《分散染料》PPT課件.ppt

第十一章 分散染料 1 概述 1. 特點 染料分子結(jié)構(gòu)簡單。 不含水溶性基團，含有極性基團（ NH2、 OH、 NO2、 CN等），染料微溶于水；染料的溶解度隨染液溫度的提高 而提高。 染色時染液中染料以分散狀態(tài)存在；染料以單分子狀態(tài)上染 纖維。 染色方法有高溫高壓染色法、熱熔染色法、載體染色法。 主要用于滌綸纖維染色，染色牢度好，但部分染料的 耐升華 牢度 差。也可用于醋酯纖維、錦綸、腈綸纖維染色。 2. 染料分類 （ 1）按應(yīng)用分類 低溫型（ E型）：染料分子結(jié)構(gòu)小，移染性、 擴散性、勻染性好，耐升華牢度差，適用于 浸染法染色，染色溫度 120 130 。 高溫型（ S型或 H型）：染料分子結(jié)構(gòu)較大， 移染性、擴散性、勻染性差，耐升華牢度好， 適用于熱熔法染色，染色溫度 200 220 。 中溫型（ SE型）：結(jié)構(gòu)和性能介于 S、 SE型 染料之間。 分散黃 RGFL （ E型） 分散紅玉 SE 2R （ SE型） 分散紅玉 2GFL （ S型） N NN N O H N NO 2 N C l N H C O C H 3 N ( C 2 H 4 O C O C H 3 ) 2 N NO 2 N C l N C 2 H 5 C 2 H 4 C N （ 2）按結(jié)構(gòu)分類 偶氮型：其中單偶氮類約占分散染料的 50 以上，雙偶氮類約占 10。 蒽醌型：約占分散染料的 25左右。 其他（如苯乙烯類、雜環(huán)染料等） 3. 常見的國外分散染料品種 英國 ICI公司： Dispersol 瑞士 Sandoz公司： Foron 德國 Hoechst公司： Samaron 日本 住友公司： Sumikaron 三菱公司： Dianix 2 偶氮型分散染料 偶氮型分散染料一般為單偶氮染料，部分為 雙偶氮染料。主要為黃、橙、紅、棕、藍 等色，色譜全，成本較低。 1. 苯 N N苯 大部分偶氮型分散染料屬于此類。 R1： NO2； R2、 R3： H或吸電子基（ Cl、 Br、 CN、 NO2、 COOCH3等）； R4、 R5： CH3、 OCH3、 NHCOCH3等； R6、 R7： C2H5、 C2H4OH、 C2H2CN、 C2H4OCOCH3、 C2H4OC2H5等。 N N NR 1 R 2 R 3 R 4 R 5 R 6 R 7 分散藍 H 2GL N N NO 2 N B r N O 2 O C 2 H 5 N H C O C H 3 C 2 H 5 O C O C H 3 C 2 H 5 O C O C H 3 2.苯 N N萘 品種較少，主要為深藍色。 常用萘系重氮組分： X： H、 NO2、 Br、 CN等 O 2 N X N H 2 3.苯 N N雜環(huán) 雜環(huán)染料的吸收強度大，可制備高強度染料， 具有深色效應(yīng)。雜環(huán)偶氮染料的 max60000， 一般偶氮偶氮染料的 max 10000 15000。 雜環(huán)部分可以是重氮組分或偶合組分。 C.I.分散藍 295 O 2 N N S N N C H 3 N C 2 H 5 O C O C H 3 C 2 H 5 O C O C H 3 分散黃 5G N O 2 N N N O H O C H 3 常見雜環(huán)重氮組分 噻吩衍生物：如 噻唑衍生物：如 苯并噻唑衍生物：如 O 2 N N O 2 O N H 2 O 2 N N S N H 2 O 2 N N H 2 S N 常見雜環(huán)偶合組分 羥基喹啉衍生物：如 吡唑啉酮衍生物：如 吡啶酮衍生物：如 N O H O C H 3 C H 3 N N H O O C H 3 H O N C N 3 蒽醌型分散染料 色譜全，主要有紅、紫、藍色，顏色鮮艷， 性質(zhì)穩(wěn)定（化學穩(wěn)定性、光化學穩(wěn)定性、 熱穩(wěn)定性好） ，即耐曬、耐熱、耐還原性 能好； 成本比偶氮染料高； 著色力不及偶氮染料。 