色漆涂膜的平整光滑程度提高,同时颜料的吸油量与遮盖力也增加。

一定量的颜料用油调合时所需油的数量是颜料的吸油量,它决定了调配色漆时油的消耗。

颜料的遮盖力是指色漆涂膜中的颜料能遮盖基底,不使其透过漆膜而显露的能力,常以遮盖单位面积所需颜料的克数表示。

很显然,遮盖力高的颜料耗用少。

着色力则是某一颜料与别一种颜料混合后形成颜色强弱的能力。

当配制混合颜料时,达到同样色调,着色力强的颜料用量少。

颜料对光作用的稳定性即耐光性差的颜料在光的作用下,其颜色和性能在不同程度上发生变化,降低了制品的表面装饰质量。

好的着色颜料应是颜色鲜明,具有较高的遮盖力、着色力、分散度与较低的吸油量,并对光的作用稳定
染料与颜料不同,它是能溶于水、醇、油或其它溶剂等液体中的有色物质。

染料溶液能渗入木材,与木材的组成物质(纤维素、木质素与半纤维素)发生复杂的物理化学反应,能使木材着色而又不致模糊木材的纹理,能使木材染成鲜明而坚牢的颜色
参考资料:万客论坛。

精细化学品课件染料和颜料(化工精细方向)PPT课件

精细化学品课件染料和颜料(化工精细方向)PPT课件
I0
• 称为朗伯特-比尔(Lambert-Beer)定律。 • 最色调大就吸改收变波。长一λm般ax的黄增、长橙或、减红短称,浅染色;料绿的、
青、蓝称深色。所以染料最大吸收波长增 大,色调就加深;反之染料最大吸收波长 减短,色调就变浅。
(三)染料的结构和颜色的关系
1 、染料的发色理论概述
染料的颜色和染料分子结构有关。
Eh hC
当吸收光的能量与ΔE相等时,有机分子才会显示出颜色。ΔE 越大,所需吸收光的波长越短;反之,ΔE越小,所需吸收光 的波长越长。作为染料,它们的主要吸收波长应在400~760 nm 波段的可见光范围内。
★2、 结构和颜色的关系
(1)共轭双键长度与颜色的关系
• 共轭双键的数目越多,π→π*跃迁所需的能量越低,选择吸收光的波长 移向长波方向,产生不同程度的深色效应。分子结构中萘环代替苯环 或偶氮基个数增加,颜色加深。共轭双键系统愈长颜色愈深。芳环越 多,共轭系统也越长;电子叠合轨道越多,越易激发;激化能降低, 颜色加深。
(2) 醌构理论
• 醌构理论是英国人阿姆斯特朗(Armstrong) 于1888年提出的,认为分子中由于醌构的 存在而产生颜色。如对苯醌是有色的,在 解释芳甲烷染料和醌亚胺染料的颜色时, 得到应用。
(3) 发色理论的量子化概念
• 根据量子力学,可以准确计算出物质分子中电 子云分布情况,定量地研究分子结构与发色的 关系,认为染料分子的颜色是基于染料分子吸 收光能后,分子内能发生变化而引起价电子跃 迁的结果。1927年提出了染料发色的价键理论 和分子轨道理论。
NaO3S
NN
OH
酸性橙
•蒽醌染料
结构特征:含有 O
O 基团或多环酮 。
茜素

