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紡織印染對色手冊：活性染料基本知識

2011-02-16

                                                   紡織印染對色手冊：活性染料基本知識

     全球紡織采購供應(yīng)鏈色彩解決方案商——天友利，近幾年來，越來越多的頂尖零售商和服裝品牌廠家選擇天友利作為自己的優(yōu)選或共選色彩技術(shù)提供商。產(chǎn)品涉及行業(yè)：塑料、 涂料、 紡織、 汽車、 化妝品、 數(shù)碼影像、 印前 、印刷、 油墨、 色覺測試、 包裝等。
一、活性染料的發(fā)展歷史早在二十世紀(jì)初，人們就希望在染料分子和纖維間建立共價(jià)鍵來獲得優(yōu)良的濕牢度。經(jīng)過人們的長期努力，終于在二十世紀(jì)三十年代由汽巴公司生產(chǎn)了含有一氯均三嗪活性基團(tuán)的染料，但人們當(dāng)時(shí)還只是把它當(dāng)做直接染料。四十年代，赫斯特公司申請專利生產(chǎn)含有乙烯砜（CH2=CH-SO2-）β-氯乙砜（ClCH2CH2SO2-）β- 羥基乙砜硫酸酯(HOSO3CH2CH2SO2)活性基團(tuán)的染料。
1956年仆內(nèi)門（I.C.I）生產(chǎn)了第一批二氯均三嗪活性基的染料，定名為普施安（pocion）,它們在弱堿性條件下便能和纖維素纖維發(fā)生共價(jià)鍵結(jié)合，這便是活性染料大量應(yīng)用的開始。我國在1958年開始生產(chǎn)活性染料，是生產(chǎn)活性染料較早的國家之一。
二、活性染料的特點(diǎn)活性染料具有優(yōu)良的濕牢度和勻染性能，而且色澤鮮艷，使用方便，色譜齊全，成本低廉。但是它的耐氯漂及日曬牢度不及還原染料；和纖維素的共價(jià)鍵還會發(fā)生斷裂，并且在染色過程中染料在水中會發(fā)生水解而失去和纖維反應(yīng)的能力，降低染料的利用率。
三、活性染料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)活性染料的結(jié)構(gòu)可用以下通式來表示：W-D-B-Re
其中：
W 水溶性基團(tuán)
D 表示發(fā)色體或母體染料
B 活性基與發(fā)色體的聯(lián)接基
Re 活性基
按活性基分類大致有以下幾類：
A 鹵代均三嗪類活性染料這類染料又分為二氯均三嗪類染料，（在我國稱為X型染料，即低溫型染料）一氯均三嗪染料，（我國稱為K型染料，即高溫型染料），我公司所用Sumifix,
Evercion 類染料即是這一類染料。
B 鹵代嘧啶型染料這類染料又可分為三氯，二氯，一氯及氟代嘧啶等活性染料，其中以氟代嘧啶和三氯嘧啶較重要。
C 乙烯砜類這類活性染料一般是制成性能穩(wěn)定的β- 羥基乙砜硫酸酯的形式，染色時(shí)在堿性介質(zhì)中先脫去硫酸酯基，形成乙烯基再和纖維反應(yīng)。在我國稱為KN型染料，即中溫型染料。我們公司所用的Remazol染料即是這一類的染料。
D 雙活性基或多活性基的活性染料較常見的是兩個鹵代均三嗪活性基或一個鹵代均三嗪和一個β- 羥基乙砜硫酸酯，三個活性基的染料,我公司所用Sumifix Supra 是雙活性基的染料。