偶氮染料 max 10000 15000 蒽醌型染料 max 3000 4000 1. 1,4-二氨基蒽醌及其衍生物 一般為紫色，個別為藍色，染料耐光牢度較低。 分散紫 E BL 分散藍 2G O O N H 2 N H 2 B r O O N H C H 3 N H R： CH3 分散翠藍 HBF C3H6OCH3 分散翠藍 S GL C4H9 分散翠藍 BGF O O N H 2 N H 2 C N C R O O 2. 1-氨基 -4-羥基蒽醌及其衍生物 一般為紅紫色，少數(shù)為藍色，色澤鮮艷。 R： H 分散紅 2B Br 分散紅 T3B 分散紅 3B 分散艷紅 SE BL O HO O N H 2 R O B rO 3. 1,5-二羥基 -4,8-二氨基蒽醌及其衍生物 主要為藍色，色澤鮮艷，耐光牢度中等。 分散藍 2BLN 分散藍 E BR O HO O N H 2 B r O H N H 2 O HO O N H C H 3O H H 3 C H N 4 其他類型分散染料 1. 硝基二苯胺類 主要為黃色，日曬牢度優(yōu)良，但消光系數(shù)小。 R1 R2 C.I.分散黃 33 H H C.I.分散黃 42 H R 1 R 2 N O 2 N H S O 2 N 2. 苯并咪唑類 主要為鮮艷的黃、橙色，但耐升華牢度差。 分散熒光黃 O C N C N O C H 3 3. 苯乙烯類 主要為綠光黃色品種，耐光性能優(yōu)良，但升 華牢度較差，在高溫下不穩(wěn)定，遇堿易水 解。 分散艷黃 6GFL N C H C C 2 H 5 N H C O O C H 2 C N C N 4. 喹啉酮類 分散艷黃 3GL N O O H C H C C O 5 分散染料結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系 一、染料結(jié)構(gòu)與溶解度 分散染料分子結(jié)構(gòu)中非離子極性基團（如 OH、 NH2、 NHR、 CN、 COCNHR等）多、染料分子量小，染料的 溶解度大。 O 2 N N ( C 2 H 5 ) 2N N O 2 N N ( C 2 H 4 O H ) 2N N O 2 N N ( C 2 H 4 O H ) 2 O C H 3 N N 染料 溶解度（ mg/L） 25 80 0.1 1.2 0.4 18.0 7.1 240.2 染料 溶解度（ mg/L） 25 80 0.2 0.2 0.2 7.5 0.9 6.0 O O N H 2 N H 2 N H 2 N H 2 O O O H N H 2 O O N H 2 N H 染料的溶解度隨染液溫度的提高而增加。 通常染料的溶解度大，溫度對溶解度的影 響越顯著。 商品分散染料中含有大量分散劑。在染液 中分散劑濃度超過 CMC后，對分散染料具 有增溶作用。 二、分散染料結(jié)構(gòu)與顏色的關(guān)系 1. 偶氮型分散染料 重氮組分上含有吸電子取代基時，染料顏色 加深。深色效應(yīng)與取代基的吸電子性、數(shù)目、 位置有關(guān)。 在無空間位阻效應(yīng)時，重氮組分上取代基的吸 電子性越強、吸電子基數(shù)目越多，深色效應(yīng) 越強。吸電子取代基在 N N的對位時， 深色效應(yīng)明顯。 偶合組分中引入給電子基，產(chǎn)生深色效應(yīng)。 給電子性越強、給電子基數(shù)目越多，深色效 應(yīng)越強。 