染料化学品
染料主要成分
染料主要成分染料是一种用于染色的化学物质，被广泛应用于纺织、造纸、印刷等行业。
在这些行业中，染料主要通过吸附、渗透和化学反应等方式将颜色转移至纤维和纸张表面。
染料有很多种类，其中最常见的是有机染料和无机染料。
本文将重点介绍染料的主要成分及其应用。
一、有机染料有机染料是一类由碳、氢、氧、氮等元素组成的有机化合物。
这类染料的分子结构较为复杂，包括苯环、吡啶环、噻吩环等多个芳香环。
根据分子中的官能团，有机染料可以分为酸性染料、碱性染料和中性染料三类。
1. 酸性染料酸性染料是一类具有酸性官能团（如羧基、磺酸基等）的有机染料。
这类染料主要用于染棉、丝、毛等天然纤维，其染色效果较好，色牢度也较高。
酸性染料的染色过程中需要在弱酸性或中性条件下进行，通常需要添加一些酸性助剂才能达到最佳效果。
2. 碱性染料碱性染料是一类具有碱性官能团（如胺基、醇基等）的有机染料。
这类染料主要用于染纤维素纤维（如棉、麻等）和蛋白质纤维（如丝、毛等），其染色效果较好，色牢度也较高。
碱性染料的染色过程中需要在弱碱性或中性条件下进行，通常需要添加一些碱性助剂才能达到最佳效果。
3. 中性染料中性染料是一类不具有酸性或碱性官能团的有机染料。
这类染料主要用于染色纤维素纤维和蛋白质纤维，其染色效果与酸性染料和碱性染料相比略逊一筹。
中性染料的染色过程中通常需要添加一些中性助剂才能达到最佳效果。
二、无机染料无机染料是一类由金属离子或氧化物组成的化合物，其分子结构相对简单，不含有机官能团。
这类染料通常用于染色玻璃、陶瓷、金属等材料。
无机染料的染色过程通常需要在高温下进行，染色效果较为稳定，但色彩相对较少。
三、应用染料在纺织、造纸、印刷等领域有着广泛的应用。
在纺织行业中，染料主要用于染色纤维和织物，其染色效果和色牢度都是评判染料质量的重要指标。
在造纸行业中，染料主要用于染色纸张，提高纸张的美观度和装饰性。
在印刷行业中，染料主要用于油墨、印染等领域，提高印刷品的质量和视觉效果。
印染助剂分类
印染助剂分类印染助剂是指在纺织品印染加工过程中用于改善染色、印染工艺以及提高产品质量的各种化学品。
根据其功能和作用机理，印染助剂可分为以下几大类。
一、分散剂分散剂是指能够将染料分散在水中形成稳定的胶体溶液的化学品。
在印染过程中，染料分散剂可以有效地避免染料的聚集和沉淀，使染料能够均匀地分散在纺织品表面，从而得到均匀、饱和的色彩。
常见的分散剂有聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚硅酸钠等。
二、还原剂还原剂是指能够将染料还原成可溶于水的还原染料的化学品。
在印染过程中，还原剂可以有效地改善染料的亲水性和染色性能，使染料能够更好地与纤维接触和渗透，从而得到更加鲜艳、均匀的色彩。
常见的还原剂有硫代硫酸钠、亚硫酸钠等。
三、固色剂固色剂是指能够与染料分子形成化学键而使染料牢固地结合在纤维表面的化学品。
在印染过程中，固色剂可以有效地提高染料的牢固度和耐洗性，使染色后的纺织品具有更好的色牢度和耐久性。
常见的固色剂有重氮盐、金属盐等。
四、增白剂增白剂是指能够使白色或浅色纺织品表面出现更白、更亮的效果的化学品。
在印染过程中，增白剂可以有效地提高纺织品表面的反射率和透光率，使其具有更好的光泽和质感。
常见的增白剂有荧光增白剂、硫酸钠等。
五、助溶剂助溶剂是指能够帮助染料在水中溶解和分散的化学品。
在印染过程中，助溶剂可以有效地提高染料的溶解度和分散度，使染料能够更好地与水和纤维接触和渗透，从而得到更好的染色效果。
常见的助溶剂有醇类、酮类、醚类等。
六、润湿剂润湿剂是指能够降低纤维表面张力和提高液体渗透性的化学品。
在印染过程中，润湿剂可以有效地促进染料的渗透和扩散，使染料能够更好地与纤维接触和渗透，从而得到更好的染色效果。
常见的润湿剂有十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠等。
七、抗氧化剂抗氧化剂是指能够防止染料在印染过程中被氧化而失去染色性能的化学品。
在印染过程中，抗氧化剂可以有效地保护染料免受氧化的损害，从而得到更好的染色效果。
常见的抗氧化剂有硫酸盐、亚硫酸盐等。
常用染色剂的配方
常用染色剂的配方染色剂是一种常用的化学品，被广泛应用于织物、纸张、食品、化妆品等行业。
以下是几种常用染色剂的配方。
一、天然染料的配方1.蓝靛天然蓝靛是一种蓝色染料，其配方通常为：-鲜蓝靛叶子500克-冷水6升-无氯盐80克将鲜蓝靛叶子和冷水混合，搅拌均匀后静置24小时。
