染料与颜料概述课件

1、1染料与颜料2 中国古代色彩技术3中国传统染料植物种类繁多 栀子 茜草蓝草红花紫草柞树4青出于蓝胜于蓝 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 5无机颜料无机颜料中最早使用的是赭石，之后如尚书中所载“黑土、白土、赤土、青土、黄土”逐渐开始使用，赤土如朱砂，黄土如石黄（分雄黄、雌黄），青土如石青、石绿（即孔雀石），白土如垩土、铅粉、白云母等，黑土主要是墨及黑色矿石。 6各种矿物颜料朱砂雄黄赤铁矿石绿石青7传统染色技术和色彩文化的主体在先秦时期就已经形成8蜡 染 9蜡染 蜡染实际上应该叫“蜡防染色”，它是用蜡把花纹点绘在麻、丝、棉、毛等天然纤维织物上，然

2、后放入适宜在低温条件下染色的靛蓝染料缸中浸染，有蜡的地方染不上颜色，除去蜡即现出因蜡保护而产生的美丽的白花。如果仅仅是蓝地白花也不算稀罕，那和蓝印花布没什么两样。蜡染的灵魂是“冰纹”，这是一种因蜡块折叠迸裂而导致染料不均匀渗透所造成的染纹，是一种带有抽象色彩的图案纹理。 10一.染料的相关知识染料的概念：能使其他物质获得鲜明而牢固色泽的一类物质。有颜色且可以在纤维上染色。11.1 概述 染料的应用主要有三个途径：第一是染色，即染料由外部进入到被染物的内部，从而使被染物获得颜色；第二是着色，即在物体形成最后固体形态以前，将染料分散于组成物中，成型后得到有颜色的物体；第三是涂色，即借助于涂料作用，

3、使染料附着于物体表面，使物体表面着色。111. 染料的分类染料的分类二.染料的分类与命名酸性染料中性染料直接染料还原染料分散染料活性染料冰染染料硫化染料阳离子染料等(1). 根据染料的应用性能分类12染料的分类(2). 按染料的结构分类偶氮染料蒽醌染料硝基和亚硝基染料靛族染料硫化染料芳甲烷类染料菁系染料酞菁染料杂环类染料13说明：冠称表示染料的应用类别和性质，又称属名；色称表示染料的基本颜色；词尾也称尾注，用于补充说明染料的性能或色光和用途，常用字母表示。例：酸性媒染蓝黑B 冠称 + 色称 + 词尾2. 染料的命名:14色称采用30个色泽名称：嫩黄、黄、深黄、橙、大红、红、桃红、攻瑰、品红、红

4、紫、枣红、紫、翠蓝、湖蓝、艳蓝、深蓝、艳绿、绿、深绿、黄棕、红棕、棕、深棕、橄榄、橄榄绿、草绿、灰、黑。色泽(光)的形容词，采用“嫩”，“艳”、“深”三个词，词尾采用B、G、R 等字母标志色译。B为蓝，G为黄，R为红。词尾中表示色光及性能的字母如下：C耐氯,棉用，I还原染料坚牢度，K冷染，L耐光牢度较好，M混合，N新型，P适用于印花，T深等，X高浓度153. 商品化染料合成的染料原药经过混合、研磨，加入一定量的填充剂和助剂加工成商品染料，这一标准化过程称染料商品化。常在染料中加入一定的助剂，如黧稀释剂、润湿剂、扩散剂、稳定剂、助溶剂、软水剂等。4. 染料索引（CI）染料索引(Colour In

5、dex，CI)是英国染色协会(SDC)和美国纺织化学协会(AATCC)汇编了国际染料、颜料品种合编出版的索引。借助CI，可方便地查阅染料的结构、色泽、性能、来源和染色牢度等参考内容。16染色牢度指染色后的物品在使用和后加工过程中，经受外界各种因素的作用，保持染料原来色泽的能力。 染色牢度分使用过程中和后加工过程中的染色牢度两大类。使用过程中的染色牢度又分：耐洗牢度汗渍牢度摩擦牢度耐光牢度烟褪色牢度11.2 染料染色牢度及耐久性 17颜色的概念： 人们对物体物理性质的一种感觉，这种感觉的产生是由于物体选择反射可见光，被反射的各单色光以不同比例和不同强度射入眼，刺激了感色细胞，其分光刺激强度以脉冲

6、信号传送给大脑所产生的一种综合反映。颜色视觉有三个基本特征：色调（色相）、纯度（饱和度）、亮度（明度）。11.3 颜色与染料染色 18色调指能够较确切地表示各种颜色区别的名称，是色与色之间的区别。以光谱色或光的波长表示。亮度指人眼睛对物体颜色明亮程度的感觉，也即对物体反射光强度的感觉。可以用物体表面对光的反射率来表示。纯度指颜色的纯洁性，它信赖于物体表面对光的反射选择性程度。可用颜色中彩色成分和消色成分的比例来表示。192. 光谱色的范围及其补色780nm203.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。 纤维织物的染色过程，基本上要经过表面吸附

7、、内部扩散、染料固着三个阶段。4. 对纺织纤维织物了解 2111.4 常用染料简介1. 偶氮染料（azo dyes）结构特征：含有 N=N 基团22一.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，芳伯胺常称重氮组分，亚硝酸为重氮化剂。23二. 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。酚类、芳胺称为偶合组分。242. 蒽醌染料(anthraquinone)结构特征：含有 基团或多环酮 。 253. 三芳甲烷染料（triarylmethane dyes） 结构特征：三个芳基连在同一个C上。孔雀绿264. 酞菁染料（phthalo cyanide）

8、结构特征：酞菁金属络合物 27菁系染料(cyanine dyes) 结构特征：含甲川基（CH=）和氮杂环对称菁不对称菁阳离子橙R2811.5 染料的结构与发色染料的发色机理染料发色理论早期：不饱和键理论、发色团和助色团理论、醌型结构理论现代：价键理论、分子轨道理论有机化学电子理论认为，原子间键的性质、电子流动性和激化能的关系、分子结构与颜色的关系存在某些规律。29颜色的发生是物质分子中的电子发生 -* 和n- * 跃迁吸收可见光的结果. 跃迁类型有：-* ，-* ，n- * ,n- * .30有机染料一般包括发色团和助色团两种基团1）共轭体系与发色 分子共轭体系越大、-* 跃迁所需能量越小，m

9、ax发生红移而颜色发生蓝移（深色效应）。2）取代基对发色的影响取代基的诱导、共轭作用：供电子基团发生p- 共轭，共轭体系增大，颜色发生蓝移；吸电子基团对共轭体系的诱导作用，也可降低激发能使颜色加深。取代基的位阻效应：与共轭体系的原子或基团处在同一平面，发生深色效应；反之，发生浅色效应。2. 染料的结构与发色31影 响 结 果3）金属原子与染料的发色 金属原子的引入可使染料分子的共平面性增加，一般发生深色效应。323311.6 活性染料(reactive dyes)1. 概念：又称反应性染料，分子中含有能与纤维素中的羟基和蛋白质纤维中的氨基发生反应的活性基团，染色时与纤维生成共价键，生成“染料-

10、纤维”化合物。34活性染料2. 结构：母体和活性基团 3. 分类（可根据母体与活性基团分类）： 母体分类：偶氮型、蒽琨型、酞菁型等。活性基团分类: 均三嗪型、乙烯砜型、嘧啶型等。35364. 应用：用于棉、麻、黏胶丝绸、羊毛等纤维及其混纺织物染色和印花。5. 特点：颜色鲜艳、均染性好、染色方法简便， 染色后耐洗牢度高 ，色谱齐全和成本较低。37几种活性染料简介卤代均三嗪活性染料D为染料母体R=Cl，二氯均三嗪染料，低温染色；R=胺基或烷氧基，一氯均三嗪染料，高温染色染色机理（生成染料纤维键）：383940卤代二嗪活性染料哒嗪嘧啶哌嗪西噁啉酞嗪喹唑啉喹噁啉41乙烯砜型活性染料42多活性基活性染料

