精细化工染料和颜料
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。
第八章 精细化工产品 染料

⑦硫化染料 用硫或多硫化钠的硫化作用制成
⑧菁系染料 含有聚甲炔结构的染料。-(CH)n⑨杂环染料 含有五、六元杂环等结构的染料。
在皮革染色中用的较多的是前四类染料。
(2)按应用分类 酸性染料 金属络合染料 硫化染料 分散染料
直接染料 碱性染料 活性染料 氧化染料 媒染染料 还原染料 油溶与醇溶性染料等十多种
对各种被染物质也不一定具有染色能力(或亲和 力),能够作为染料的有机化合物分子中还应含 有助色团,它们能加强发色团的生色作用,并 增加染料与被染物的结合力。 主要的助色团有-NH2、-NHR、-NR2、-OH、OR等。此外像磺酸基(-SO3H)、羧基(-COOH)等 为特殊助色团,它们对发色团并无显著影响, 但可以使染料具有水溶性和对某些物质具有染 色能力。
皮革染色主要应用上述前五种。
3染料的命名
(1)我国的染料命名体系 实行的是三段命名法,规 定如下: 第一段为冠称,表示染料根据应用方法或性质分类 的名称,为了使染料名称能细致地反应出染料在应 用方面的特征,将冠称分为31类,如酸性、弱酸性 等 第二段为色称,表示染料在被染物上色泽的名称, 色泽的形容词采用“嫩”、“艳”、“深”三字。 第三段是尾称(字尾),以英文字母结合阿拉伯数字 补充说明染料的色光、形态、强度、特殊性能及用 途等。
(2)国外染料产品的命名 国外染料产品的命名,大致也采用三段命名法, 但非常混乱。
(3)染料索引 《染料索引》是一部国际性的染料、颜料品种 汇编。它将世界大多数国家各染料厂的商品,分 别按它们的应用性质和化学结构归纳、分类、编 号,逐一说明他们的应用特性,列出它们的结构 式,注明其合成方法,附有同类商品名称的对应 表。
精细化工工艺学-9染料与颜料

四、分类 染料的分类有两种方法: 一是按照染料的应用性质分类;
二是根据染料的化学结构分类。
(1)按照染料的应用性质分类
光谱色和补色之间的关系 可用颜色环的形式来描述, 如图所示。每块扇形与其 对顶扇形的光波为互补色。 例如435~480 nm波段的 光波呈蓝色,它的补色是 580~595 nm波段的黄色。 由此可见,染料的颜色是 它们所吸收的光波颜色 (光谱色)的补色,是它 们对光的吸收特性在人眼 视觉上产生的反映。染料 分子的颜色和结构的关系, 实质上就是染料分子对光 的吸收特性和它们的结构 之间的关系。
1. 酸性染料、酸性媒介染料和酸性络合染料 是一
类结构上带有酸性基团(绝大多数为磺酸钠盐,少
数为羧酸钠盐)的水溶性染料。在酸性介质中染羊
毛、真丝等蛋白质纤维和聚酰胺纤维、皮革的染色。
2. 中性染料
结构上属于金属络合染料,但不同于
酸性金属络合染料,它是由两个染料分子与一个金 属原子络合的,称 1:2 金属络合染料。在中性或弱
在纸张、洗衣粉和织物添加荧 光增白剂的增白原理?
当物质受到光线照射时,一部分光线在物质的表面直接反射出来,同时有 一部分光透射进物质内部,光的能量部分被吸收。 将太阳光照射染料溶液,不同颜色的染料对不同波长的光波发生不同 强度的吸收。 黄色染料溶液所吸收的主要是蓝色光波,透过的光呈黄色。 紫红色染料溶液所吸收的主要是绿色光波, 青(蓝-绿)色染料溶液主要吸收的是红色光波。 如果把上述各染料吸收的光波和透过的光分别叠加在一起,便又得到 白光。 这种将两束光线相加可成白光的颜色关系称为补色关系。 黄色和蓝色、紫红色和绿色、青(蓝-绿)色和红色等各互为补色。
精细化工染料与颜料