N N NR 1 R 2 R 3 R 4 R 5 R 6 R 7 R1 H Cl CN NO2 NO2 NO2 NO2 NO2 NO2 R2 H H H H Cl NO2 CN NO2 NO2 R3 H H H H H H H Cl CN 深色效應(yīng)增強 R4 H OCH3 H OCH3 R5 H H NHCOCH3 NHCOCH3 深色效應(yīng)增強 偶合組分上氨基中 N原子的給電子性強，深色 效應(yīng)大。 N原子上取代基 R6、 R7的給電子 性增加，深色效應(yīng)增大。 R6 C2H4CN C2H4CN C2H4Cl C2H4OH R7 C2H4CN C2H5 C2H5 C2H5 深色效應(yīng)增強 對于雜環(huán)偶氮分散染料，在偶合組分相同 時，雜環(huán)重氮組分的吸電子性強，深色效 應(yīng)大。如 N(CH3)2 NHCH3 NH2 NHCOCH3 OH H N H 作業(yè)：判斷染料顏色深淺，說明理由。 O O N H 2 N H O O N H N H O O N H 2 N H 2 O O N H 2 N H C H 3 O O N H 2 N H 2 O O 三、分散染料結(jié)構(gòu)與耐升華牢度的關(guān)系 耐升華牢度是指分散染料染色織物在高溫 作用下，染料發(fā)生升華而使織物褪色的程 度。 耐升華牢度是分散染料的重要性能指 標。 分散染料的耐升華牢度與染料的分子結(jié)構(gòu) 有關(guān)。染料分子間結(jié)合力越大，染料不易 升華，耐升華牢度好。 提高分散染料耐升華牢度的方法 （ 1）對于偶氮型分散染料可通過 提高染料的 分子量 或 引入極性基團 的方法。 耐升華牢度： R： NH2 N(C2H5)2 N(C2H4OCOCH3)2 R： N(C2H5)2 O 2 N N N R N C 2 H 5 C 2 H 4 C N N C 2 H 5 C 2 H 4 O H N C 2 H 4 O H C 2 H 4 O H N C 2 H 4 C N C 2 H 4 O H N C 2 H 4 C N C 2 H 4 C N 耐升華牢度： R： H CH3 Cl OCH3 C2H4OH N H 2N NO 2 N N NO 2 N N ( C H 3 ) 2 R N NO 2 N N C 2 H 5 在 偶合組分 中引入吸電子取代基也可提高耐 曬牢度，但會使染料偶合困難，顏色變淺。 一般采用在重氮組分中引入吸電子取代基。 目的：提高耐曬牢度、深色效應(yīng)、容易進行 偶合反應(yīng)。 2. 蒽醌型分散染料 蒽醌分散染料的光褪色機理復雜。一般來說， 蒽醌核上氨基堿性越強，染料耐曬牢度越 差。 O O R 1 R 2 R1 R2 耐曬牢度 OH OH 8 NHCH3 NHCH3 3 NH2 NH2 5 8 N H N H 耐光牢度 4 5 6 N HO O C l C l N HO O 在蒽醌型分散染料的 位上引入吸電子基，可 提高染料的耐曬牢度。 蒽醌 位上具有氨基和羥基的染料耐曬牢度較 好（原因：可形成分子內(nèi)氫鍵）。 O O O N H H H 五、分散染料結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性的關(guān)系 1.水解 偶氮型分散染料中常含有酯基（ OCOCR） 、酰 胺基（ NHCOCR）、氰基（ CN）等基團，在 高溫高壓染色時，容易分散水解。 染料發(fā)生水解后， 染料色光發(fā)生變化 ；染料的極性 增加， 上染率降低，得色淺 。 D C N O H - H 2 O D C O O H N H 3 H 2 O .