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  • 时间: 2020-10-31 19:05
  • 来源: ZL
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  染料化研习题答案 第一章 染料总结 一. 何谓染料以及构成染料的条目是什么?试述染料与颜料的异同点。 答•:染料是能将纤维或其全部人基质染成肯定神色的有色有机化合物。成为染料需要完好以下两个条目:(1)可溶于水,或许可在染色时蜕变成可溶情况,对纤维有必定的亲闭力。(2)不妨使纤维着色•,且上染后具有一定的染色牢度。 染料与颜料的似乎点:都可能用于纤维或基质的着色 差别点:染料紧要用于纺织物的染色和印花,它们大多可溶于水,有的可在染色时变更成可溶状况。染料可直接或始末某些序言物质与纤维产生物理的和化学的凑集而染着在纤维上。染料急急的垄断规模是各类纺织纤维的着色,同时也一般地摆布于塑料、橡胶•、油墨、皮革、食品、造纸等家产。 颜料是不溶于水和寻常有机溶剂的有机或无机有色化合物。它们告急用于油漆、油墨、橡胶、塑料以及合成纤维原液的着色,也可用于纺织物的染色及印花。颜料本身对纤维没有染着气力,摆布时是体验高分子粘合剂的感化•,将颜料的细微颗粒粘着在纤维的轮廓或内部。 二.试述染料和颜料的分类步骤•;写出各式纺织纤维染色实用的染料(按把持分类)。 答:染料分类: 1.按化学机关分类分为•:偶氮染料、蒽醌染料、芳甲烷染料、靛族染料、硫化染料•、酞菁染料、硝基和亚硝基染料,其余尚有其所有人结构类型的染料••,如甲川和多甲川类染料•、二苯乙烯类染料以及各式杂环类染料等。 2. 按掌握职能分为:直接染料、酸性染料、阳离子染料、活性染料、不溶性偶氮染料、分离染料、收复染料、硫化染料、缩聚染料、荧光增白剂,其余,再有用于纺织品的氧化染料(如苯胺黑)、溶剂染料、丙纶染料以及用于食品的食用色素等。 颜料分类: 颜料可恪守所含的化合物的类别来分类:无机颜料可细分为氧化物、铬酸盐、硫酸盐、碳酸盐、硅酸盐、硼酸盐、钼酸盐、磷酸盐、钒酸盐•、铁氰酸盐、氢氧化物、硫化物、金属等•。有机颜料可按化合物的化学构造分为偶氮颜料•、酞菁颜料、蒽醌、靛族、喹吖啶酮等多环颜料•、芳甲烷系颜料等••。 从生产开发角度来分类可分为钛系颜料、铁系颜料、铬系颜料、橡胶用颜料、陶瓷及搪瓷用颜料、医药化学品用颜料、美术颜料等等。 纺织纤维按其发源可以分为3类,植物纤维,动物纤维•,合成纤维•;对付植物纤维,如棉,麻可用直接染料,活性染料••,克复染料,不溶性偶氮染料,硫化染料•,缩聚染料举办染色。看待动物纤维,如羊毛,蚕丝没关系用酸性染料,中性染料,媒染染料,活性染料举行着色••。关成纤维,常见的有涤纶,锦纶•,腈纶,涤纶可能用辨别染料染色,锦纶能够用酸性染料染色•,腈纶不妨用阳离子染料染色。 按染料独揽分类,列表注解各类染料的机关和本质性格、染色主张、要领。 答:如下表所示•, 染料名称 构造性质个性 染色方针及办法 直接染料 直接染料是一类水溶性阴离子染料。染料分子中大多含有磺酸基,有的则具有羧基,染料分子与纤维素分子之间以范德华力和氢键相召集。 直接染料吃紧用于纤维素纤维的染色,也可用于蚕丝•、纸张、皮革的染色。染色时染料在染液中直接上染纤维,经历范德华力和氢键等吸附于纤维上•。 酸性染料 酸性染料是一类水溶性阴离子染料。染料分子中含磺酸基•、羧基等酸性基团,但凡以钠盐的形势生存,在酸性染浴中无妨与蛋白质纤维分子中的氨基以离子键集闭,故称为酸性染料。 常用于蚕丝、羊毛和聚酰胺纤维以及皮革染色。酸性染料,履历自身亲和力上染纤维•,并以离子键与纤维集中;酸性媒染染料•,其染色条款和酸性染料似乎,但必要通过某些金属盐的影响,在纤维上变成螯合物本事取得精湛的耐洗职能;酸性含媒染料,有极少酸性染料的分子中具有螯合金属离子,水解方向小,染色牢度好。 阳离子染料 阳离子染料可溶于水,呈阳离子景况•,早期的染料分子中具有氨基等碱性基团,常以酸盐形式保管。 告急用于聚丙烯腈纤维的染色,染色时能与蚕丝等蛋白质纤维分子中的羧基负离子以盐键式样相聚拢•。 活性染料 活性染料又称为响应性染料。这类染料分子构造中含有活性基团,染色时没合系与纤维分子中的羟基、氨基爆发共价鸠合而稳固地染着在纤维上。 活性染料厉重用于纤维素纤维纺织物的染色和印花,也能用于羊毛和锦纶纤维的染色。染料履历自己亲和力上染纤维,之后在碱剂的影响下经验共价键与纤维牢固聚拢。 不溶性偶氮染料 这类染料在染色进程中,由浸氮组分(色基)和偶关组分(色酚)直接在纤维上反应,天禀不溶性色淀而染着,这种染料称为不溶性偶氮染料。 这类染料主要用于纤维素纤维的染色和印花。色基先重氮化,然后经历亲和力上染到用色酚打底的纤维织物,尔后偶合酿成不溶性色淀而坚固生存织物上。 分辩染料 星散染料是一类构造大略,水溶性极低,在染浴中告急以微细颗粒的离散体保管的非离子染料。辞别染料的化学构造以偶氮和蒽醌类为主•,也有杂环类分离染料。 分袂染料重要用于聚酯纤维的染色和印花,同时也可用于醋酯纤维以及聚酰胺纤维的染色•。染色时必需借助离别剂将染料均匀地折柳在染液中,尔后对种种关成纤维举行染色。 克复染料 还原染料大都属于多环浓厚族化闭物,其分子机关中不含有磺酸基,羧酸基等水溶性基团。它们的根本特点是在分子的共轭双键方式中,含有两个或两个以上的羰基(),于是无妨在保证粉的感化下,使羰基恢复成羟基•,并在碱性水溶液中成为可溶性的隐色体钠盐•。 克复染料吃紧用于纤维素纤维的染色。染色时,它们在含有光复剂(如Na2S2O4,连二亚硫酸钠,俗称保险粉)的碱性溶液中被光复成水溶性的隐色体钠盐后上染纤维,再经氧化后从头成为不溶性染料而固着在纤维上。 硫化染料 硫化染料是一类水不溶性染料,但凡是由芳胺类或酚类化闭物与硫磺或多硫化钠搀杂加热制得,这个进程叫做硫化 硫化染料首要用于纤维素纤维的染色。染色时,它们在硫化碱溶液中被收复为可溶状态,上染纤维后,经过氧化又成不溶景况固着在纤维上。 缩聚染料 缩聚染料是一类在上染历程中或上染今后,染料本职位子间或与纤维之外的化合物无妨发作共价键会合,从而增大分子的染料。缩聚染料分子中含有硫代硫酸基(—SSO3Na)•,它们在硫化钠、多硫化钠等效率下•,能将亚硫酸根从硫代硫酸基上稀少下来,并在染料分子间造成—S—S—键,使两个或两个以上的染料分子聚拢成不溶境况而固着在纤维上。 缩聚染料可溶于水,它们在纤维上能脱去水溶性基团而发作分子间的缩聚反映,成为相对分子质料较大的不溶性染料而固着在纤维上。如今,此类染料首要用于纤维素纤维的染色和印花,也可用于维纶的染色。 荧光增白剂 荧光增白剂可看作一类无色的染料,它们上染到纤维、纸张等基质后,可摄取紫外线••,发出蓝色光,从而抵消织物上因黄光反射量过多而造成的黄色感,在视觉上发生皎皎•、耀方针功效 分歧模范的荧光增白剂可用于各类纤维的增白管理。它们直接处理到织物上,经验自身亲和力或交联剂而固着在纤维上。 试述当代染料财产的开展历程以及此刻的开展前沿。 答:略。 何谓染料的商品化加工?举例评释染料商品化加工的影响和紧张性•。 答:原染料过程复杂、研磨,并加以必定数量的加添剂和助剂加工管理成商品染料,使染料抵达程序化的历程称染料商品化加工。染料商品化加工对安好染料成品的质量•、进步染料的利用性能和产品原料至合要紧。 对非水溶性染料如诀别染料、规复染料仰求能在水中速捷扩散,成为平均安宁的胶体状悬浮液,染料颗粒的平均粒径在1?m(10-6 六.何谓染色牢度,主要有哪些指标来评价染料的染色牢度? 答•:习俗上,将纺织物上的染料在服用或加工惩罚经过中担当各类要素的效率而在差别程度上能周旋其素来辉煌的职能叫做染色牢度。染料在纺织物上所受外界身分用意的性情差异,就有种种响应的染色牢度,比方日晒、皂洗、天色、氯漂、摩擦、汗渍•、耐光、熨烫牢度以及毛织物上的耐缩绒和分辩染料的升华牢度等。 七.何谓功用染料?试述效用染料在功能纺织品和生物诊疗中的驾驭。 答:功能性染料是一类具有分外效用或驾御性能的染料,这种格外功用指的是染料用于着色用途之外的本能,普通都与近代高、新技术范畴干系的光、电、热、化学、生化等天性联络。 效力染料在效力纺织品中的把握: 效能染料依旧在纺织印染行业中加入适用阶段或已表现出其潜在的摆布前景。方今主要独揽和会商的有: (1).光变色染料和颜料:具有光致变色(即神情随光照而变革)性的染料或颜料。 (2).荧光染料和颜料•:能在可见光范围横暴吸取和辐射出荧光的染料•。而荧光颜料实际上是颗粒很细的荧光染料的树脂固溶体。 (3).红外线罗致染料和红外线假意染料:红外线招揽染料是指对红外线有较强汲取的染料,被用于太阳能转换和积储•;红外线假意染料(或颜料)指的是红外线接收特性和自然境况相仿的少少具有特定表情的染料•,可以充作所染物体,使物体不易被红外线侦查所呈现,紧要用于军事设置和修设人员的充作。 (4)•.热变色染料和颜料:具有热敏变色性的染料和颜料已越来越多地用于纺织品的染色和印花。 (5).湿敏涂料:由钴盐制成的无机涂料。 (6).有色调集物:可用于塑料或纤维的原液中着色和纺织品的涂层和印花。由于效劳高分子染料耐高温性,耐溶剂性和耐移动性•,分外实用于纤维及其织物的着色,可进步被染物的耐摩擦性和耐洗濯性;由于有色汇关物的耐搬动性能精湛,安谧性高•••,可用于食品包装质料、玩具•、调养用品等的染色。其它,还驾御于皮革染色、彩色胶片和光盘等染色•。 (7).远红外保温涂料:由具有很强的发射红外线的性情的无机陶瓷粉末以及少许镁铝硅酸盐加工而成•。主要用于加工阳光蓄热保温织物•。另外•,经历涂料印花或涂层加工,还可给予织物发射红外线的听命,使织物具备精美的隔热性或保温性。 功能染料在生物诊疗中的独揽: 效劳染料在生物调节中的独霸急急是阅历物理用意或者化学反应将染料分子引入生物大分子的主链或侧链上,染料和底物在分子程度上的聚集只消极少量染料便可获得所需的神态深度•,恐怕发出较强的荧光,从而衍生降生物医学用色素。这类色素的种类有多种,要紧是荧光探针、DNA测序用荧光染料和光动力学诊治用色素。 第二章 重心体及吃紧的单元反应 何谓染估中料?有哪些常用的中料,它们严沉履历哪几类反映来关成的?试写出下列中料的闭成门径(从芳烃初步) 1. 2. 3. 4•. 5•. 6. 7. 8. 9. 答:由苯、甲苯、二甲苯•、萘和蒽醌等基础材料开始,要先经过一系列化学反响把它们制成种种芳烃衍生物,而后再进一步制成染料•。风气上,将这些还不具有染料性情的芳烃衍生物叫做“染料中间体”简称“焦点体”或“中料”。闭成染料沉要是由为数未几的几种芳烃(苯、甲苯、二甲苯、萘和蒽醌等)步履根基材料而制得的。常用的中间体有,苯胺,硝基苯,卤代苯,烷基苯,苯酚,萘酚,苯磺酸,萘磺酸等。闭成染估中料的反响紧张可详细为三类响应,其一是经历亲电庖代使芳环上的氢原子被-NO2、-Br•、-Cl•、-SO3Na•、-R等基团代替的反映;其二是芳环上已有替代基蜕化成另一种代庖基的反应•,如氨化、羟基化等;其三是形成杂环或新的碳环的反应,即成环缩关。 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) 二.以氨基萘磺酸的关成为例解释萘的反响特性以及在萘环上引入羟基、氨基的常用方法。 答:萘的磺化随磺化条款,特殊是随温度的区别得到分别的磺化产物。低温(60℃)磺化时••,由于?位上的响应疾率比β位高,首要产物为?庖代物。随着温度的进步(165℃)和功夫的推移,•?位上的磺酸基会产生转位天才β (一)萘环上引入羟基的举措有 (1)酸基碱熔反应:萘磺酸在高温下(300℃ 。 (2)羟基置换卤素反映: (3)羟基置换氨基反响: (二)在萘环上引入氨基的反应,急急是硝基光复和氨解响应, (1)硝基的复兴,如 。 (2)氨解反映如 三.以蒽醌中料的合成为例注明在蒽醌上引入羟基•、氨基的常用步骤。 答:蒽醌上引入羟基的常用的步骤是酸基碱熔法,如蒽醌上引入氨基最常用的要领是氨解法:如β-氨基蒽醌 四.试述芳胺的重氮化响应机理及其劝化反映的身分,论说各种芳胺的沉氮化步骤及响应条件。 答:1.沉氮化响应机理:色基和盐酸与亚硝酸钠的响应称为重氮化响应。对付重氮化反响自身来说,溶液中具有势必的质子浓度是一个需要的条款,反响中,起首是盐酸与亚硝酸钠影响禀赋亚硝酸,在酸性介质中亚硝酸与酸反映天生亚硝化试剂,反响如下: NaNO2+HCl?HNO2+NaCl HNO2 + H+? H2NO2+ H2NO2+ + Cl-? H2O + NOCl H2NO2+ +NO2- ? N2O3+H2O, 其中亚硝酸阳离子•,亚硝酰氯,亚硝酸酐都是亚硝化试剂.色基的浸氮化响应于是亚硝化试剂动作抨击试剂的亲电反应,色基在盐酸的作用下天禀色基的盐酸盐而溶于水,由于色基的盐酸盐的氨基氮上带正电荷,具有强的亲电实力的亚硝化试剂不能袭击,以是惟有意会出游离胺才力使浸氮化反响正常举行•.重氮化响应如下: 在稀酸([H]0.5M)条件下,浸氮化反应的种种反应历程,按现有的斟酌结局,可概括如下式,式中X代表Cl或Br。 2•.重氮化反映习染身分: 酸的用量和浓度: 要使反映利市举办,酸必须过量•。酸的用量取决于芳伯胺的碱性,碱性越弱•,过量越多。酸的浓度濡染下列反应: 普通说,无机酸浓度低时,后一感受是主要的,浓度抬高反应速率扩展•;随着浓度的进一步推广,前一感受徐徐成为重要成分•,浓度越高响应速率反而低重。 (2)亚硝酸的用量: 沉氮化反响进行时,从头到尾必需周旋亚硝酸稍过量,否则也会引起自我们偶然反响。 (3)反响温度: 沉氮化反映通常在0~5℃ (4)芳胺的碱性: 当酸的浓度很低时,芳胺的碱性对N-亚硝化的感受是首要的,这时芳胺的碱性越强反响速率越速。在酸的浓度较高时,铵盐的水解难易(游离胺的浓度)是厉沉沾染要素,这时碱性较弱的芳伯胺的重氮化快率速。 3.种种芳胺的浸氮化办法及反映条款: 听命芳胺分别性子•,能够肯定它们的重氮化条款,如重氮化试剂(即接纳的无机酸),反应温度,酸的浓度和用量以及反适时的加料规律。 (1)碱性较强的一元胺与二元胺 如苯胺、甲苯胺、甲氧基苯胺、二甲苯胺及?-萘胺、联甲氧基苯胺等,这些芳胺的特性是碱性较强,分子中不含有吸电子基,容易和无机酸先天安祥的铵盐,铵盐较难水解,浸氮化时,酸量不宜过量过多,否则溶液中游离芳胺生存量太少,教化反响快率•。浸氮化时,凡是先将芳胺溶于稀酸中,然后在冷却的条件下,列入亚硝酸钠溶液(即顺法)。 (2)碱性较弱的芳胺 如硝基甲苯胺•,硝基苯胺,多氯苯胺等,这些芳胺分子中含有吸电子代替基,碱性较弱,难以和稀酸成盐,先天铵盐。在水中也很方便水解天禀游离芳胺。于是它们的重氮化反映速率比碱性较强的芳胺快,以是务必用较浓的酸加热使芳胺溶解,而后冷却析出芳胺浸淀,并且要迟缓插足亚硝酸溶液以坚决亚硝酸在反应中过量,否则••,巧合灵动性很高的对硝基苯胺重氮液方便和溶液中游离的对硝基苯胺自碰巧禀赋黄色的浸氮胺基化闭物沉淀。 (3)弱碱性芳胺 若芳胺的碱性低重到即操纵很浓的酸也不能熔解时,它们的重氮化就要用亚硝酸钠和浓硫酸为重氮化试剂。在浓硫酸或冰醋酸中这些芳胺的铵盐很不平静,况且很轻松水解,在浓硫酸中仍有游离胺保管,故可重氮化。对铵盐熔解度极小的芳胺(变成钠盐),也可选取反式沉氮化•,即均分子量的芳胺和亚硝酸钠复杂后,插手到盐酸(硫酸)和冰的混合物中,举行重氮化。 (4)氨基偶氮化合物 氨基偶氮化合物如: 在酸性介质中矫捷完毕如下平均: 天生的醌腙体难溶于水,不能举办沉氮化反响。为了防守醌腙体的盐天禀,当偶氮染料天分后,加碱熔解,然后盐析,使之一起成为偶氮体的钠盐,析出重淀过滤。插足亚硝酸钠溶液,活络倒入盐酸和冰水的羼杂物中,可使浸氮反应举行下场•。 (5)邻-氨基苯酚类 在常例的条款下沉氮化时,很轻松被亚硝酸所氧化••,所以它的浸氮化是在醋酸中举办的,醋酸是弱酸,与亚硝酸钠效率渐渐放出亚硝酸,并立刻与此类化关物效力,可防范产生氧化影响。 五.试述重氮盐的偶然反应机理及其劝化反响的因素•,阐述种种巧关组分的偶然反应条款。 答:碰巧反响条目对反响过程传染的各式想索结果证明,碰巧响应是一个芳环亲电替代反响。在反应进程中,第一步是重氮盐阳离子和偶然组分鸠集变成一个核心产物;第二步是这个中间产物释放质子给质子给与体,天赋偶氮化合物。 感受偶然反应的因素: (1)重氮盐 偶闭是芬芳族亲电庖代响应。重氮盐芳核上有吸电子庖代基保留时,增强了重氮盐的亲电子性,偶合轻巧性高;反之,芳核上有给电子庖代基保留时,缩小了浸氮盐的亲电子性,偶然灵巧性低。 (2)偶然组分的本性 偶合组分芳环上代替基的性格,对偶然灵动性具有分明的感触。在芳环上引入供电子代替基,增加芳环上的电子云密度,可使偶然反映随便举行,如酚、芳胺上的羟基、氨基是给电子取代基。重氮盐常向电子密度较高的取代基的邻对位碳原子进步攻,当酚及芳环上有吸电子代庖基-Cl、-COOH和-SO3H等生存时,碰巧反响不易实行,但凡需用碰巧活络性较强的浸氮盐举行偶然。 (3)偶然介质的pH值 对酚类碰巧组分,随着介质pH值扩大, 有利于天赋偶关组分的乖巧形状酚负氧离子,偶然快率速快增大,pH 增加至9独揽时,偶然速率到达最大值。当pH值大于10后,接连扩大pH值•,重氮盐会转变成无偶然气力的反式重氮酸钠盐。由此,低落了偶闭反映快率。于是,重氮盐与酚类的巧合响应平常在弱碱性介质中(pH=9~10)进行。 芳胺在强酸性介质中,氨基造成正离子•,低落了芳环上的电子云密度而不幸于重氮盐的袭击。 随着介质pH值的升高,施行了游离胺浓度••,偶然快率增大。当pH=5独揽时,介质中已有充实的游离胺浓度与重氮盐实行碰巧•,这时偶然快率和pH值相合不大,展现一平缓地域;待pH = 9以上,偶合速率降低••,是由于活泼的重氮盐转移为不敏捷的反式沉氮酸盐的原因•。因此芳胺的偶然在弱酸性介质(pH =4~7)中举行。 (4)碰巧反响温度 在举行碰巧反应的同时,也发生浸氮盐分解等副反映,且反响温度进步对分化快率的感染比碰巧快率要大的多。为了屈曲和防守重氮盐的分歧,禀赋焦油状物质,偶然反映普通在较低的温度下进行。此外,当pH值大于9时,温度普及,也有利于禀赋反式重氮酸盐,而幸运于巧合响应。 (5)盐效应 电荷符号相同的离子间的反映快率常数无妨经过加盐,扩大溶液离子强度、紧缩反映离子间的斥力、扩充碰撞而赢得降低。反之•,电荷符号相拦阻离子间的反应速率常数会由于溶液离子强度的扩充而颓丧。中性分子则没有这种感触。 (6)催化剂存储的劝化 对某些有空间妨害的偶然反应,参加催化剂(如吡啶)能加速脱氢,降低碰巧反响速率。 六•.试从重氮化,巧合反应机理启程比拟解释: 1. 凡拉明蓝B色基;大红色基G ;红B色基的沉氮化反映的速慢,重氮化手段和酸用量的比例•。 2•. 区别写出它们的重氮盐和色酚AS碰巧的响应式,比较碰巧反映的快慢,以及偶然时的pH。 答:1.浸氮化响应由速到慢规律递次是凡拉明蓝B红B色基大红色基G, 凡拉明蓝B色基举行重氮化时•,酸量不宜过量过多••,否则溶液中游离芳胺保留量太少,劝化反应疾率。重氮化时,普通先将芳胺溶于稀酸中,然后在冷却的条件下•,到场亚硝酸钠溶液(即顺法).红B色基,大赤色基G用较浓的酸加热使芳胺熔解,然后冷却析出芳胺重淀,况且要火快出席亚硝酸溶液以争持亚硝酸在反映中过量,否则,偶合聪明性很高的对硝基苯胺重氮液容易和溶液中游离的对硝基苯胺天才黄色的重氮胺基化合物浸淀。 2•. 偶然反映速率: 大红色基G红B色基凡拉明蓝B色基 碰巧时的pH为:9~10. 七.查阅联系的文献材料,指出在染估中料合成方面有哪些晚进展? 答:略。 第三章.染料的样子和机合 名词评释 1. 互补色;2. 单色光;3•. 深色效应;4•. 浓色效应;5. 浅色效应;6. 淡色效应;9. 积分罗致强度;10. 摄取选律; 11. Beer-吸收定律•。 答:1•.互补色:将两束光明相加可成白光的表情联络称为补色接洽。 2.单色光•:单色光是波长隔绝很小的光,严格地说是由单一波长的光波组成的光。 3.深色效应:人们把施行汲取波长的效应叫做深色效应。 4. 浓色效应:推行招揽强度的效应称为浓色效应。 5. 浅色效应•:消重吸取波长的效应叫做浅色效应。 6. 淡色效应:颓丧罗致强度的效应叫做淡色效应。 9. 积分汲取强度:吸取带的面积称为积分招揽强度,它显露一切谱带的吸收强度。 10. 吸收选律:有机化合物中,电子要爆发具有必定跃迁距的所谓“批准”的跃迁,要有必然的条目,这些条件称为选律。 11. Beer-罗致定律:将波长为?的单色光平行投射于浓度为c的稀溶液,温度恒定,入射光强度为I0?,散射疏忽不计, 履历厚度为l的液层后,由于招揽,光强屈曲为I•?,I?与I0?之间的合系为: (3-1) 式中:k?为常数。 为了轻易起见,将角注略去,并以 a= k/2.303代入,则 I=I0 ×10- acl (3-2) 这便是常用的朗伯特-比尔定律方程式。 试以法兰克一康登事理道授双原子分子对光的接收强度的散布。 答:在电子跃迁历程中,核间隔绝是来不及爆发调动的。这便是法兰克-康登旨趣的根基论点。在核波动经过中,总的能量安定•,但位能和动能随着核间隔断而继续变更。在流动经过中,原子核在区别距离上展现的机率遵照晃动力学原理。分子处于差异核隔断状况的机率分散境遇随流动能级而分别。处于基态时,绝大一面分子处于最低动摇能级。产生电子跃迁时,它们无妨激化成属于若干分别振动能级的电子激化态。但遵守法兰克-康登道理,在电子跃迁的刹那•,核间距离不妨以为是坚韧的,基态和激化态的核间隔断相等。而跃迁的机率随着基态和激化态两者处于该核间隔断情景的机率大小而变革。由上述可见,由于激化前后核间均衡间隔的改变和激化成分歧波动能级的机率漫衍的区别,电子吸取光谱曲线就反响地透露为区别的形态。 三、试用量子概思,分子激化理论阐明染料对光采用吸取的起源,论说染料分子组织和外界条款对染料神态的感受。比较下列各组染料神情深浅,并评释根源。 1.a., b.c. 2. a. b. c. d. 3•. x = CH λmax=610nm x=N λmax=710nm x=N-NH2 λmax=420nm 4 a. b•••. 答:分子吸取光能是量子化的。分子里的电子有一定的举止状况,原子核之间有势必的相对振动情景,全盘分子则有必然的转移情形•。这些活跃景遇各有其报应的能量,即电子能量、震荡能量和转折能量。它们的变革也都是量子化的,是讲路式而不是延续的。这种能量的陡立叫做能级。能级之间的隔断便是它们之间的能量差•。行径状态产生改变时•,能级也随之而产生变革。这种步履景况的变动叫做跃迁。电子手脚景遇的变动叫做电子跃迁,在一般条目下,分子总处于最低电子能级状况,称为电子基态,简称基态。在光的感化下,当光子的能量和染料分子的能级距离相通时•,便可能爆发摄取,即所谓的拔取性招揽。行为染料,它们的要紧吸取波长应在380-780nm波段界限内。染料激化态和基态之间的能级隔绝?E务必与此相适合•。这个能级间隔的大小急急是由价电子激化所需的能量裁夺的。就有机化关物而言,对可见光吸收的能级隔绝是由它们分子中?电子举动状态所裁夺的。 习染染料神气的身分急急有以下几个:(1)共轭双键编制(2)供电子基和吸电子基(3)分子的吸收各向异性和空间阻拦。 1. > >共轭体制越长则其深色效应越分明。 2. > >> 供吸电子的关伙效应越强,深色效应越光鲜,分子的共面性越好,深色效应越清楚。 3. >> X= x=N , λmax=710nm x = CH ,λmax=610nm x=N-NH2 ,λmax=420nm 共轭式样越长则其深色效应越彰彰。 4. > 引入庖代基氨基变成了空间劝止引起深色效应。 第四章.染料的光化学反映及光致变色色素 一.染料受光勉励后能量是如何举行转移的? 答:光照对染料产生的传染没闭系从染料分子中电子构造及能量改变的境遇来注脚。当一个染料分子摄取一个光子的能量后,将引起分子的外层价电子由基态跃迁到激化态。按机关的分歧•,染料分子在区别波长光波的效用下可能产生差异的激化进程,有π ? π•?、n •? π•?•、CT(电荷转移)、S ? S(单线态)、S ? T(三线态)、基态?第一勉励态和基态?第二激化态等。单线,第一和第二激化单线。反应的三线透露。 在激化经过中•,染料分子被激化成各式颤动能级的电子激化态,它们的颤动能级会急迅消极•,将能量转化为热而散失,这种颓唐能级的进程称为惊动钝化。在战栗钝化过程中,震荡能级低的S2激化态也会蜕化成为流动能级较高的S1激化态,并连续发生动荡钝化。云云,素来能级较高的S2激化态速速变革为最低震撼能级的S1激化态。等能量允诺条目下的S2、S1电子能态之间的转化不蕴涵电子自旋多浸性的改变,被称为内部变更。单线态和三线态之间也会产生变化,从S1变革成T1激化态。这种伴有电子自旋多浸性转移,在等能量相交条件下的电子能态蜕变叫做系间窜越。由于受电子自旋选律的•“禁戒••”, 系间窜越的快率一般是比拟低的。 激化的染料分子与其我们分子间发生光化学反应,导致了染料的光消亡和纤维的光脆损•。 二.勉励态的染料可发生哪些光响应? 答:寻常来讲,染料分子的光化学响应吃紧是异构反应、复原和氧化响应、分化响应、光敏反映等,别的光代庖、光纠集等光化学反应也有报谈。染料光褪色是处于引发态的染料分子瓦解或与其分子爆发光化学反响所引起的,个中光氧化和光恢复反响是光磨灭的两个紧要蹊径。 三.论说感受染料的光消亡的因素以及提升染料光牢度的能够阶梯。 答:感染染料在各种境况下发生光照消失的急急要素包括: 1.光源与映照光的波长,2.情况身分•,3. 纤维的化学性情与组织组织4. 染料与纤维的键关强度,5.染料的化学组织,6. 染料浓度与鳞集态,7.人工汗液在染料光磨灭中所起的功用,8. 摒挡剂的感染。 矫正染料耐光安宁性的措施主要有两种••:一种是对染料组织实行鼎新,使其能够在浪费光能量的同时尽管低落染料发色编制受到的感触,从而争持原有明后•;第二种手段是在染色过程中或染色后添加得体的助剂•,使其在受到光照时先于染料发作光响应,花费光能量,以此起到爱惜染料分子的感化。 四.叙述色素的光致变色机理及其把握•。 答:有机光致变色色素的种类依照变色机理折柳: 1.由共轭链转化导致变色的光致变色色素 这类色素分子经光胀励,其化学组织因电荷转移产生改变,导致化合物由无色变为有色,或由有色变为无色,神气的转折较鲜明。 2.由顺-反式构造蜕变引起变色的光致变色色素 这类分子招揽光能量后可使分子构造由顺式向反式或由反式向顺式改变•,同时使分子的神气产生变更,色差时常不大但可差异,这类色素的化学类别有硫靛类、偶氮类等。 3.由分子内质子转移发作神态改变的光致变色色素 这类分子在光照下会发生分子内质子的挪动,使得分子的神色由无色或浅黄色变为橙赤色,如席夫碱类、占吨类化合物。 