(1) (2)
OONHONHOSCNNCOS
O
(3)
ONHCOONHCO
答:还原染料大都属于多环芳香族化合物,其分子结构中不含有磺酸基,羧酸基等水溶性基团。它们的基本特征是在分子的共轭双键系统中,含有两个或两个以上的羰基(
CO),因此可以在保险粉的作用下,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。还原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还原染料隐色体,经空气或其他氧化剂氧化,又转变为原来不溶性的还原染料,而固着在纤维上。 (1)
OONaNHONHO[H][O]ONaNHNHONaOONa
(2)
OSCNNCSO[H][O]NCSONaONaSCN
(3)
ONHCO[H][O]ONaNHCOONHCOONaNHCO
还原染料与纤维以氢键,范德华力结合,在纤维上以主要以分子状态存在. 还原染料品种数目繁多,有全面的坚牢度,耐晒和耐洗坚牢度尤为突出。
二、 还原染料分为哪几类?它们的色泽牢度如何?
答:按照化学结构和性质,还原染料原本分成蒽醌、靛族和稠环三类,加上后来出现的硫酸酯衍生物的可溶性类,共为四大类。
蒽醌类还原染料具有各项坚牢度优良、色泽较鲜艳、色谱较齐全、染料隐色体钠盐对纤维亲和力高的特点,但某些浅色品种对棉纤维有脆损作用。
靛族类还原染料和蒽醌类最显著的不同之处,就是不论它们原来是什么色泽,还原后的隐色酸钠盐都是无色或者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,所以不易染得深浓色;染色后织物如遇高温处理,会发生升华现象。
稠环类还原染料对纤维素纤维有一定的直接性,匀染性很好,而且各项染色坚牢度都比较优良。
可溶性类还原染料的染色牢度优良,但染浴的强碱性无法用于毛、丝等蛋白质纤维的染色。
三、 合成蒽醌还原染料的主要原料和中料有哪些?举例说明蒽醌还原染料是如何进一步
分类的?
答:,蒽醌染料由蒽醌或其衍生物合成,蒽醌染料根据结构可以分为: (1) 酰胺系和亚胺系, 如:还原黄WG,它的结构为:
ONHCOO
(2) 咔唑系,如还原黄FFRK(黄28号),结构为:
ONHOOO
(3) 蓝蒽酮系, 如还原绿BB(绿11号,69850),它是4, 4'-二氨基-3, 3'-二氯蓝蒽
酮。
ONH2ClNHONHClNH2OO
(4) 黄蒽酮和芘蒽酮系, 如黄蒽酮(还原黄 G,70600)和芘蒽酮(还原金橙 G,
59700)。它们的结构式如下:
OONNHCCHO黄蒽酮芘蒽酮O
(5) 二苯嵌蒽酮系, 如还原艳绿FFB,结构为:
CH3OCH3OOO
(6) 吖酮系,如还原红紫RRK(紫14号,67895),其结构为:
ClOHNCOClOCl
(7) 噻唑结构系,如还原黄GC(黄2号,67300),其结构为:
OSCNNCSO
四、 写出靛蓝、硫靛的合成途径,按结构比较它们及其衍生物的色泽和应用性能。 答:靛蓝结构为:
NHCCOCNHCO,
硫靛结构为:
SCCOCSCO
合成途径: (1) 靛蓝
NH2OH-NHCH2COOHNaOH,KOHNaNH2NHCH2COCH2OCCNHCCON+CLCH2COOHOCNH [O]
(2) 硫靛
CH3NH2NaNO2, HClClSCH2COONaClCH3N2ClNaCN,CuCN2SCH2COOHNaHCO3ClCH3CNSCH2COONaCH3水解,环构NHCCHCOONa水解,HClCH3OCCH2S[ O ]ClSOClSCCCH3OCSCCH3Cl还原桃红 R
靛蓝的牢度很好,但是它的色泽晦暗并不鲜艳,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。这些缺点可以通过卤化的方法得到改善。卤化后的靛蓝色泽比较鲜艳明亮,而且,染料卤化后,提高了染料隐色体钠盐对纤维素纤维的直接性。硫靛染料大部分都是红色,与靛蓝一样,硫靛本身色泽都不够鲜艳,而且日晒牢度也差;可是它的衍生物却很漂亮,而且各项牢度都很高。
五、 试述影响还原染料还原速度的主要因素及其影响。
答:还原速度一般在习惯上以染料达到完全还原状态所需时间的半量——半还原时间来表示。还原速度与染料隐色体电位虽然都是用来显示染料的还原性能的,但两者之间并没有直接的联系。一般规律是靛族染料的隐色体电位负值较小,但它们的还原速度却很缓慢;蒽醌类染料的隐色体电位负值较高,但还原速度却很快。
由于染料的还原是一种多相反应,不仅染料的结构决定着染料内在的还原特性,而且染料分散体颗粒的物理形状和大小也会影响染料还原的速度。因为分散体的颗粒直接决定着发生反应的固液界面接触面积的大小和反应的能力。根据研究结果,染料颗粒物理状态对还原速度的影响,比染料化学结构差异的影响一般为小。实验还发现,对于同一种染料,还原反应的速度并不与颗粒的表面积成正比关系,还原反应速度的增长慢于颗粒表面积的增长。
对于还原速度来说,染料结晶的性质比颗粒大小更为重要。实践证明:决定染料还原速度的主要因素是温度和保险粉含量;而染料本身的性质和物理形态以及染浴中氢氧化钠的浓
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