第6章__酸性媒介染料和酸性含媒染料
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
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(二)习题
染整工艺原理(二)习题染整工艺原理（二）习题一、染色理论部分1.名词解释染色亲和力染色熵染色热上染速率上染百分率匀染初染率菲克扩散定律吸附等温线移染泳移染色饱和值浴比稳态扩散非稳态扩散扩散活化能扩散边界层半染时间平衡吸附量带液率（轧余率）2.染料的上染过程包括几个阶段？影响各个阶段的因素有哪些？3.染料的聚集性能受哪些因素的影响？4.测定染料在纤维内扩散系数的方法有哪些？试举例说明。
5.说明染色亲和力或平衡吸附量与染色温度的关系。
6.吸附等温线有几类？解释每种吸附等温线的物理意义，写出其物理关系式。
7.何谓孔道和自由体积扩散模型？比较它们的扩散特点，分析加快扩散的可能途径。
8．说明染色温度对上染速率的影响。
二、直接染料染色1．直接染料分几类？比较其染色性能。
2．何谓温度效应？实际染色时如何合理制定染色温度？3．何谓盐效应？说明直接染料染色时加入中性电介质的促染机理。
4．说明直接染料染色时阳离子固色剂的固色机理，目前常用的阳离子固色剂有哪些品种？5．写出直接染料浸染纤维素纤维的工艺过程及工艺条件。
6．分析直接染料在纤维素纤维上的结合状态。
三、还原染料染色1．名词解释隐色体浸染悬浮体轧染干缸还原全浴还原隐色体电位二色性常数半还原时间2．还原染料的染色过程有哪几个基本步骤？3．影响还原染料还原速率的主要因素有哪些？4．还原染料有几种染色工艺？浸染的染色温度主要根据哪些因素决定？5．写出还原金黄GK、艳桃红R的还原反应历程，并比较它们的还原电位高低。
6．还原染料常有哪些不正常的还原现象产生，举例说明。
四、活性染料染色1．写出卤代氮杂环（X、K、KE型）和β－羟基乙砜硫酸酯（KN 型）活性染料与纤维素纤维的反应历程，指出决定速率的阶段，影响反应过程主要有哪些因素？2．活性染料染色主要有几种工艺？写出工艺过程和固色条件。
3．何谓固色率、固色速率和固色效率？影响固色效率的因素主要有哪些？4．写出卤代杂环和β－羟基乙砜硫酸酯活性染料的断键反应历程。
第六章 酸性染料、酸性媒介染料及酸性含媒染料染色
3第六章 酸性染料、酸性媒介染料及酸性含媒染料染色 6-1 概 述酸性染料－ …； 酸性媒介染料－ …； 酸性含媒染料－ …。
一 酸性染料结构特点 1 活性、直接、酸性染料活性红X-3B强酸性红G直接湖兰5B弱酸性大红G2 强酸性染料与弱酸性染料结构区别 二 酸性染料的溶液性质不同结构酸性染料的聚集态…染料的聚集对上染速度和结合方式影响较大！ 三 酸性染料的分类及染色性能6-2 酸性染料对羊毛、蚕丝和锦纶的上染 一 蛋白质纤维及聚酰胺纤维的两性性质F 3COOHF3F NH 21.021.041.061.081.1×10-2 m o lC l -D -1.002.0×10-3 m o l 0.70.90.51.1×10-2 m o lH +离子在染液中的浓度时间（h）FNHCOOHFNH F NH COOHF NH COOHCl++单位：mol/kg 纤维二 纤维吸附曲线 P167～168 1 纤维的吸酸吸碱反应等电点PI － …； 吸酸饱和值－ …；当量吸附、染色饱和值－ …(P134 图6-2)； 超当量吸附、过染－ …； 次当量吸附－ …； 超当量吸附的原因及结果：① 直接性高，有大量氢键、范力结合； ②直接性高，染料在纤维内聚集；③ pH 太低，发生了超当量吸酸现象，即酰胺基直接吸酸，甚至水解而导致染座增加；④ 过染会导致色牢度下降、纤维强度下降。