CH3 H3CHN
C Cl- NH+
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 CH3
C
HH
CC N
C C C N CH3
CH3
阳离子橙R
•酞菁染料
结构特征:酞菁金属络合物
C N
C
CN C
N N
Me
N
N
CNC
C N
C
酞菁 络合物
(2).根据染料的应用分类
合物的反应称为偶合反应。酚类、芳胺称为偶 合组分。
+-
N N Cl +
+-
N N Cl +
OH NaOH/H2O 0 C。
NN
OH
对羟基偶氮苯
NH2 CH3COONa/H2O 0 C。
N N HN
苯基重氮氨基苯
NN
NH 2
对氨基偶氮苯
影响因素
•重氮盐 :重氮盐芳核上的取代基不同, 其偶合能力有差别。 •偶合组分的性质 :当偶合组分芳环上有 给电子取代基,使反应容易发生;反之, 不易发生反应。 •介质的pH
世界平均/% (1996 年)
52 24 12 4 3 2 3
美国/% (1996年)
60 16 12--15
5--6
日本/% (1996年)
55 24 13 4
5
有机颜料档次品种与相对比例
品种档次
世界
美国
日本
中国
低档 、 相 对 比 例/ 35
26
42
70
%
中档 、 相 对 比 例/ 60
70
精细化工第6章 染料和颜料(补充) (1)

具有一定的运动状态,这些运动状态各有其相应的能量,包括 电子能量(Ee)、振动能量(Ev)和转动能量(Er)。它们的变化都 是量子化的、阶梯式的、不连续的。这种能量的高低叫能级。 通常分子总处在最低能量状态,这种能量状态叫基态。分子吸 收一定波长的光后,激发至较高的能态,叫激发态。激发态与 基态的能级差为ΔE,与吸收光的波长之间的关系为:
物的颜色是双键引起的,这些双键基团称作发色团,含发色团 的分子称发色体。发色团 如: 、 、 、 、
CH CH 等。 N N 和 N O N O O 增加共轭双键则颜色加深,羰基增加颜色也加深;当引入另外
O
一些基团时,也使发色体颜色加深,这些基团称为助色团,如 CH N 氨基、羟基和它们的取代基、卤代基等。例如:
最大吸收波长λmax 的增长或减短,染料的色调就改变。一 般黄、橙、红称浅色;绿、青、蓝色称深色,所以染料最大 吸收波长增大,色调就加深;反之染料最大吸收被长减短, 色调就变浅。 颜色的纯度和染料吸收可见光的范围有关。光吸收接近于 一种波长、颜色纯度较高。染料吸收可见光后.没有被吸收 而被反射出来的反射光量表现为染料亮度。反射光越多,亮 度越大。 4· 3 染料的发色 4· 3.1经典发色理论 4.3.I.l 发色团与助色团学说
(3)字尾 补充说明染料的性能或色光和用途。字尾通常用字母表示。常用 字母有:B代表蓝光;c代表耐氯、棉用,D代表稍暗、印花用;E代表 匀染性好;F代表亮、坚牢度高,G代表黄光或绿光;J代表荧光;L代 表耐光牢度较好;P代表适用印花;s代表升华牢度好,R代表红光……, 有时还用字母代表染料的类型,它造于字尾的前部.与其他字尾间加破 折号。如活性艳蓝KN—R,其中KN代表活性染料类别,R代表染料色光。 4.2光和色 染料的颜色和染料分子本身结构有关,也和照射在染料上的光线性质省关, 因此要正确了解颜色与染料结构之间的关系,首先要了解光的物理性质。 4.2.1光的性质 可见光、γ线、紫外线、红外线、x线等都是波长不同的电磁被。在整个电 磁辐射波谱中只有很窄的一部分射线照射到眼睛中才能引起视觉。可见 光范围的界限大约为400一760纳米
7精细化工-染料概述

4.l.2
染料的分类
1)按染料的应用分类 根据染料应用对象、应用方法及应用性能可 将染料分为; • (1)酸性染料 在酸性介质中,染料分子内所含 的磺酸基、羧基与蛋白纤维分子中的氨基以离 子键相结合,主要用于蛋白纤维(羊毛、蚕丝、 皮革)的染色。 • (2)中性染料 在中性介质中染羊毛、聚酰胺 纤维及维纶(聚乙烯醇纤维)等。
4.3.6 偶合反应影响因素 1)重氮与偶合组分的性质 • 从反应机理知道偶合反应为一亲电子取代反 应,故而重氮组分上吸电子取代基的存在,加 强了重氮盐的亲电子性,从而偶合活泼性加 大;反之芳核上有给电子取代基存在,减弱了 重氮盐的亲电子性,而使偶合活泼性降低。 • 偶合组分上具有吸电子取代基存在时则反应不 易进行,相反如有给电子取代基存在,增加芳 核的电子密度,可使偶合反应容易进行。
•重氮盐的结构:
• 大多数重氮盐可溶于水,并在水溶液中能电离。 • 受光与热会分解,干燥时受热或震动会剧烈分解而导 致爆炸。 • 但在水溶液中较稳定。溶液中pH值低,则稳定、否则 它能转变成重氮酸,最后可变成无偶合力的反式重氮 酸盐。
• 由于 k2》k1 ,所以中间产物重氮酸,可几乎认为它不 存在,而转变为重氮酸盐
• 偶合反应为一亲电 子取代反应。 • 重氮盐正离子向偶 合组分上电子云密 度较高的碳原子进 攻,形成中间产 物,然后迅速失去 氢质子,不可逆地 转化为偶氮化合物。
¾ 凡因空间阻碍使偶合反应不易进行的,加入催化 剂吡啶等碱性物质,能帮助脱去氢质子,具有加 速反应的效果,有时水分子也具有催化作用。 ¾ 例如用对氯苯胺重氮盐分别与1-萘酚-4-磺酸和 2-萘酚-6、8-二磺酸偶合,则发现与2-萘酚-6, 8-二磺酸偶合反应速度较慢,加了吡啶后,可以 加速反应,而与1-萘酚-4-磺酸偶合反应速度正 常,不受吡啶影响。
第二章精细化学品——染料