4.由开环-合环反映引起变色的光致变色色素 这类分子在光照下会发生分子内开环-合环反响,它们凡是具有精美的热安全性。如俘精酸酐类、二杂芳乙烯类、二甲基芘类化关物等。 5.由加氧-脱氧反应引起变色的光致变色色素 这类色素寻常为浓厚稠环类化关物,它们在氧的效力下,经势必波长的光照射,稠环内会酿成过氧桥结构,经另一波长光照射又会落空氧,回复原状,在此经过中随同着神情的调动•。这类化闭物大多具有荧光和光致变色的双沉脾气。 6.由光氧化-复原反映引起变色的光致变色色素 三芳二吡嗪醌经光化学克复反应,其中的羰基会变动成羟基,在此历程中伴同着神情的改变•,由历来的黄色改观成绿色•。 7.由均裂响应引起变色的光致变色色素 四氯萘酮分子受光照产生键的均裂,爆发了一个橙色的三氯萘氧自由基和一个氯自由基•,这个响应是可逆的。 光致变色色素无妨用来制得光致变色油墨;将光致变色色素参预明后树脂中,制成光变色质料,没合系用于太阳眼镜片、梳妆、玩具等等。 第五章.直接染料 一.按结构直接染料分为哪几类?试各举一例,并写出详细的闭成途径。 答:直接染料可分为:直接染料可分为直接染料、直接耐晒染料、直接铜盐染料和直接重氮染料。 直接染料吃紧蕴涵:联苯胺偶氮染料,二苯乙烯型染料 直接耐晒染料包罗:二芳基脲偶氮染料,三聚氰胺偶氮染料,二噁嗪染料•,酞菁系直接染料。 直接浸氮染料包括:在偶氮基对位上具有氨基的染料,在染料分子末了具有间二氨基苯或间氨基萘酚机闭的染料 关成略 二.简述直接染料对纤维素纤维具有直接性的出处,试从染料机关筹商提升染料直接性的无妨门途。 答:直接染料之因此具有直接性是原由:直接染料的分子是直线型的大分子,且分子的共面性较好,而纤维素分子也是线性大分子。其它,直接染料分子中含有磺酸基等水溶性基团可直接熔解于水中,在无机盐(常用食盐与元明粉)和温度的功用下在纤维内中,染料与纤维以分子间力(氢键•,范德华力)进行鸠集。染料分子的线性,共面性越好,分子量越大,与纤维的直接性越好。 三.比拟各类直接染料的染色机能。 答:服从直接染料对温度•、上染率及盐效应的分别,大致可以分为三类: A类:这类染料的分子机合相比也许•,在染液中繁茂倾向较小,对纤维的亲和力低,在纤维内的扩散速率较高,移染性好,方便染得匀称的光辉•。食盐的促染作用不很鲜明,在惯例的染色时期内,它们的均衡上染百分率时时随着染色温度的提高而消浸。于是染色温度不宜太高,但凡在70~80℃染色即可。这类染料的湿解决牢度较低,平常仅恰当于染浅色。A类染料民俗上也称为匀染性染料。 B类:这类染料的分子组织比拟纷乱,对纤维的亲和力高,分子中有较多水溶性基团,染料在纤维内的扩散速率低,移染本能较差,如果上染不匀,难以通过移染加以纠正。而食盐等中性电解质对这类染料的促染造诣鲜明,故必需夺目左右促染剂的用量和插手时刻以得到匀染和降低上染百分率。如把握不当,则因初染率太高,轻松造成染花•。这类染料的湿管制牢度较高。B类染料又称为盐效应染料•。 C类:这类染料的分子结构也比拟复杂,对纤维的亲和力高,扩散速率低,移染及匀染性较差。染料分子中含有水溶性基团较少,在含有少量的中性电解质染浴里上染也能达到较高的上染百分率。染色时要用较高的温度,以提高染料在纤维内的扩散速率,提高移染性和匀染性。在实践的染色条目下•,上染百分率普通随着染色温度的抬高而引申,但始染温度不能太高,升温不能太快,要很好地左右升温速率,否则简单造成染色不匀。C类染料又称为温度效应染料,色时,要注目选取性能左近的同类染料为宜。 四.试比较下列各组染料的水洗牢度•,并从结构上的差别来声明出处。 1. 2. 3•. 4. 答•:水洗牢度顺序•:4>3>2>1,可从共面性角度计划。2比1更具有直线性,对纤维直接性高•,而4和3比1和2具有更长的共轭格局•,且4最长,即共平面性最好,以是对纤维直接性最高,水洗牢度更好。 第六章.不溶性偶氮染料 一.何谓不溶性偶氮染料?论说其旧例染色进程及涉及的化学反应。 答:不溶性偶氮染料由无水溶性基团的偶然组分和芳伯胺的浸氮盐在纤维上偶关成不溶于水的偶氮染料,故名为不溶性偶氮染料。寻常染色历程是先用色酚打底,色酚与纤维借氢键和范德华力相蚁合•,而后与色基的重氮盐显色。 涉及化学反应•: 重氮化反响: 巧合反响: 色酚为什么对纤维素纤维具有直接性,紧要有哪几种组织表率? 答:色酚分子中酰胺键与两边芳环间构成的共轭方式感化色酚对纤维素纤维的直接性。色酚钠盐存不才式所示的酰胺-异酰胺的互变异构情形,异酰胺式分子中有一个较长的共平面的共轭方式•,执行了对纤维的直接性。 厉沉的结构典型有: 2-羟基萘-3-甲酰芳胺及其衍生物、乙酰乙酰芳胺(β-酮基酰胺)衍生物•、其我邻羟基芳甲酰芳胺类等。 何谓色盐?叙述色盐的职能哀求和主要机合形态。 答:色盐是色基重氮盐的安祥形势。机能苦求有: (1)可能耐受50~60℃; (2)可能保全一定期间; (3)在活跃和撞击时不会发作爆炸; (4)左右时简单变更成偶合的矫捷形式。 色盐的严重组织样子有: (1) 稳定的重氮硫酸盐或盐酸盐,如: (2) 盛世的重氮复盐,如: (3) 宁静的沉氮芳磺酸盐,如: (4) 安定的重氮氟硼酸盐,如: 何谓快色素、速磺素、快胺素和中性素? 答:(1)疾色素染料又称浸氮色酚染料,是色酚和反式重氮酸盐的羼杂物。 浸氮化闭物的中性或微酸性溶液与亚硫酸用意,天赋具有偶然势力的重氮亚硫酸盐,在水溶液中很快转折成平安的重氮磺酸盐•,再经加热解决可转折为有巧关实力的顺式重氮亚硫酸盐,或被氧化成为灵便的重氮硫酸盐。芳环上有给电子基,易制备成浸氮磺酸盐。将此安闲的化闭物与色酚混合,则制成速色素染料。 (2)沉氮化合物与脂肪族或浓重族伯、仲胺用意,天才无偶然实力的重氮氨基或重氮亚氨基化关物。当介质的pH值下降•,上述产物可以改观为原来的重氮化关物和胺。将如此的浸氮氨基化关物与色酚驳杂,就成为速胺素染料。 (3)中性素也是色基的重氮氨基化合物与色酚夹杂而成,它们与快胺素的不同在于选取安闲剂不同,以碱性较弱的邻羧基芳仲胺为主。 第七章.规复染料 试述规复染料的构造性子,写出以下恢复染料在染色进程中涉及的反映方程式,描述染料在纤维中的情状和染色坚牢度。 (1) (2) (3) 答:复兴染料多数属于多环芬芳族化关物,其分子组织中不含有磺酸基,羧酸基等水溶性基团。它们的根基特质是在分子的共轭双键体例中,含有两个或两个以上的羰基(),因而不妨在保障粉的用意下,使羰基还原成羟基,并在碱性水溶液中成为可溶性的隐色体钠盐。恢复染料的隐色体对纤维具有亲和力,能上染纤维。染色后吸附在纤维上的收复染料隐色体,经氛围或其所有人们氧化剂氧化,又转化为向来不溶性的恢复染料,而固着在纤维上•。 (1) (2) (3) 还原染料与纤维以氢键,范德华力聚积,在纤维上以沉要以分子景况存储. 恢复染料品种数目浩繁,有全数的坚牢度,耐晒和耐洗坚牢度尤为非凡。 克复染料分为哪几类?它们的荣耀牢度怎样•? 答:依照化学构造和性情,复原染料底本分成蒽醌、靛族和稠环三类,加上后来表现的硫酸酯衍生物的可溶性类,共为四大类。 蒽醌类克复染料具有各项坚牢度良好、光辉较秀雅、色谱较完满•、染料隐色体钠盐对纤维亲和力高的特质•,但某些浅色品种对棉纤维有脆损效力。 靛族类恢复染料和蒽醌类最明显的分别之处•,即是不论它们历来是什么辉煌,光复后的隐色酸钠盐都是无色恐怕仅含很浅的黄色或杏黄色。染料的隐色体钠盐对纤维的亲和力较小,是以不易染得深浓色;染色后织物如遇高温处置,会发生升华现象•。 稠环类规复染料对纤维素纤维有肯定的直接性•,匀染性很好,况且各项染色坚牢度都比拟优秀。 可溶性类复兴染料的染色牢度优秀,但染浴的强碱性无法用于毛、丝等蛋白质纤维的染色。 合成蒽醌还原染料的严重质地和中料有哪些?举例注释蒽醌光复染料是若何进一步分类的? 答:,蒽醌染料由蒽醌或其衍生物闭成,蒽醌染料从命组织没关系分为: 酰胺系和亚胺系, 如:光复黄WG,它的机闭为•: 咔唑系,如还原黄FFRK(黄28号),机闭为: 蓝蒽酮系, 如规复绿BB(绿11号,69850),它是4, 4-二氨基-3, 3-二氯蓝蒽酮。 黄蒽酮和芘蒽酮系, 如黄蒽酮(还原黄 G•,70600)和芘蒽酮(克复金橙 G,59700)。它们的结构式如下: 二苯嵌蒽酮系, 如克复艳绿FFB,构造为: 吖酮系•,如复原红紫RRK(紫14号•,67895),其组织为•: 噻唑结构系,如复兴黄GC(黄2号•,67300),其组织为: 写出靛蓝、硫靛的合成蹊径,按构造比拟它们及其衍生物的光华和专揽性能。 答:靛蓝结构为•: , 硫靛结构为: 合成蹊径: (1) 靛蓝 (2) 硫靛 靛蓝的牢度很好,可是它的光华阴暗并不灿烂,它的隐色体钠盐对纤维素纤维的直接性很小•,无法一次染得深色。这些障碍可以经过卤化的步伐赢得变革。卤化后的靛蓝辉煌比较秀丽明亮,而且,染料卤化后,抬高了染料隐色体钠盐对纤维素纤维的直接性。