第三章.染料的顏色和結(jié)構(gòu)

影響染料顏色的因素主要有以下幾個(gè)：（1）共輾雙鍵系統(tǒng)（2）供電子基和吸電子基（3）分

子的吸收各向異性和空間阻礙。

1.

班系統(tǒng)越長(zhǎng)則其深色效應(yīng)越顯著。

2.

吸電子的協(xié)同效應(yīng)越強(qiáng)，深色效應(yīng)越顯著，分子的共面性越好，深色效應(yīng)越顯著。

3.

(CH)N—N(CH)2>咒X^Z)-N(CH3)2

323

(CH3)2NXN(CH3)2>

X=x=N,2=710nmx=CH久=610nmx=N-NH,z=

maxmax2420nm

第五章.直接染料

一,按結(jié)構(gòu)直接染料分為哪幾類？試各舉一例，并寫(xiě)出具體的合成路線。

1

答：直接染料可分為：直接染料可分為直接染料、直接耐曬染料、直接銅鹽染料和直接

重氮染料。

直接染料主要包括：聯(lián)苯胺偶氮染料，二苯乙烯型染料

直接耐曬染料包括：二芳基胭偶氮染料，三聚鼠胺偶氮染料r二嗯嗪染料，酰菁系直接

染料。

直接重氮染料包括：在偶氮基對(duì)位上具有氨基的染料，在染料分子末端具有間二氨基苯

或間氨基蔡酚結(jié)構(gòu)的染料

合成略

二.簡(jiǎn)述直接染料對(duì)纖維素纖維具有直接性的原因，試從染料結(jié)構(gòu)考慮提高染料直接性的可

能途徑。

答：直接染料之所以具有直接性是因?yàn)椋褐苯尤玖系姆肿邮侵本€型的大分子，且分子的共

面性較好，而纖維素分子也是線性大分子。另外，直接染料分子中含有磺酸基等水溶性基團(tuán)

可直接溶解于水中，在無(wú)機(jī)鹽（常用食鹽與元明粉）和溫度的作用下在纖維內(nèi)部，染料與纖

維以分子間力（氫鍵，范德華力）進(jìn)行結(jié)合。染料分子的線性，共面性越好，分子量越大，

與纖維的直接性越好。

三.比較各類直接染料的染色性能。

答：根據(jù)直接染料對(duì)溫度、上染率及鹽效應(yīng)的不同，大致可以分為三類：

A類：這類染料的分子結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，在染液中聚集傾向較小，對(duì)纖維的親和力低，在

纖維內(nèi)的擴(kuò)散速率較高，移染性好，容易染得均勻的色澤。食鹽的促染作用不很顯著，在常

規(guī)的染色時(shí)間內(nèi)，它們的平衡上染百分率往往隨著染色溫度的升高而降低。因此染色溫度不

宜太高，一般在70~80℃染色即可。這類染料的濕處理牢度較低，一般僅適宜于染淺色。A

類染料習(xí)慣上也稱為勻染性染料。

B類：這類染料的分子結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，對(duì)纖維的親和力高，分子中有較多水溶性基團(tuán)，

染料在纖維內(nèi)的擴(kuò)散速率低，移染性能較差，如果上染不勻，難以通過(guò)移染加以糾正。而食

鹽等中性電解質(zhì)對(duì)這類染料的促染效果顯著，故必須注意控制促染劑的用量和加入時(shí)間以獲

得勻染和提高上染百分率。如使用不當(dāng)，則因初染率太高，容易造成染花。這類染料的濕處

理牢度較高。B類染料又稱為鹽效應(yīng)染料。

C類：這類染料的分子結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜，對(duì)纖維的親和力高，擴(kuò)散速率低，移染及勻染

2

性較差。染料分子中含有水溶性基團(tuán)較少，在含有少量的中性電解質(zhì)染浴里上染也能達(dá)到較

高的上染百分率。染色時(shí)要用較高的溫度，以提高染料在纖維內(nèi)的擴(kuò)散速率，提高移染性和

勻染性。在實(shí)際的染色條件下，上染百分率一般隨著染色溫度的提高而增加，但始染溫度不

能太高，升溫不能太快，要很好地控制升溫速率，否則容易造成染色不勻。C類染料又稱為

溫度效應(yīng)染料，色時(shí)，要注意選用性能相近的同類染料為宜。

四.試比較下列各組染料的水洗牢度，并從結(jié)構(gòu)上的差異來(lái)說(shuō)明原因。

1.

2

2.

