第十二章阳离子染料 概述 阳离子染料是一类最早生产的合成染料。1856年美国的 W. H Perkin合成的苯胺紫和随后出现的结晶紫和孔雀石绿,都 是阳离子染料。这些染料以前被称为盐基性染料,可以染蛋白 质纤维及用丹宁酸、吐酒石处理过的纤维素纤维,具有艳丽的 色泽,但不耐晒,被后来开发的直接染料、还原染料和酸性染 料等替代。 上世纪50年代腈纶工业化生产以后,人们发现在聚丙烯腈 纤维上,阳离子染料不仅具有很高的直接性和浓艳的色泽,而 且染色牢度比蛋白质纤维和纤维素纤维上的高很多,因而重新 引起人们的兴趣。为了进一步适应腈纶和其它一些合成纤维的 应用,又合成了许多牢度很高的新品种,例如多甲川结构、氮 代多甲川结构和迫萘内酰胺结构等,从而使阳离子染料成为聚 丙烯腈纤维染色的一类主要染料
第十二章 阳离子染料 概述 阳离子染料是一类最早生产的合成染料。1856年美国的 W.H.Perkin合成的苯胺紫和随后出现的结晶紫和孔雀石绿，都 是阳离子染料。这些染料以前被称为盐基性染料，可以染蛋白 质纤维及用丹宁酸、吐酒石处理过的纤维素纤维，具有艳丽的 色泽，但不耐晒，被后来开发的直接染料、还原染料和酸性染 料等替代。 上世纪50年代腈纶工业化生产以后，人们发现在聚丙烯腈 纤维上，阳离子染料不仅具有很高的直接性和浓艳的色泽，而 且染色牢度比蛋白质纤维和纤维素纤维上的高很多，因而重新 引起人们的兴趣。为了进一步适应腈纶和其它一些合成纤维的 应用，又合成了许多牢度很高的新品种，例如多甲川结构、氮 代多甲川结构和迫萘内酰胺结构等，从而使阳离子染料成为聚 丙烯腈纤维染色的一类主要染料
阳离子染料在溶液中生成带有正电荷的有色离子,与酸根 阴离子如氨离子、醋酸根、磷酸根、甲基硫酸根等成盐,从而 对聚丙烯腈纤维上染。而在实际染色当中,常用几种阳离子染 料拼成某一特定色泽。但是阳离子染料混拼染色往往不易匀染 成同一色光,造成花斑和层次。所以在阳离子染料生产时,除 了要扩大品种及数量外,还要注意染料品种的配套;为了防止 染花,要注意开发匀染性好的品种,此外也要注意提高阳离子 染料的气蒸牢度和耐晒牢度等
阳离子染料在溶液中生成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 对聚丙烯腈纤维上染。而在实际染色当中，常用几种阳离子染 料拼成某一特定色泽。但是阳离子染料混拼染色往往不易匀染 成同一色光，造成花斑和层次。所以在阳离子染料生产时，除 了要扩大品种及数量外，还要注意染料品种的配套；为了防止 染花，要注意开发匀染性好的品种，此外也要注意提高阳离子 染料的气蒸牢度和耐晒牢度等
阳离子染料的分类 染料分子中带正电荷的基团与共轭体系以一定方式连接,再 与阴离子基团成盐。根据带正电荷基团在共轭系统中的位置, 阳离子染料可以分为两大类。 隔离型阳离子染料 这类染料母体和带正电荷的基团通过隔离基相连接,正电荷 是定域的,相似于分散染料的分子未端引入季铵基(-N+R3)。 可用下式表示 C CH3 CH3 D—CH2CH2-NCH3 CH N=NC2 HaNt'(CH3)3 CU
阳离子染料的分类 染料分子中带正电荷的基团与共轭体系以一定方式连接，再 与阴离子基团成盐。根据带正电荷基团在共轭系统中的位置， 阳离子染料可以分为两大类。 隔离型阳离子染料 这类染料母体和带正电荷的基团通过隔离基相连接，正电荷 是定域的，相似于分散染料的分子末端引入季铵基（—N+R3）。 可用下式表示： D CH2CH2 N CH3 CH3 CH3 N CH3 C2H4N + (CH3)3 Cl N＝N－ Cl O2N
如阳离子红GTL: CH3 O2N N= C2HAN'(CH3)3 CI 其合成过程为: CH3 NHCH3 H2C-CH2 POCl3 CH2CH2OH CH2CH2Cl N(CH3)3 CH3 C2H4N (CH3) CI O2N C2HAN'(CH3)3 CI 这类染料具有优良的耐晒牢度和pH稳定性,但不及共轭型阳离子染料那样浓艳,着色力 也差些
如阳离子红 GTL： N CH3 C2H4N + (CH3)3 Cl N＝N－ Cl O2N 其合成过程为： NHCH3 ＋ N CH3 CH2CH2OH POCl3 N CH3 CH2CH2Cl N(CH3)3 N CH3 C2H4N + (CH3)3 Cl - N CH3 C2H4N + (CH3)3 Cl O H2C CH2 N＝N－ Cl O2N N2 Cl Cl O2N 这类染料具有优良的耐晒牢度和 pH 稳定性，但不及共轭型阳离子染料那样浓艳，着色力 也差些