然后将混合物滤过，保留液体部分。
最后将盛有无氯盐的水加入，即可制得蓝靛染料。
2.茜草红茜草红是一种红色染料，其配方通常为：-干茜草根300克-水2升将干茜草根和水一起煮沸，然后降至低火煮沸2个小时。
最后将茜草根滤去，保留液体部分，即可制得茜草红染料。
二、合成染料的配方1.偶氮黄偶氮黄是一种黄色合成染料，其配方为：-对氨基苯磺酸20克-水合硫酸铜10克-硫酸10克-水1升将对氨基苯磺酸、水合硫酸铜和硫酸放入烧杯中搅拌溶解，并逐渐加入水，搅拌均匀。
然后用稀盐酸调整pH值到4-5，最后将溶液经过过滤、浓缩、结晶得到偶氮黄染料。
2.酸性红酸性红是一种红色合成染料，其配方为：-2-硝基氨基苯25克-氯硫酸50克将2-硝基氨基苯和氯硫酸混合，加入足够的水，并搅拌均匀。
然后用二氧化硫气体进行还原反应，最后通过结晶或浓缩得到酸性红染料。
三、直接染料的配方1.亚麻蓝亚麻蓝是一种蓝色直接染料，其配方为：-亚麻蓝素50克-碳酸钠50克-氨5克-水1升将亚麻蓝素和碳酸钠溶解于水中，加入适量的氨调整pH值。
然后用过滤滤去杂质，并将其浓缩至一定浓度，即可得到亚麻蓝染料。
2.尼尔黄尼尔黄是一种黄色直接染料-尼尔黄50克-碳酸钠50克-氨5克-水1升将尼尔黄和碳酸钠溶解于水中，加入适量的氨调整pH值。
然后用过滤滤去杂质，并将其浓缩至一定浓度，即可得到尼尔黄染料。
以上是几种常用染色剂的配方，染色剂的配方根据具体染色剂的特性和用途可能会有所不同。
在使用染色剂的过程中，需要注意采取适当的防护措施，避免对人体和环境造成伤害。
精细化学之染料
七、染料的分类
染料的分类方法有三种：按照 来源分类、按照结构分类和按 照应用分类。 1、按来源分类
天然染料
合成染料
2、按结构分类 ➢依据 染料的共轭发色体系；染料的合成方法 ➢按结构分类的优点 体现颜色与结构之间的关系； 有利于染料合成方法的研究； 有利于了解染料的结构与化学性能之间的关系。 ➢按结构分类的缺点 染料品种很多，有些染料难于分在某一个结构类 型中；
没有涉及染料的应用性能，不利于与应用人员对 染料的选择。
分类表格
3、染料的应用分类
➢ 依据 染料的染色对象、染色方法和染色性能。 ➢ 应用分类的优点 有利于染料的选择使用； 有利于染色工艺条件的选择； 有利于判断染料与纤维之间的结合牢度。 ➢ 应用分类的缺点 不能反映出染料的发色体系； 难于从应用分类出发选择合成的方法。
第七章——染料化学品
大染坊
第一节：概述
一、染料的概念 ：能以分子状态或分散状态使纤维或
其他物质获得鲜明和牢固色泽的有色物质。
二、染料的应用 染料主要应用于各种纤维的染色，同时也广泛应用于
塑料、橡胶、油墨、皮革、食品、造纸等方面。
具 体
1、染色：染料由外部进入到被染物体的内部，而使物体获得 颜色。如各种纤维、织物、皮革等的染色。
A r N H 2 2 H X N a N O 2 A r N 2 + X -N a X 2 H 2 O HX＝HCl、HBr、浓H2SO4、稀H2SO4 、HNO3等
R N H 2 H C lN a N O 2 R O H N 2N a C l
第二节：重氮化及偶合反应
偶氮染料是分子中含有偶氮 基（—N=N—）发色基团的染 料，是染料中品种最多的一类 染料，包括单偶氮、双偶氮、 多偶氮。一般酸性、冰染、直 接、分散、活性、 阳离子等染料的大部分属于偶氮 染料。而在偶氮染料生产中， 重氮化和偶合反应则是两个基 本反应。
染料化学知识点总结人教版
染料化学知识点总结人教版一、染料的定义及分类染料是一种具有色彩并能着色其他物质的化学物质。
它是一种化合物，通常是有机物质，并且具有一定的溶解性和亲和力。
根据其颜色、化学结构和应用领域的不同，染料可以分为许多种类：1. 酚类染料：这类染料通常是由芳香族化合物经过酚醛缩合反应制得。
酚类染料具有良好的耐光性和耐洗性，常用于棉、麻、丝绸、纤维素等植物纤维的染色。
2. 偶氮类染料：偶氮类染料是目前使用最广泛的一类染料，其分子中含有两个氮原子，具有良好的色牢度和着色力。
这类染料通常用于染色锦纶、丙纶、聚酯等合成纤维。
3. 酮醇类染料：这类染料通常是由芳香族化合物中酮醇基团自发形成配合物而得，具有优异的耐洗性和耐光性，常用于合成纤维和皮革的染色。
4. 分散染料：分散染料具有良好的分散性，能够在合成纤维表面均匀分散并着色，常用于染色涤纶和醋酸纤维等合成纤维。
5. 酸性染料：酸性染料呈带负电荷，易溶于水，通常用于染色动物纤维如蛋白纤维或含有羧基的纤维。