NaO

(

3、

2

H0

3

NHCO

H0

答：水洗牢度順序：4>3>2>1,可從共面性角度考慮。2比1更具有直線性，對(duì)纖維

直接性高，而4和3比1和2具有更長(zhǎng)的共規(guī)系統(tǒng)，且4最長(zhǎng)，即共平面性最好，所以對(duì)纖

維直接性最高，水洗牢度更好。

第六章.不溶性偶氮染料

一.何謂不溶性偶氮染料？闡述其常規(guī)染色過(guò)程及涉及的化學(xué)反應(yīng)。

答：不溶性偶氮染料由無(wú)水溶性基團(tuán)的偶合組分和芳伯胺的重氮鹽在纖維上偶合成不溶

3

于水的偶氮染料，故名為不溶性偶氮染料。一般染色過(guò)程是先用色酚打底，色酚與纖維借氫

鍵和范德華力相結(jié)合，然后與色基的重氮鹽顯色。

涉及化學(xué)反應(yīng)：

重氮化反應(yīng)：

ArNH+2HX+NaNO_____ArN_N*X-+NaX+2HO

22—12

偶合反應(yīng)：

Ar-N=N++(—NH-------->《

2Ar-N=N-\、/—NH+HB

=2

二.色酚為什么對(duì)纖維素纖維具有直接性，主要有哪幾種結(jié)構(gòu)類型？

答：色酚分子中酰胺鍵與兩邊芳環(huán)間構(gòu)成的共物系統(tǒng)影響色酚對(duì)纖維素纖維的直接性。

色酚鈉鹽存在下式所示的酰胺-異酰胺的互變異構(gòu)現(xiàn)象，異酰胺式分子中有一個(gè)較長(zhǎng)的共平

面的共桅系統(tǒng)，增加了對(duì)纖維的直接性。

主要的結(jié)構(gòu)類型有：

2-羥基蔡-3-甲酰芳胺及其衍生物、乙酰乙酰芳胺(耐基酰胺)衍生物、其他鄰羥基芳甲

酰芳胺類等。

三.何謂色鹽？闡述色鹽的性能要求和主要結(jié)構(gòu)形式。

答：色鹽是色基重氮鹽的穩(wěn)定形式。性能要求有：

(1)能夠耐受50~60℃；

(2)能夠保存一定時(shí)間；

(3)在運(yùn)動(dòng)和撞擊時(shí)不會(huì)發(fā)生爆炸；

(4)使用時(shí)容易轉(zhuǎn)化成偶合的活潑形式。

色鹽的主要結(jié)構(gòu)形式有：

(1)穩(wěn)定的重氮硫酸鹽或鹽酸鹽，如：

藍(lán)色鹽VBCH\―/一―/

O~NH~NCI

32

(2)穩(wěn)定的重氮復(fù)鹽，如：

4

黑色鹽K(0|ZnCI

HN-N^^TN2CI；22

(3)穩(wěn)定的重氮芳磺酸鹽，如:

紅色鹽B

四.何謂快色素、快磺素、快胺素和中性素？

答：(1)快色素染料又稱重氮色酚染料，是色酚和反式重氮酸鹽的混合物。

重氮化合物的中性或微酸性溶液與亞硫酸作用，生成具有偶合能力的重氮亞硫酸鹽，在

水溶液中很快轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的重氮磺酸鹽，再經(jīng)加熱處理可轉(zhuǎn)變?yōu)橛信己夏芰Φ捻樖街氐獊喠?/p>

酸鹽，或被氧化成為活潑的重氮硫酸鹽。芳環(huán)上有給電子基，易制備成重氮磺酸鹽。將此穩(wěn)

定的化合物與色酚混合，則制成快色素染料。

(2)重氮化合物與脂肪族或芳香族伯、仲胺作用，生成無(wú)偶合能力的重氮氨基或重氮

亞氨基化合物。當(dāng)介質(zhì)的pH值下降，上述產(chǎn)物可以轉(zhuǎn)變?yōu)樵瓉?lái)的重氮化合物和胺。將這樣

的重氮氨基化合物與色酚混合，就成為快胺素染料。

(3)中性素也是色基的重氮氨基化合物與色酚混合而成，它們與快胺素的區(qū)別在于選

擇穩(wěn)定劑不同，以堿性較弱的鄰般基芳仲胺為主。

第七章.還原染料

一、試述還原染料的結(jié)構(gòu)特征，寫(xiě)出以下還原染料在染色過(guò)程中涉及的反應(yīng)方程式，描

述染料在纖維中的狀態(tài)和染色堅(jiān)牢度。

5

(1)(2)

(3)

答：還原染料大都屬于多環(huán)芳香族化合物，其分子結(jié)構(gòu)中不含有磺酸基，竣酸基等水溶

性基團(tuán)。它們的基本特征是在分子的共艇雙鍵系統(tǒng)中，含有兩個(gè)或兩個(gè)以上的?；?/p>

(〃C=0),因此可以在保險(xiǎn)粉的作用下，使埃基還原成羥基，并在堿性水溶液中成為可溶

性的隱色體鈉鹽。還原染料的隱色體對(duì)纖維具有親和力，能上染纖維。染色后吸附在纖維上

的還原染料隱色體，經(jīng)空氣或其他氧化劑氧化，又轉(zhuǎn)變?yōu)樵瓉?lái)不溶性的還原染料，而固著在

纖維上。

(1)

(3)

6

還原染料與纖維以氫鍵，范德華力結(jié)合，在纖維上以主要以分子狀態(tài)存在.

還原染料品種數(shù)目繁多，有全面的堅(jiān)牢度，耐曬和耐洗堅(jiān)牢度尤為突出。

二、還原染料分為哪幾類？它們的色澤牢度如何？

答：按照化學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，還原染料原本分成慈醒、靛族和稠環(huán)三類，加上后來(lái)出現(xiàn)的

硫酸酯衍生物的可溶性類，共為四大類。

蔥醒類還原染料具有各項(xiàng)堅(jiān)牢度優(yōu)良、色澤較鮮艷、色譜較齊全、染料隱色體鈉鹽對(duì)纖

維親和力高的特點(diǎn)，但某些淺色品種對(duì)棉纖維有脆損作用。

靛族類還原染料和蔥酸類最顯著的不同之處，就是不論它們?cè)瓉?lái)是什么色澤，還原后的

隱色酸鈉鹽都是無(wú)色或者僅含很淺的黃色或杏黃色。染料的隱色體鈉鹽對(duì)纖維的親和力較

小，所以不易染得深濃色；染色后織物如遇高溫處理，會(huì)發(fā)生升華現(xiàn)象。

稠環(huán)類還原染料對(duì)纖維素纖維有一定的直接性，勻染性很好，而且各項(xiàng)染色堅(jiān)牢度都比

較優(yōu)良。

可溶性類還原染料的染色牢度優(yōu)良，但染浴的強(qiáng)堿性無(wú)法用于毛、絲等蛋白質(zhì)纖維的染

色。

三、合成慈醒還原染料的主要原料和中料有哪些？舉例說(shuō)明慈醵還原染料是如何進(jìn)一步

分類的？

答：，蔥醍染料由蔥醍或其衍生物合成，慈醍染料根據(jù)結(jié)構(gòu)可以分為:

