酸性媒染和酸性含媒染料染色
染料化学重点
1.染料：有色的有机化合物，能溶于水或其他介质以制成溶液或分散液，并能直接或经媒染剂作用使纤维着色，染后具有一定坚牢度及鲜艳度的物质。
2.力份：是指染料厂选择某一浓度的染料为标准，而将同种类不同批次的染料产品与它相比较而言，用百分数表示。
即同种染料，在相同条件下用相同用量，染出颜色的浓淡程度比较。
3.染色牢度：是指染色产品在使用过程中或染色以后的加工过程中，在各种外界因素的作用下，能保持其原来色泽的能力。
4.颜料：是不溶于水和一般的有机溶剂的有机或无机有色化合物。
颜料本身对纤维没有染着能力，使用时主要靠高分子粘合剂的作用，将颜料的微小颗粒黏着在纤维表面或内部。
5.光敏脆损：某些色系如黄色、橙色、红色等的还原染料染色织物在穿着过程中，经日光照射后染料颜色并没有褪去，但织物却逐渐脆化损坏，这种现象称为光敏脆损。
6.中料：将不具备染料特性的芳烃衍生物叫做染料中间体，简称中料。
7.重氮化反应：芳伯胺与亚硝酸作用生成重氮盐的反应称为重氮化反应。
因亚硝酸不稳定，通常使用亚硝酸钠和盐酸或硫酸，使反应生成的亚硝酸立即与芳伯胺反应。
8.顺式重氮化：重氮化时先将芳胺溶于稀酸中，然后在冷却条件下加入亚硝酸钠溶液。
9.反式：等相对分子质量的芳胺与亚硝酸钠混合，加入到盐酸或硫酸和冰的混合物中重氮化。
10.偶合反应：芳香族重氮盐浴酚类和芳胺作用，生成偶氮化合物的反应。
11.直接染料：绝大多数是含磺酸基的偶氮染料，能溶于水，分子结构中含水溶性基团(—SO3H)，能在中性或弱碱性溶液中上染纤维素纤维；在弱酸及中性介质中上染蛋白质纤维。
染色方便，色谱齐全，价格便宜，但各项牢度较差，尤其是湿处理牢度。
较少用于棉织物染色，多用于粘胶、蚕丝及锦纶丝的染色。
12.活性染料：分子结构中带有反应性基团，染色时与纤维素纤维中的—OH和蛋白质纤维中的—NH2发生化学反应生成共价键，故又称反应性染料。
主要用于棉、麻、蚕丝等，也能用于羊毛、粘胶及聚酰胺纤维的染色，颜色鲜艳，色牢度好。
第八章 酸性染料
O
NH2 SO3Na
H2C HN CH H2C
CH2 CH2 CH2
氯化亚铜新配制、分批加入 什么反应？？
上述卤代蒽醌经催化生成氨基化合物的反应称乌尔曼反应， 反应机理为：
H O N SO3Na
RNH2
H
H O N
H
+ SO3Cu Na
O
Br
OH Br
HO NaO3S N N
A
E
酸性红 A
A A A A
苯胺衍生物 + E 以萘系衍生物，可制得橙、红色系的染料。 萘胺衍生物 + E 萘系衍生物，可制得一系列红色染料。 H酸为重氮 + E N–苯基–1–萘胺–8–磺酸，可制得蓝色酸性染料。 对苯胺及其衍生物+ E 吡唑啉酮，可制得嫩黄色染料。
HO NaO 3S N N
酸性染料的应用分类和主要应用性能
性 能
分子结构 相对分子质量 磺酸基在分子中的比例 强酸性浴染色的 酸性染料 较简单 小 较大 弱酸性浴染色的酸 性染料 较复杂 中等 较小 中性浴染色的 酸性染料 较复杂 较大 小
颜色鲜艳度
溶解性与聚集度 对纤维的亲和力 匀染性
好
好，基本不聚集 较小 好
稍差
稍差，聚集 较大 中等
（二）双偶氮类酸性染料
双偶氮染料按照合成途径分为三种： （1）A1 Z A2， A1=A2或者A1≠A2. （2）A M E. （3）E1 D E2， E1=E2或者E1≠E2 （1）A1