精细化学品化学-7染料与颜料

精细化学品化学-7染料与颜料
慢 Ar N N + NH2 Ar N N H NH2
快 Ar N N H O -H
快 -H Ar N N NH2
Ar N N
O
7.2.2 偶合反应
可以预见,偶氮基进入酚类或芳胺类苯环上羟基或氨基的 邻、对位。一般情况是先进入对位,当对位已有取代基时 进入邻位。如:
OH(NH2) OH(NH2) OH(NH2) OH(NH2) HO3S CH3 OH(NH2)
NH2CONH2 + 2HNO2 NH2SO3H + HNO2
CO2 ↑ + 2N2 ↑ + 3H2O H2SO4 + N2 ↑ + H2O
2)重氮化反应的影响因素
(3)反应温度:反应温度过高,会使重氮化反应
加快,但也会使亚硝酸和生成的重氮盐分解加快。 适宜的温度为0~5℃。但对某些较稳定的重氮盐, 可适当提高温度,以加快反应速度,一般不超过 30℃。如:对氨基苯磺酸,可在10~15℃下进行。 (4)芳胺的碱性:碱性较强的一元胺与二元胺(环 上有供电子基团,使胺基电子云密度增加,与氢离 子结合力增加,碱性增强)如苯胺、甲苯胺、二甲苯 胺、甲氧基苯胺、甲萘胺等,由于碱性较强,与无
• 此反应是不可逆反应,它会使重氮盐质量变坏,产率降低。 • 反应采取将芳胺的盐酸盐悬浮液滴加入亚硝酸钠和盐酸的 混合液中较好地避免自偶合反应。
2)重氮化反应的影响因素
(2)亚硝酸钠用量:反应过程中要始终保持亚硝 酸过量(用淀粉碘化钾试纸测试,过量的亚硝酸能 使试纸变蓝),否则会引起自偶合反应(生成的重 氮盐与剩余的芳胺反应)。反应完毕后,过剩的亚 硝酸可采用加入尿素或氨基磺酸消除。反应式为:
2)重氮化反应的影响因素
机酸生成的铵盐较难水解,重氮化时用酸量不宜过 多,否则会使溶液中游离胺浓度减小而影响反应速 度。因此,重氮化时一般用稀酸,然后在冷却下加 入亚硝酸钠溶液(称为顺加法或顺重氮化法)。 碱性较弱的芳胺(环上有吸电子基团)如硝基苯胺、 多氯苯胺,生成的铵盐极易水解成游离芳胺,重氮 化比碱性强的芳胺快。必须用较浓的酸,并且要迅 速加入亚硝酸钠溶液以保持亚硝酸在反应中过量, 否则很容易发生自偶合反应而生成重氮氨基化合物 沉淀,使重氮化失败。
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•分散染料 •活性染料 •冰染染料 •硫化染料
•阳离子染料等
a
33
8.2重氮化与偶合反应
一.重氮化反应
芳香族伯胺和亚硝酸作用生成重氮盐的反应称为重 氮化,芳伯胺常称重氮组分,亚硝酸为重氮化剂。
NH 2
<5 C。
+ HONO +HCl
NNCl +2H2O
+-
NNCl
a
34
重氮化反应机理
色泽的形容词,采用“嫩”,“艳“‘深”三个词, 词尾采用B、G、R 等字母标志色译。B为蓝,G为黄, R为红。 词尾中表示色光及性能的字母如下:B-蓝光, G-黄光 或绿光,I-还原染料坚牢度,K-冷染,L-耐光牢度较 好,M—混合,N—新型,P—适用于印花,T—深等
a
21
2.染料的分类
(1).按染料的结构分类 •偶氮染料 •蒽醌染料 •硝基和亚硝基染料 •靛族染料 •硫化染料
酸 性 紫 4BNS
SO3-
N(C2H5)2
a
29
• 菁系染料(次甲基染料)
结构特征:含有一个或多个—CH=
CH3 CH3
C
H
CC N
CH3
H C C C N CH3
阳离子橙R
a
30
ห้องสมุดไป่ตู้
•酞菁染料
结构特征:酞菁金属络合物
CN C
N
C
N
N
Me
CN
N
CNC
C N
C
酞 菁 络 合 物
a
31
•杂环化合物
结构特征: 含有不同杂环的有机化合物.
▪ 以红、紫色为主,为一类有待开发的酸性染料。
O
NC3H
HN
酸 性 红 3B C3H
ONH C3H
+
ON
SO 3-
H3C
酸性
COOH
Na3SO
▪ 此外,还有硝基类染料,因性能欠佳,仅存个别 品种。如酸性橙E。
a
32
(2).根据染料的应用分类
•酸性染料 •中性染料 •直接染料 •还原染料
25
•靛族染料
结构特征:含有
O ( C C C C)
共轭基团
O
O
C C
N H
H N C C
O
靛蓝
a
26
• 硫化染料
结构特征:分子中含有—S—结构或多硫结构
H2N
S
OO
S
NH3
H3C
N
S
O
N
CH3
硫化蓝BN
a
27
•芳甲烷类染料 结构特征:一个碳原子上连接几个芳基结构
CH3 H3CHN
C Cl- NH+
古希腊四色说