（1）酰胺系和亞胺系，如：還原黃WG,它的結(jié)構(gòu)為:

（2）咔哩系，如還原黃FFRK（黃28號(hào)），結(jié)構(gòu)為:

7

oo

Il|oo

（3）藍(lán)慈酮系，如還原綠BB（綠11號(hào)，69850）,它是4,4'-二氨基-3,3'-二氯藍(lán)

慈酮。

（4）黃蔥酮和葩意酮系，如黃慈酮（還原黃G,70600）和花慈酮（還原金橙G,

59700）o它們的結(jié)構(gòu)式如下：

黃慈酮花慈酮

（5）二苯嵌意酮系，如還原艷綠FFB,結(jié)構(gòu)為：

（6）口丫酮系，如還原紅紫RRK（紫14號(hào)，67895）,其結(jié)構(gòu)為:

8

(7)曝嗖結(jié)構(gòu)系，如還原黃GC(黃2號(hào)，67300),其結(jié)構(gòu)為:

四、寫(xiě)出靛藍(lán)、硫靛的合成途徑，按結(jié)構(gòu)比較它們及其衍生物的色澤和應(yīng)用性能。

答：靛藍(lán)結(jié)構(gòu)為:

硫靛結(jié)構(gòu)為:

合成途徑:

O

(2)硫靛

9

oCH

3

c

s

Cl

cc還原桃紅R

Cl

cs

CH°

3O

靛藍(lán)的牢度很好，但是它的色澤晦暗并不鮮艷，它的隱色體鈉鹽對(duì)纖維素纖維的直接性

很小，無(wú)法一次染得深色。這些缺點(diǎn)可以通過(guò)鹵化的方法得到改善。鹵化后的靛藍(lán)色澤比較

鮮艷明亮，而且，染料鹵化后，提高了染料隱色體鈉鹽對(duì)纖維素纖維的直接性。硫靛染料大

部分都是紅色，與靛藍(lán)一樣，硫靛本身色澤都不夠鮮艷，而且日曬牢度也差；可是它的衍生

物卻很漂亮，而且各項(xiàng)牢度都很高。

五、試述影響還原染料還原速度的主要因素及其影響。

答：還原速度一般在習(xí)慣上以染料達(dá)到完全還原狀態(tài)所需時(shí)間的半量——半還原時(shí)間來(lái)

表示。還原速度與染料隱色體電位雖然都是用來(lái)顯示染料的還原性能的，但兩者之間并沒(méi)有

直接的聯(lián)系。一般規(guī)律是靛族染料的隱色體電位負(fù)值較小，但它們的還原速度卻很緩慢；意

醍類染料的隱色體電位負(fù)值較高，但還原速度卻很快。

由于染料的還原是一種多相反應(yīng)，不僅染料的結(jié)構(gòu)決定著染料內(nèi)在的還原特性，而且染料

分散體顆粒的物理形狀和大小也會(huì)影響染料還原的速度。因?yàn)榉稚Ⅲw的顆粒直接決定著發(fā)生

反應(yīng)的固液界面接觸面積的大小和反應(yīng)的能力。根據(jù)研究結(jié)果，染料顆粒物理狀態(tài)對(duì)還原速

度的影響，比染料化學(xué)結(jié)構(gòu)差異的影響一般為小。實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，對(duì)于同一種染料，還原反應(yīng)

的速度并不與顆粒的表面積成正比關(guān)系，還原反應(yīng)速度的增長(zhǎng)慢于顆粒表面積的增長(zhǎng)。

對(duì)于還原速度來(lái)說(shuō)，染料結(jié)晶的性質(zhì)比顆粒大小更為重要。實(shí)踐證明：決定染料還原速

度的主要因素是溫度和保險(xiǎn)粉含量；而染料本身的性質(zhì)和物理形態(tài)以及染浴中氫氧化鈉的濃

10

度對(duì)還原速度僅有一定的的影響。

因此，在生產(chǎn)中提高染料的還原速度最經(jīng)濟(jì)的辦法是提高還原溫度。不過(guò)，有些染料

在高溫反應(yīng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生一些副反應(yīng)，對(duì)于這些染料，不能采取提高溫度的辦法。

六、何謂還原染料的光敏脆損作用？分析其產(chǎn)生的可能原因。

答：一些用還原染料印染的織物，在穿著過(guò)程中會(huì)發(fā)生纖維脆損現(xiàn)象稱為光敏脆損現(xiàn)象。

這種現(xiàn)象的產(chǎn)生原因，主要是這些染料吸收光線中某一波段的能量轉(zhuǎn)移給其他物質(zhì)時(shí).，在纖

維上引起了光化學(xué)反應(yīng)所致。光敏脆損現(xiàn)象的產(chǎn)生與染料的結(jié)構(gòu)是否有關(guān)，目前還缺乏足夠

的論證。但有些情況具有一定的規(guī)律性。在還原染料中，黃色、紅色和橙色是產(chǎn)生光敏脆損

現(xiàn)象比較嚴(yán)重的色澤系統(tǒng)。

第八章.硫化染料

一、何謂硫化染料？試述染料的制備方法。

答：硫化染料是一類水不溶性染料，一般是由芳胺類或酚類化合物與硫磺或多硫化鈉混

合加熱制得，這個(gè)過(guò)程叫做硫化。

制備方法：

(1)熔融硫化法，熔融硫化法是將芳香族化合物與硫磺或多硫化鈉在不斷攪拌下加熱，

在200~250℃熔融，直到產(chǎn)品獲得應(yīng)有的色澤為止。硫化完畢，有的直接將產(chǎn)物粉碎，混拼

即得成品；有的則將產(chǎn)物溶于熱燒堿溶液中，再除去剩余的硫磺，并吹入空氣使染料氧化析

出，過(guò)濾，最終得到具有較高純度的產(chǎn)品。

(2)溶劑蒸煮法

溶劑蒸煮法是將硫化鈉先溶于溶劑，加硫磺配成多硫化鈉溶液，然后加入中料，加熱回

流進(jìn)行硫化?？蛇x用水或丁醇作溶劑。硫化完畢，有的吹入空氣使染料氧化析出；有的直接

蒸發(fā)至干，粉碎拼混成為產(chǎn)品。

二、舉例說(shuō)明硫化染料的結(jié)構(gòu)類型。

答：硫化染料可以按所用中料的不同進(jìn)行分類。主要分類有以下幾種：

(1)由對(duì)-氨基甲苯、2,4-二氨基甲苯等中料合成的硫化染料，如硫化黃2G：

11

（2）由4-羥基二苯胺類中料合成的硫化染料，如

（硫化深藍(lán)3R、RL的中料）

（3）由吩嗪衍生物中料合成的硫化染料，如硫化紅棕3B可能有如下式所示的結(jié)構(gòu):

（5）硫化還原染料，如硫化還原藍(lán)R,其結(jié)構(gòu)式如下:

12

三.簡(jiǎn)述硫化染料的染色過(guò)程

答：硫化染料的染色過(guò)程可以分為下列四個(gè)步驟：

1.染料的還原溶解

硫化染料還原時(shí)，一般認(rèn)為染料分子中的二硫（或多硫）鍵，亞颯基及醛基等都可被還

原：

D-S-S-DJSLD-SH+D'SH

[O]

D-S-S-DUS==D-SH+D'SH+2H2O

[O]

2.染液中的染料隱色體被纖維吸著

硫化染料隱色體在染液中以陰離子狀態(tài)存在，它對(duì)纖維素纖維具有直接性。

3.氧化處理

上述隱色體染料在纖維上通過(guò)氧化工序生成不溶性的染料，并充分發(fā)色。硫化染料的整

個(gè)還原氧化過(guò)程如下：

DSSDNaSHDSNa氧化DSSD

NaOtT--硫化染IT

硫化染料--------隱色體

4.后處理

后處理包括凈洗、上油、防脆、固色等項(xiàng)。

四.簡(jiǎn)述縮聚染料及其結(jié)構(gòu)特征。

答：縮聚染料是一類在上染過(guò)程中或上染以后，染料本身分子間或與纖維以外的化合物能

夠發(fā)生共價(jià)鍵結(jié)合，從而增大分子的染料。縮聚染料分子中含有硫代硫酸基（一SSONa）,

3

它們?cè)诹蚧c、多硫化鈉等作用下，能將亞硫酸根從硫代硫酸基上脫落下來(lái)，并在染料分子

間形成一S—S—鍵，使兩個(gè)或兩個(gè)以上的染料分子結(jié)合成不溶狀態(tài)而固著在纖維上。

就硫代硫酸基在染料分子中的連接情況來(lái)看，有的染料的硫代硫酸基是直接接在發(fā)色

體系的芳環(huán)上的；有的則是接在芳環(huán)的烷基或乙胺基等取代基的碳原子上的。前一種類型的

染料以縮聚黃3R為例，它是由對(duì)氨基苯硫代硫酸鹽重氮化，與1-苯基-3-甲基毗噗酮偶合

13

而制成的，它的結(jié)構(gòu)式如下:

后一種類型的染料可以縮聚翠藍(lán)I3G為例，它是由銅酥菁磺酰氯和2-氨基乙基硫代硫

酸鹽(HNCHCHSSONa)縮合制成，它的結(jié)構(gòu)式如下：

2223

CuPc(SONa)n

蜘巴

23

式中CuPc代表銅釀?shì)冀Y(jié)構(gòu)，n=3.3~3.5。

第九章酸性染料

一、何謂酸性染料，按應(yīng)用性能酸性染料可分為哪三類？

答：傳統(tǒng)的酸性染料都是在酸性條件下染色，故通稱酸性染料，含有大量磺酸基，少量

有我酸基，是一類水溶性染料，有色譜齊全、色澤鮮艷、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，其發(fā)色體結(jié)構(gòu)中

偶氮和慈醍占有很大比重，主要用于羊毛、真絲等蛋白質(zhì)纖維和錦綸的染色和印花。按染料

對(duì)羊毛的染色性能，酸性染料可分為強(qiáng)酸浴、弱酸浴和中性浴染色的三類酸性染料。

二、舉例說(shuō)明雙偶氮酸性染料和慈醒型酸性染料的主要合成途徑。

酸性黑B

慈醒型酸性染料

14

so

3Na

酸性藍(lán)綠G

三、試述酸性染料結(jié)構(gòu)與其應(yīng)用性能的關(guān)系，舉例說(shuō)明提高皂洗牢度的可能途徑。分析如

下結(jié)構(gòu)中的取代基X、4不料在羊毛片的應(yīng)“性能的影響。

N=N

NaOSSONa

33

答：（1）染料分子結(jié)構(gòu)與耐光性能

母體結(jié)構(gòu)、取代基的性質(zhì)以及它們所處的相對(duì)位置對(duì)其耐光牢度有直接影響。通常染

料分子中氨基、羥基的存在不利于耐光性能，而鹵素（Cl、Br）、硝基、磺酸基、氟基以及

三氨甲基等有助于耐光堅(jiān)牢度的提高。

分子中氨基酰化均能提高酸性染料在羊毛上的耐光堅(jiān)牢度，但是，當(dāng)脂肪鏈過(guò)長(zhǎng)時(shí)，

將導(dǎo)致耐光牢度的降低。

在染料分子中引入某些特殊基團(tuán)，也能使染料分子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性得到提高，或者是影

響染料分子在染色纖維中的物理狀態(tài)，進(jìn)而提高其耐光牢度。

由氨基慈醒磺酸衍生的酸性及弱酸性染料染羊毛的耐光牢度均較好。與氨基蔥醍分散染

料相似，當(dāng)在氨基的鄰位引入磺酸基、甲基或其他取代基團(tuán)，降低了慈酸1-位的氨基對(duì)光

氧化作用的活潑性，提高其耐光穩(wěn)定性。同時(shí)，如果在慈醍類酸性染料分子中引入脂肪族碳

鏈時(shí)，則以C~C為宜，否則耐光牢度也會(huì)降低。

812

（2）染料分子結(jié)構(gòu)與濕處理牢度

染料分子結(jié)構(gòu)決定了對(duì)染色纖維結(jié)合力的大小，該結(jié)合力越大，親水性越弱，染著在

纖維內(nèi)部的染料分子保留在纖維之中，不易向外擴(kuò)散，則濕處理牢度越高。

15

增加染料相對(duì)分子質(zhì)量，使具有相同磺化程度，即含有相同磺酸基數(shù)的染料分子，其

濕處理牢度將隨著染料相對(duì)分子質(zhì)量或分子體積的加大而得到改進(jìn)。同時(shí)，具有更好的分

子共平面性更能改進(jìn)染料的濕處理牢度。

可見(jiàn)，改變分子結(jié)構(gòu)、增大相對(duì)分子質(zhì)量有助于濕處理牢度的改進(jìn)。

(3)染料分子結(jié)構(gòu)與勻染性能

在染料分子中引入較多的水溶性基團(tuán)，如磺酸基、竣酸基，以提高染料在水中的溶解

度，加大染料分子的親水性，降低染料對(duì)纖維的親和力，可有效地增加染料的勻染性能。

對(duì)于酸性染料而言，增加相對(duì)分子質(zhì)量，引入特殊的基團(tuán)如脂肪族碳鏈等可以降低染

料親水性，增加染料對(duì)纖維的親和力，提高其濕處理牢度，但會(huì)影響染料的勻染性。其中

尤以含長(zhǎng)碳鏈的弱酸性染料更為明顯。因此，在相對(duì)分子質(zhì)量增加到一定程度時(shí)，可用芳

環(huán)或環(huán)烷煌代替脂肪鏈，同時(shí)引入極性較強(qiáng)的基團(tuán)，如取代的磺酰氨基，酯基，以賦于染

料一定的親水性能，在增加與纖維結(jié)合能力的同時(shí)，還可以具有較好的勻染性。

(4)分析:

對(duì)日曬牢度的影響：

X：①只要為吸電基，就可以降低電子云密度，日曬牢度提高，會(huì)產(chǎn)生深色效應(yīng)，對(duì)位

效率更高；②但X位于偶氮基鄰位時(shí)，日曬牢度好，但但X為-NO時(shí)，日曬牢度顯著降低；

2

③X引入某些基團(tuán)，如60等磺酰胺基，可提高耐光牢度

NR

22

Y：若為?；鶊F(tuán)R-CO-時(shí)，由于分子體積增大，可提高日曬牢度，且隨著脂肪鏈的增

大而增大，但過(guò)長(zhǎng)時(shí)，會(huì)使牢度降低，以C為佳。

-C

48

對(duì)濕處理牢度的影響：

X：①為脂肪族烷基、環(huán)烷煌、芳煌等疏水基團(tuán)時(shí)，濕處理牢度好，且隨著碳鏈長(zhǎng)度、

分子量的增加而增大；②但X在偶氮基對(duì)位時(shí)，有較好的分子共平面性，濕牢度提高；③

引入染料共平面性好的基團(tuán)，更能顯著改善濕牢度；④X為水溶性基團(tuán)時(shí)，可提高勻染性，

但會(huì)降低濕處理牢度。

Y：采用大分子的酰化基團(tuán)時(shí)，濕牢度得到提高，且隨著碳鏈長(zhǎng)度、分子量的增大而增

大。

對(duì)勻染性影響：

X、丫中的長(zhǎng)碳鏈會(huì)使勻染性降低，因此分子量的增大有一定的限制；用芳環(huán)或環(huán)烷燃

代替X、丫中的脂肪鏈，同時(shí)引入極性較強(qiáng)的基團(tuán)，賦予染料一定的親水性。

此外，當(dāng)X為-0H且在偶氮基鄰位時(shí)，為酸性媒染染料，可顯著提高日曬、濕處理牢

16

度；此時(shí)丫主要用于調(diào)節(jié)勻染性，其體積越小越好。

四、比較偶氮型酸性染料和直接染料在結(jié)構(gòu)、染色對(duì)象、染色性能（勻染性，牢度）以及合成

染料中間體的異同點(diǎn)。

答：偶氮型酸性染料分子結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，分子中含有水溶性基團(tuán)，主要用于染羊毛等蛋

白質(zhì)纖維，與纖維以離子鍵結(jié)合，由于分子量小，加上分子中含有較多的水溶性基團(tuán)導(dǎo)致其

濕處理牢度較差，對(duì)羊毛的勻染性好。

直接染料的分子量大，分子中也含有水溶性基團(tuán)，分子呈線性，共平面性好，與纖維的

直接性大，與纖維主要以范德華力結(jié)合，水洗，日曬牢度不佳。

五、指出下列染料是什么種類的染料，分別指出各自的應(yīng)用對(duì)象，顏色和牢度，并說(shuō)明理由。

1.

啰6

CHCONH

NHCOCH

NHCNH3

SONa

3

答:

1.強(qiáng)酸性染料，主要用于羊毛、真絲等蛋白質(zhì)纖維的染色。分子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，磺酸基所

占比例高，在水中溶解度較好，因此有好的勻染性，但常溫染液中基本上以離子狀態(tài)分散,

對(duì)羊毛親和力較低，濕處理牢度差，日曬牢度較好，色澤鮮艷。

2.弱酸性染料，主要用于羊毛、真絲等蛋白質(zhì)纖維的染色。分子結(jié)構(gòu)稍復(fù)雜，磺酸基

所占比例相對(duì)較低一點(diǎn)，溶解度也稍差一些，在染液中基本以膠體分散狀態(tài)存在，對(duì)羊毛

17

親和力較高，因此濕處理和勻染性屬中等。

3.直接染料，主要用于纖維素纖維的染色。色譜齊全，濕處理牢度較低。

4.直接銅鹽染料，主要用于纖維素纖維的染色。銅鹽處理時(shí)，改善了染料的水洗牢度

和日曬牢度，但色澤同時(shí)變得深暗。

第十章酸性媒染染料與酸性含媒染料

一、試述酸性媒染染料和酸性含媒染料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用性能。

酸性媒染染料：

答：結(jié)構(gòu)特征：含有與酸性染料相同的磺酸基或竣酸基的水溶性基團(tuán)，具有酸性染料

的性質(zhì)；又含有能與金屬原子絡(luò)合的基團(tuán)（如羥基、氨基），具有媒染染料的性質(zhì)；分子量

較小。

應(yīng)用性能：主要應(yīng)用于羊毛、蠶絲及聚酰胺纖維上，經(jīng)媒染劑處理后，在羊毛上具有

良好的耐光、耐洗和耐縮絨堅(jiān)牢度；色光不如酸性染料鮮艷，但顏色加深。

酸性含媒染料：

結(jié)構(gòu)特征：絕大多數(shù)是含水溶性基團(tuán)的偶氮型染料；在分子中含有水楊酸基團(tuán)或在偶

氮基兩側(cè)鄰位上具有可以與金屬形成絡(luò)合物的羥基、氨基母體染料；

應(yīng)用性能：染色過(guò)程中，借助銘離子分別與染料、纖維通過(guò)共價(jià)鍵、配位鍵相結(jié)合在

一起，使染色織物具有優(yōu)良的各項(xiàng)牢度。

二、舉例說(shuō)明酸性媒染染料的結(jié)構(gòu)類型，試述染料的絡(luò)合反應(yīng)及其分子構(gòu)型和顏色變化。

答：（1）酸性媒染染料按其化學(xué)結(jié)構(gòu)分類主要包括偶氮，意醒、三芳甲烷及氧蔥等四種

類型。

偶氮類

COONa

酸性媒染深黃GG

蔥醍類

18

酸性媒染藍(lán)黑B

三芳甲烷類

N（C2H5）2

酸性媒染紫R

氧蔥類

酸性媒染桃紅3BM

（2）作為絡(luò)合反應(yīng)的媒染劑常用的是重銘酸鉀或重銘酸鈉。銘離子和染料的絡(luò)合反應(yīng)分子

比決定于染料的配位體結(jié)構(gòu)和反應(yīng)條件。，三價(jià)銘離子的配位數(shù)是6,而每個(gè)水楊酸結(jié)構(gòu)具

有兩個(gè)配位基。所以理論上銘離子和具有水楊酸結(jié)構(gòu)的染料可以形成13、12和11（絡(luò)合

物分子中的中心金屬離子數(shù)和染料分子數(shù)之比）三種類型的絡(luò)合物

N

Cr

c00C

0B

0

12型

19

13型

金屬在形成螯合環(huán)絡(luò)合物后，失去原來(lái)性能而呈現(xiàn)許多新的性能。例如，不同于原金

屬鹽原有的顏色。在偶氮染料分子中，偶氮基參與絡(luò)合后，染料色光一般有改變。在具有鄰

羥較酸結(jié)構(gòu)的偶氮染料與銘的絡(luò)合中，發(fā)色團(tuán)偶氮基不參與絡(luò)合，故絡(luò)合后色光變化較小。

三、試從下列酸性染料的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用性能差異，分別指出它們屬于何種類型的酸性染料,

比較染料的勻染性、濕處理牢度，并說(shuō)明理由。

1.2.

OHNHCOCH

3

33

答：1是強(qiáng)酸性染料，分子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，

有好的勻染性，但常溫染液中基本上以離子狀態(tài)分散，對(duì)羊毛親和力較低，濕處理牢度差。

2是弱酸性染料，分子結(jié)構(gòu)稍復(fù)雜，磺酸基所占比例相對(duì)較低一點(diǎn)，溶解度也稍差一

些，在染液中基本以膠體分散狀態(tài)存在，對(duì)羊毛親和力較高，因此濕處理和勻染性屬中等。

3是酸性含媒染料，含有金屬Cr離子，濕處理牢度較酸性染料好，但不如酸性媒染染

料。

20

4是酸性媒染染料，與強(qiáng)酸性染料結(jié)構(gòu)類似，含配位體，濕處理牢度很好。

四、查閱相關(guān)的文獻(xiàn)資料，指出在酸性染料、酸性媒染染料和酸性含媒染料研究開(kāi)發(fā)方面

有哪些新進(jìn)展？

答：略

第十一章活性染料

一、活性染料的通式可寫(xiě)成S-D—B—Re,試述各組成部分對(duì)活性染料應(yīng)用性能的影響；寫(xiě)

出X、K、KN和M型活性染料與纖維素纖維的反應(yīng)機(jī)理并比較所形成的染料一纖維共價(jià)鍵（D

一F鍵）的酸堿穩(wěn)定性。

答：

（1）S：水溶性基團(tuán)，影響染料水溶性和擴(kuò)散型及所帶來(lái)的負(fù)電荷越多，電介質(zhì)促染作用

越明顯

D：染料母體，決定除反應(yīng)性以外的染料的基本性質(zhì)，是染料的發(fā)色部分。①賦予染

料一定的直接性，不宜過(guò)低，否則會(huì)影響染色時(shí)的吸附和固色率；但也不宜過(guò)高，

否則不利于水解染料從纖維上洗凈，影響沾色或降低色牢度；②與鮮艷度、色牢度

的關(guān)系：母體染料結(jié)構(gòu)直接決定其鮮艷度和色牢度；③影響染料的反應(yīng)性，在B和

Re相同下，D相當(dāng)于取代基，在整個(gè)染料分子處于同一共朝系統(tǒng)時(shí)，能直接影響活

性基的反應(yīng)性；在非共輒型系統(tǒng)時(shí)，會(huì)影響橋基而間接影響活性基的反應(yīng)性；④調(diào)

整與纖維親和力和溶解度的關(guān)系，是改進(jìn)染料染色性能和提高固色率的一個(gè)途徑。

B：橋基，①影響活性基的反應(yīng)性：亞胺基的離解能降低反應(yīng)的活潑性，可能引起親

和力降低，而降低固色率。當(dāng)亞胺基被烷基化后，可提高反應(yīng)性，但會(huì)使親和力下

降；②羥基的長(zhǎng)度和彈性也會(huì)影響固色率；③影響染料-活性基和染料-纖維的穩(wěn)定

性；

Re：活性基，①提供染料的反應(yīng)性，不僅決定染料和纖維的反應(yīng)速度，且在一定程

度上還決定染料在纖維上的固色率；②與染料的穩(wěn)定性有關(guān)，尤其重要的是儲(chǔ)藏穩(wěn)

定性。反應(yīng)性太強(qiáng)，活潑性太高，染料易水解，無(wú)法保存。染料與纖維結(jié)合后產(chǎn)生

的共價(jià)鍵的種類及活潑性影響其耐酸耐堿穩(wěn)定性，進(jìn)而影響色牢度；③決定纖維印

21

染加工的性質(zhì)和條件。反應(yīng)性高的在較低溫度、堿性較弱的條件按下固色；反應(yīng)性

低的還適用于印花工藝中；④與染料的溶解度、擴(kuò)散型及直接性有一定關(guān)系

（2）①鹵代均三嗪型活性染料（X型和K型）與纖維的反應(yīng)可用染料的親和取代反應(yīng)來(lái)解

釋。

活性基上，由于與碳連接的氯原子電負(fù)性也很強(qiáng)，電子誘導(dǎo)的結(jié)果使碳原子呈現(xiàn)更強(qiáng)

的正電性，這樣芳香雜環(huán)上的碳原子更易受到親核試劑的攻擊，發(fā)生親核取代反應(yīng)。固色時(shí)，

纖維素纖維在堿性介質(zhì)中的離子化，生成纖維素負(fù)離子（親核試劑），它能與活性染料的活

性基團(tuán)發(fā)生親核取代反應(yīng)：

-Yv.

DNH丫NHR

DNHPxNHRDNH丫

1NHR

NN+Cell—CHNNNN

2—0十

CIClO-CHO-CH

2-Cell2-Cell

上述生成的染料一纖維共價(jià)鍵是酯鍵。

二氯均三嗪環(huán)上的一個(gè)氯原子被纖維素陰離子或一0H取代后，第二個(gè)氯原子便不易被取

代了。

②KN型活性染料與纖維的結(jié)合是一種親核加成反應(yīng)。染色時(shí)，染料在堿作用下生成含活

潑雙鍵的乙烯颯基（一SOCH=CH）,由于活性基中一SO為吸電子基，電子誘導(dǎo)效應(yīng)的結(jié)果使

222

■碳原子呈現(xiàn)更強(qiáng)的正電性，遂能與纖維素負(fù)離子發(fā)生加成反應(yīng)，H.離云由水中供給，反

II?||CII'一

應(yīng)后產(chǎn)生0H離子，其反應(yīng)過(guò)程女阡〒?一"",

o0O

-0-30-0H—?—SO||D-S-CH=CH

D-S-CH-CH-------?2

Nt

23

00O

oO

Cell-CH2-O-O-CH-CellH-CH-O-CH-Cell

D-S-CH-CHS-CH

22222

oO

以上反應(yīng)所形成的染料一纖維共價(jià)鍵是酸鍵，即R-O—R',在D-F鍵的牢度上與酯鍵結(jié)

合是有區(qū)別的。

③M型活性染料同纖維素纖維反應(yīng)的機(jī)理取決于引入的活性基團(tuán)。若是鹵代均三嗪型和

喀呢型則發(fā)生親核取代，若是乙烯颯型則是親核加成反應(yīng)。

④染料-纖維的酸堿穩(wěn)定性：

堿性條件下

*型＞1＜型＞1\/1型＞KN型

酸性條件下

KN型＞1\/1型＞1＜型＞X型

22

二、寫(xiě)出一氯均三嗪，二氯均三嗪，一氯甲氧基均三嗪和二氟一氯喀咤，甲基颯喀咤，三氯

喀咤兩組活性染料的結(jié)構(gòu)式。比較它們的反應(yīng)活潑性的大小并說(shuō)明理由。寫(xiě)出下列染料與纖

維素纖維的反應(yīng)機(jī)理并比較說(shuō)明它們的反應(yīng)活潑性及“染料-纖維”鍵的水解穩(wěn)定性。

F

D-NH|||D-NH

N丫N

ClF

試從這些機(jī)理出發(fā)對(duì)近年來(lái)在改進(jìn)和提高鹵代雜環(huán)活性染料的反應(yīng)性能和提高“染料一

纖維”間鍵的穩(wěn)定性方面的品種發(fā)展，討論并舉例說(shuō)明之。

答：（1）活性染料結(jié)構(gòu)式分別為:

D-NH—pNHD-NH-[^N、D-NH

2V0CH3

N丫NN丫

Cl

和

F丫Cl

DNHSOCH

反應(yīng)活性大小比較:

①二氯均三嗪〉一氯甲氧基均三嗪〉一氯均三嗪：活性基碳原子的正電性越高，染

料的反應(yīng)性越高。因此，二氯均三嗪的反應(yīng)性最大，在二氯均三嗪中用一個(gè)甲氧基

來(lái)取代氯原子，由于甲氧基是供電子基，電子誘導(dǎo)的結(jié)果，減弱了碳原子的正電性,

其反應(yīng)性介于一氯均三嗪和二氯均三嗪之間O

②二氟一氯喀嚏＞甲基颯喀咤〉三氯嗓嚏：在三氯喀咤基的基礎(chǔ)上引入不同的活性

基能改變其反應(yīng)性。引入更活潑的?F和?SOCH,形成二氟一氯喀咤和甲基颯喀咤,

23

活潑性得到提高。由于-F比-SOCH更活潑，所以二氟一氯嗓咤大于甲基颯喀陡。

23

一十N丫CI

DNH.

NIN

CI

(2)由于活性基團(tuán)的芳香雜環(huán)上氮原子的電負(fù)性較碳原子為強(qiáng)，因此

使雜環(huán)上各個(gè)碳原子呈現(xiàn)部分正電荷,又由于含氮雜環(huán)上含有兩個(gè)氯原子取代基，使得碳原

23

子上的電子云密度進(jìn)一步降低,在堿性條件下，纖維素負(fù)離子作為親核試劑進(jìn)攻芳香環(huán)上的

碳正離子，發(fā)生親核取代反應(yīng)，染料與纖維之間形成共價(jià)鍵。同理，與纖

維的反應(yīng)也是親核取代反應(yīng)。

--jON丫CI

DNH?11

N丫N

CIF

與相比，前者的反應(yīng)性更強(qiáng)，這是因?yàn)殡s環(huán)

上電子云密度越低，染料的活潑性越強(qiáng)，從結(jié)構(gòu)上看,前者含有3個(gè)氮原子，其雜環(huán)上的電子

云密度比后者較低，故反應(yīng)活性更強(qiáng)。

染料的水解反應(yīng)和成鍵反應(yīng)一樣，是親核取代反應(yīng)。含氮雜環(huán)和纖維素連接的碳原子

/N丫

DNH

NYN

CI

上電子云密度越低，越容易斷鍵,與纖維作用，生成的”染料一纖維”

鍵的水解穩(wěn)定性較差。

三、比較下列鮮基乙烯颯類型活性染料在堿性介質(zhì)中的反應(yīng)活潑性，并說(shuō)明理由。

(1)D-NHSOCHCHOSONa

2223

(2)D-SOCHCHOSONa

2223

(3)D-NR-SOCHCHOSONa

2223

答：反應(yīng)活潑性大小次序?yàn)椋?>3>1。將a碳原子與染料母體的連接基的吸電性假若，

不是以颯基直接相連，將會(huì)降低其反應(yīng)活性。對(duì)于1,在堿性介質(zhì)中，a碳原子的正電性由

于氫原子的游離而減弱，使活性基活性降低。如果氫原子被烷基取代，則可以提高其反應(yīng)性

(3)。

四、寫(xiě)出下列活性染料在染色過(guò)程中所涉及的反應(yīng)方程式并討論染料在棉織物上的染色堅(jiān)

牢度。并以中料為原料寫(xiě)出它們的合成反應(yīng)方程式.

24

(1)

(3)

NaO3S

3Na

SO

2cH2cH20so3Na

染料?纖維的水解反應(yīng)

乙烯碉型染料與纖維的結(jié)合鍵是一種酸鍵，耐酸穩(wěn)定性好，在pH值4~8范圍內(nèi)較穩(wěn)定。

25

若酸性過(guò)強(qiáng)，酸鍵氧原子與形成鹽而使鍵斷裂。在pH>8的堿性介質(zhì)中，隨著堿性的增強(qiáng),

容易發(fā)生消除反應(yīng)而水解。

ONH

oNH2

f^Sf5rs°3Na

竺SONa

-3+ce?°-

-

0NHONH―

SOCHCHOCell

222SOCH=CH

22

V111H

、+。.

0NH\―/0NH\—/

SOCH=CHSOCHCH

22OH

222

（2）染料合成：

/UI,OHU.NH,.1

Na

心。TpNaAtiw

:3SUNa?\_T~1O

\=J…NaNO/HCI\=

33

NH2N+NN

2

0~5c2

NaussuNa

3

-fY

aTa」?In

6】』％二廠J2二S.L

0(/NN

NN

NN

Cl

HN

2

SSONa

NaOSONa

SNaO

33

涉及、到的反應(yīng)丸1

爸贏素纖猛的工核kA反應(yīng)：

S0NaN

3OHNHNHS03NaOHNHN

NH

NNN呦於NN