染料化学 2009版 第06讲 第05章 直接染料

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《染料化学》2009 原始教程 第6讲 第5章 直接染料

第5章 直接染料（C.I. Direct Dyes）

§5.1 直接染料的出现及其发展

1、直接染料出现前

那时，人们用天染色素来染色。因为色素与纤维间没有亲和力，需要先将纤维用媒染剂（金属盐）处理后再与色素作用而上染，染色过程较为复杂。

2、直接染料的出现

1884年德国人Böttiger—→Congo Red—→

Direct Dyes.

3N3H2N

联苯胺

2

3Congo Red，C.I. Direct Red 28，直接大红4B

1-萘胺-4-磺酸

染浴+媒染剂

天然色素——————→上染纤维————较复杂；

染浴

直接染料——————→上染纤维————较简便。

3、合成纤维出现后

——出现了混纺纤维织物：涤∕棉（“的确良”）、涤∕毛（“中长”）等等。

直接交链染料——F型

普通直接染料

高端品种。

直接混纺染料——D型

4、直接染料依赖亲和力而上染

亲和力——俗称直接性，为染料向纤维迁移能力的总称，依染色理论化学，指染料对纤维的“吸附→扩散→渗透→结合”能力的总和。常以-Δμ°表示，也称为“吸附热、吸附焓”。

关于-Δμ°，将在直接染料的染色性能中讨论。然而，纤维和染料之间为什么有亲和力呢？大多数学者认为，基于以下两种弱键力[2]P236：

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（1）结构的相似性增加了“范氏力”，因为两者均为线形分子和平面构象； （2）基团的相互作用产生了“氢键力”，两者的氨基和羟基之间可形成氢键；

此外，还有“偶极力”和“色散力”之说，都是基于染料结构而言的。 这里进一步以Congo Red上染Cellulose为模型来说明之。

冈果红上染纤维素纤维的图示[2]P263：

2OH2OHOOOCelluloseCongo Red

3Na

3Na

这些理论和模型，为后来染色理论化学的发展奠定了基础。

5、直接染料的用途

用于天然纤维（棉、麻、丝、毛）染色，较少用于印花。因棉、麻有后来的还原、冰染、活性等牢度更佳的染料出现，现已较少使用。目前主要用于丝绸染色以及纸张、皮革的染色等方面。

§5.2 直接染料的品种和结构

一、化学结构归类（8类，结合[1]中范例）

1、联苯胺隔离型：[1]P95之4例

通式：ArSNN

S

'

联苯胺：H2N2

2、二苯乙烯胺隔离型：[1]P96之1例

通式：ArNHHCC

NN

'

二苯乙烯胺：

DSD 酸：H2N

HHCC

S

2

3、二芳胺基脲隔离型：[1]P97之2例

通式：ArSHHNS

'

二芳胺基脲：H2N

HHNH2

4、三聚氰胺隔离型：[1]P98之2例

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H2N

2

NH2

通式：ArSNHHN

S

'

三聚氰胺：

5、偶氮伯氨基型：[1]P101之3例

通式：ArSN

'S

2

末端氨基结构：

Dye2

6、络合母体结构：[1]P99-100之9例

分子片段：

COOH

1X1---- -OH; X2---- -OH, -COOH, -OCH2COOH, -OC2H5

X2

7、酞菁母体结构：[1]P99之1例

通式：

N

SO3Na

n

NaO33Na

n=2~4

8、杂环结构：[1]P98之1例

含杂环结构的直接染料属于个别品种，但性能较为特殊。如二噁嗪类，主要为蓝色或紫色，具有较好的日晒牢度和抗还原性，但湿摩擦牢度欠佳。

2H5NaO3S

NNSO3Na

2H5

直接耐晒蓝 FFRL（C.I. Direct Blue 108）

二、应用品种（4种，结合实际应用）

1、普通直接染料

以联苯胺或二苯乙烯胺（2种）合成的品种，日晒牢度较差，织物染色几近淘汰。 2、直接耐晒染料

含二芳胺基脲或三聚氰胺或金属络合结构（3种）的，日晒牢度在4级以上者。 3、直接铜盐染料

为络合母体结构（含多个-OH基），染后需经铜盐处理可提高日晒和水洗牢度者。 4、直接重氮染料

线形分子末端含有伯氨基，染后经重氮化和偶合处理以提高牢度和加深颜色者。

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三、直接染料的特征和判别

1、分子较大，均为线形分子和平面构象，对纤维形成亲和力；

2、均含有两个或多个水溶性基团，如-SO3Na、-COONa等，水溶性良好； 3、绝大多数含两个或多个偶氮基-N=N-，构成几个发色团；

4、少数末端含伯氨基，一些含络合结构和杂环结构，具有独特性能。

§5.3 直接染料的染色性能

一、上染纤维素纤维

中性电解质促染——盐效应。在染浴中，纤维和染料都显负电性，亲和力

与电性斥力同时作用于上染过程。对于直接染料，要使上染得到加强，必须加入中性电解质（如食盐NaCl、元明粉Na2SO4等），以提高染料向纤维迁移的能力。这种中性电解质的促染作用谓之“盐效应”。它可由Donnan模型推导出亲和力的一般表达式予以解释[2]P259。

[Na+]f[Dz-]f

-Δμ°= — R T ln [Na+]sz [Dz-]s

Vz+1

式中：-Δμ°代表以吸附焓表示的亲和力；V代表每kg纤维的体积 …… 此处隐藏：6014字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……