合生成不溶性偶氮染料的酚类,大多为不含磺酸基或羧酸基而含羟基的化合物。色酚AS用量最大,用途最广,其结构为:
OHCONH
色基又称显色剂,是冰染染料的重氮组分,是不含磺酸基或羧酸基,而带有氯、硝基,氰基、三氟甲基等取代基的芳胺化合物。如:
NH2NH2NH2ClClO2NCH3黄色基GC橙色基G大红色基G 以上颜色并不表示它仅能生成的颜色,与不同的色酚偶合可得到不同的颜
色。
冰染染料色泽鲜艳,色谱齐全,耐晒及耐洗牢度良好,价格低廉,应用方便,但耐擦洗牢度较差。主要用于棉织物的染色和印花。
(8)缩聚染料 该类染料染色时脱去水溶性基团缩合成大分子不溶性染料附着在纤维上,称为缩聚染色。
(9) 硫化染料 由芳烃的胺类、酚类、或硝基物与硫磺或多硫化钠通过硫化反应生成的染料。硫化染料不溶于水,染色时需使用硫化钠或其它还原剂,将染料还原成可溶性隐色体盐。它对纤维具有亲和力而上染纤维,然后经氧化显色,恢复其不溶状态而固着在纤维上。所以硫化染料也可称是一种还原染料。
R-S-S-R, ---→ R-SH + R,SH 硫化染料 隐色体
R-SH + R,SH + NaOH ---→ R-SNa + R,SNa 隐色体钠盐 R-SH + R,SH --→ R-S-S-R
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硫化染料可用于棉、麻、粘胶等纤维,能染单色,也可拼色,耐晒牢度较好,耐磨牢度较差,色谱中少红色、紫色,色泽较暗,适合染深色。
由于硫化染料常呈胶状,不能结晶,更不易提纯,故而它们的分子结构也难以测定。
(10) 中性染料 在中性介质中染羊毛、聚酰胺纤维及维纶等。
实际上,现在有些染料很难仅以其结构和使用性能来分类,上述两种分类方法均有待于进一步完善。 6.1.1.3 染料的命名
染料是分子结构比较复杂的有机化合物,有些染料至今其结构尚未完全确定,因此一般的化学命名法不适用于染料,另有专用命名法。我国染料名称由三部分组成。
(1)冠称 采用染料应用分类法,为了使染料名称能细致地反映出染料在应用方面的特征,将冠称分为31类,即酸性、弱酸性、酸性络合、中性、酸性媒介、直接、直接耐晒、直接铜盐、直接重氮、阳离子、还原、可溶性还原、硫化、可溶性硫化、氧化、毛皮、油溶、醇溶、食用、分散、活性、混纺、酞菁素、色酚、色基、色盐、快色素、颜料、色淀、耐晒色淀、涂料色浆。
(2)色称 表示染料在纤维上染色后所呈现的色泽。我国染料商品采用30个色称,色泽的形容词采用“嫩”、“艳”、“深”三字。例如嫩黄、黄、深黄、金黄、橙、大红、红、桃红、玟瑰红、品红、红紫、枣红、紫、翠蓝、湖蓝、艳蓝、蓝、深蓝、艳绿、绿、深绿、黄棕、红棕、棕、深棕、橄榄绿、草绿、灰、黑。
(3)字尾 补充说明染料的性能或色光和用途。字尾通常用字母表示。常用字母有:B代表蓝光、C代表耐氯、棉用;D代表稍暗、印花用;E代表匀染性好;F代表亮、坚牢度高; G代表黄光或绿光;J代表荧光;L代表耐光牢度较好;P代表适用印花;S代表升华牢度好;R代表红光??,有时还用字母代表染料的类型,它置于字尾的前部,与其他字尾间加半字线。如活性艳蓝KN-R,其中KN代表活性染料类别,R代表染料色光为红光。 6.1.1.4 染料染色牢度
染色牢度是指染色后的物品在使用和加工处理过程中经受外界各种因素的
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作用,保持染料原来色泽的能力,是染料质量的一个重要评判指标。染色牢度分为两大类:在使用过程中的染色牢度和在后加工处理过程中的染色牢度。
在使用过程中的染色牢度包括:
耐洗牢度:该指标表示染色物的色泽经皂洗或洗涤剂洗后的变色程度。受染料本身的亲水性、染料和纤维之间的结合方式及稳定性、洗涤的介质和条件三种因素的影响;
汗渍牢度: 表示染色物的色泽经汗渍作用用后的变色程度;
摩擦牢度: 表示染色物的色泽经摩擦作用后的变色程度,与染料分子结构和染色工艺有关。分子结构大的染料,染色时易形成浮色而影响摩擦牢度;
耐光牢度:又称日晒牢度。表示染色物的色泽经日光暴晒后的变色程度; 烟褪色牢度:指染色物的色泽经煤气、燃油燃烧后的气体及氧化氮、二氧化硫等酸性气体的侵蚀而变色的程度。
在后加工处理过程中的染色牢度包括:
耐酸碱牢度,耐热牢度,耐氯牢度及耐缩绒牢度等。 6.1.2 颜色与染料染色 6.1.2.1光与颜色
