第十章活性染料

第十章活性染料§1引言§2活性染料的发展§3活性染料的结构及性能§4活性染料与纤维的染色机理§1引言活性染料的特点是在染料分子上有活性基团，活性基团能与纤维上的羟基、氨基等发生化学反应，生成共价键结合，此时染料与纤维合为一体，故又称“反应性染料”。

优点：色谱齐全，颜色鲜艳，成本较低，匀染性好，使用方便，耐洗和耐摩擦牢度好。缺点：耐光和耐气候牢度一般不及还原染料，耐氯牢度较差，生成的共价健不耐酸碱水解。染色时染料会水解，使得染料的利用率较低。染色时无机盐用量较大，影响废水处理。§2活性染料的发展1956年---二氯均三嗪活性染料1957年---一氯均三嗪型活性染料1958年---乙烯砜型活性染料1959年---三氯嘧啶型活性染料1966年---a-溴代丙烯酰胺毛用活性染料1971年---二氟一氯嘧啶型活性染料1972年---双活性基团的活性染料1976年---膦酸基为活性基团1980年---乙烯砜与一氯均三嗪双活性基团的染料1984年---菸酸取代基的活性染料

活性染料的结构通式：S—D—B—ReS——水溶性基团，如磺酸基D——染料母体B——桥基，母体染料与活性基的连接基Re——活性基团§3活性染料的结构及性能一、活性染料的结构二、活性基团（一）活性基团的作用活性基团必须具备能与纤维进行共价结合的能力，即反应性。活性基团与染料的稳定性有关，尤其是储存稳定性。活性基团决定纤维印染加工的性质和条件。活性基结构与染料的溶解度、直接性及扩散性等也有一定的关系。

（二）活性基团的分类1．卤代杂环类主要有卤代均三嗪和卤代嘧啶两类。（1）卤代均三嗪类活性染料三氯均三嗪（或称三聚氰氯），是制备这类染料的重要原料，工业上制备的方法主要有两种，即氰化钠和氢氰酸法。合成反应为：

NaCN+Cl2CNCl+NaCl或HCN+Cl2CNCl+HCl

a)二氯均三嗪类活性染料

简写为

这类染料我国称为X型（英国ICI：ProcionMX型），反应比较活泼，一般在30~40℃固色，又称为普通型或冷染型（低温型）活性染料。

（ⅱ）偶氮型

活性艳红X-B

合成：（ⅰ）蒽醌型

活性艳蓝X-BR

b)一氯均三嗪类活性染料

简写为

R为－NH2、、、、－OCH3等亲核试剂。这类染料我国称为K型（英国ICIProcionH；瑞士汽巴-嘉基为Cibacron，反应性较X型低，一般在85-95℃下固色，所以又称为热固型（高温型）活性染料。合成：（ⅰ）将二氯均三嗪活性染料和适当的芳胺Ar-NH2反应。如：（ⅱ）将芳二胺和一分子三聚氰氨缩合后，经重氮化、偶合制成二氯均三嗪活性染料后，再和适当的芳胺反应（见P394-395）。简写为

c)一氟均三嗪类活性染料汽巴-嘉基生产的CibacronF类染料，包括各种类型的母体。适用于40-45℃染色，反应性较一般Cibacron染料为高，仅次于ProcionMX染料，并能很快达到竭染，获得很好的固色效果，染料的溶解性好，渗透性高，有很好的匀染性，浮色也易洗去。由于这类染料拥有较高的反应性，故在冷轧堆染色时，其堆置时间可大大缩短。d)菸酸均三嗪类活性染料日本化药公司为涤棉混纺织物一浴法染色而生产了Kayacelon系列染料，其中KayacelonReactCN型染料是一种将一氯均三嗪活性染料用菸酸（维生素PP）取代氯后，成为吡啶季胺盐结构的活性染料。国产R型活性染料是同一活性基。这类染料可在中性介质中于110-130℃固色（不需碱性介质固色），可以和分散染料同浴染涤/棉混纺织物。例如：KayacelonReactCN－3B（2）卤代嘧啶类活性染料

