什么是染料?染料分類的方法有哪些?
什么是染料?
染料是用于添加顏色或改變某物顏色的天然或合成物質(zhì),染料是為我們?nèi)粘J褂玫纳唐分闹牧?,染料無處不在,從兒童塑料玩具到您穿的織物,從食物到木材,幾乎沒有任何行業(yè)不將染料用于商業(yè)用途。
染料是一種有色物質(zhì),它對所施涂的基材具有親和力,它是一種離子化和芳香族有機(jī)化合物。染料通常以水溶液形式使用,可能需要媒染劑來提高染料在纖維上的牢度。染料適用于多種基材,例如紡織品、皮革、塑料、紙張、食品等,我們適用于其他化學(xué)品的規(guī)則同樣適用于染料,它們也完全或至少部分溶解在其中,例如某些種類的染料可能有毒、致癌或致突變,并且可能對健康有害。
染料是用于添加顏色或改變某物顏色的天然或合成物質(zhì),染料是為我們?nèi)粘J褂玫纳唐分闹牧?,染料無處不在,從兒童塑料玩具到您穿的織物,從食物到木材,幾乎沒有任何行業(yè)不將染料用于商業(yè)用途。
染料是一種有色物質(zhì),它對所施涂的基材具有親和力,它是一種離子化和芳香族有機(jī)化合物。染料通常以水溶液形式使用,可能需要媒染劑來提高染料在纖維上的牢度。染料適用于多種基材,例如紡織品、皮革、塑料、紙張、食品等,我們適用于其他化學(xué)品的規(guī)則同樣適用于染料,它們也完全或至少部分溶解在其中,例如某些種類的染料可能有毒、致癌或致突變,并且可能對健康有害。
染料的演變
早在公元前2600年,中國就發(fā)現(xiàn)了使用染料的最早文字記錄,染料的制備和應(yīng)用是人類最古老的活動(dòng)形式之一,這些證據(jù)是在出土古代織物的考古遺址中發(fā)現(xiàn)的,在圣經(jīng)和其他古典古代著作中也提到過它。
染料歷史上真正的突破發(fā)生在1856年,當(dāng)時(shí)一位正在家里的臨時(shí)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的少年發(fā)現(xiàn)了某種發(fā)現(xiàn),該發(fā)現(xiàn)充當(dāng)了現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的跳板。
18歲的學(xué)生威廉·珀金 (William Perkin) 正在研究天然產(chǎn)物的化學(xué)合成,在一個(gè)典型的意外事件中,年輕的威廉·珀金 (William Perkin) 在嘗試合成奎寧時(shí)偶然發(fā)現(xiàn)了他現(xiàn)在著名的“苯胺紫紅色”染料,奎寧是治療瘧疾的唯一方法。Perkin將他的顏色命名為Mauveine,取自由天然染料制成的非固色的法語名稱。所以“紫紅色”(一種基本染料)是第一種合成染料,淡紫色是煤焦油的衍生物,這是第一種大規(guī)模生產(chǎn)的染料,可以在市場上買到,并且誕生了在工廠生產(chǎn)顏色的想法,這確實(shí)是一場革命。
是什么讓染料有顏色?
染料基本上是電離和芳香化合物,它們中存在發(fā)色團(tuán),它們的結(jié)構(gòu)有芳基環(huán),芳基環(huán)具有離域電子系統(tǒng),據(jù)說這些結(jié)構(gòu)負(fù)責(zé)根據(jù)電子云的能量吸收具有不同波長的電磁輻射。
發(fā)色團(tuán)使染料吸收輻射的能力非常強(qiáng)。發(fā)色團(tuán)通過使染料的離域電子云的能量變化而起作用。這種變化總是導(dǎo)致化合物吸收可見顏色范圍內(nèi)的輻射,而不是顏色范圍外的輻射。人類的眼睛檢測到這種吸收,并對顏色作出反應(yīng)。
電子可能會(huì)導(dǎo)致顏色損失,它們的去除可能會(huì)導(dǎo)致其余電子恢復(fù)到局部軌道,一個(gè)很好的例子是希夫試劑,當(dāng)亞硫酸與副玫瑰苯胺反應(yīng)時(shí),會(huì)發(fā)生一個(gè)磺酸基團(tuán)將其自身連接到化合物的中心碳原子上,這阻礙了喹啉環(huán)的共軛雙鍵系統(tǒng),并導(dǎo)致電子變得局部化,因此環(huán)不再是發(fā)色團(tuán),染料變成無色。
總而言之,發(fā)色團(tuán)是具有離域電子的原子構(gòu)型,通常它們表示為碳、氮、氧和硫。它們可以具有交替的單鍵和雙鍵。
染料的顏色如何改變?
染料的顏色由改性劑改變。甲基或乙基的顏色調(diào)節(jié)劑負(fù)責(zé)染料的任何變化;它們改變了離域電子的能量。通過添加特定的改性劑可以逐步改變顏色。例如:甲基紫系列。
下圖說明了添加改性劑后染料的顏色會(huì)發(fā)生什么變化。
染色步驟A:當(dāng)沒有添加甲基時(shí),原染料副玫瑰苯胺的顏色為紅色。

步驟B:隨著四個(gè)甲基的加入,得到紅紫色染料甲基紫。

步驟 C:隨著更多基團(tuán)的加入,得到紫藍(lán)色染料結(jié)晶紫,它有六個(gè)這樣的團(tuán)體。

步驟D:進(jìn)一步添加第七個(gè)甲基,得到的染料稱為甲基綠。

是什么賦予了染料溶解度和凝聚力?
助色團(tuán)是唯一負(fù)責(zé)為染料提供溶解性和粘合性的物質(zhì),助色團(tuán)是附著在發(fā)色團(tuán)上的一組原子,它改變了發(fā)色團(tuán)吸收光的能力,實(shí)例包括羥基(-OH)、氨基(-NH 2 )和醛基(-CHO)。
色原分子中存在助色團(tuán)對于制造染料是必不可少的。但是,如果助色團(tuán)存在于發(fā)色團(tuán)的元位置,它不會(huì)影響顏色。
助色團(tuán)具有增強(qiáng)顏色的能力。它是一組附著在非電離化合物上但具有電離能力的原子。助色團(tuán)有兩種類型,帶正電或帶負(fù)電。
染料分類的方法有哪些?
染料可以按多種方式分類,每一類都有非常獨(dú)特的化學(xué)、結(jié)構(gòu)和特定的結(jié)合方式。一些染料可以與基材發(fā)生化學(xué)反應(yīng),在反應(yīng)過程中形成強(qiáng)鍵,而另一些染料可以通過物理力保持。下面給出了一些突出的分類方法:
●天然/合成
●天然/合成
●有機(jī)/無機(jī)
●按區(qū)域和應(yīng)用方法
●化學(xué)分類 - 基于其各自發(fā)色團(tuán)的性質(zhì)。
●根據(jù)電子激發(fā)的性質(zhì)(即能量轉(zhuǎn)移著色劑、吸收著??色劑和熒光著色劑)。
●根據(jù)染色方法
○陰離子(用于蛋白質(zhì)纖維)
○陰離子(用于蛋白質(zhì)纖維)
○直接(纖維素)
○分散(聚酰胺纖維)
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