硫靛染料大片面都是红色,与靛蓝好像,硫靛自己辉煌都不敷俊美,并且日晒牢度也差;不外它的衍生物却很俊丽,并且各项牢度都很高。 试述感触光复染料规复速度的首要身分及其教化。 答:收复疾度普通在习惯上以染料抵达悉数光复景遇所需工夫的半量——半恢复时间来流露。恢复速度与染料隐色体电位只管都是用来示意染料的还原机能的,但两者之间并没有直接的相干•。大凡次序是靛族染料的隐色体电位负值较小•,但它们的复兴速度却很迟缓;蒽醌类染料的隐色体电位负值较高,但恢复快度却很快。 由于染料的还原是一种多相响应,不单染料的构造酌夺着染料内在的规复性情,而且染料分手体颗粒的物理形态和大小也会浸染染料复兴的速度。源由分散体的颗粒直接裁夺着发生反映的固液界面战争面积的大小和反响的势力。遵从会商结束,染料颗粒物理情状对克复快度的劝化,比染料化学机合差异的感化凡是为小。考试还揭示,对于团结种染料•,还原反应的速度并不与颗粒的外观积成正比相合,规复响应速度的增长慢于颗粒轮廓积的促进。 看待收复速度来谈•,染料结晶的性质比颗粒大小更为紧要。现实评释:裁夺染料收复速度的重要身分是温度和保护粉含量;而染料自己的本质和物理形状以及染浴中氢氧化钠的浓度对克复快度仅有势必的的习染。 是以,在坐蓐中提高染料的还原快度最经济的设施是提升收复温度。只是,有些染料在高温反适时会爆发少少副反应,对于这些染料,不能选取降低温度的法子。 何谓收复染料的光敏脆损影响?阐明其产生的能够出处•。 答•:少许用复原染料印染的织物,在衣裳进程中会发生纤维脆损地步称为光敏脆损形势。这种景色的爆发原因,紧要是这些染料汲取明后中某一波段的能量搬动给其全班人物质时,在纤维上引起了光化学反响所致。光敏脆损景色的发作与染料的结构是否有闭,暂时还缺乏充溢的论证。但有些情况具有必定的次序性。在恢复染料中,黄色、赤色和橙色是发生光敏脆损地步比拟苛浸的光辉形式。 第八章.硫化染料 何谓硫化染料?试述染料的制备办法。 答•:硫化染料是一类水不溶性染料,普通是由芳胺类或酚类化合物与硫磺或多硫化钠搀和加热制得,这个过程叫做硫化。 制备法子: (1)熔融硫化法,熔融硫化法是将浓厚族化合物与硫磺或多硫化钠在陆续搅拌下加热,在200~250℃熔融,直到产品博得应有的色泽为止。硫化竣工,有的直接将产物破碎•,混拼即得成品;有的则将产物溶于热烧碱溶液中,再铲除盈利的硫磺,并吹入气氛使染料氧化析出,过滤•,结尾赢得具有较高纯度的产品。 (2)溶剂蒸煮法 溶剂蒸煮法是将硫化钠先溶于溶剂,加硫磺配成多硫化钠溶液,而后到场中料,加热回流实行硫化。可采纳水或丁醇作溶剂。硫化告终,有的吹入气氛使染料氧化析出;有的直接蒸发至干,瓦解拼混成为产品。 举例注明硫化染料的机关典范。 答•:硫化染料可能按所用中料的区别举办分类。浸要分类有以下几种: 由对-氨基甲苯、2, 4-二氨基甲苯等中料合成的硫化染料,如硫化黄2G: 由4-羟基二苯胺类中料合成的硫化染料,如 (3)由吩嗪衍生物中料合成的硫化染料,如硫化红棕3B没关系有如下式所示的机关: (4)由2, 4-二硝基苯酚合成的硫化黑染料,如硫化黑染料不妨有如下构造•: (5)硫化规复染料,如硫化光复蓝R,其结构式如下: 三.简述硫化染料的染色过程 答: 硫化染料的染色过程能够分为下列四个法子: 1.染料的收复溶解 硫化染料恢复时•,寻常感觉染料分子中的二硫(或多硫)键,亚砜基及醌基等都可被收复: 2. 染液中的染料隐色体被纤维吸着 硫化染料隐色体在染液中以阴离子境况保存,它对纤维素纤维具有直接性。 3. 氧化措置 上述隐色体染料在纤维上资历氧化工序天赋不溶性的染料,并充斥发色。硫化染料的一起还原氧化经过如下: 4. 后措置 后收拾包括净洗、上油、防脆•、固色等项。 四.简述缩聚染料及其组织性子。 答:缩聚染料是一类在上染经过中或上染今后,染料本位置子间或与纤维以外的化合物能够发生共价键聚拢,从而增大分子的染料•。缩聚染料分子中含有硫代硫酸基(—SSO3Na),它们在硫化钠•、多硫化钠等用意下,能将亚硫酸根从硫代硫酸基上凋零下来,并在染料分子间酿成—S—S—键,使两个或两个以上的染料分子鸠关成不溶情形而固着在纤维上•。 就硫代硫酸基在染料分子中的毗邻情况来看,有的染料的硫代硫酸基是直接接在发色格局的芳环上的;有的则是接在芳环的烷基或乙胺基等代替基的碳原子上的。前一种类型的染料以缩聚黄3R为例,它是由对氨基苯硫代硫酸盐重氮化,与1-苯基-3-甲基吡唑酮巧合而制成的,它的机关式如下•: 后一种模范的染料不妨缩聚翠蓝I3G为例•,它是由铜酞菁磺酰氯和2-氨基乙基硫代硫酸盐(H2NCH2CH2SSO3Na)缩合制成,它的构造式如下: CuPc(SO2NHCH2CH2SSO3Na)n 式中CuPc代表铜酞菁机合,n=3.3~3.5。 第九章 酸性染料 何谓酸性染料,按操作职能酸性染料可分为哪三类? 答:古代的酸性染料都是在酸性条目下染色,故通称酸性染料•,含有大宗磺酸基,少量有羧酸基,是一类水溶性染料,有色谱完好、光泽瑰丽、组织大致等性格,其发色体组织中偶氮和蒽醌占据很大比浸,紧张用于羊毛、真丝等蛋白质纤维和锦纶的染色和印花。按染料对羊毛的染色职能,酸性染料可分为强酸浴、弱酸浴和中性浴染色的三类酸性染料。 举例评释双偶氮酸性染料和蒽醌型酸性染料的吃紧合成阶梯。 答:双偶氮酸性染料 酸性黑B 蒽醌型酸性染料 酸性蓝绿G 试述酸性染料结构与其垄断职能的联络,举例表明抬高皂洗牢度的可以路径。阐发如下组织中的庖代基X•、Y对染料在羊毛上的独霸本能的传染。 答:(1)染料分子结构与耐光机能 母体结构、替代基的性子以及它们所处的相对职位对其耐光牢度有直接感触。寻常染料分子中氨基•、羟基的存在恶运于耐光性能,而卤素(Cl、Br)、硝基•、磺酸基、氰基以及三氟甲基等有助于耐光坚牢度的提升。 分子中氨基酰化均能抬高酸性染料在羊毛上的耐光坚牢度,不外,当脂肪链过长时•,将导致耐光牢度的消沉。 在染料分子中引入某些特殊基团,也能使染料分子组织的升平性得到升高,可能是影响染料分子在染色纤维中的物理情况•,进而进步其耐光牢度。 由氨基蒽醌磺酸衍生的酸性及弱酸性染料染羊毛的耐光牢度均较好•。与氨基蒽醌区别染料肖似,当在氨基的邻位引入磺酸基、甲基或其全部人取代基团,低落了蒽醌1-位的氨基对光氧化影响的灵巧性•,抬高其耐光升平性。同时,假若在蒽醌类酸性染料分子中引入脂肪族碳链时,则以C8~C12为宜,否则耐光牢度也会颓丧。 (2)染料分子机合与湿处置牢度 染料分子机合定夺了对染色纤维鸠集力的大小,该聚关力越大•,亲水性越弱•,染着在纤维内里的染料分子连结在纤维之中,不易向外扩散,则湿处理牢度越高。 执行染料相对分子原料,使具有雷同磺化水准,即含有相同磺酸基数的染料分子,其湿解决牢度将随着染料相对分子原料或分子体积的加大而取得更始。同时,具有更好的分子共平面性更能改革染料的湿照料牢度•。 可见,改正分子机关、增大相对分子质地有助于湿管束牢度的鼎新。 (3)染料分子构造与匀染性能 在染料分子中引入较多的水溶性基团,如磺酸基、羧酸基,以进步染料在水中的消融度,加大染料分子的亲水性••,消浸染料对纤维的亲和力,可有效地扩大染料的匀染性能。 对待酸性染料而言,扩展相对分子质料•,引入异常的基团如脂肪族碳链等无妨颓丧染料亲水性••,增加染料对纤维的亲和力,抬高其湿惩罚牢度,但会濡染染料的匀染性。其中尤以含长碳链的弱酸性染料更为昭着。于是•,在相对分子质地增加到肯定水平时,可用芳环或环烷烃取代脂肪链,同时引入极性较强的基团,如代替的磺酰氨基,酯基,以赋于染料肯定的亲水性能,在扩展与纤维鸠集能力的同时,还可以具有较好的匀染性。 (4)叙述: 对日晒牢度的沾染: X:①只要为吸电基,就不妨颓唐电子云密度,日晒牢度普及,会产生深色效应•,对位效劳更高;②但X位于偶氮基邻位时,日晒牢度好,但但X为-NO2时,日晒牢度显着消沉;③X引入某些基团,如-SO2NR2等磺酰胺基,可普及耐光牢度 Y:若为酰化基团R-CO-时,由于分子体积增大,可升高日晒牢度,且随着脂肪链的增大而增大•,但过长时,会使牢度消沉,以C4~C8为佳。 对湿解决牢度的感受: X:①为脂肪族烷基、环烷烃、芳烃等疏水基团时,湿处置牢度好,且随着碳链长度、分子量的推论而增大;②但X在偶氮基对位时,有较好的分子共平面性,湿牢度提升;③引入染料共平面性好的基团,更能显然改变湿牢度;④X为水溶性基团时•,可降低匀染性,但会消极湿打点牢度。 Y:拔取大分子的酰化基团时,湿牢度赢得降低,且随着碳链长度、分子量的增大而增大。 对匀染性感导: X、Y中的长碳链会使匀染性消极,所以分子量的增大有肯定的控制;用芳环或环烷烃替代X•、Y中的脂肪链,同时引入极性较强的基团,付与染料肯定的亲水性。 另外,当X为-OH且在偶氮基邻位时,为酸性媒染染料,可鲜明进步日晒、湿管束牢度•;此时Y重要用于调治匀染性,其体积越小越好。 比拟偶氮型酸性染料和直接染料在构造、染色宗旨、染色本能(匀染性,牢度)以及合成染料中心体的异同点。 