这也是一类较为重要的活性染料，活性基为卤代嘧啶基，根据嘧啶环中的卤素原子的种类和数目又可分为三氯、二氯、一氯以及氟代嘧啶等几类。嘧啶（1,3-二氮苯）结构：四个氢原子均可被卤素取代，生成卤代嘧啶。由于嘧啶杂环中含有两个电负性比碳强的氮原子，而使环上碳原子的电子云密度降低，因此与2，4，6位碳原子相连的卤原子具有一定的活泼性。2，4，5，6-四氯嘧啶，6位氯原子最活泼，首先与染料母体缩合，生成2，4，5-三氯嘧啶型活性染料，2，4位可与纤维反应，5位氯原子最不活泼，较难与纤维反应。三氯嘧啶活性染料是较早的嘧啶类活性染料，反应性差，现在用得较少。为了提高嘧啶类活性基的活泼性，可采用F代替Cl，现在用得较多，也比较重要的是二氟一氯嘧啶类活性染料。国产F型活性染料，国外如DrimareneR.K,LavafixPA.EA,Reactolan,Verofix等。（3）运喹啉晴型活抛性基2,营3-二氯刷喹噁偿啉类（4）榆其它芝卤代纸杂环概类：如：1,钉4-二氯裹酞嗪弱类So加li淘da蹦zo震l（德国CF型M）由于6位引盾入酰守胺基扛，通米过共架轭效风应，便是2位上兽碳原辜子电烘子云现密度泉降低倒较多犁，2位氯晓原子舟具有牺较高确的活修泼性墨，适忙合40温-5条0℃染色岩。商郊品染棕料有Le粮va链fi勤xE（Ba睡ye云r）及Ca尤va学li晒te（Du朱po炸nt）。2．乙熊烯砜袄类这类斗活性俯染料抗大都穗含有乙烯筑砜基-S胜O2CH渐=C做H2，由于秃其高宇度的壤化学族活泼病性，兴棉用捏乙烯堵砜活沃性染倡料均欣不直邪接采锐用乙矛烯砜添形式续制成应商品宋染料后，而森是采搁用溶眉解度私和稳姑定性著均高推的酯京化形任式，士用的刊最多枯的是β-硫酸法酯乙棋基砜朝：D-柳SO2-C夏H2CH2-O壳SO3Na。这类孙染料傅我国只称为KN型活性蔑染料剖，活请性介蓝于X型和K型之祸间。龙固色摊温度70冬-8乓0℃，国唯外商值品牌踏号有Re剖ma滑zo络l（雷玛睡唑）塘等。染色制时在游碱性岔介质掀中先虚脱去回硫酸伴酯基较，形描成乙宝烯砜作基后策再和截纤维挠反应摘。合成趟：以笔苯胺惜的间讽位或括对位β-羟基扩乙砜男胺或愁其硫壶酸酯恰为中取间体炼。1）若鹿制偶请氮型拦染料决，则挡将此何硫酸漏酯的袭苯胺猜重氮旬化，浩再和边适当往的偶隐合剂即偶合绒。如：活活性许艳橙KN提-4货R2）若独制蒽熔醌型氧，可胶用β-羟基催乙砜课苯胺材中料环和溴蒸氨酸绞缩合贵，再饼制成者硫酸骑酯。如：判活性穴艳蓝KN占-R3．其铸它类君活性渐基（1）α-溴丙葛烯酰忌胺（国困产的PW型和同国外散的La如na河so足l)（2）叠月氮类（3）膦锁酸基储类国外躺商品矿牌号Pr白oc师io炭nT，我国结称为P型染亦料，可我在微建酸或奇中性崇介质尽中和塘纤维扩素纤袍维发归生共改价键跌结合绍，特蓬别适敢合于涤/棉混沟纺织油物上和咱分散草染料微混合秃使用累，进驳行染鼠色和橡印花锣。4．复服合活锡性基a)含一局个一基氯均柔三嗪报和一狸个乙汽烯砜捷基，酸我国穴称M型、EF型、ME型、B型活性铅染料扭。例如劫：活养性艳串红M-叶2B国外来的Su焰mi仰fi来xSu价pr师a型、Re至ma睛zo沙lSN型、Ba扇si霸le岛neEM型属碌此类臂。乙烯兰砜基兴有间柴位酯蜘和对源位酯映，性睬能略丸有差槽异。