Z A2类型。 最常用的偶合组分为间苯二酚、间苯二胺和H酸。
OH N N NaO3S NH 2 N N SO3Na NO 2
第6章 酸性染料、酸性媒介染料及酸性含媒染料染色
染整工艺与原理 酸性染料染色
HO H25C12 N N NaO3S SO3Na NHCOCH3
弱酸性桃红BS（C.I.酸性红138，C.I.18073）
O N N Cl NaO3S
OH
NH SO2
CH3
SO3Na
弱酸性艳红B（C.I.酸性红249，C.I.18134）
染整工艺与原理 酸性染料染色
染整工艺与原理 酸性染料染色
（二）1:2型酸性含媒染料的结构和性能 1:2型酸性含媒染料或1:2型金属络合染料，在弱酸性或中性条件下染色，在国产 染料分类中，称为中性金属络合染料，简称中性染料。大多不含磺酸基团，仅含有非 离子性的亲水基团，如磺酰氨基、烷砜基、烷基磺酰氨基等。
_
H2NO2S N N O Cr O N N SO2NH2 O O
SO3Na
SO3Na
Sandolan棕N-2RL（C.I.酸性橙51，C.I. 26550）
染整工艺与原理 酸性染料染色
（二）蒽醌染料
蒽醌结构的酸性染料除了含有磺酸基外，在α位上还含有2~4个氨基、 芳氨基、烷氨基和羟基。根据这些基团性质和位置，蒽醌酸性染料可 分为三种主要结构类型，即芳氨基蒽醌、氨基羟基蒽醌和杂环蒽醌。 蒽醌酸性染料大多以紫、蓝、绿色为主，深色居多，尤以蓝色为最多。 这类染料色泽鲜艳，日晒牢度较好，匀染性和湿处理牢度随结构的变 化而不同，蓝色和绿色染料广泛应用于羊毛、蚕丝和锦纶的染色，在 毛纺行业，一些染料品种常与酸性媒介染料拼色，以起到增艳作用。
H3C N N N N OH H C N N HO N N CH3
SO3Na
SO3Na
弱酸性嫩黄G（C.I.酸性黄117，C.I.24820）
NaO3S N N N N NH SO3Na
染整工艺原理 第4章 酸性染料染色
缓染
弱酸性浴染色 的酸性染料 较复杂 中等 较少 稍差，聚集 较大 中等 较差 中等 较好 4-5 醋酸 缓染作用小
中性浴染色的 酸性染料 较复杂 较大 小 差，低温聚集 很大 差 很差 较好 很好 6-7 硫酸铵 促染
➢ 结构分类
➢ 偶氮结构 ✓ 单偶氮：匀染性好，但湿牢度较差 ✓ 双或多偶氮：之间无共轭双键，色浅，湿牢度较好
之间有共轭双键，色深，湿牢度较好 ➢ 三芳甲烷：浓艳，日晒差，匀染性差。 ➢ 蒽醌：匀染性较好，日晒较好，湿牢度随结构变化较大。 ➢ 杂环结构
2、酸性媒染染料
3、酸性含媒染料 ✓ 1：1 金属络合染料 ✓ 1：2 金属络合染料
pH 2～2.5
羊毛
pH 6～7 羊毛、真丝、锦纶
４-2 酸性染料染羊毛
酸性媒染染料
✓ 色谱齐全，价廉 ✓ 工艺复杂----媒染、染色 ✓ 重铬酸盐媒染剂----污染
环境、色光不艳 ✓ 湿牢度、日晒牢度好
酸性含媒染料 ✓ 工艺简单，使用方便
✓ 湿牢度、日晒牢度好
✓ 色泽鲜艳度一般
✓ 金属离子（铬、钴）是否游离
三.分类及结构
1、酸性染料 应用分类 p129 表6-1 强酸性浴染色的酸性染料 pH值 2～4，羊毛 弱酸性浴染色的酸性染料 pH值4～6，羊毛，真丝，锦纶 中性性浴染色的酸性染料 pH为6～7，羊毛，真丝 结构特点 染料分子结构、染料在水溶液中的状态
3.工艺举例(全毛毛线，藏青色)
酸性蓝BGA 酸性藏青GGR 66ｏBe，H2SO4 元明粉 100℃