物质的颜色是由于物质对可见光选择吸收特性在人视觉上产生的反映,无光就没有颜色。一定波长的可见光,反射到人的视网膜上,使人感觉到颜色。
波长(nm) 观察到的颜色 627-780 红 589-627 橙 550-589 黄 480-550 绿 450-480 蓝 380-450 紫
白光是一种混合光,由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等各种色光按一定比例混合而成。这种混合光全部被物体反射则为白色;如全部透过物体则无色;若全部被吸收,则该物体显黑色;如果仅部分按比例被吸收,显出灰色。在色度学中,白色、灰色、黑色称为消色,也称为中性色。中性色的物体对各种波长可见光的
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反射无选择性。
物体可以有选择地吸收白光中某种波长或波段的有色光,对其余波长的可见光发生选择性反射和透射,这时人们可看到物体呈现红、黄、蓝等彩色。物体呈现的颜色为该物体吸收光谱的补色。所谓补色,即指若两种颜色的光相混为白光,则这二种颜色互为补色。
图6-1颜色环
图6-1是一个理想的颜色环示意图,顶角相对的两个扇形,代表两种互补的颜色光,它们以等量混合,形成白光。绿色没有与之互补的单色光,根据它在环中的位置,绿色的补色介于紫、红之间,是紫与红相加的复合光,在环中以一个开口的“扇形”表示。
如果在颜色环上选取三种颜色,使每种颜色的补色均位于另两种颜色中间,将它们以不同比例混合,就能产生位于颜色环内部的各种颜色,则这三种颜色称为三原色。实践证明,红、绿、蓝三原色是最佳的。
颜色的三种视觉特征为:色调(色相),明度(亮度),纯度(饱和度)。 色调是指能够确切地表示各种颜色区别的名称,是色与色之间的区别。如红、黄、绿、蓝表示不同的色调,单色光的色调取决于其波长,混合光的色调取决于各种波长的光的相对量,物体表面的色调取决于其反射光中各波长光的组成和它们的能量。色调以光谱色或光的波长表示。
明度是人的眼睛对物体颜色明亮程度的感觉,也就是对物体反射光强度的感觉。明度与光源的亮度有关,光源愈亮,颜色的明度也愈高。可以用物体表面对
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光的反射率来表示。
纯度,亦称饱和度、艳度。指颜色的纯洁性,它依赖于物体表面对光的反射选择性程度。若物体对某一很窄波段的光有很高的反射率,而对其余光的反射率很低,表明该物体对光的反射选择性很高,颜色的纯度高。单色的可见光纯度最高,而中性色(白、灰、黑)的纯度最低。纯度可用颜色中彩色成分和消色成分的比例来表示。 6.1.2.2 染料染色
染料染色为染料稀溶液的最高吸收波长的补色,是染料的基本染色。吸收程度由吸光度(ε,或摩尔消光系数)来表示。它决定颜色的浓淡。而颜色的深浅,取决于染料的最大吸收波长(λmax)。
染料结构不同,其λ
max
不同。如果移向长波一端称为红移,颜色变深,又称
深色效应或蓝移;若λmax移向短波,称为紫移,颜色变浅,称浅色效应。若染料对某一波长的吸收强度增加为浓色效应,反之为淡色效应。 6.1.3 染料的结构与发色 6.1.3 .1 染料发色理论概述
早期的染料发色理论有:不饱和键理论、发色团和助色团理论及醌型结构理论。这些理论有一定局限性,仅反映染料发色局部现象的一些规律,并没指出染料发色的本质。
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,认为染料分子的染色是基于染料吸收光能后,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。
价键理论认为有机共轭分子的结构,可以看作π电子成对方式不同,能量基本相同的共轭结构,其基态和激发态是这些共轭结构的杂化体。
一般分子处于较低的能态,但当吸收一定波长的光后,即激发至较高的能态,激发态与基态的能级差为ΔE,与吸收光的波长之间有如下关系
ΔE = hυ= hc/λ
h:谱朗克常数,6.62×10-34 J.S; c:光速,3×1017nm.s-1 ;λ:波长; υ:波数。 当光子的能量与ΔE相等时,有机分子才能吸收光而显示出颜色。基态和激
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