答:偶氮型酸性染料分子构造相比约略,分子中含有水溶性基团,沉要用于染羊毛等蛋白质纤维,与纤维以离子键聚拢,由于分子量小,加上分子中含有较多的水溶性基团导致其湿打点牢度较差,对羊毛的匀染性好。 直接染料的分子量大,分子中也含有水溶性基团,分子呈线性,共平面性好,与纤维的直接性大,与纤维首要以范德华力齐集•,水洗,日晒牢度危险。 指出下列染料是什么种类的染料,区别指出各自的驾御想法,表情和牢度,并注解事理•。 1. 2. 3. 4. 答: 1.强酸性染料,急急用于羊毛、真丝等蛋白质纤维的染色。分子结构简略,磺酸基所占比例高,在水中融化度较好,因而有好的匀染性,但常温染液中根本上以离子情状离别•,对羊毛亲和力较低,湿处理牢度差•,日晒牢度较好,光明璀璨。 2.弱酸性染料,浸要用于羊毛、真丝等蛋白质纤维的染色。分子结构稍纷乱••,磺酸基所占比例相对较低一点,消融度也稍差少许,在染液中基本以 胶体阔别状态存储,对羊毛亲和力较高,以是湿管理和匀染性属平平。 3.直接染料,急急用于纤维素纤维的染色。色谱完美,湿打点牢度较低。 4.直接铜盐染料,吃紧用于纤维素纤维的染色。铜盐处理时•,革新了染料的水洗牢度和日晒牢度••,但明后同时变得深暗。 第十章 酸性媒染染料与酸性含媒染料 试述酸性媒染染料和酸性含媒染料的组织特征和操作性能。 酸性媒染染料: 答•:机关特质:含有与酸性染料宛如的磺酸基或羧酸基的水溶性基团,具有酸性染料的特性;又含有能与金属原子络关的基团(如羟基•、氨基),具有媒染染料的脾气;分子量较小。 运用本能:重要操作于羊毛•、蚕丝及聚酰胺纤维上,经媒染剂惩罚后,在羊毛上具有优秀的耐光、耐洗和耐缩绒坚牢度•;色光不如酸性染料秀气,但神情加深。 酸性含媒染料: 组织性情:绝大广泛是含水溶性基团的偶氮型染料;在分子中含有水杨酸基团或在偶氮基两侧邻位上具有可以与金属形成络合物的羟基、氨基母体染料; 垄断机能•:染色经过中,借助铬离子差别与染料、纤维经过共价键•、配位键相聚合在齐备,使染色织物具有优良的各项牢度。 举例诠释酸性媒染染料的结构表率,试述染料的络关响应及其分子构型和神气蜕化。 答:(1)酸性媒染染料按其化学结构分类吃紧包括偶氮,蒽醌、三芳甲烷及氧蒽等四种模范。 偶氮类 酸性媒染深黄GG 蒽醌类 酸性媒染蓝黑B 三芳甲烷类 酸性媒染紫R 氧蒽类 酸性媒染桃红3BM (2)举措络合响应的媒染剂常用的是重铬酸钾或浸铬酸钠•。铬离子和染料的络合响应分子比定夺于染料的配位体构造和反应条目。,三价铬离子的配位数是6,而每个水杨酸组织具有两个配位基。于是理论上铬离子和具有水杨酸组织的染料无妨形成1?3、1?2和1?1(络合物分子中的重点金属离子数和染料分子数之比)三种典范的络关物。 1?1型 1•?2型 1?3型 金属在造成螯合环络合物后,落空本来职能而示意好多新的本能。比如,差异于原金属盐原有的样子。在偶氮染料分子中,偶氮基加入络关后,染料色光日常有更动•。在具有邻羟羧酸构造的偶氮染料与铬的络合中,发色团偶氮基不插足络合,故络闭后色光转变较小。 试从下列酸性染料的构造和专揽机能区别,不同指出它们属于何种类型的酸性染料,相比染料的匀染性、湿管理牢度,并阐明意义。 1. 2. 3. 4•. 答:1是强酸性染料,分子机关粗略,磺酸基所占比例高,在水中消融度较好•,是以有好的匀染性,但常温染液中根本上以离子处境阔别,对羊毛亲和力较低,湿打点牢度差。 2是弱酸性染料,分子构造稍繁复,磺酸基所占比例相对较低一点,溶解度也稍差一些•,在染液中根基以 胶体星散处境留存,对羊毛亲和力较高,所以湿管制和匀染性属中等。 3是酸性含媒染料,含有金属Cr离子,湿解决牢度较酸性染料好•,但不如酸性媒染染料。 4是酸性媒染染料,与强酸性染料结构好似,含配位体,湿处理牢度很好。 查阅合联的文献资料•,指出在酸性染料•、酸性媒染染料和酸性含媒染料磋商拓荒方面有哪些落伍展? 答:略 第十一章 活性染料 活性染料的通式可写成S-D-B-Re,试述各组成部分对活性染料垄断本能的感导;写出X、K、KN和M型活性染料与纤维素纤维的反响机理并比较所造成的染料-纤维共价键(D-F键)的酸碱安谧性。 答: S:水溶性基团,陶染染料水溶性和扩散型及所带来的负电荷越多,电介质促染效力越较着 D:染料母体,裁夺除反映性之外的染料的根基性格,是染料的发色个别。①给与染料肯定的直接性,不宜过低,否则会感染染色时的吸支持固色率;但也不宜过高,否则晦气于水解染料从纤维上洗净,感化沾色或消重色牢度;②与俊美度、色牢度的合系:母体染料构造直接裁夺其俊美度和色牢度;③感导染料的响应性,在B和Re好似下,D相当于庖代基,在通盘染料分子处于同一概轭格式时,能直接重染活性基的响应性;在非共轭型方式时,会感化桥基而间接陶染活性基的反映性;④医疗与纤维亲和力和融化度的干系,是改进染料染色性能和进步固色率的一个途线。 B:桥基,①陶染活性基的响应性;亚胺基的离解能低重反应的活络性,可能引起亲和力降低,而低浸固色率。当亚胺基被烷基化后,可升高反响性,但会使亲和力颓唐;②羟基的长度和弹性也会影响固色率;③感导染料-活性基和染料-纤维的升平性; Re:活性基,①供应染料的响应性,不但酌夺染料和纤维的反应速度,且在一定水准上还决定染料在纤维上的固色率;②与染料的安闲性有关,尤其要紧的是储藏安好性。响应性太强,圆活性太高•,染料易水解,无法存储。染料与纤维荟萃后爆发的共价键的种类及聪明性传染其耐酸耐碱承平性,进而感染色牢度;③定夺纤维印染加工的脾气和条款。反应性高的在较低温度、碱性较弱的条款按下固色;反映性低的还实用于印花工艺中;④与染料的熔解度•、扩散型及直接性有必然干系 (2)①卤代均三嗪型活性染料(X型和K型)与纤维的反映可用染料的亲和庖代反应来疏解。 活性基上,由于与碳衔接的氯原子电负性也很强,电子劝诱的结果使碳原子透露更强的正电性,如此浓重杂环上的碳原子更易受到亲核试剂的进击,产生亲核替代反响。固色时,纤维素纤维在碱性介质中的离子化•,天分纤维素负离子(亲核试剂),它能与活性染料的活性基团产生亲核代替反应: 上述天资的染料-纤维共价键是酯键•。 二氯均三嗪环上的一个氯原子被纤维素阴离子或-OH替代后,第二个氯原子便不易被替代了。 ②KN型活性染料与纤维的集结是一种亲核加成反响。染色时,染料在碱用意下天生含矫捷双键的乙烯砜基(-SO2CH=CH2),由于活性基中-SO2为吸电子基,电子诱惑效应的到底使?-碳原子透露更强的正电性,遂能与纤维素负离子爆发加成反应,H+离子由水中供给,反映后发作OH-离子,其反应进程如下•: 以上反映所变成的染料-纤维共价键是醚键,即R-O-R•,在D-F键的牢度上与酯键聚拢是有分歧的。 ③M型活性染料同纤维素纤维反响的机理取决于引入的活性基团。倘若卤代均三嗪型和嘧啶型则产生亲核替代,要是乙烯砜型则是亲核加成反响。 ④染料-纤维的酸碱安祥性: 碱性条件下 X型K型M型KN型 酸性条款下 KN型M型K型X型 写出一氯均三嗪,二氯均三嗪,一氯甲氧基均三嗪和二氟一氯嘧啶,甲基砜嘧啶,三氯嘧啶两组活性染料的构造式。相比它们的反应活跃性的大小并解说意义。写出下列染料与纤维素纤维的反响机理并比拟叙解它们的反映乖巧性及“染料-纤维”键的水解安祥性。 试从这些机理解缆对比年来在更始和进步卤代杂环活性染料的反响性能和提升“染料-纤维”间键的安好性方面的品种发展,会商并举例注释之。 答:(1)活性染料组织式差异为: ,,和,•, 反应活性大小比拟•: 二氯均三嗪 一氯甲氧基均三嗪 一氯均三嗪:活性基碳原子的正电性越高,染料的反响性越高。于是,二氯均三嗪的反响性最大,在二氯均三嗪中用一个甲氧基来代庖氯原子,由于甲氧基是供电子基,电子引导的结果,收缩了碳原子的正电性,其反响性介于一氯均三嗪和二氯均三嗪之间•。 二氟一氯嘧啶 甲基砜嘧啶 三氯嘧啶:在三氯嘧啶基的根基上引入分别的活性基能变动其反响性。引入更灵动的-F和-SO2CH3,酿成二氟一氯嘧啶和甲基砜嘧啶,矫捷性获得降低。由于-F比-SO2CH3更灵活,是以二氟一氯嘧啶大于甲基砜嘧啶•。 (2)由于活性基团的浓重杂环上氮原子的电负性较碳原子为强,因而使杂环上各个碳原子表现一面正电荷•,又由于含氮杂环上含有两个氯原子庖代基,使得碳原子上的电子云密度进一步颓唐•,在碱性条件下,纤维素负离子活跃亲核试剂抨击浓重环上的碳正离子,发生亲核代庖反映,染料与纤维之间酿成共价键。同理, 与纤维的反响也是亲核替代反应。 与 比拟,前者的反映性更强,这是来历杂环上电子云密度越低,染料的灵巧性越强,从组织上看, 前者含有3个氮原子,其杂环上的电子云密度比 后者较低,故反响活性更强•。 染料的水解反响和成键反映一致,是亲核取代反应•。含氮杂环和纤维素衔接的碳原子上电子云密度越低,越简单断键, 与纤维效力,生成的”染料一纤维•”键的水解安静性较差。 相比下列β-羟基乙烯砜典型活性染料在碱性介质中的反映生动性,并疏解道理。 (1) D-NHSO2CH2CH2OSO3Na (2) D-SO2CH2CH2OSO3Na (3) D-NR-SO2CH2CH2OSO3Na 答:反映灵巧性大小秩序为:231。将α碳原子与染料母体的相接基的吸电性假如,不于是砜基直接相接,将会下降其反响活性。对待1,在碱性介质中,α碳原子的正电性由于氢原子的游离而缩小•,使活性基活性消重•。若是氢原子被烷基代庖•,则能够提升其反响性(3)•。 写出下列活性染料在染色历程中所涉及的反响方程式并想索染料在棉织物上的染色坚牢度。并以中料为材料写出它们的闭成反响方程式. (1) (2) (3) 答:(1)染料关成: 涉及到的反应•: 同纤维素纤维亲核加成反应 染料-纤维的水解反应 乙烯砜型染料与纤维的鸠集键是一种醚键,耐酸安静性好,在pH值4~8领域内较升平。若酸性过强,醚键氧原子与酿成盐而使键断裂。在pH8的碱性介质中,随着碱性的巩固,简单产生废止反应而水解•。 (2)染料关成: 涉及到的响应: 与纤维素纤维的亲核替代反响•: 碱液中的OH-离子也是一种亲核试剂,同样没关系与活性染料爆发亲核代替响应,成为水解染料,对纤维素的亲和力很小,易于洗去,形成染色织物消亡。 这类染料同纤维素变成的键是酯键,在肯定条款下,易发作水解,更加是在酸性条目下。 碱催化: 酸催化: (3)染料闭成: 此类染料为有一氯均三嗪型和乙烯砜型构成的双活性基染料•,涉及到包括上述两种染料同纤维素纤维发生的响应。这类染料由于引入了两个区别的活性基团•,响应性更强••,固色率高,光泽花哨的甜头,况且能出现两类活性基团的好处•,既可能制胜均三嗪型染料与纤维的纠关键耐酸稳定性差的瑕疵,又没关系转圜乙烯砜型染料耐碱安闲性差的题目。乙烯砜活性基直接性比较低,再引入一氯均三嗪活性基后有利于升高染料对纤维的亲和力,使之适合于吸尽染色法。其反应灵便性介于乙烯砜型与一氯均三嗪型之间,因此可在50~80℃较广的染色温度界限内使用•。 五、 试论述如下活性染料的活性基协作构与染料染色本能的联络;并从染料构造计议抬高染料固色率的门叙。 式中:X= -F、-Cl、-SO2CH3;Y= -O-、-NH-;R= -SO3Na、-CH3 答:(1)X为活性基上的拜别基团,其吸电性越强,反映性越高•,因此反映活性大小为-F -SO2CH3 -Cl。 Y为桥基,供电子实力越强,则染料的三嗪环上电子云密度越高,则染料的反映性越弱。若用氧做桥基,则不耐水解,故常用亚胺基。 R若为-SO3Na,则增大了染料的水溶性•,但是,与纤维的直接性消沉,染料的固色率降低•。 (2)进步活性染料固色率的措施:①提升母体染料的直接性,可加大染料与纤维的鸠闭力从而提高固色率;②活性基的鼎新,妥贴下降响应活性或选拔吸电性较强的告别基,可提升告辞基告别后染料分子的承平性;③选拔多活性剂,增大与纤维的齐集力,也可提升固色率。 第十二章 分袂染料 试述星散染料的组织特色和控制性格;按化学组织分类折柳染料分为哪几类,他们国按分袂染料的操纵职能是若何实行分类的? 答:组织性子:组织简陋,水溶性低,以偶氮和蒽醌两类为主;没有大的侧链和支链;不含-SO3H、-COOH等水溶性基团,但有必定数量的非离子极性基团,如-OH、-NH2、-NHR••、-CN、-CONHR等,是一类非离子型染料;有必定的耐热性。 支配个性•:(1)熔解个性,折柳染料的组织傍边不含如-SO3H、-COOH等水溶性基团,而具有肯定数量的非离子极型基团,如-OH、-NH2、-NHR、-CN、-CONHR等。这些基团的生存酌定了分离染料在染色条件下具有肯定的微溶性。(2)结晶景象,分手染料在水中的涣散状况•,由于受到时候、温度及染浴中别的物质的劝化而发生变动。一种主要的地步是结晶的增长。(3)染色天性,散开染料对涤纶的染着,告急凭借分子间范德华力相互吸引。辨别染料有两种分类设施•:一种是按垄断机能分,重要是按升华本能;另一种是按化学构造分。遵循染料的升华职能染料可分为成E•、SE、S三类:E类升华牢度低,而匀染性好•;S类则相反•,升华牢度高,而匀染性差;SE类的性能介于两者之间,升华牢度低的染料关用于载体染色;升华牢度普通的染料实用于125~140℃的高温染色;而升华牢度高的,由于匀染性差,要紧用于热熔染色。 按化学结构,星散染料按机关不妨分为偶氮型离散染料和蒽醌型诀别染料。 按驾御本能,吃紧是按升华机能,然而还缺乏统一的序次•。各染料厂商城市按自身的一套手腕举行分类,普通是在染料名称的字尾前加注字母。比如瑞士山德士公司(Sandoz)的Foron染料分为成E•、SE、S三类:E类升华牢度低,而匀染性好;S类则相反,升华牢度高•,而匀染性差;SE类的职能介于两者之间。 简述分辩染料商品化加工对提升染料使用机能的感化及其要紧性以及区别染料的商品化注意哀求。 答•:对付区别染料来叙,商品化加工尤为紧张,起因别离染料在水中的熔解度很低,左右过程中大片面染料是固体诀别在染浴中,所以染料固体的物理性情即颗粒范畴助剂对支配本能教化较大,并且散开染料把握周围较广,专揽温度较高,是以对染料商品化要求显得更高。 分手染料商品化的注意哀告:(1)分散染料该当是安谧的晶体,晶体的体式直接联络着染色性能。(2)务必满足辨别性、细度及安全性三个方面的乞请•,即:染料在水中能疾捷分辨,成为匀称安谧的胶体状悬浮液•,染料颗粒均衡直径在1μm驾御;染料在安排及高温染色时,不发作凝固或焦油化景色•。要抵达上述央浼,务必得当操纵研磨时的浓度、温度及折柳剂的用量•。(3)离别染料在研磨和使用中,眇小颗粒的折柳体无妨发生结晶长大•,鳞集,凝聚等形象,感触染料的把握职能,所以要采取场面的分别剂。 试述辨别染料组织与表情和染色牢度的相干,阐扬如下偶氮型分散染料结构中的取代基对染料表情和日晒及升华坚牢度的感化。 答:化学构造与颜色的关联: (1)在偶氮差别染估中,染料神情的深浅与染料分子的共轭编制以及它的偶极性有关,染料分子偶极性的强弱又与浸氮组份上取代基以及碰巧组份上代庖基的天性有合。 重氮组份上有吸电子替代基,染料脸色加深,且加深的水准随代替基的数目•、荣誉、和吸电子的气力大小转折。如果没有空间妨碍,吸电子庖代基数目越多,吸电子势力越强,深色效应越清楚。吸电子庖代基在偶氮基的对位成果最强。下述基团深色效应的强弱递次为: -NO2-CN-COCH3-Cl-H 取代基的位置和神色也有亲密干系,要是代替基体积较大,还会发作空间效应,或取代基相互间存在空间效应。在重氮组分偶氮基的邻位,也许在对位硝基的邻位再引入极少代庖基,通常也会发作空间滞碍。 若重氮组分为杂环,颜色显着变深,并且秀丽。坚守杂环吸电子机能的强弱,其深色效应纪律为在杂环中再引入吸电子基,深色效应更强。 偶关组分代庖氨基的给电子性推广,染料的λmax向长波主见搬动;若庖代氨基的吸电子性扩充,染料的λmax向短波主张转移。取代基名誉和神情也有亲热相合,氨基邻位庖代基越多,代庖基体积越大,吸取波长越短。 (2)蒽醌型辞别染料的发色编制以蒽醌的α位最为鲜明•。α位上引入两个供电子基•,深色效应增加(越发是两个代替基在同一苯环上时);全体四个α位上都引入供电子基,深色效应更为显明。 化学构造与日晒牢度的联络: (1)偶氮染料分子中的偶氮基的光化学蜕变是一个氧化反应,偶氮基氮原子的电子云密度越高,将越易发作反响,因而在苯环上引入供电子基(-NH2、-OCH3等)时时会低沉涣散染料的日晒牢度。引入吸电子基(-NO2、-Cl等)则可普及日晒牢度。不过当在偶氮基邻位引入硝基却使日晒牢度低落,假如在苯环6位上再引入一个吸电子基,日晒牢度又可能变得很好。 重氮组分为杂环的染料的日晒牢度日常较高,引入吸电子基后,其染料日晒牢度更高•。 为了校正别离染料的日晒牢度,常在染料分子中引入适宜的吸电子基,由于在偶氮组分上引入吸电子基会起浅色效应•,而且碰巧反响也变得麻烦,以是吸电子基大都引在重氮组分上。如此既可提升日晒牢度,又可起深色效应,使巧关反应方便举行。 (2)蒽醌分袂染料蒽醌核上氨基碱性越强,染料日晒牢度就越差。若有分子内氢键的生存•,染料日晒牢度却还是较好。 化学机合与升华牢度的关联: 分手染料的升华牢度急急和染料分子的极性、相对分子质地大小有合。极性基的极性越强、数目越多,芳环共平面性越强,分子间影响力就越大,升华牢度也就越好。染料相对分子原料越大,也不易升华。 阐明如下: 对神气的感受 Ⅰ.重氮组分:①R1、R2吸电基越多,吸电性越大,发作深色效应越昭着;②由于R1、R2在偶氮基邻位,引入体积较大的吸电基,会因空间位阻,颓丧深色效应;③虽然-NO2的吸电性大于-CN,但R1或R2引入-NO2的深色效应不如-CN,这是由来-NO2在偶氮基邻位的空间位阻比-CN大 Ⅱ.偶然组分的陶染:引入供电基发生深色效应。①R4的习染最显明,给电性越大,对神态功劳越大,但其给电性不能过大,否则使偶氮基不安闲,日晒牢度消沉;②R3引入给电基对神态有维持,但其替代基体积大小的教化占主导声誉,体积越大,引起浅色效应。 