E 中性或酸性條件下能和纖維素纖維反應(yīng)的活性染料。這類染料分為膦酸基的染料和煙酸基的染料。膦酸基的染料性質(zhì)穩(wěn)定，在氰胺或雙氰胺的存在下，可在微酸性或中性介質(zhì)中和纖維素發(fā)生共價(jià)鍵結(jié)合。煙酸基的染料在中性高溫的情況下就能和纖維素發(fā)生反應(yīng)。四、活性染料的結(jié)構(gòu)與染色性能的關(guān)系活性染料的染色性能主要決定于分子中的活性基，此外也和母體染料、連接基有關(guān)。
1、鹵代雜環(huán)類鹵代雜環(huán)類與纖維的反應(yīng)主要是親核取代反應(yīng)。鹵代雜環(huán)活性基的反應(yīng)性能和雜環(huán)上的π-電子密度分布有關(guān)，親核取代的位置主要發(fā)生在電子云密度低的碳原子上。因此鹵代雜環(huán)類的反應(yīng)性主要與染料結(jié)構(gòu)中的以下幾類因素有關(guān)：（1） 鹵代雜環(huán)中的氮原子個數(shù)，因?yàn)榈拥膫€數(shù)越多，則碳原子的電子云密度越低，因此反應(yīng)性也越強(qiáng)。所以其與纖維的反應(yīng)性如下：均三嗪（3個氮原子，電子云密度0.883）》嘧啶（兩個氮原子，電子云密度0.899）》吡啶（兩個氮原子，電子云密度0.951）》吡嗪（兩個氮原子，電子云密度0.960）因此用做染料的也主要是均三嗪和嘧啶兩類。（2） 雜環(huán)上的取代基的性質(zhì)、數(shù)目和位置有關(guān)。取代基為吸電子基，則反應(yīng)性增強(qiáng)，若為供電子基，則反應(yīng)性減弱，數(shù)量越多，則反應(yīng)性變化越顯著。因此二氯均三嗪的反應(yīng)性強(qiáng)，因?yàn)樗碾s環(huán)上有3個氮原子，有兩個吸電子的氯原子。二氟一氯嘧啶的反應(yīng)性也較強(qiáng)，因?yàn)樗m然只有兩個氮原子，但雜環(huán)上有兩個電負(fù)性強(qiáng)的氟原子和一個氯原子。反之，如果鹵代雜環(huán)上引入供電子基，如-NH2,-NHAr等，則染料的反應(yīng)性都會降低。所以染料廠商在合成染料時(shí)都會注意到這一點(diǎn)。（3） 另外取代基的位置也能影響雜環(huán)上碳原子的電子云密度的大小。
（4） 我們應(yīng)該注意的是在染色過程中，某些活性基或連接基可結(jié)合質(zhì)子或失去質(zhì)子，以致改變活性染料的結(jié)構(gòu)，使染料的反應(yīng)性增強(qiáng)或降低。例如在酸性介質(zhì)中，雜環(huán)氮原子可結(jié)合質(zhì)子使雜環(huán)帶正電荷，大大提高染料的反應(yīng)性。染料在儲存時(shí)發(fā)生的自身催化水解就是這個原因。同理，連接基-NH-,-CO-NH-等在一定的酸性條件下也可以結(jié)合質(zhì)子，提高染料的反應(yīng)性。反之，在一定的堿性條件下，連接基-NH-則會失去質(zhì)子帶負(fù)電荷，使染料的反應(yīng)性大為降低。因此這類染料只能在弱堿性條件下與纖維反應(yīng)。
2、乙烯砜類這類染料與纖維的反應(yīng)是親核加成反應(yīng)，反應(yīng)分兩步進(jìn)行，先發(fā)生消除反應(yīng)形成碳碳雙鍵，然后發(fā)生親核加成反應(yīng)。一般說來，在α-和β-碳原子上取代基的吸電子能力越強(qiáng)，反應(yīng)越快，反之，則越慢。如
β-強(qiáng)羥基乙砜硫酸酯就比β-羥基乙磺酰胺硫酸酯的反應(yīng)性高很多，主要是磺酰胺基的吸電子能力比砜基弱的關(guān)系。公司內(nèi)所用的染料主要是這兩類染料。

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