文档介绍：第十二章阳离子染料
概述
阳离子染料是一类最早生产的合成染料。,都是阳离子染料。这些染料以前被称为盐基性染料,可以染蛋白质纤维及用丹宁酸、吐酒石处理过的纤维素纤维,具有艳丽的色泽,但不耐晒,被后来开发的直接染料、还原染料和酸性染料等替代。
上世纪50年代腈纶工业化生产以后,人们发现在聚丙烯腈纤维上,阳离子染料不仅具有很高的直接性和浓艳的色泽,而且染色牢度比蛋白质纤维和纤维素纤维上的高很多,因而重新引起人们的兴趣。为了进一步适应腈纶和其它一些合成纤维的应用,又合成了许多牢度很高的新品种,例如多甲川结构、氮代多甲川结构和迫萘内酰胺结构等,从而使阳离子染料成为聚丙烯腈纤维染色的一类主要染料。
阳离子染料在溶液中生成带有正电荷的有色离子,与酸根阴离子如氯离子、醋酸根、磷酸根、甲基硫酸根等成盐,从而对聚丙烯腈纤维上染。而在实际染色当中,常用几种阳离子染料拼成某一特定色泽。但是阳离子染料混拼染色往往不易匀染成同一色光,造成花斑和层次。所以在阳离子染料生产时,除了要扩大品种及数量外,还要注意染料品种的配套;为了防止染花,要注意开发匀染性好的品种,此外也要注意提高阳离子染料的气蒸牢度和耐晒牢度等。
阳离子染料的分类
染料分子中带正电荷的基团与共轭体系以一定方式连接,再与阴离子基团成盐。根据带正电荷基团在共轭系统中的位置,阳离子染料可以分为两大类。
隔离型阳离子染料
这类染料母体和带正电荷的基团通过隔离基相连接,正电荷是定域的,相似于分散染料的分子末端引入季铵基(—N+R3)。可用下式表示:
共轭型阳离子染料
这类染料的正电荷基团直接连在染料的共轭体系上,正电荷是离域的。
这类染料的色泽十分艳丽,摩尔吸光度较高,但有些品种耐光性、耐热性较差。在使用种类中,共轭型的占90%以上。
共轭型阳离子染料的品种较多,主要有三芳甲烷、噁嗪、多甲川结构等。
1. 三芳甲烷类
要改善三芳甲烷染料的耐光牢度,通常可在染料分子上引入氰乙基等基团,降低氨基的碱性;或制备分子结构不对称的染料。例如将三芳甲烷分子中一个苯环用吲哚基取代,均可提高染料的耐光牢度。如:
,这类阳离子染料分子中,由氧、硫、氮等组成杂环蒽类结构,用下式表示:
(1)口丫嗪类(二氮蒽)结构
染料分子中氮原子对位连接一个氨基或取代氨基后,颜色变深,大多为红色、兰色和黑色。较重要的是藏红花T,它的结构如下:
该染料具有鲜艳的蓝光粉红色,但耐光牢度差,多用于皮革和纸张的着色。
(2)噻嗪结构
这种结构的阳离子染料较少,多数为兰色和绿色,其中有实用价值的是亚甲基蓝,它的结构式如下:
亚甲基蓝的颜色很鲜艳,但耐光牢度不佳,多用于皮革和纸张的着色,有时也染丝绸,还可以作为生化着色剂和杀菌剂。
(3)噁嗪结构
这是一类具有实用价值的阳离子染料,其色泽以兰色为主,少量是紫色的,比较鲜艳。在腈纶纤维上有较好的耐光牢度,也可以用于蚕丝染色。常用的噁嗪类染料是阳离子翠蓝GB,其结构式如下: