活性染料化学结构式
第五章活性染料.
两个不同活性基
✓ 1980年，日本住友 Sumifix Supra ✓ 1984年，德国Hoechst Remazol S、SN ✓ 1989年，上染八厂ME型 ✓ 上海万得 Megafix B型 ✓ BASF公司，Basilen FM ✓ Ciba公司 • Cibacron C：一氟均三嗪 + 改良乙烯砜型，轧染 • Cibacron FN：一氟均三嗪 + 改良乙烯砜型，浸染
↓→涤/棉织物分散活性一浴法
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D NH C
N C Cl
N
N
C
OR
✓ 大连理工大学 ✓ 活性与K型相比，活性如何？
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2、卤代嘧啶型
Cl
C
D NH C
C Cl
N
N
C
Cl
三氯嘧啶
✓ 1960年瑞士Sandoz与Ciba公司;
✓ 商品名 Drimarene(黛棉丽)
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+
-N
> Cl
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b：纤维亲核能力
S（W）-NH2 ＞ CellO_ ＞CellOH
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C：反应历程
N
N C l
D N HC N
C
C l alk ali
D
N HC
NC e - llo
N
_C
O C e ll N
C
C
C l
C l
N
D N HC
C O C e ll
NN C
C l
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X型活性染料水解反应
N
D NH C
C Cl
活性染料染色资料
（5）中性电解质的影响 促染 提高染料的直接性 提高固色率
固色时染料的上染
1、活性染料浸染或 卷染，常先在中性 浴中染色一段时间 后，加碱剂进行固 色 2、加碱后，上染的 染料量增大 3、固色率低于上染 率
（三）皂洗后处理
的固色率，同时水解后粘附在纤维上的染料也不 易除去。
（3）染料扩散性的影响 染料扩散性好，染料在纤维上的分布越
均匀，染料与纤维发生键合的概率越高， 固色率越高。
2、染色工艺条件的影响
（1）染液的PH值
当染料的pH值提高，碱性增强，染料的反应性增 加，固色率和水解速率同时增加，并且水解的速 率比固色速率的增加更加明显，固色率反而降低。 因此染色时，为保证染料正常固色，对反应性强 的染料，宜弱碱固色，反之，强碱固色。
1、染料性质的影响
（1）染料反应性的影响 反应性不同，其固色率也不同 活性染料的反应性越高，染色的固色率越大，但
水解速率也随之增大 ∴提高活性染料的反应性不一定能提高固色率，
有时甚至会降低固色率
（2）染料亲和力的影响
染料的上染是固色的前提 染料的亲和力越大，染料的上染率越高，染料的
固色率也越高 染料的亲和力过大，染料的扩散性差，影响染料
活性基团上有两个氯原子，活性强 室温下就可以与纤维素纤维反应 染液稳定性差，易水解损失，固色率低 固色用Na2CO3（弱碱）
2、K型：一氯均三嗪型
活性基团上有一个氯原子，活性低 较高温度下才能与纤维素纤维反应 染液稳定性好，不易水解损失 固色用NaOH（强碱）
3、F型：二氟一氯嘧啶（氯带嘧啶活性基）
该类染料品种主要是二氟一氯嘧啶型 反应活性介于K型和X型之间
新型活性染料
14
三、具有合适RFT值染色的活性染料
RFT（Right-First-Time）：染色一次成功率。
大量的生产实践证明，RFT提高1%，生产总 成本可降低1%，生产每公斤织物的收益可提高约 10%。比较典型的例子就是Procion H一EXL染料， 经过一系列的改进，在九十年代末70-80%的一次 吸着率，与最终吸着率之差在30%以下，固着率 在80%以上且半染时间为10min。
新型活性染料
目录
1
活性染料概述
2
新型活性染料
2
第一章
活性染料概述
一、活性染料的定义
二、活性染料的应用 三、活性染料的化学结构与分类
四、活性染料的优缺点
3
活性染料的定义
活性染料又称反应性染料。一类能与纤维通过化学 反应生成共价键的水溶性染料。这类染料分子中含有 能与纤维发生化学反应的基团，染色时染料与纤维反 应，二者之间形成共价键，成为整体，使耐洗和耐摩 擦牢度提高。
嘧啶基活性染料
8
四、活性染料的优缺点
优点：
1. 活性染料是取代禁用染料和其它类型纤维素用染料如 硫化染料、冰染染料和还原染料等的最佳选择之一。 2. 活性染料能用经济的染色工艺和简单的染色操作获得 高水平的各项坚牢性能特别是湿牢度。 3. 活性染料的色谱广、色泽鲜艳、性能优异、适用性强， 其色相和性能基本上与市场对纤维和衣料的要求相适 应。 4. 活性染料适用于新型纤维素纤维产品，如 Lyocell 纤 维等印染的需要。
B——连接基
Re——活性基或反应基
定义 应用
结构和分 类
料—纤维键的稳定性。 优缺点
Hale Waihona Puke 72、活性染料的分类
一氯均三嗪型 均三嗪型活性染料 一氟均三嗪型 乙烯砜基活性染料 按活性基团分为
活性红色染料结构、性能和应用
结束
这类染料一般提升性能很好，色光比较萎暗，常用作深色。日晒 牢度比对应的H酸类的染料要好，但在特别的浅色时，日晒牢度 也不能满足要求。
实际的生产中，用到该类的染料主要有活性红278，其它的活性 红色染料品种还没有遇到过。
C.I.Reactive Red 278
是一支近年来常用的深红色染料，染料的 提升性好，双乙烯砜基染料，特深黑的组 成部分。
结构式
J酸单偶氮结构的染料
此类染料在红色里面主要是一些偏黄光的大红色 J酸中文名称:2-氨基-5-萘酚-7-磺酸 英文名称:2-Amino-5-naphthol-7-sulfonic Acid 中文别名:J酸;杰酸;7-氨基-4-羟基-2-萘磺酸
OH
4
结构式：
6
5 7
3 2
O S HO O
8
1
NH2
结构式：
C.I.Reactive Red 198
一氯均三嗪和乙烯砜双活性基，两个活性剂在母体结 构的两侧，常用的活性红RGB是两个组分构成，其中 一种组分就是活性红198。
结构式：Βιβλιοθήκη C.I. Reactive red 111
有三个活性基团，常用于染深色。商品名称有KN-BS红，S-3B 红等。实际的商品中，有一些副反应产物。该产品对铜离子 比较敏感，遇到铜离子色光明显向蓝光偏。
SO 3Na NaO3SOH2CH2CO2S
N
N
结构式：
NaO3S
O OH Cu OH O
SO 3Na
N
N
SO 2CH2CH2OSO 3Na
NaO3S
其它耐晒的活性红色染料
最具有代表性的活性染料是活性红271，商品名称有FN-2BL，C-2BL红（亨 斯迈生产），国内丽源生产的FL-2BL红。染料母体中不含金属，有一氟均 三嗪和乙烯砜双活性基团，在耐晒红色中色光最鲜艳的一支活性染料。
含氟活性染料的概况及进展
氟均 三嗪和 乙烯砜双 活性 基型活性 染料 的生产 商及
２ ０ 年 丽源 （ ０８ 湖北 ） 科技 有 限 公司与武汉 纺 织 大学 组 成联 合实 验 室， 潜心研 究含 氟 染料 生产原 料、 合成 路 线 、 合 成设 备、 生产安 全各 个方面 的因素 ， ０ ９ 于２ ０ 年成功 开发出一 氟 均三嗪 和异 型乙烯砜 复合活性 基染料 一 丽 源素Ｆ 系 Ｌ
公司的Ｌ ｖｆ Ｎ ｅａ ｘ 型活性 染料 。 １ ｅａ ｘ ａｙ Ｎ— Ｆ 其 ｉＰ ３ Ｌ ｖｆ ｖ ￣ ］ ｉ Ｎ Ｐ Ｒ，
３ ２
纺织导报 Ｃ ｉ ｘ ｌ Ｌ ａ ｅ ． ０ １ ｏ １ ｈｎ Ｔ ｔ ｅ ｄ ｒ ２ １ Ｎ ． ａｅ ｉ ｅ １
结构 式如 下：
至于一 氟均 三嗪和 其它活性 基复合活性 基染料 主要是
降低 生产成 本， 是典 陛能与纯含 氟染料 还存 在差距 （ 但 如固 色率 ） 所 以这类染料 并未成 为系列产品。 ，
采 用乙烯砜 中间体作为Ｆ 染料 的封 闭基 ， 型 则形成一 氟
均三嗪与乙烯砜 复合型双 活性染料 。 其结 构通式 如下：
下 结构 ：
最 近 几年发 展很快 ， 中就 包括 了以氟 三嗪 为活 性 基 团的 其
三苯 二恶嗪 型活性 染料。
１ 按活性基 结构划分 ． ２
氟代均 三嗪 染料 大致 有下 述几 种 类型 ： 二氟一 氯嘧 啶 型 、 氟一氯 甲基 嘧 啶型 、 氟 均三嗪 型、 氟 三嗪 与乙烯 一 一 一 砜 复合双活性 基型 、 双一 氟三嗪 型 、 氯密啶 与乙烯 砜 异双 氟 活 性 基型、 母 体的氟 三 嗪 型及一 氟三 嗪与 其他 活性 基复 双 合双活性 基染料 等。
活性染料
活性染料，又称反应性染料。
为在染色时与纤维起化学反应的一类染料。
这类染料分子中含有能与纤维发生化学反应的基团，染色时染料与纤维反应，二者之间形成共价键，成为整体，固色率，近年来在染料分子中引入两个活性基团，称双活性染料。
活性染料除纤维素纤维用的品种外,还发展了蛋白质纤维(例如丝、毛等纤维)用的品种。
活性染料的染色方法；活性染料染棉，最常采用的染色方法：浸染法，另外还有轧染料。
浸染法：浸染法又可分一浴一步法，一浴两步法，两浴法三种染色方法。
A：一浴一步法：是在碱性浴中进行染色，即在染色的同时进行固色，这种方法工艺简单，染色时间短，操作方便，但由于吸附和固色同时进行，固色后染料不能再进行扩散，因此匀染和透染性差。
同进在碱性条件下染色，染浴的染料稳定性，水解的比较多。
B：一浴二步法：先在中性浴中染色，当染料上染接近平衡时，在染浴中加入碱剂，调整PH值至固色规定PH值，（一般为11）这时染料与纤维达到共价结合，达到固色目的。
一浴二步法是活性染料浸染法中比较合理的染色方法，它不仅可经获得较高的上染率和固色率。
而且有良好的匀染效果，因此棉针织物染色常用这种方法。
优点活性染料由于其用母体染料、连结基和活性基组成，使其在使用时能与纤维形成牢固的共价键结合，而具备一系列其它纤维素纤维染料无法比拟的特点，确立了其作为纤维素纤维用染料的发展和使用重点的地位，突出地表现在下列四个方面：(1) 活性染料是取代禁用染料和其它类型纤维素用染料如硫化染料、冰染染料和还原染料等的最佳选择之一。
(2)活性染料能用经济的染色工艺和简单的染色操作获得高水平的各项坚牢性能特别是湿牢度。
(3)活性染料的色谱广、色泽鲜艳、性能优异、适用性强，其色相和性能基本上与市场对纤维和衣料的要求相适应。
(4)活性染料适用于新型纤维素纤维产品如Lyoc ell纤维等印染的需要。
缺点但是活性染料的主要技术问题有下列四点：(1)利用率不够高，一般为60%~70%，产生大理有色污水，其色度超过几千倍，COD值一般在0.8万~3万ppm，浓废水的COD值要超过5万ppm。
活性染料
理想的活性染料应具备如下性能： • 良好的水溶性 • 反应性强，固色率高，贮存稳定性好 • 染色牢度好 • 扩散性、匀染性好，上染率高 • 染料的提升性、染深性好 • 浮色容易去除，不沾色 • 成本低、污染小。
2. β-羟乙基磺酰胺硫酸酯基活性基 结构通式：
O D S O NH CH2 CH2 OSO3Na
特点：反应性比KN型低，稳定性提高。
3. N－羟甲基活性基 D－NHCH2OH 在酸性条件下与纤维素纤维的－OH反应。
4. 羧基吡啶均三嗪基活性基
D NH Cl
如：国产R型染料 Kayacelon React染料(日本化药) 特点：在高温、中性条件下固色，适 用于T/C、T/粘等混纺织物的一浴 一步法染色。
D NH CO CH Br CH2 Br
如： 毛用PW型染料 Lanasol染料（Ciba－Geigy公司） 特点：反应性高，固色率高，色泽鲜艳； 用于蛋白质纤维染色 耐晒、湿处理牢度好，耐水解稳定性好。
（四）其他活性基
1. 膦酸基活性基 结构通式：
D O P OH OH
如： Procion T型染料（英国ICI公司） 国产P型染料 N N
（1）双一氯均三嗪基
• • 国产染料：KE型、KP型、KD型 英国卜内门（ICI ）公司的Procion SP型(印花用)， Procion HE型(染色用)。 A. 双侧型
R
N N N
NH
D
NH
N
第三节活性染料染色
第三节活性染料染色活性染料是其离子或分子中含有一个或一个以上的反应性基团（俗称活性基团），在适当条件下，能与纤维素纤维上的羟基、蛋白质及聚酰胺纤维上的氨基等发生键合反应，在染料和纤维之间生成共价键结合的一类染料。
按照染料索引分类，该类染料称为反应性染料，我国称为活性染料活性染料的分子结构简单，色泽鲜艳，色谱齐全，使用方便，成本较低，含有磺酸基水溶性基团，在水中电离成染料阴离子，对硬水有较高的稳定性，扩散性和匀染性较好活性染料还会与水发生水解反应，降低染料利用率，残液中染料含量高达30%〜40%活性染料染色时间较长，染料和化学品的耗用量大，需加大量中性盐促染，对环保不利活性染料的皂洗牢度和摩擦牢度较好，日晒牢度与染料母体结构有关，随染色浓度提高而改善活性染料耐氯漂牢度较低，蒽醌结构的蓝色品种染料有烟气褪色现象可用于纤维素纤维、蛋白质纤维、聚酰胺纤维，特殊活性基团的活性染料还可用于涤纶等纤维的染色一、活性染料的结构和类型活性染料结构通式W—D—B—ReRe 为反应性基团（活性基），可与纤维反应生成共价结合，影响染料的反应性以及染料和纤维间的共价键的稳定性B 为活性基与母体的连接基或桥基，部分染料无，影响染料的稳定性及染料和纤维间共价键的稳定性D 为染料发色体或母体，影响染料的亲和力、扩散性、颜色和耐晒牢度W 为水溶性基团，一般为磺酸基二、活性染料和纤维素纤维的反应性1.纤维素纤维的化学结构和反应性纤维素是多糖化合物，其分子链主要由 3 -D-葡萄糖剩基彼此以1,4苷键联结而成反应性主要取决于分子链中的葡萄糖剩基上的三个羟基的性质只有无定形区的葡萄糖剩基上的羟基才可能与染料发生反应染料可及区约占纤维总体积的5%〜14%，随前处理和染色时的溶胀状态而不同不同大小结构的染料分子，可及区有差别实际参加反应的羟基仅是可及羟基很少一部分，与各羟基的反应性和空间阻碍等因素有关第 2 位的反应性最强，但空间阻碍比第 6 位的大，对体积较大的分子（如染料）反应几率较低第 6 位的伯羟基的反应性较强，受空间阻碍影响较小，发生亲核反应的几率较高第3位的仲羟基受空间影响较大，且易与相邻的葡萄糖剩基形成内氢键，反应性最低在正常反应条件下，第2位空间阻碍较第6 位的大，所以染料主要和第 6 位的羟基反应2.活性染料的反应纤维素和水都可作为亲核试剂与染料发生反应染料与水反应就失去与纤维的反应能力，反应越快，损伤染料越多，固色率较低染料与水反应是均相反应，与纤维素反应是非均相反应水解反应可以发生在溶液中，也可以发生在纤维内孔道中一般使用水溶性多元醇代替纤维素纤维进行研究在醇的碱性溶液可发生如下反应AOH T AO- + H+ 醇的离解AO- + D T AOD 染料的醇解OH- + D t HOD 水解产物醇解相当于和纤维素的反应三、活性染料的染色过程与其它染料一样在上染过程中，也存在着吸附、扩散和固着的过程。