次当量吸附的原因：① 染料上的磺酸基均与质子化的氨基结合； ② 染料的空间效应。
2 染色系统中离子分布在染液中，酸性染料离解成Na +和D -，染液中还有H +、Cl -/SO 42-离子。
……整个吸附过程可简单地表示如下： 为什么D -能取代Cl -？① 酸根离子结构简单，对纤维亲和力小，D -与- NH 3+库仑力大； ② 染料分子与纤维存在更强的分子间力和氢键结合；③染料分子中疏水部分在溶液中增加了水的“类冰”结构，增高了D -在染液中的化学位，染料上染亲和力↑。
第06章 酸性染料染色
9
三、锦纶的染色
锦纶大多数采用弱酸性染料染色。 锦纶用酸性染料染色的机理与羊毛染色一样。 一般选用分子量在 400~500的单磺酸基及 700多 的双磺酸基偶氮染料。 酸性染料对锦纶亲和力 (非离子键 )高于羊毛， 上染速率快，易饱和，易出现超当量吸附。 染色会出现竞染现象，应选用亲和力相近，染 色速率大致相同的染料拼色。
(酰胺基接受质子)
COOH pH< pI
等电点（pI）？
羊毛：4.2~4.8；蚕丝：3.5~5.2。
吸附过程示意：
NH3 F COOH+ NH3 F COOH ClNH3+ClF COOH D-
NH3+ DF COOH + Cl-
染料阴离子能取代无机阴离子的原因：
(1)染料分子和纤维之间除离子键结合外，还存在范德 华力和氢键，特别是范德华力； (2)染料分子中的疏水部分在溶液中会增加水的 “类冰” 结构，从而增加了染料离子在染液中的化学位，提 高了染料上染时的亲和力。
18
一、1:1型酸性含媒染料的染色
1:1 型酸性含媒染料染羊毛时，与羊毛的结合 形式有：
染料的磺酸基与纤维上离子化的氨基形成离子 键； 染料上的铬原子与纤维上的羧基（或氨基）形 成配价键； 染料与纤维之间还有范德华力、氢键结合。
19
二、1:2型酸性含媒染料的染色
一个金属离子与两个染料母体络合，两个母体 可不同，也可相同，为方便起见，多相同；
2
5、各类酸性染料的染色特点？
P.129. 表6-1 酸性染料的应用分类及主要应用性能
第二节
酸性染料对羊毛、蚕丝和 锦纶的上染原理
酸性含媒染料
NH3
NH3
H
F COO F COOH
Cl
NH3 F
Cl
D
NH3 F COOH
D
COOH
①盐起缓染作用。 ②对于弱酸性酸性染料，则需要选用对纤维亲和 力更大的阴离子有机物作匀染剂； ③中性浴酸性染料，染色在近中性条件下进行，纤 维带负电荷，盐起促染作用。
三、吸附性能 羊毛对强酸性染料的吸附符合Langmuir型。 存在吸附饱和值（adsorption saturation)。 等当量吸附时，吸附饱和值就是纤维上的 氨基数量。 超当量吸附——染料的吸附量超过纤维的 染色饱和值。
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。
酸性含媒染料——是分子中已含有金属螯合结构 的酸性染料。不需要媒染处理。 应用特点 ① 色泽鲜艳度介于酸性染料和酸性媒介染料之间 ② 使用方便 ③ 具有较高的耐洗、日晒和耐缩绒等牢度