赤 白
白色
红色
黄绿色
黑色
a
8
传统染色技术和色 彩文化的主体在先 秦时期就已经形成
a
9
a
10
a
11
蒙娜丽莎 Leonardo da Vinci
The School of Athens Raffaello Sanzio
拉斐尔 a
圣母子 Masaccio 马萨乔
12
8.1概述
一.染料的相关知识
CH3 NHCH3
金胺G
a
28
• 下面是一类以三芳甲烷为发色母体的染料,通 过磺化而获得酸性官能团。它们主要以绿、紫 色为主,色泽艳丽但耐光牢度一般。
C2H5
N
C
N+C2H5
NaO3S
酸 性 绿 2G
SO3-
C2H5
N
C
N+C2H5
NaO3S
Cl 酸性绿B
SO3-
C2H5 N
NaO3S
C
N+C2H5
1. 染料的概念:能使其他物质获得鲜明而牢固色 泽的一类物质。
2. 有颜色且可以在纤维上染色。
2.颜色的概念:人们对物体物理性质的一种感觉,
这种感觉的产生是由于物体选择反射可见光, 被反射的各单色光以不同比例和不同强度射入 眼,刺激了感色细胞,其分光刺激强度以脉冲 信号传送给大脑所产生的一种综合反映。
颜色视觉有三个基本特征:色调、纯度和亮度。
a
13
3.光谱色的范围及其补色
a
14
4.染色:就是使染料通过化学或物理化学方式结合 在织物纤维上,使织物具有一定色泽的全部加工过 程。
纤维织物的染色过程,基本上要经过表面吸附、 内部扩散、染料固着三个阶段。 5.对纺织纤维织物了解
a
15
a
16
6.染料的发色机理
•有机化学电子理论认为,原子间键的性质、电子流动性 和激化能的关系、分子结构与颜色的关系存在某些规律。 跃迁类型有:σ-σ* ,π-π* ,n- σ* ,n- π* .
颜色的发生是物质分子中的电子发生π -π* 和n- π* 跃迁吸收可见光的结果.
a
17
7.染料的结构与发色 有机染料一般包括发色团和助色团两种基团
a
19
二.染料的命名与分类
1.染料的命名:
冠称 + 色称 + 词尾
说明:冠称表示染料的应用类别和性质,又称 属名;
色称表示染料的基本颜色;
词尾也称尾注,用于补充说明染料的性能或色 光和用途,常用字母表示。
例:酸性媒染蓝黑B
a
20
色称采用三十个色泽名称:嫩黄、黄、深黄、橙、大
红、红、桃红、玫瑰、品红、红紫、枣红、紫、翠蓝、 湖蓝、艳蓝、深蓝、艳绿、绿、深绿、黄棕、红棕、 棕、深棕、橄榄、橄榄绿、草绿、灰、黑。
媒染剂
a
5
无机颜料
• 无机颜料中最早使用的是赭石,之后如《尚书》中所载“黑土、白土、 赤土、青土、黄土”逐渐开始使用,赤土如朱砂,黄土如石黄(分雄黄、 雌黄),青土如石青、石绿(即孔雀石),白土如垩土、铅粉、白云母 等,黑土主要是墨及黑色矿石。
a
6
各种矿物颜料
雄黄
赤铁矿
石青
a
朱砂
石绿
7
中国五色图
1.共轭体系与发色 2.取代基对发色的影响 3.金属原子与染料的发色。
a
18
影响结果
1. 分子共轭体系越大、π-π* 跃迁所需能量越小,λmax发生 红移而颜色发生蓝移(深色效应)。
2. 取代基的影响有几种情况: 3. 取代基的诱导、共轭作用:供电子基团发生p- π共轭,共
轭体系增大,颜色发生蓝移;吸电子基团对共轭体系的诱 导作用,也可降低激发能使颜色加深。 4. 取代基的位阻效应:与共轭体系的原子或基团处在同一平 面,发生深色效应;反之,发生浅色效应。 3. 金属原子的引入可使染料分子的共平面性增加,一般发生 深色效应。
•芳甲烷类染料 •菁系染料 •酞菁染料 •杂环类染料
a
22
•偶氮染料 结构特征:含有 —N=N— 基团
NaO3S
NN
OH
酸性橙
a
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•蒽醌染料
结构特征:含有 O
O 基团或多环酮 。
O
OH
OH
O
茜素
a
24
•硝基和亚硝基染料 结构特征:含有硝基或亚硝基
ONa
NO2
N aO 3S
NO2
黄色酸性染料
a
a
1
中国古代色彩技术
a
2
中国传统染料植物种类繁多
栀子
茜草
蓝草
红花
紫草
a
柞树 3
青出于蓝胜于蓝
蓝草→浸泡→水解→吲哚酚→吲哚酮→缩合 →蓝淀→酒糟→氢化酶→还原→吲哚酚→石 灰(提供碱性)→靛白隐色盐→靛蓝
a
4
除了利用植物的天然色泽,还能通过复 染、套染、媒染得到各种色彩变化
• 复染 • 套染 • 媒染
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