③不能与碱性染料、阳离子助剂同浴使用,否则易生成↓, 洗涤和耐晒牢度不够,对还原剂敏感。
直接染料和纤维的作用力: 范德华力----分子之间的非极性力作用,大小取决于分子 的结构和形态,并与它的接触面积有关。
氢键----极性力作用。
直接染料应具备的条件:
CH3 SO3H
NaClO O2N
CH HC SO3H HO3S
NO2
Fe
H2N
CH HC
NH2
SO3H HO3S
重氮组分
染料合成过程:
H2N
CH HC
NaNO2 NH2
+2N
CH HC
N+2
HCl
SO3H HO3S
SO3H HO3S
OH
HO
NN
CH HC
NN
OH
SO3H HO3S
NaOH C2H5Cl
有一些基团如-NH2 、-OH及其取代基等,可以使发色 体颜色加深,这些基团叫助色团。
但不是所有的有机化合物含有发色团后都有颜色,这些发色 团必须连在具有一些特殊构造的碳氢化合物上才能发出颜色。 这些碳氢化合物大多数属芳香烃类。
NN
偶氮苯(橙)
C S
硫代二苯甲酮(蓝)
具有深色作用的助色团(第一类取代基): -OH,-OR,-NH2,-NHR,-NR2,-Cl,-Br,-I等
Cl-
c、恶嗪染料:以氧氮蒽结构为基础,主要是蓝色、紫色。
N
(C2H5)2N
+
O
ZnCl3-
N(C2H5)2
碱性翠蓝GB (C.I.碱性蓝3)
d、噻嗪染料:以硫氮蒽结构为基础,品种不多,主要是蓝色、 绿色碱性染料。
染料-精细化工介绍

⑦冰染染料(azoic dyes)为不溶性偶氮染料,染色时 需在冷冻条件(0~ 5 ℃)下进行,由重氮和偶分组分直接 在纤维上反应形成沉淀而染色。
⑧缩聚染料(Polycondesation dyes)该类染料染色时 脱去水溶性基团缩合成大分子不溶性染料附着在纤维上,称
为缩聚染色。此外还有氧化染料、硫化染料等 。
7· 1· 4染料索引简介
染料索引(colour Index,简称CI),是英国染色家协会
(SDC)和美国纺织化学家协(AATCC) 汇编了国际染料、
颜料品种合编出版的索引。1921年出第一版,1971年出 第三版。第三版CI共分五卷,增订本两卷。其中 1~3卷接 应用分为20大类,各类再按颜色分为10类,在同一颜色下, 对不同染料品种编排了序号,称为CI应用类属名称编号。如: 直接绿TGB——CI Direct Green 85,分散大红E-ZGFL——
7.1.3 商品化染料
合成的染料原药一般不直接用于染色,经过混合、研磨, 加入一定量的填充剂和助剂加工成商品染料,这一标准化过 程称染料商品化。 染料的品种不同,其外观、细度、水分、pH、强度、色 光、坚牢度。溶解度、扩散性能等指标的要求不同,其商品 化过程也不一样。
染料的颗粒大小和均匀程度,对染色性能有一定影响。
明度是人眼睛对物体颜色明亮程度的感觉,也就是对物体反 射光强度的感觉。明度与光源的亮度有关,光源愈亮,颜色的明 度也愈高。由于视觉灵敏度有限,当光源亮度变化不大时,人往 往感觉不出明度的变化,所以明度有别于亮度。可以用物体表面 对光的反射率来表示。
纯度,亦称饱和度、艳度。指颜色的纯洁性。它依赖于物体 表面对光的反射选择性程度。若物体对某一很窄波段的光有很高 的反射率,而对其余光的反射率很低,表明该物体对光的反射选
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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
•芳甲烷类染料 •菁系染料 •酞菁染料 •杂环类染料
•偶氮染料 结构特征:含有 —N=N— 基团
NaO3S
NN
OH
酸性橙
•蒽醌染料
结构特征:含有 O
O 基团或多环酮 。
O
OH
OH
O
茜素
•硝基和亚硝基染料 结构特征:含有硝基或亚硝基
Ar-N2Cl + ArNH2——Ar-N=N—NHAr + HCl 这是 一种自我偶合反应,是不可逆的, 一旦重氮氨基物 生成,即使补加酸液也无法使重氮氨基物转变为重 氮盐,因此使重氮盐的质量变坏,产率降低。在酸 量不足的情况下,重氮盐容易分解,温度越高,分 解越快。
•反应温度
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。酚类、芳胺称为偶 合组分。
色称采用三十个色泽名称:嫩黄、黄、深黄、 橙、大红、红、桃红、攻瑰、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。
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一蓝光, 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
+-
N N C+ l
+-
NNCl +
OH N a O H /H 2 O 0 C 。
NH 2 CH3COONa/H2O 0 C。
NN
O
对 羟 基 偶 氮 苯
N N HN
苯基重氮氨基苯
NN
NH 2
对氨基偶氮苯
影响因素
•重氮盐 :重氮盐芳核上的取代基不同, 其偶合能力有差别。 •偶合组分的性质 :当偶合组分芳环上有 给电子取代基,使反应容易发生;反之, 不易发生反应。 •介质的pH
11.5有机颜料的发展
•1899----1938年,从开始合成立索尔红到酞菁绿问 世,使各种色谱基本配套,逐步以着色强度高、颜 色鲜艳的有机颜料替代无机颜料,是发展速度比较 慢的第一阶段。
•1954-----1970年,高分子材料的发展迅速,对着色 剂的要求提高。
•1970------- 至今 ,对新品种的开发减少,重点转向 工艺路线的设计和颜料剂型的研究及对颜料晶体结 构等方面的理论研究。
ONa
NO2
N aO 3S
NO2
黄色酸性染料
•靛族染料
O
结构特征:含有 ( C C C C) 共轭基团
O
O
C C
N H
H N C C
O
靛蓝
• 硫化染料
结构特征:分子中含有—S—结构或多硫结构
H2N
S
H3C
N
OO
S
NH3
S
N
CH3
O
硫化蓝BN
•芳甲烷类染料 结构特征:一个碳原子上连接几个芳基结构
•酸性染料 •碱性染料 •直接染料 •分散染料 •媒介染料 •活性染料
•硫化染料 •还原染料 •有机颜料 •功能染料 •不溶性偶氮染料
11.4偶氮染料和蒽醌染料的制备方法
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
中国五色图
古
希腊四色说
黄
青
黑
白
赤
白色
红色
黄绿色
黑色
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。
颜色视觉有三个基本特征:色调、纯度和亮度。
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。
11.3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
NNCl +2H2O
+-
NNCl
影响因素
•反应温度:重氮化反应一般在较低温度下进行这一 原则不是绝对的,在间歇反应锅中重氮反应时间长, 保持较低的反应温度是正确的,但在管道中进行重 氮化时,反应中生成的重氮盐会很快转化,因此重 氮化反应可在较高温度下进行。
•无机酸的用量和浓度:反应时若酸用量不足时
国内外有机颜料生产情况
1996年,全世界有机颜料产量约210 kt,美国、日本、 西欧及日本的产量约77%(美国约占27 % 、西欧占 3 5 % 、日本占15 % );2000年有机颜料的总产量 已达250 kt左右;有机颜料以每年3 %速度增长。
11.2概述
染料的相关知识
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。
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。
CH3 H3CHN
C Cl- NH+
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 CH3
C
HH
CC N
C C C N CH3
CH3
阳离子橙R
•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
(2).根据染料的应用分类
第十一章染料与颜料
11.1色彩颜料的介绍 11.2概述 11.3染料和颜料的命名与分类 11.4偶氮染料和蒽醌染料的制备方法 11.5有机颜料的发展
中国古代色彩技术
中国传统染料植物种类繁多Biblioteka 栀子茜草蓝草
红花
紫草
柞树
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。