• 杂环(Heterocyclic dyes)——色泽特别鲜艳、少数 有荧光。日晒牢度低。
• 偶氮结构的酸性染料品种最多，蒽醌和三芳甲烷 染料次之，其他染料品种和生产量 很低。
强酸性染料
分子结构小
引入 有机 基团
双 偶 氮
弱酸性染料
分子结构较大
第三节 酸性染料的上染原理
一、羊毛、蚕丝和锦纶的两性性质
超当量吸附的原因
① 在强酸性条件下，酰胺基吸附氢质子—— 牢度差。 ② 以范德华力、氢键结合——牢度较好。
③ 染料在纤维发生聚集
酸性媒介染料和酸性含媒染料培训知识
酸性媒介染料
定义
酸性媒介染料是一类可用于棉 、麻、蚕丝和粘胶等天然纤维 及合成纤维的染色和印花的人
工合成染料。
特点
这类染料具有较高的直接性和亲和 力，可用于酸性条件下的染色和印 花。
应用领域
广泛应用于纺织印染行业，包括棉 、麻、蚕丝和粘胶等天然纤维及合 成纤维的染色和印花。
酸性媒介染料和酸性含媒 染料均起源于20世纪初的 欧洲。
发展
随着化学工业的发展，这 两种染料在20世纪中叶逐 渐得到广泛应用。
现状
目前，酸性媒介染料和酸 性含媒染料已成为纺织印 染行业不可或缺的重要原 料之一。
02
酸性媒介染料和酸性含媒 染料的性质与特点
酸性媒介染料的性质与特点
结构特点
酸性媒介染料通常具有多个羟基 和羧基，这些基团使得染料分子
在使用酸性媒介染料时，需注意其与纤维的结合能力强，因此要选择合适的温度和 时间，以确保染色的深度和均匀度。
酸性媒介染料在染色过程中，一般不会对纤维产生损伤，但若使用不当或浓度过高 ，可能会引起色斑或色渍等问题。
酸性含媒染料的用途与用法
酸性含媒染料是一种结合了酸性 染料和酸性媒介染料特点的特殊 染料，主要用于纤维素纤维的染
使用范围
酸性含媒染料的鲜艳度也通常高于酸性媒 介染料。
酸性媒介染料主要用于纤维素纤维的染色 ，而酸性含媒染料则可用于多种纤维的染 色。
03
酸性媒介染料和酸性含媒 染料的用途与用法
酸性媒介染料的用途与用法
酸性媒介染料是一种主要用于羊毛、丝和锦纶等动物纤维的染料，因其色泽鲜艳、 色谱齐全、染色效果好等特点被广泛应用。
04
酸性媒介染料和酸性含媒 染料的环保性能与安全使
酸性染料酸性媒介染料及酸性含媒染料染色
第六章酸性染料、酸性媒介染料及酸性含媒染料染色
1．酸性染料染蛋白质纤维时，中性电解质的作用随染液pH值变化有何不同？为什么？
2．试解释下列专业术语：酸性染料的当量吸附、超当量吸附和染色饱和值，混合染料的相容性、配伍指数及比值。
3．试分析酸性染料在锦纶上发生超当量吸附的原因。
4．试分析Ph值、元明粉、两性离子聚醚类匀染剂、温度对羊毛染色的影响。
5．影响酸性染料、直接染料、中性染料对蚕丝的染色特性。
6．比较弱酸性染料、直接染料、中性染料对蚕丝的染色特性。
7．为什么强酸性染料不适合用于锦纶的染色？
8．弱酸性染料对锦纶染色时，影响染色速度和上染率的主要工艺参数是什么？为什么？
9．试从纤维基本结构单元、氨基含量、亲水性、形态结构、物理结构紧密度、染料与纤维结合力等角度，分析羊毛、蚕丝和锦纶染色对温度、PH值的敏感性。
10．1:1型金属络合染料与羊毛如何结合？染色时加较多的酸为什么能起匀染作用？
11．简述酸性媒介染料的染色原理。
媒介染料有哪些染色方法？不同染色方法有何优缺点？
12．阐述1:2型金属络合染料的染色原理和染色方法，如何掌握