0.38% 1.05% 2% 10%
（二）弱酸性染料
1.染色配方
✓ 弱酸性染料 X%；
✓ 匀染剂
0～0.5%;
第六章 酸性染料、
第三节 酸性染料对羊毛、蚕丝和锦纶的上染原理
一、羊毛、蚕丝和锦纶的两性性质染料的上染机理
• 纤维的性质：
羊毛、蚕丝、聚酰胺纤维都有一个共同的结构特征，
即三种纤维大分子链均以酰胺键连接而成，都含有碱 性基团（-NH2）和酸性基团（-COOH）,即可象酸又 可象碱一样电离，具有与碱或酸结合的能力，因此具 有两性性质，即在水溶液中，存在等电点。但它们分
• 温度：分子结构小的60-70℃，分子结构大80-95℃
酸性染料在不同纤维上湿牢度为：尼龙>羊毛>蚕丝。
第一节 引言 第一节 引言
二、酸性媒染染料
综合了酸性染料和媒染染料的结构特点和染色性能， 分子中含有-SO3Na，分子结构较小，并在合适的 位置，含有可与金属离子螯合的基团。
染色特性：在酸性溶液中上染纤维，加入Na2Cr2O7 处理，使Cr3+与染料、纤维之间形成螯合物颜色变 深、变暗，日晒牢度、皂洗牢度显著提高。 主要用于羊毛纤维。也可用于蚕丝、尼龙。
COO
-
2. 吸酸，吸碱反应：羊毛在pH4-9，很少吸酸也很少吸碱。
H+
H+
COOH
NH2
NH3
• 即吸酸量不再增加，吸收质子数量与氨基含量基本一致，
氨基含量约为0.8-0.9mol/kg，此值称为羊毛的吸酸饱
和值（与-NH2含量基本一致）
• 如pH继续下降，羊毛的吸酸量又很快上升
O C NH H+ O C NH2
于当量吸附。
第四节 酸性染料对羊毛、蚕丝和锦纶的染色工艺
酸性染料目前的染色工艺（染色方法）通常采用浸染的方 法，而在浸染中易产生的质量问题主要为染色不匀或称
为色花。根据孔道扩散模型，D与dCp/dCa关系为：
染整工艺原理课件酸性染料,酸性媒介染料,酸性含媒染料染色
缺乏较长的共轭双建体系。
酸性媒介染料——是一类能与金属媒染剂形成螯合结构 的酸性染料。需要媒染处理。
应用特点 ① 价格便宜 ② 色泽暗淡 ③ 较高的湿处理牢度和耐晒牢度 ④ 需经两个工序，过程长，化学损伤严重，影响纤维的手
感及纺纱性能 ⑤ 染色废液含有重金属离子（Cr6+)，易造成环境污染。 ⑥ 主要用于羊毛。极少用于蚕丝、锦纶。
假设羊毛的氨基和羧基含量基本相等，则：
o HD
RT
ln( ) 2 RT 1
ln[ H ] S [ D ] S
o HD
RT
ln(
1
)2
ln[
H
]S[D
]S
( 1
)2
[H
]S[D
]S
exp
o HD
RT
K exp
o HD
RT
1
[S ]
K
1
[H
]f
1
([ H
]S
[D
]S
)
1 2
1
K
1
• 1:2型酸性含媒染料虽然亲和力高、湿牢度更好， 但匀染性差，色泽鲜艳度亦差。由于该类染料具 有较好的日晒和耐洗牢度，现广泛被应用于羊毛、 蚕丝、锦纶等纤维的染色。
• 1:2型酸性含媒染料分子复杂，分子量大，对纤维 的亲和力高，初染速度快，在纤维内的扩散速度 慢，染料的移染性差，对纤维微细结构差别引起 的染色病疵的遮盖性差。当温度低于某一范围时， 在染料的聚集程度较高。 因此，如何使染料上染 均匀和透染是制订染色工艺的关键。
二、蚕丝
• 要求具有较高的水洗牢度，一般不采用强 酸性染料染色，而选用弱酸性染料染色。
染料染色分类
天然染料分植物染料，如茜素、靛蓝等；动物染料，如胭脂虫等。