6. 碱性染料：碱性染料呈带阳电荷，通常由芳香族胺类化合物经过偶联反应得到，常用于染色酚醛纤维和丙烯纤维等合成纤维。
二、染料的合成原理染料的合成通常包括以下几个步骤：原料选择、合成反应、精制和染料性能测试。
原料选择的关键在于选取适合染料颜色和性能的化学物质作为起始原料，如偶氮化合物用于合成偶氮类染料，酚醛化合物用于合成酚类染料等。
合成反应中，通常采用偶联反应、酰化反应、缩合反应等有机合成反应来将起始原料转化为染料分子。
精制过程中，通常需要对合成产物进行结构表征、溶解性、分子量等性能测试，以保证染料的质量和稳定性。
合成染料的关键在于精制过程，需要充分控制化学合成反应的条件和材料的性质，以保证合成染料的颜色和性能的稳定性。
三、染料的应用染料是纺织、皮革、塑料等行业中的重要化学品，被广泛用于这些行业的染色工艺中。
染料的应用通常包括以下几个方面：1. 纤维染色：染料被广泛用于棉、麻、羊毛、丝绸等纤维的染色，可使纤维具有丰富多彩的颜色，满足各种时尚需求。
精细化学品课件染料和颜料(化工精细方向)PPT课件
• 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
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。
化学染料助剂
化学染料助剂
9. 漂白剂：用于漂白纤维，去除原有的颜色，为后续染色作准备。
这些化学染料助剂在染料工业中起着重要的作用，可以调节染色过程中的各种参数，提高染 色效果、提供特殊的功能性和满足特定的应用需求。不同的染料和纤维材料可能需要不同的助 剂组合和使用条件。
3. 催化剂：用于加速染料与纤维之间的反应速率，提高染色效率和均匀性。
化学染料助剂
4. pH调节剂：用于调节染液的酸碱度，使染料能够在适当的pH范围内发挥最佳染色效果。 5. 退染剂：用于去除不需要的染色剂，修复染色失误或进行染色后的清洗。 6. 稳定剂：用于防止染料在染色过程中的分解、变质或失活，提高染料的稳定性和耐久性。 7. 流变剂：用于调节染液的流动性和粘度，使染料能够均匀地渗透到纤维中。 8. 紫外吸收剂：用于提高染料对紫外光的吸收能力，增强纤维的紫外防护性能。
化学染料助剂
化学染料助剂是在染料工业中用于改是一些常见的化学染料助剂：
1. 分散剂：用于将染料颗粒分散在染液中，防止染料聚集和沉淀。分散剂可以提高染料的 溶解度和均匀染色效果。
2. 硫化剂：用于染色过程中的还原反应，将染料还原成可溶性的还原染料，使其能够与纤 维反应并形成稳定的染色结合。
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第七章 染料化学品
2
第七章 染料化学品
第一节 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。
3
中国古代色彩技术
4
中国传统染料植物种类繁多
栀子
茜草
蓝草
红花
紫草
柞树
5
青出于蓝胜于蓝
10
11
蜡 染
12
染料应用的三个方面：
1.染色
2.着色
3.涂色
• 4.应用
13
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。
1.吸附 染色过程
2.扩散 3.固着
14
着色：在物体形 成最后固体之前， 将染料分散于组 成物中，成型后 即得有颜色的固 体。 涂色：
HN
苯基重氮氨基苯
N N
NH2
40
对氨基偶氮苯
第三节 酸性染料
1. 概念：一类在酸性染浴中进行染色的染料。 2.分类：强酸性染料、弱酸性染料、酸性媒介 染料、酸性络合染料等。 3.应用：用于羊毛、蚕丝、棉纶等染色， 也可用于皮革、纸张、墨水等方面
102 nm 104 nm
紫 外 光 红 外 光
0.1 cm 10cm
微 波
103 cm
105 cm
无 线 电 波
可 见
光
31
32
1 有色溶液对光的选择性吸收
人眼能感觉到的光称为可见光，其波长范围 380~760nm。当一束白光通过溶液时，溶液选择吸收 了白光中的某种色光，则溶液呈现透射光的颜色。 例如：硫酸铜溶液因吸收了白光中的黄光而呈现蓝色
CH3 C C N CH3 CH3 H C H C C C N CH3
阳离子橙R
24
•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
25
•杂环化合物
结构特征: 含有不同杂环的有机化合物.
26
• 三、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，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。 27
21
• 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 O S NH3
H3 C
N
N
CH3
硫化蓝BN
22
•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+ CH3 NHCH3
金胺G
23
• 菁系染料(次甲基染料)
结构特征：含有一个或多个—CH=
NH2
+ HO N O
+ HCl
< 5 C。
N N Cl
+ 2 H2O
+ N N Cl
39
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
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
6
无机颜料
雄黄
朱砂
石青 石绿
赤铁矿
7
中国五色图
黄
黑 白
青
赤
黑色
8
五色与五行、五方的关系图
北 黑
金 西 黄 中 土 赤 火 南 水 青 东 木
白
9
传统染色 技术和色 彩文化的 主体在先 秦时期就 已经形成
15
二、 染料的分类
(1).按染料的应用分类
•酸性染料 •中性染料 •直接染料 •还原染料 •分散染料 •硫化染料
•冰染染料
•阳离子染料等
16
(2).按染料的结构分类
•偶氮染料
•芳甲烷类染料
•菁系染料 •酞菁染料 •杂环类染料
•蒽醌染料
•硝基和亚硝基染料 •靛族染料 •硫化染料
17
•偶氮染料 结构特征：含有 —N=N— 基团
可溶于水或有机溶 溶 解 性 剂或通过某种途径 不溶性 变为可溶 与纤维不能结合，借助粘 结 合 力 与纤维有结合力 合剂粘着于纤维表面
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
30
染色机理
10-2 nm 10 nm
射 线 x 射 线
分散藏青H-GL H：耐热；G：带绿光；L耐光牢度好。 活性艳红X-3B X：冷染型；B带蓝光；3：蓝光较强。
28
染料和颜料的区别
染料能够渗透到物体内部进行着色， 如纤维内部； 颜料只能作用于物体表面，如布料的 表面。
29
染料与颜料的对比
特 点 染 料 颜 料 相 同 点 强烈的发色能力，良好的化学稳定性
NaO3S
ห้องสมุดไป่ตู้
N N
OH
酸性橙
18
•蒽醌染料
结构特征：含有 O
O
O
基团或多环酮 。
OH OH
O
茜素
19
•硝基和亚硝基染料
结构特征：含有硝基或亚硝基
ONa NO2 NaO3S NO2
黄色酸性染料
20
•靛族染料
O
结构特征：含有 ( C C C C ) 共轭基团
O
O C N H C C H N C O
靛蓝
n=4 n=3 n=2 n=1
37
（2）物质的颜色与光吸收的关系
物质之所以有颜色，是它对不同波长的可见光 具有选择性吸收的结果。物质呈现出的颜色恰恰 是它所吸收光的互补色，而且溶液颜色的深浅， 决定于溶液吸收光的量的多少，即取决于吸光物 质浓度的高低。
38
第二节 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。
650~760
34
光的互补色示意图
35
物质对光的吸收
物质的颜色与光的关系
光谱示意
复合光
表观现象示意
完全吸收
完全透过
吸收黄色光
36
物质的颜色和对光的选择性吸收
（ 1）物质对光产生选择性吸收的原因： 由于不同物质的分子其组成和结构不同，它
们所具有的特征能级也不同，故能级差不同，
而各物质只能吸收与它们分子内部能级差相当 的光辐射，所以不同物质对不同波长光的吸收 具有选择性。
因此，溶液的颜色是由透射光的波长决定的。
33
物质的颜色与吸收光波长的关系
物质 颜色
黄绿
吸收光 Λ/nm 颜色
紫
物质 颜色
吸收光 Λ/nm 颜色
黄绿 560~580
400~450 紫
黄 橙
红 紫红
蓝 青蓝
青 绿
450~480 蓝 480~490 青蓝
490~500 青 500~560
黄 橙
红
580~600 600~650