11、活性嫩黄M-5G活性红KE-3B43硝基和亚硝基染料染料的分类结构特征：含有硝基或亚硝基44靛族染料染料的分类结构特征：含有 共轭基团45 硫化染料染料的分类结构特征：分子中含有S结构或多硫结构46芳甲烷类染料结构特征：一个碳原子上连接几个芳基结构染料的分类47杂环化合物结构特征: 含有不同杂环的有机化合物. 染料的分类48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 49概念：分子中不含有水溶性基团的非离子染料，用分散剂将染料分散成极细颗粒而进行染

12、色。分类：高温型、中温型、低温型。应用：用于涤纶、棉纶等合成纤维染色.特点：产品色泽艳丽、耐洗牢度优良。 分散染料50还原染料1. 概念：分子中不含有水溶性基团，染色时在碱性溶液中借助还原剂（保险粉Na2S2O4）作用而使棉纤维染色的一类染料。2. 结构特征：分子中含有两个以上的羰基。3. 分类：靛类染料，蒽醌类染料等。51概念：在冰冷却的条件下染色的一类染料。组成：重氮盐（色基）和偶合组分（色酚） 冰染染料色酚先吸附在纤维上，在冰冷却和弱酸性的条件下，重氮盐与色酚发生偶合反应。52 应用: 用于棉织物的染色和印花. 特点: 具有优良的耐洗牢度、色谱齐全、颜色鲜艳、应用方便、价格低廉，但摩擦牢

13、度不好53概念：能在中性和弱碱性介质中加热染色的一类染料。类型：偶氮、二苯乙烯、噻唑等；普通直接染料、直接耐晒染料等。特点：染料与纤维间以氢键和范德华力结合。 应用：用于纤维、丝绸、棉纺、皮革、造纸等行业。直接染料 54染料应是线型分子，使染料分子按长轴方向平行地吸附在纤维轴上，最大限度地使范德华力发生作用。染料分子中占同一平面结构部分范围要大 ，染料分于具有延伸得共轭体系，共扼体系部分即呈共面性，平面型分子吸附在纤维表面上面积大而又紧密，二者间的范德华力也大。染料分子中可以形成氢键的基团较多。直接染料分子结构条件5556概念：溶于水，可电离出有色阳离子的一类染料。类型：隔离型阳离子染料、共轭

14、型阳离子染料。结合方式：在水溶液中，通过离子键与具有酸性基团的纤维染色。应用：专门用于聚丙烯腈纤维染色。特点：色泽浓艳。阳离子染料572. 染色过程：染色时，使用硫或硫化钠等还原剂将不溶性的硫化染料还原为可溶性的隐色体盐，上染纤维后，经氧化显色，恢复成不溶性染料而固着在纤维上。R-S-S-R R-SH + R-SHR-SH + R-SH + 2NaOH R-SNa +R-SNa + 2H2OR-SH + R-SH R-S-S-R 还原氧化硫化染料1. 概念：分子内含有硫键的一类染料。3. 特点：颜色为黑、蓝和草绿居多5811.7 功能染料功能染料(functical dyes)指具有特殊功能性

15、或专用性的染料。也称为专用染料，其特殊功能与相关的光、热、电、化学、生物学等学科交叉，应用于高技术领域。光变色染料 能发生发色消色反应。可作为反复读写和擦除的光盘记录材料。压、热、光敏染料 静电复印用染料非线性光学材料太阳能转化用染料液晶染料59近红外吸收染料压热敏染料60液晶显示染料液晶是介于固态和液态之间的中介相态，即具有像液体一样的流动性和连续性，又具有像晶体一样的各向异性，保留晶体的某种有序排列。6111.8 染料中间体苯系衍生物62H萘系衍生物63蒽系衍生物6411.9 染料研究染料的研究主要是开发新品种和开发功能染料。禁用偶氮染料代用品的研究 在致癌芳香胺中对染料工业影响最大的有联

16、苯胺、联大茴香胺、联甲苯胺和对氨基偶氮苯等染料生产技术的开发研究 如何充分利用先进的生产技术，研究新的合成路线和方法，尽快改进落后的生产工艺。65一. 有机颜料概述1. 有机颜料概念和特点概念：不溶于水，也不溶于使用介质，而以高度分散微粒状态使被着色物着色的一类有色有机物。特点：品种繁多、色谱范围广、具有鲜艳的颜色和明亮的色调，具有较高的着色力，毒性小等优点。11.10 有机颜料662. 有机颜料的分类 按颜色分类 按用途分类 按颜料特性分类 按分子中发色团分类67按用途分类：涂料用、油漆用颜料油墨用颜料塑料、橡胶用颜料化妆品用颜料等J. Lenoir的分类，他把有机颜料分为15类。按分子中发

17、色基团分类：偶氮类颜料酞菁类颜料色淀颜料稠环酮类颜料还原颜料等68二. 有机颜料的性能有机颜料品质的检测 包括颜料的细度；晶型；吸油量；水分、水溶物含量；pH值、耐酸/碱性。颜料的检验着色力指着色剂以其本身的颜色影响整个混合物颜色的能力。遮盖力指颜料涂于物体表面时，遮盖该物体表面底色的能力。它等于底色完全被遮盖时单位表面积(1m2)所需颜料的克数。耐迁移性指着色的橡胶、塑料等制品经过一段时间后，表面发生浮色现象。69颜料的粒度对性能的影响 颜料粒子越小，比表面积越大，其着色力越高，而相对耐光度越差。颜料晶型对性质的影响 颜料晶体大小和形态差异大时，会出现明显的色光变动。颜料颗粒的聚集和表面状态

18、 有机颜料的颜料化 即把粗制颜料经过化学、物理及机械处理，调整颜料粒子的大小、晶型和表面状态，以让其达到使用所需的规格。三. 颜料物理状态与性质的关系70混色就是颜色的混合，遵循加法混色和减法混色的基本原则。加法混色在人的视网膜上同时射入两束或两束以上颜色的光，产生与这些光的颜色不同的感觉，是色光叠加起来的效果。将红、绿、蓝三原色按一定比例混合，可得到白光，改变混合比例，可得到许多不同的颜色。减法混色把两个或两个以上的有色物体叠加在一起而产生与原有色物体不同的颜色。即白光照射有色物体后，从中减去被吸收的部分，其剩余光线混合的结果。四. 混色与颜料配色71加/减法混色图品红红蓝绿青黄白青绿黄蓝红

19、品红黑(1) 加法混色图(2) 减法混色图72中国五色图 古希腊四色说白色红色黄绿色黑色青赤黄黑白73 西白金中黄土 北黑水 南赤火 东青木五色与五行、五方的关系图74功能性酞菁颜料喹吖啶桐颜料咔唑二噁嗪颜料五. 功能性有机颜料7576涂色：将颜料分散于成膜剂中，涂于物体表面，使其表面着色。着色：在物体形成最后的固态以前，将颜料混合分散于该物体的组成成分中，成形后得到有颜色物体。六. 主要用途77七. 具体应用印墨 印墨是由颜料微细颗拉均匀分散在具有一定粘性的连结材料制成的，它主要用于印刷 。连结材料以往均用油类制成，故有“油墨”之说。涂料原液着色染料(颜料) 将极细的颜料颗粒均匀地分散在各种化学纤维的纺丝液中，制得的有色纤维，不仅颜色均匀，而且牢度优良。78 将颗粒极细的颜料混入合成树脂、合成乳胶等作成的粘合剂中，用此色浆对织物进行印花，经供焙干燥后，粘合剂便形成一层很薄的色膜，将颜料牢固地粘着在纤维的表面，从而达到印花的目的，这一方法通称为涂料印花。塑料着色 塑料的着色，均在压塑成形之前，将颜料或染料均匀地混入成形前物料中。有机颜料可用分散介质处理后加入成形