合成染料又称人造染料，主要从煤焦油分馏出来（或石油加工）经化学加工而成，习称“煤焦油染料”。
按染料性质及应用方法，可将染料进行下列分类。
l.直接染料这类染料因不需依赖其他药剂而可以直接染着于棉、麻、丝、毛等各种纤维上而得名。
它的染色方法简单，色谱齐全，成本低廉。
但其耐洗和耐晒牢度较差，如采用适当后处理的方法，能够提高染色成品的牢度。
2.不溶性偶氮染料这类染料实质上是染料的两个中间体，在织物上经偶合而生成不溶性颜料。
因为在印染过程中要加冰，所以又称冰染料。
由于它的耐洗、耐晒牢度一般都比较好，色谱较齐，色泽浓艳，价格低廉，所以目前广泛用于纤维素纤维织物的染色和印花。
3.活性染料又称反应性染料。
这类染料是50年代才发展起来的新型染料。
它的分子结构中含有一个或一个以上的活性基因，在适当条件下，能够与纤维发生化学反应，形成共价键结合。
它可以用于棉、麻、丝、毛、粘纤、锦纶、维纶等多种纺织品的染色。
4.还原染料这类染料不溶于水，在强碱溶液中借助还原剂还原溶解进行染色，染后氧化重新转变成不溶性的染料而牢固地固着在纤维上。
由于染液的碱性较强，一般不适宜于羊毛、蚕丝等蛋白质纤维的染色。
这类染料色谱齐全，色泽鲜艳，色牢度好，但价格较高，且不易均匀染色。
像珠光颜料一样。
士林染料又称为还原染料5.可溶性还原染料它由还原染料的隐色体制成硫酸酯钠盐后，变成能够直接溶解于水的染料，所以叫可溶性还原染料，可用作多种纤维染色。
这类染料色谱齐全，色泽鲜艳，染色方便，色牢度好。
但它的价格比还原染料还要高，同时亲和力低于还原染料，所以一般只适用于染浅色织物。
6.硫化染料这类染料大部分不溶于水和有机溶剂，但能溶解在硫化碱溶液中，溶解后可以直接染着纤维。
但也因染液碱性太强，不适宜于染蛋白质纤维。
这类染料色谱较齐，价格低廉，色牢度较好，但色光不鲜艳。
7.硫化还原染料硫化还原染料的化学结构和制造方法与一般硫化染料相同，而它的染色牢度和染色性能介于硫化和还原染料之间，所以称为硫化还原染料。
各类染料的性能
按染料性质及应用方法，可将染料进行下列分类。
按状态分水性色浆油性色浆水性色精油性色精按用途分陶瓷颜料涂料颜料纺织颜料塑料颜料按来源分天然染料分植物染料动物染料合成染料（又称人造染料）按用法分..图册按染料性质及应用方法分直接染料不溶性偶氮染料活性染料还原染料可溶性还原染料硫化染料硫化还原染料酞菁染料氧化染料缩聚染料分散染料酸性染料酸性媒介及酸性含媒染料碱性及阳离子染料直接染料这类染料因不需依赖其他药剂而可以直接染着于棉、麻、丝、毛等各种纤维上而得名。
它的染色方法简单，色谱齐全，成本低廉。
但其耐洗和耐晒牢度较差，如采用适当后处理的方法，能够提高染色成品的牢度。
铬化含金染料——秦珠颜料铬化含金染料——秦珠颜料活性染料又称反应性染料。
这类染料是50年代才发展起来的新型染料。
它的分子结构中含有一个或一个以上的活性基团，在适当条件下，能够与纤维发生化学反应，形成共价键结合。
它可以用于棉、麻、丝、毛、粘纤、锦纶、维纶等多种纺织品的染色。
硫化染料这类染料大部分不溶于水和有机溶剂，但能溶解在硫化碱溶液中，溶解后可以直接染着纤维。
但也因染液碱性太强，不适宜于染蛋白质纤维。
这类染料色谱较齐，价格低廉，色牢度较好，但色光不鲜艳。
分散染料这类染料在水中溶解度很低，颗粒很细，在染液中呈分散体，属于非离子型染料，主要用于涤纶的染色，其染色牢度较高。