b)两个章一氯竟均三棉嗪活链性基杰（KD型、KE型、KP型)有三纠种途漂径：D染料欠母体（1）双颈侧型构：（2）单于侧型替：（3）架川桥型欢：三、岁染料龄母体染料承母体四是活福性染核料的发色邪部分，它托赋以迷活性骡染料疼不同诸的色店泽、适鲜艳挎度、百牢度仅、直细接性申。大多锤数活腊性染煎料的师母体坐结构与酸回性染政料相日似，少郊数和园酸性推含媒慢染料夏结构前相似汽。主要悄是偶丑氮、胞蒽醌黎、酞当菁以进及甲忘谮等感结构感的染压料，糖其中美以偶司氮类茅，特痛别是票单偶衫氮类圆的最加多。偶氮持结构永：以单血偶氮慕为主盖，结粗构简纯单，缩慧可得笔黄、缘瑞橙、厚红色张。a)用吡丹唑酮蠢为偶蠢合剂阳，得眯到黄色系列化染料浆。b)用酰裂化J酸作森偶合缠剂，销可以健得到橙色系列足染料愿。c)用H酸作庸偶合叹剂，炼可以方得到红色系列眠染料糕。若为挣双偶离氮结渴构，县一般爆得到灿偏深虏色染尽料。金属厕络合守结构找：a)单偶讽氮金荒属络怠合结乖构例如铸：活亡性紫K-铺3Rb)甲谮财结构色泽桥明亮搬，为抄鲜艳藏的海猾蓝色兵（略雁带绿受光的爆蓝色谋），萄甲谮上结构器：—N＝N—惜C＝N—讯NH侄—喷(中心晋碳原霞子)蓝色美染料蒽醌处结构喝：染料什大多踪蝶为蓝拘色和疏绿色纹，这旦类染域料都体是以紫溴氨逼酸为现中料饰合成涛的。例如堂：活牧性艳删蓝K-志3R酞菁猪结构支：主要比得到面翠蓝促色染移料，彼色泽路十分果鲜艳例如格：活尾性翠怀蓝K-浮GL（一垮）母葛体与湾直接费性的符关系染料让母体往的直踩接性师与活呈性染坦料的束反应杨性、夹固色构率、钻沾色蓬性等独关系究很大乱。直接煌性不彻宜过酱低，尺否则朽会影华响染冶料的济吸附桑和固哭色率旱。直接疮性也旧不宜样过高惕，否染则水衫解染炉料，塑不易匆于洗准除，筒从而闲形成阻沾色柴或降描低色甘牢度跪。（二核）母东体与北鲜艳扎度、遗色牢驰度的盏关系铜酞马菁结炎构的旁活性绘染料窝，以凯颜色枯的鲜刺艳度宇和日耍晒牢截度优桶异著艘称。铜络却合的临偶氮卧染料高色光漠较艳大，多锐为红达、紫渔、蓝教色，扭且耐邻晒牢咽度高泽。以蒽土醌为昂母体伸的，活色光栗鲜艳度，亲咐合力错小，盖易洗赶涤性惯好，骗日晒梢牢度所亦佳银。金属臭络合旱的甲捡撍型丛发色清体，恼进一浸步提羊高了冲气候蝴牢度柿和鲜斯艳度共。采用脂含吡纯啶酮蛇的衍裕生物各为母阅体可卡改进尸染料斗的耐覆氯牢语度。四、倘活性牲染料箩的性侧能指哥标（一栽）溶葬解度热水是能加驼速染选料的扣溶解澡，尿蚊素有悬一定喇的增森溶作至用。食盐用、元臭明粉哈等电谎解质著会降陷低染您料的宏溶解乌度。（二鞋）扩绩散性升高瘦温度魔有利赤于染哲料分影子的就扩散膛。扩散据性能乐的好托坏，施取决激于染厨料的散立体送结构浮和分狸子量离的大挎小。帽分子舟越大恒，扩罩散性豆能越捷差。其它调外部岁因素尖，如艺纤维工的结蹦构(棉或鬼粘胶病纤维)、电涨解质乞、助率剂、健染液pH值等跳，都糕会影兼响染律料的熟扩散瞎。（三陷）固带色率活性扫染料拍的固搁色率先，与币很多植因素柔有关走。活狗性基愈团的津结构研、反盏应性盼、结须合键获的稳倚定性夫、染挠料的高直接国性以买及染洪色条袋件、胜温度暗、pH值、拐浴比凉等都横会影圈响固豪色率品。提高轮活性健染料险的固订色率贸，要过从两方蚊面着手破，一呈是从粪染料干结构堡、母脱体染陵料的等直接北性、拼活性薯基团马的改放进以烫及采录用多些活性饮基团贯等途戏径去塞考虑喷；另浆一方真面是均采用疗好的帜印染益加工佳工艺纳及条灰件，朽以促后进染馒料在选纤维砌上的狂固色译率。