+ D O H - H 2 O D +C 2 H 4 O C O R C 2 H 4 O H R C O O H D O H - H 2 O D + R C O O HN H C O R N H 2 分散染料分子中 水解性基團越多 ，越易發(fā)生水解， 染料的 耐堿性越差 。如 分散艷黃 SE 6GFL 分散紫 M 4RL N C 2 H 5C N C N C C H C 2 H 4 O C O N H C H 3 C N N NO 2 N N C 2 H 4 O C H 3 C 2 H 4 O C H 3 N H C O C H 3 分散大紅 S BWFL Dispersol Red C 3B N NO 2 N C N N C 2 H 4 O C O C H 3 C 2 H 4 O C O C H 3 N NO 2 N N C 2 H 4 O C O C H 3 C 2 H 4 O C O C H 3 C 2 H 4 O C O C H 3 染浴的酸性較強或偏堿性時，染料水解加 劇。一般在弱酸性條件（ pH=4.55.5）下 染色。 耐堿性差的分散染料不適于分散染料和活 性染料的同浴染色。在分散染料和活性染 料 同浴染色 或 同漿印花 時，應(yīng)選擇耐堿穩(wěn) 定性好的分散染料。 2. 還原 偶氮型分散染料耐還原性較差。在還原條件下， N N會被還原，使染料脫色。 在熱溶染色時，為避免高溫條件下染料被還 原性氣體還原，常在染液中加入少量弱氧化 劑，如防染鹽 S。 利用偶氮染料的還原脫色性質(zhì)，可進行拔白 印花。 蒽醌型分散染料的耐還原性一般較好。 +N H 2N NR 1 R 2 H R 1 R 2H 2 N 6 分散染料的發(fā)展 一、混合染料（多組分分散染料） 混合染料是將分子結(jié)構(gòu)非常相似，僅個別取 代基不同的染料混合后的商品染料。 分散染料對滌綸纖維的上染具有一定的加和 性。 目的 ：提高染料的上熱率；獲得豐滿的色澤。 Dianix 藍 NBKG： C 2 H 5 C N N NO 2 N N N H C O C H 3 I O C H 3 C 2 H 5 C 2 H 5 C N N NO 2 N N N H C O C H 3 I C 2 H 5 C N N NO 2 N N C 2 H 4 O C H 3 N H C O C H 3 I C 2 H 4 O C H 3（少量） 二、轉(zhuǎn)移印花用分散染料 具有適當?shù)纳A性能和擴散性能。染料分子 量一般小于 350，所含極性基團少。 耐曬牢度好。 Dispersol 藍 G O O N H C H 3 N H C H 3 三、液體分散染料 無粉塵問題 染料商品化加工不需干燥，產(chǎn)品均勻性好 分散劑用量少 商品染料中純?nèi)玖虾考s 25 40，染 料分子中含有親水性基團（如酯基、羥 基）。 四、易洗滌的分散染料 為使沾污在纖維表面的分散染料的容易去除， 在染料分子中引入羧酸酯基。在熱的稀堿 （ NaOH）溶液中，染料水解形成含有水溶 性基團（羧基）的產(chǎn)物，使沾色容易去除。 如 N NO 2 N N H C O C H 3 N ( C 2 H 4 C O O C H 3 ) 2 五、快速染色用分散染料 一般是混合染料，以提高上染率。 染料粒度小，一般在 0.20.7mm 分散劑采用大分子分散劑 如： Foron RD型分散染料 Kayalon Polyester 分散染料 六、超細滌綸纖維用分散染料 采用高強度、染色牢度優(yōu)良的分散染料， 一般是拼混染料。 雜環(huán)分散染料消光系數(shù)大，常用于超細纖 維染色，如萘四甲酰亞胺類、喹啉酮類、 吡唑酮和吡啶酮類等。 七、堿性浴染色的分散染料 一般是從現(xiàn)有分散染料中篩選出的具有良 好耐堿性、耐曬牢度、發(fā)色強度的分散染 料。 用于超細滌綸纖維染色。