对日晒牢度的感化:但凡偶氮基电子云密度越大,日晒牢度越低 Ⅰ••.沉氮组分:R1、R2引入吸电基数目越大,吸电性越大,日晒牢度越高,不外-NO2不能只身存储偶氮基邻位,否则日晒牢度最低,应在另一偶氮基邻位上引入一个吸电基。 Ⅱ.碰巧组分:R3•、R4引入吸电基岁月晒牢度进步,但会偶然坚苦,且带来浅色效应,于是,普通在偶合组分引入供电基•,重氮组分引入吸电基;其它••,R4引入酰氨基时,也可提升日晒牢度。 对升华牢度的传染:但凡染料分子极性越大•,分子量越大,升华牢度越高 Ⅰ.浸氮组分:①R1、R2引入吸电基数目越多,吸电性越强•,升华牢度越高,但对神情习染肖似,引入-CN的升华牢度比-NO2的高;②R1、R2引入供电基时,加强分子部分极性,也可提升升华牢度,但不如前者。 Ⅱ.偶然组分:R4引入供电基可进步升华牢度;R3、R4引入极性基团可提升升华牢度。 查阅关系的文献资料,阐述在分别染料的筹商开垦方面有哪些晚生展? 答•:略 第十三章 阳离子染料 简述阳离子染料的机合特质、安排方向和染料与纤维的用意力。 答•:构造个性:染料分子中带有正电荷基团•,与共轭体系以必然手段连续,再与阴离子基团成盐。 阳离子染料是腈纶染色的专用染料。 阳离子染料在溶液中天资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,从而对腈纶上染,与纤维成盐键聚合。 何谓阳离子染料的配伍值?试述阳离子染料配伍值的测定方法。 答:当上染速率分别较大的染料进行拼混时,染色经过中方便发隽拔泽改变•、染色不匀的地步;而上染速率迫临的染料拼混时,它们在染浴里浓度比例根基坚硬,使产品的光辉保持似乎,染色比拟均匀。这种染料拼染的性能称为染料的配伍性•。 阳离子染料的配伍性大凡阅历比拟而获得,但凡用配伍值(K)来显示••。配伍值(K)是反响阳离子染料的亲和力大小和扩散性短长的综闭指标。英国染色家协会(SDC)用数值1~5呈现染料的配伍值,此中配伍值为1的染料亲和力大•、上染速率最速;配伍值为5的染料亲和力小、上染快率最慢。 阳离子染料是如何分类的•?染料的告急构造类别有哪些? 答:服从带正电荷基团(即•:鎓离子)在共轭式样中的声誉,阳离子染料可以分为离隔型和共轭型两大类。 (1)分开型阳离子染料•,这类染料母体和带正电荷的基团经历隔离基衔接接,正电荷是定域的,宛如于差别染料的分子结果引入季铵基(-N+R3)。可用下式展现•: 按染料母体差别,分开型阳离子染料可分为•: 分开型偶氮阳离子染料 阳离子红GTL 隔离型蒽醌阳离子染料 阳离子蓝FGL (2)共轭型阳离子染料,其正电荷基团直继续在染料的共轭式样上,正电荷是离域的。 90%以上的常用阳离子染料是共轭型阳离子染料。 共轭型阳离子染料的品种较多,告急有三芳甲烷、噁嗪•、多甲川机关等。 三芳甲烷类 噁嗪机关 阳离子翠蓝GB 菁类阳离子染料••,以-CH=C-举止发色体系的染料称为多甲川染料•,一端有含氮的给电子基,另一端是含氮的吸电子基•,相称于脒离子(-N=CH-N=)的插烯物。 查阅相合的文献原料,论述在判袂染料的研发方面有哪些落后展? 答:略 第十四章 天然染料 何谓天然染料?按把持职能,天然染料可分为哪几类?并举例批注。 答:天然染料是指从植物或动物资源中博得的、很少或没有过程化学加工的染料。 按天然染料的操纵性能分类: 媒染染料型(绝大一般天然染料):茜草•、苏木、胭脂红等; 直接染料型(很多的天然染料): 姜黄、红花、胭脂红、石榴等 酸性染料型:藏红花等; 碱性染料型:小蘖碱等; 收复染料型:靛蓝•、菘蓝、泰尔红紫等•; 分散染料型:指甲花等 按构造分类,试述天然染料重要的组织楷模。 答:天然染料急急有以下几大类: (1)类胡萝卜素类化合物,告急是黄、橙•、红色,自然界中分布较广,象胡罗卜 、番茄和栀子等含有这类色素•, 其骨架机合为: (2)黄酮类化关物,以黄、血色调为主,在自然界均分布较广,色素在植物细胞中以配糖体保全•,可溶于水。其骨架组织为黄酮。 杨梅酮 (3)蒽醌类化关物,其结构中含有蒽醌母体,又有一定数量的羟基或羧基•。如大黄、茜草•、虫漆、胭脂等。 大黄素(西洋茜素) (4)萘醌类化关物,母体机关为: 此中R = CH2COO-,(CH3)2CHCOO- ,(CH3)2C(OH)CH2COO- ,(CH3)2CHCH2 (5)苯并吡喃类化闭物,色素母体组织带正电荷•,表情随介质的pH值而转折,强酸性下为赤色,中性条件下为紫色,碱性下为蓝色。 花葵素 (6)单宁类化闭物,其机合性格为多酚类化合物。 氧化苏木精 (7)生物碱类化合物•,是一类含氮的色素,其结构如下: 甜菜苷 (8)其全班人类天然色素,如藻胆色素•、血红素、叶绿素及靛蓝等。 始末文献资料,论说天然染料今世开拓和使用的实际叙理以及能够保存的问题。 答:略 试述天然染料向例制备设施及其近代开展,并简述超临界流体萃取本事提取天然染料的说理。 答:(1)天然染料的化学结构不同•,提取手腕也有所分歧。天然染猜中的植物染料,天然色素最常用的提取门径为溶剂提取法,就是根据质料中被提取因素的极性,共存杂质的理化个性,遵循似乎相溶的提纲•,使有效成分从质料固体外表或结构里面向溶剂中移动的传质经过。溶剂提取手腕包罗沉渍法•、渗漉法、煎煮法、回流提取法。以水为溶剂提取天然色素可筹商驾驭浸渍法和煎煮法,个中煎煮法适用于有效成分能溶于水,对湿、热均稳定且不易挥发的原料。以有机溶剂提取,可采用回流提取法•。溶剂提取法是传统提取设施,具有处理时间长、独霸步骤多、纰谬较大、浑浊境况的弊端•。 近年来,开展较速的提取技艺有:超临界流体萃取武艺、超声波提取本事、微波提取技能、酶法提取、氛围爆破法。 (3)超临界流体萃取本领提取天然染料的原理:超临界流体(简写SCF)是处于临界温度和临界压力以上的非凝缩性的高密度流体。超临界流体没有昭彰的气液分界面,本质介于气体和液体之间,具有精巧的溶剂性格,粘度低,密度大,有较好的震撼、传质、传热和融解机能。而且随流体压力和温度的改正爆发格外彰着的改变,而溶质在超临界流体中的溶解度随超临界流体密度的增大而增大。超临界流体萃取正是驾驭这种性质,在较高压力下,将溶质熔解于流体中,尔后下降流体溶液的压力或降低流体溶液的温度,使溶解于超临界流体中的溶质因其密度下降消融度颓丧而析出。 天然色素的提纯紧要选择哪些设施? 答:萃取法•、膜阔别、柱层析、薄层色谱、纸色谱、高速逆流色谱、离心液相色谱 为什么天然染料染色日常需要加媒染剂•?常用的媒染剂有哪些? 答:这是谈理,天然染料对蛋白质纤维的亲和力大于对纤维素纤维的亲和力。凡是情况下天然染料对纤维素纤维的上染率是很低的,只管对蛋白质纤维的亲和力较大,但比关成染料仍低得多。除对纤维的亲和力较低外,天然染料的摩尔吸光系数也比较小。于是,若用天然染料将纤维染成必然深度的表情•,必须垄断媒染剂或其他收拾设施。 常用媒染剂中多为过渡金属元素的盐,急急有铝、锡、铜、铁、铅醋酸盐或硫酸盐及重铬酸钾等。如KAl(SO4)2••、CuSO4、K2Cr2O7•、FeSO4、SnCl2等•。 第十五章 有机颜料 何谓有机颜料•?试述构成有机颜料的条件以及与染料的异同点•。 答•:有机颜料是有色的不溶性有机物,不外并非一概的有色物都可作为有机颜料利用。有色物质要成为颜料,它们必须齐备下列本能: (1)色彩美丽,能赋予被着色物(或底物)坚牢的辉煌; (2)不溶于水•、有机溶剂或控制介质; (3)在驾御介质中易于均匀分辩况且在十足差别过程中不受操作介质的物理和化学传染,保持它们自身固有的晶体机关; (4)耐晒•、耐天气、耐热、耐酸碱和耐有机溶剂。 与染料比较,有机颜料和染料在垄断性能上存储必然的差异: 染料对纺织品有亲和力,颜料对扫数的着色主张均无亲和力; 染料在支配经过中大凡先溶于摆布介质,因而•,染料自己的神情并不代表它在织物上的脸色;颜料则不溶于左右介质•,因而,颜料本身的神情就代表了它在底物中的神志; 用路方面,染料的传统用途是对纺织品举办染色,而颜料的古代用说却是对非纺织品举行着色。 颜料与染料虽是区别的概想,但在特定的境遇下,它们又不妨通用。譬喻某些蒽醌类收复染料,它们都是不溶性的染料,但经过颜料化后也可用作颜料。这类染料,称为颜料性染料,或染料性颜料•。 论述有机颜料的构造与其掌握本能的联系。 答: 有机颜料的化学机构与耐晒牢度和耐天气牢度的相关 有机颜料的耐晒牢度和耐天色牢度讲了局,是它的光化学宁静性标题。看待偶氮范例的有机颜料,它的光磨灭示意为光氧化反应。 多环典型有机颜猜中,对付蒽醌表率的,据猜度没关系与分子中氨基与氧原子凑集天分羟氨基类化关物有合,故氨基的碱性越大,电子云密度越高,则它的光化学稳定性越差。 式中:R = NHCH3、NH2、NHC6H5•、NHCOC6H5 在上述化关物中•,耐晒牢度和耐气象牢

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