酸性染料这类染料具有水溶性，大都含有磺酸基、羧基等水溶性基因。
可在酸性、弱酸性或中性介质中直接上染蛋白质纤维，但湿处理牢度较差。
涂料适合于所有纤维，通过树脂机械的附着纤维，深色织物会变硬，但套色很准确，大部分耐光牢度好，水洗牢度良好，尤其是中、浅色。
个合成染料--马尾紫，使有机化学分出了一门新学科--染料化学。
20世纪50年代。
Pattee和Stephen发现含二氯均三嗪基团的染料在碱性条件下与纤维上的羟基发生键合，标志着染料使纤维着色从物理过程发展到化学过上面所介绍的各类染料，不但数量多，而且每类染料的性质和使用方法又各不相同。
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V吸 大
染色不匀、透
强酸性氧化能力 羊毛强力
碱性
Cr2O7 2－ CrO4 2－不吸附，解析快
82020/10/27
媒染络合过程和络合稳定性
过程： Cr6＋胱氨酸还原
Cr4＋胱、酪还原
Cr2＋
W－COOH W－Cr2＋络合物 空气氧化 Cr3＋络合物
总还原反应： Cr2O72-＋14H+＋6e
2Cr3＋＋7H2O
42020/10/27
酸性媒染染料染色
一.预媒染色法（bottom chrome dyeing）
95℃ 60－90min
98℃ 1－1.5h
控制升温
逐步升温
50℃ 理
K2Cr2O7 HAc
蚁酸
40－50℃
淋洗 染料 HAc
水洗后处
52020/10/27
酸性媒染染料染色
特点： 1.可染浅、中色，颜色浓度可控制（媒染剂量） 2.仿色方便（媒染剂量）
92020/10/27
媒染络合过程和络合稳定性
2.媒染条件
➢ pH 弱酸（4－5）（加有机酸保护羊毛）
➢ 温度 T > 60℃ （羊毛溶胀）
60℃入染 70－80 ℃ 沸腾
媒染剂
吸附
V还
➢ 水洗
水洗去除未反应媒染剂，防羊毛受损
02020/10/27
媒染络合过程和络合稳定性
二.络合反应
Cr3＋—配位数为6
52020/10/27
酸性含媒染料染色
羊毛染色用染料及性能
好
强酸性浴酸性染料 料
酸性媒介染
移
酸性含媒染料（1：1） 毛用活性染料
染
弱酸性染料
性
中性染料（1：2）
中性浴酸性染料
差
低
湿牢度
（强氧化剂）
pH＝2－6 pH＝6－8 pH < 2
Cr2O7 2－存在（HCrO4－少 ） CrO4 2－存在 H2CrO4 HCr2O7－存在
72020/10/27
媒染络合过程和络合稳定性
不同pH值 Cr2O7 2－ 主要媒染成分：Cr2O7 2－
∴pH＝4－5为宜
CrO4 2－
∵强酸性， H2CrO4 HCr2O7－结构大
32020/10/27
酸性含媒染料染色
2）1：2型
pH＝6－7（ NH4Ac）
T 上染率 （纤维溶胀，染料解聚）
沸40min
范德华力为主
30－40min
50－60℃ 染料
匀染剂＋ NH4Ac
后处理
42020/10/27
酸性含媒染料染色
结合方式（1：1型）
羊毛纤维 作用力：配位键力 库仑力 范德华力 氢键力 （1：2型）：范德华力 氢键力 配位键力
12020/10/27
酸性含媒染料染色
络合方式
酸性蓝
中性紫BL
22020/10/27
酸性含媒染料染色
3.染色工艺
1）1：1型
pH＝2－2.4（ H2SO4 ）
pH＝3－5 上染百分率高（初染率高），匀染性
pH<3 上染百分率
匀染性
沸90min
30－45min
50－60℃（染料＋匀染剂＋酸） 后处理
酸性媒染染料染色
特点：
染透性好 匀染性好 仿色难（纤维吸附染料难以控制）
用途：毛条、散毛染黑色、蓝色
82020/10/27
酸性媒染染料染色
三.同浴媒染法（monochrome process）
沸 60min
40℃
染料（中性溶解）
K2Cr2O7 (NH4)2SO4 （ pH＝6－8.5）〔 Δ
水洗后处理
3.透染性差（染料会先络合，不利于扩散）
4.工序长（目前较少使用）
62020/10/27
酸性媒染染料染色
二.后媒染色法（after-chrome-dyeing）
沸30min 30min
沸30－50min
50℃ 理
染料 HAc 元明粉
蚁酸
70℃
K2Cr2O7
（染料的1/3－1/4）
水洗后处
72020/10/27
1.络合形式
水杨酸结构有1：1型，1：2型，1：3型
O,O’－二羟基偶氮染料有1：1型（pH<4） 1：2型（pH＝4－7）
12020/10/27
媒染络合过程和络合稳定性
2.络合过程
预媒： Cr3＋与羊络合，再与染料反应
（以1：1络合为主）
同浴媒 后媒
羊毛不参与络合 媒染剂与羊毛还原反应 媒染剂与染料络合反应
日晒牢度提高。
用途：羊毛 蚕丝 锦纶 皮革
52020/10/27
媒染络合过程和络合稳定性
§3 媒染络合过程和络合稳定性 一.羊毛的重铬酸盐媒染处理 二.络合反应 三.络合稳定性
62020/10/27
媒染络合过程和络合稳定性
一.羊毛的重铬酸盐媒染处理
1.媒染剂及媒染历程 媒染剂：K2Cr2O7 Na2Cr2O7 或Na2CrO4 （Cr6＋）
同时进行
22020/10/27
媒染络合过程和络合稳定性
三.络合稳定性
➢ 络合成键能
成键后能量低，稳定性好，牢度好
➢ 中心离子（ Cr3＋） ➢ 配位体结构
供电子性强，络合速度快，稳定性好
➢ 络合形成螯合环结构
五元、六元环稳定
32020/10/27
酸性媒染染料染色
§5 酸性媒染染料对羊毛的染色工艺 一.预媒染色法（bottom-chrome dyeing) 二.后媒染色法（after-chrome-dyeing ） 三.同浴媒染法（monochrome process）
酸性媒染和酸性含媒染料染 色
22020/10/27
酸性媒染染料和酸性含媒染料染色
§1 引言 一.酸性媒染染料（Mordant Dyes） 二.酸性含媒染料（Metallised Dyes）
32020/10/27
酸性媒染染料和酸性含媒染料染色
一.酸性媒染染料（Mordant Dyes）
具有能和金属媒染剂形成螯合结构的酸性染 料，可溶于水。
缺点：色泽萎暗，工艺复杂，仿色困难， Cr 3+ 污染
二.酸性含媒染料（Metal2020/10/27
酸性媒染染料和酸性含媒染料染色
特点：
湿牢度提高，颜色鲜艳度下降，色谱不全 湿牢度：媒染 > 含媒 > 酸性 鲜艳度：酸性 > 含媒 > 媒染
NH3 ＋H2SO4 〕
92020/10/27
酸性媒染染料染色
特点：
染色过程简单 染色品种受限制
02020/10/27
酸性含媒染料染色
§6 酸性含媒染料染色
1.1：1型酸性含媒染料
2.1：2型酸性含媒染料（中性染料）
1：1型
1：2型
染浴pH值
2－2.4
7
匀染性
一般
差
湿牢度
良
很好
亲和力 似耐缩绒酸性染料 比耐缩绒酸性染料高