主要的工艺因素？
13．羊毛和蚕丝与锦纶染色所用固色剂有何差别？
14．如何控制酸性染料浅淡色染色物的匀染性？
15．如何减轻羊毛深浓色染色产品的强力降低问题？
16．举例说明毛条、真丝双绉、尼丝纺酸性和中性染料染色的工艺流程、处方、所用染色设备。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第六章 酸性媒介染料和酸性含媒染料
§6.2 酸性媒介染料的结构和性能 ➢ 酸性媒介染料一般具有强酸性染料的基本结构，其特征
是染料分子中还含有两个能提供给电子对、可以与过渡 金属元素络合形成螯合结构的配位基，而且这些配位基 还必须处于分子的适当位置上。 ➢ 按照化学结构分，绝大多数酸性媒介染料属于偶氮类， 其中主要是单偶氮染料，还有少量三芳甲烷、蒽醌、硫 氮蒽结构的染料。
第六章 酸性媒介染料和酸性含媒染料
➢ 在羊毛上反应时，羊毛上具有孤对电子的基团可作为配 位基参加络合反应。如果铬离子的配位数尚未达到饱和， 它还能与纤维或溶液中的水分子完成配位。
NN
B
O
B
Cr
CO
B
O
B
1:1型
NN
B
OO
Cr
CO OC
O
O
B
1:2型
NN
第六章 酸性媒介染料和酸性含媒染料
➢邻, 邻–二羟基偶氮结构的染料与三价铬离子的络合反应，
+
3B
第六章 酸性媒介染料和酸性含媒染料
➢ 媒染处理一般在酸性条件下进行，一般认为染料与三价 铬离子主要生成1︰1型的络合物，此时铬离子与染料和 羊毛之间存在配位键结合，另外染料与羊毛之间还有离 子键、范德华力和氢键等的结合。
蓝。
OH
HO OH
NN
Cl
NaO3S
SO3Na
酸性媒介蓝B（C.I.媒介蓝13）
第六章 酸性媒介染料和酸性含媒染料
4、需经氧化处理的偶氮染料 ➢ 有些酸性媒介染料本身结构并不具备与金属离子络合的
条件，需先经氧化生成羟基或醌型结构，才能具备与金 属离子络合的能力。重铬酸盐兼具氧化、媒染络合的双 重作用。
性染料，由于染色过程除包括正常的酸性染色外，还包 括金属盐媒染一步，故在染料分类和染料索引中单独列 出，称为媒介或媒染染料。 ➢ 酸性媒介染料可溶于水，能在酸性条件下上染蛋白质和 聚酰胺纤维，上染纤维的染料与金属媒染剂作用形成螯 合物后，便具有很高的耐湿处理牢度和耐光牢度。
第六章 酸性媒介染料和酸性含媒染料
O OH NH
O NH
SO3Na +
SO3Na
O OH
NH O NH
SO3Na SO3Na
酸性媒介灰BS（C.I.媒介黑13）
第六章 酸性媒介染料和酸性含媒染料
§6.3酸性媒介染料与铬离子的络合反应 一、染料配位基与金属离子 ➢ 染料金属离子络合物实际上就是金属离子与染料发色体
螯合形成的金属有机螯合物。媒介染料是具有螯合能力 的染料配位体，在染料母体结构上合适位置处的–OH、 –NH2、–OCH3、–COOH等配位基可提供多个孤对电子， 中心金属离子具有空的价电子轨道，它们之间可形成配 位键结合。
NaO3S
NN
OH
H2N
NN
NH2
O2N
酸性媒介黑T（C.I.媒介黑11）
O2N
SO3Na
酸性媒介棕RH（C.I.媒介棕33）
第六章 酸性媒介染料和酸性含媒染料
3、迫位二羟基萘衍生物类（变色酸类） ➢ 染料具有良好的匀染性，经媒染后色光变化极大。例如，
酸性媒介深蓝B，铬处理前为品红色，铬处理后则变成
第六章 酸性媒介染料和酸性含媒染料
