文档介绍：第四章直接染料
概述
直接染料的发展
直接染料的结构分类
直接染料的染色机理
直接染料的应用性能
概述
直接染料能不借助媒染剂而使纤维素纤维直接染色。
染色时染料从染浴中转移至纤维。将棉布放在染浴中染色取出后加水洗淋,大部分染料不会被冲洗下来。这种性质称为直接性。
直接性是染料分子和纤维分子间吸引力所造成。分子间的吸引力来源有两种:一为极性引力,染料分子和纤维分子间产生氢键。另一为非极性力,即范德华引力。作为直接性染料,染料分子与纤维分子间应有较大的吸引力。
构成直接染料的条件为:
1. 染料应是线型的,使染料分子能按长轴方向水平地吸附在纤维轴上,最大限度的使范德华吸引力发生作用。
2. 染料分子中占同一平面结构部分范围要大,若染料分子具有延伸的共轭体系,共轭体系部分即呈平面性。平面性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。
3. 染料分子中可以形成氢键的基团较多。染料分子中氨基、羟基能和纤维素纤维分子的羟基形成氢键。
染料与纤维分子间的引力越大,直接性越强,水洗牢度越高,日晒牢度越好。
直接染料的优点是染色简便,价格便宜,色谱齐全,曾被广泛地用于棉织物的染色。直接染料的染色牢度,尤其是湿处理牢度较低,可以通过固色后处理来提高染色牢度。
直接染料的发展
1884年保蒂格(Bottiger)用化学合成的方法获得第一只直接染料——刚果红(Congo Red),至今,直接染料已历经120年漫长的历史进程。
早期的直接染料在化学结构上多为联苯胺类偶氮染料,尤以双偶氮类的结构为主,如刚果红即为对称联苯胺双偶氮染料。
直接染料的最大缺点就是染色牢度较差。为解决这个问题,百年来人们进行了不懈的努力。早期是在染色后处理方面进行改进,较为成熟并广泛应用的方法是铜盐后处理及重氮化后处理。
从30年代到70年代,主要是利用有机化学的发展,在表面活性剂类型的有机助剂中开发了阳离子型的固色剂,使用比较多的品种是固色剂Y和固色剂M。它们的使用使直接染料在耐水浸、耐洗、耐汗渍等染色牢度方面得到一定改善,但耐光及摩擦色牢度均有不同程度的下降。
70至80年代,国内外的染料研究者进行了新型直接染料的研究开发。这些新型染料有不同于以往直接染料的特点:130℃以上的高温条件下要稳定,不降解,能够耐受酸性染色条件;在高温酸性条件下,仍然有较高的直接性和上染率;有明显高于以往直接染料的染色牢度尤其是湿牢度。
为了达到这一要求,在染料的分子设计上,采用了两种方法:①染料分子中引入金属原子,形成螯合结构,提高分子抗弯能力,含有相当活泼的氢原子的亲核基团。同时设计一个特殊的固色剂,在染后经固色处理,与染料和纤维之间形成一个多维结构的交联状态,达到较高的染色牢度。②在染料分子中,引入具有强氢键形成能力的隔离基一三聚氰酰基。染料分子中不含金属离子,而是设计一个由阳离子多胺聚合体与特殊金属盐的混合物作为固色剂来达到高的色牢度。
直接染料的结构分类
直接染料
这里所称的一般直接染料,系指具有磺酸基(-SO3H)或羧酸基(-COOH)等水溶性基团,对纤维素纤维具有较大亲和力,在中性介质中能直接染色,也能染丝、毛、维纶纤维等,染法简便道直接染料。但牢度较差,部分染料在染色后,如经固色处理,可提高湿处理牢度。这类染料结构以双偶氮及多偶氮染料为主,并以联苯胺及其衍生物占多数。
联苯胺偶氮染料
联苯胺直接染料通式为:
联苯胺染料的颜色随偶合组分不同而变化。一般以邻羟基苯甲酸为偶合组分的染料是黄色,以1-萘胺-4-磺酸及其衍生物为偶合组分的是红色,以氨基萘酚磺酸为偶合组分的是紫或蓝色。分别举例如下: