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第八章 染料 一 概述 染料是能使纤维和其他材料着色的物质，且不易脱落、变 色。染料通常溶于水中，一部份的染料需要媒染剂使染料能 黏着于纤维上。 考古资料显示，染色技术于印度和中东已有超过五千年 历史。当时的染料从动植物或矿物质而来，甚少经过处理。 1856年Perkin发明第一个合成染料--马尾紫，使有机化 学分出了一门新学科--染料化学。20世纪50年代。Pattee和 Stephen发现含二氯均三嗪基团的染料在碱性条件下与纤维 上的羟基发生键合，标志着染料使纤维着色从物理过程发 展到化学过程，开创了活性染料的合成应用时期。染料已不 只限于纺织物的染色和印花，它在油漆、塑料、皮革、光电 通讯、食品等许多部门得以应用。 染料的分类 按染料性质及应用方法，可将染料进行下列分类。 按状态分 水性色浆 油性色浆 水性色精 油性色精 按用途分 陶瓷颜料 涂料颜料 纺织颜料 塑料颜料 按来源分 天然染料分植物染料 动物染料 合成染料（又称人造染料） 按染料性质及应用方法分 　　 活性染料 还原染料 酸性染料 分散染料等 二 染料的重氮化及偶合反应 偶氮染料是染料分子中含有偶氮基的染料统称。在染料生产中所占比重最大，而在偶氮染料生产中重氮化与偶合则是两个基本反应 1. 重氮化 芳香族伯胺和亚硝酸作用生成重氮盐的反应称为重氮化。 ArNH2 + 2HX +NaNO2 → Ar-N2 + NaX +2H2O 　　 重氮化反应的影响因素 1. 无机酸 酸要过量，一般是理论值的2倍左右。酸量不足，生成的重氮盐容易和未反应的芳胺偶合，生成重氮氨基化合物，称自耦合反应，为不可逆反应。 ArN2 CL + ArNH2 → Ar-N=N-NHAr + HCL 另外无机酸可使原来不溶性的芳胺变成季胺盐而溶解，同时无机酸浓度的增加也抑制反应中生成的亚硝酸的电离，从而促使重氮化反应的加速。 2. 亚硝酸用量 反应过程中，保持亚硝酸过量，否则会引起自偶合反应。 3. 反应温度 低温进行，有利于重氮盐的稳定，同时亚硝酸也不易分 解。 4. 芳胺碱性强弱 碱性较强的一元胺与二元胺，由于与无机酸生成的铵盐较难水解， 重氮化反应时用酸量不宜过多，否则会使溶液中游离胺减少而影响反应。 所以反应时一般用稀酸。 反之，碱性较弱的芳胺，生成的铵盐极易水解成游离芳胺，因此 重氮化反应比碱性较强的芳胺快。必须用较浓的酸，并且要迅速加入亚 硝酸钠溶液以保持亚硝酸在反应中过量。 2. 偶合反应 重氮盐和酚类、芳胺作用，生成偶氮化合物的反应叫偶 合反应，而酚类和芳胺称偶合组分。 Ar-N2CL+ArOH→Ar-N=N-Ar-OH Ar-N2CL+ArNH2→Ar-N=N-Ar-NH2 偶合反应的影响因素 1. 重氮与偶合组分的性质 重氮组分上有吸电子取代基存在时，加强了重氮盐的 亲电子性，从而偶合活泼性加大；反之芳核上有给电子取代 基存在，减弱了重氮盐的亲电子性，而使偶合活泼性降低。 2. 介质的PH值 酚或芳胺为偶合组分，PH的增加有利于偶合组分的活 泼形式酚负离子或生成游离的芳胺，有利于偶合反应的进行。 但是随着PH的进一步增大，重氮盐在碱性溶液中不稳定，转 变为反式重氮盐，从而会阻止反应的进行。 ArOH→ArO- + H+ ArN2+ + ArO- →Ar-N=N-ArO- 或 ArNH2固 + H3+ →Ar+NH3溶+H2O Ar+NH3溶 + H2O → ArNH2溶+H2+O 3. 盐效应 盐效应方程 其中K0 电解质浓度为零时的反应速度常数 KI 电解质浓度为零时的反应速度常数 I 电解质离子强度 ZA、ZB 离子AB所带电荷 4. 反应温度 重氮盐极易分解，故而在偶和反应时必伴随重氮盐分解的 副反应，由于重氮盐分解的活化能大于偶和