二、染料与金属离子的络合反应 ➢ 羊毛采用酸性媒介染料染色，其染色过程包括二个方面：
染料在酸性染浴中吸附于纤维上，扩散进入纤维内部； 在媒染处理时，染料与金属离子反应生成络合物。 ➢ 对于水杨酸结构的酸性媒介染料，每个水杨酸结构具有 两个配位基，三价铬离子的配位数是6，理论上三价铬 离子可与染料形成1︰1、1︰2、1︰3（中心金属离子与 染料分子数之比）三种类型的络合物，实际上主要形成 1︰2型的络合物。
CH3 HO
CH3 O
CH3 HO
CH3 O
NaOOC Cl
C
COONa
Cl
NaOOC
C
COONa
SO3Na
酸性媒介宝蓝B（C.I.媒介蓝1） 酸性媒介蓝R（C.I.媒介蓝3）
第六章 酸性媒介染料和酸性含媒染料
三、蒽醌类酸性媒介染料 ➢ 染料的结构与蒽醌类酸性染料极为相似，都是在α位上
具有羟基、氨基、取代氨基等基团，这些基团可以与迫 位的羰基生成螯合环，能与金属离子生成螯合物。
第六章 酸性媒介染料和酸性含媒染料
一、偶氮类酸性媒介染料 1、水杨酸衍生物类 ➢ 染料具有水杨酸结构，绝大多数黄色、橙色以及少数棕
色的酸性媒介染料属于此类。媒染前后的色光变化不大， 耐光牢度不及偶氮基参加络合的染料。
COONa
NaO3S
NN
OH
酸性媒介深黄GG（C.I.媒介黄10）
COONa
O2N
NN
OH
酸性媒介橙M（C.I.媒介橙1）
第六章 酸性媒介染料和酸性含媒染料
2、邻羟基偶氮类
➢ 偶氮基两侧邻位都具有配位基团，并且其中之一为羟基， 另一基团可以是羟基、氨基、羧基等，以邻，
邻ˊ–二羟基单偶氮染料为最多。邻羟基偶氮类的酸性 媒介染料应用最广，色谱较全，具有较高的耐光和湿处
理牢度。
OH
OH
➢ 酸性含媒染料或金属络合染料是分子中已含有金属螯合 结构的酸性染料，即合成时已将金属离子引入到染料中。 在染料索引中，酸性含媒染料属于酸性染料之列。
➢ 这类染料在染色时不再需要媒染处理。它们的色泽鲜艳 度介于酸性媒介染料和酸性染料之间。
➢ 酸性媒介染料染色存在严重的重金属离子废水排放问题， 金属络合染料在某些使用条件下的稳定性问题、染料中 游离的金属离子等均严重影响着纺织品是否符合环保法 规的指标。
随着溶液pH值的不同，理论上可形成1︰1和1︰2型两
种络合物。在pH低于4的溶液中，主要生成1︰1型的络
合物，在弱酸性或中性染液中，主要生成1︰2型的络合
物。
B BB
+
3+
Cr B6
+
OH
HO
NN
B BB O Cr O
NN
+
OH
HO
+
NN
O Cr O NN
+
2
+
H
+
3B
NN
O
O
Cr
O
O
NN
_
+
2
+
H
第六章 酸性媒介染料和酸性含媒染料
主要内容
§6.1引言 §6.2 酸性媒介染料的结构和性能 §6.3 酸性媒介染料与铬离子的络合反应 §6.4 酸性含媒染料的结构和性能 §6.5 金属络合染料的稳定性和应用性能
第六章 酸性媒介染料和酸性含媒染料
§6.1引言 ➢ 酸性媒介染料是一类能与金属媒染剂形成螯合结构的酸
NaO3S
OH NN
[O] NaO3S
OHGLO
SO3Na
第六章 酸性媒介染料和酸性含媒染料
二、三芳甲烷类酸性媒介染料
➢ 染料分子中含有水杨酸结构，能和铬离子发生络合。 ➢ 主要是一些蓝色、紫色染料，特别重要的是颜色鲜艳的
蓝色染料。这类染料匀染性好，色泽鲜艳，日晒牢度中 等，湿处理牢度较好。