降低笋染料滚水解皆的措关施：吸低温苍、加食盐类秤、小掀浴比蔽、pH值的正控制陆（一柄般不边要大像于11怪.5卸)§4活性虏染料缎与纤艳维的煎染色机理一、嫩纤维荣素纤涌维的暴染色摧机理（一装）纤效维素首纤维芳的离悔子化（二末）染霞料与合纤维添的反岗应历亏程与徒结合灿形式1．亲砍核取呈代反选应卤代呈杂环孙类活纤性基厚团属拦这类和反应反应胜分两侍步：a)亲核宝加成:亲核牧试剂Y-加成薄到电汽子云域密度娘低的屋碳原态子上交；b)消除久反应:离去呼基团X带一程个电徒子消原除。2．亲刷核加裤成反壶应形成批碳碳慰双键更活性邻基的眨染料骡（主厌要是β-硫酸花酯乙是基砜帆）属届于这代种反现应。反应蚀分两棋步：a)在碱使性条腰件下得进行β-消除崇反应掘。b)乙烯疯砜基陡与纤流维素扮负离速子进峰行亲夏核加婚成反处应（三共）活霉性基居与桥堤基对已反应抛活泼悄性的座影响1．杂膀环上驼电子斤云密超度分牵布情铸况杂环耳上氮展原子月数目顿越多燃，电听子云稿密度站分布疯越不该均匀炉，反贴应活涌泼性易就越幻玉高。均三骑嗪代嘧啶鼠吡嗪2．取狮代基去的影呆响环上魂引入隐吸电唉子基搂，且戏吸电柱子性棉越强数，就开使碳横原子挣上电群子云直密度爬越低指，反果应活械泼性属越高斥。反态之，裁引入眨供电丛子基竿，供许电能采力越笨强，地则反怒应活捎泼性臣越低梁。例如窑：（1）较＞宋＞（2）棉＞3．桥位基的锡影响常见笛的桥愤基是：-N乳H-，其次敬是、贺、--键SO2NH雁--等，因为散桥基堡是直莫接连鸣在活稿性基洪上的烤，所足以可珠将桥盒基看蜜作是腊环上钟的一珠个取姿代基撕，规叹律同剧取代职基的摇影响昌一样鸦。例：（1）类＜（2）喹噁适啉饿＞嘧啶（3）＜4．各题类活温性基恰的相猎对活亮泼性痒比较＞粱＞宽＞勉＞-SO2CH2CH2OS安O3Na-歌SO2CH2CH2OS姓O3Na二氯册均三符嗪悲二我氟一添氯嘧吩啶济二玩氯喹寒噁啉争甲砜贩基嘧锻啶夸乙烯咐砜＞掩＞准＞锈＞一氯刷均三对嗪谷三氯秒嘧啶温丙洪烯酰录胺类二、贵影响夹活性款染料国与纤谅维素郑纤维表反应吉速率晶的因射素染料早与纤雄维的味反应古速率壮及与惕水的武反应碰速率颜的关梨系如劳下：染料继与纤顶维的搏反应堤速率格与染竞料水宣解反锡应速扑率的比值材大小取取决疮于3个因盾素：KF／KW[Ce辫ll叠O－]／[O艘H－][DF]／(DW)KF/KW≈1对反夫应速脾率比项影响怠较小当pH＝7－11，[Ce否ll铜O－]／[O颜H－]≈劈燕30[DF]/凉[DW]是决号定反赖应速属率比越的一汽个很冶重要典的因推素三、祖蛋白怪质纤慕维的瓶染色宫机理（一载）亲填核取问代反盗应的瞧染料有的任均三表嗪型姑和嘧注啶型辰活性嘴染料语可与柏羊毛房诚形成惜共价月键结筛合（二垫）亲骡核加绳成反括应的鹿染料乙烯晶砜类逐活性项染料洁可与呼羊毛音发生强亲核径加成绢反应怜，形殖成共符价键持结合诞。（三学）存炎在着需亲核像加成蛛与亲国核取校代两队种反盒应的兔染料La卖na于so察l毛用却活性健染料腿含有－溴狸代丙葡烯酰藏胺的霸活性竭基团策，反步应机盈理如雀下：§5活性搏染料畏与纤侮维间竖共价业键的宣稳定威性一、KN型（萍乙烯誉砜）湾：a)碱催查化b)酸催湾化因为跑不能掀发生弦消除朵反应免，所数以很蛾稳定奇。二、K型（低一氯踏均三天嗪）斯：碱催您化因为惜供电遣性-N极HR社