(二)隔离型蒽醌阳离子染料 如阳离子蓝FGL o NHCH3 CH3 SO4 o NHCH2 CH2CH2N (CH3)3 其合成过程为 O NHCH3 o NHCH3 H2NCH2 CH2CH2N(CH3)2 NHCH2 CH2 CH2N(CH3)2 O NHCH3 (CH3)2SO 氯苯,60℃C CH3SO4 o NHCH2 CH2 CH2N (CH3) 阳离子蓝FGL
（二）隔离型蒽醌阳离子染料 如阳离子蓝 FGL： CH3SO4 NHCH2CH2CH2N (CH3)3 O O NHCH3 其合成过程为： H2NCH2CH2CH2N(CH3)2 O O NHCH3 Br NHCH2CH2CH2N(CH3)2 (CH3)2SO4 氯苯，60℃ CH3SO4 阳离子蓝 FGL O O NHCH3 NHCH2CH2CH2N (CH3)3 O O NHCH3
共轭型阳离子染料 这类染料的正电荷基团直接连在染料的共轭体系上,正电 荷是离域的, 这类染料的色泽十分艳丽,摩尔吸光度较高,但有些品种 耐光性、耐热性较差。在使用种类中,共轭型的占90%以上。 共轭型阳离子染料的品种较多,主要有三芳甲烷、嘌嗪、 多甲川结构等 1.三芳甲烷类 (CH3)2N C N(CH3)2 c
共轭型阳离子染料 这类染料的正电荷基团直接连在染料的共轭体系上，正电 荷是离域的。 这类染料的色泽十分艳丽，摩尔吸光度较高，但有些品种 耐光性、耐热性较差。在使用种类中，共轭型的占90%以上。 共轭型阳离子染料的品种较多，主要有三芳甲烷、噁嗪、 多甲川结构等。 1. 三芳甲烷类 (CH3)2N C Cl N + (CH3)2
要改善三芳甲烷染料的耐光牢度,通常可在染料分子上引入 氰乙基等基团,降低氨基的碱性;或制备分子结构不对称的染 料。例如将三芳甲烷分子中一个苯环用吲哚基取代,均可提高 染料的耐光牢度。如: CH CH NCH2CH2C-N NCH2CH2CN 绿色,耐光牢度6级 CH3O NH >c-CN-CH3 绿色,耐光牢度5级
要改善三芳甲烷染料的耐光牢度，通常可在染料分子上引入 氰乙基等基团，降低氨基的碱性；或制备分子结构不对称的染 料。例如将三芳甲烷分子中一个苯环用吲哚基取代，均可提高 染料的耐光牢度。如： Cl 绿色，耐光牢度6级 绿色，耐光牢度5级 NCH2CH2CN CH3 N C CH3 NCH2CH2C CH3O NH C N C C CH3
2.杂环类阳离子染料这类阳离子染料分子中,由氧、硫、氮 等组成杂环蒽类结构,用下式表示 R2 (1)丫嗪类(二氮蒽)结构 染料分子中氮原子对位连接一个氨基或取代氨基后,颜色变 深,大多为红色、兰色和黑色。较重要的是藏红花T,它的结 构如下 N(CH3)2 该染料具有鲜艳的蓝光粉红色,但耐光牢度差,多用于皮革和纸张的 着色
2.杂环类阳离子染料,这类阳离子染料分子中，由氧、硫、氮 等组成杂环蒽类结构，用下式表示： Y R2N X N R2 （1）口丫嗪类（二氮蒽）结构 染料分子中氮原子对位连接一个氨基或取代氨基后，颜色变 深，大多为红色、兰色和黑色。较重要的是藏红花T，它的结 构如下： N (CH3)2N N N(CH3)2 该染料具有鲜艳的蓝光粉红色，但耐光牢度差，多用于皮革和纸张的 着色
(2)噻嗪结构 这种结构的阳离子染料较少,多数为兰色和绿色,其中有实用 价值的是亚甲基蓝,它的结构式如下 (CH3)2N N(CH3)2 N Cl 亚甲基蓝的颜色很鲜艳,但耐光牢度不佳,多用于皮革和纸张 的着色,有时也染丝绸,还可以作为生化着色剂和杀菌剂
（2）噻嗪结构 这种结构的阳离子染料较少，多数为兰色和绿色，其中有实用 价值的是亚甲基蓝，它的结构式如下： N (CH3)2N S N (CH3)2 Cl 亚甲基蓝的颜色很鲜艳，但耐光牢度不佳，多用于皮革和纸张 的着色，有时也染丝绸，还可以作为生化着色剂和杀菌剂
(3)嗯嗪结构 这是一类具有实用价值的阳离子染料,其色泽以兰色为主 少量是紫色的,比较鲜艳。在腈纶纤维上有较好的耐光牢度, 也可以用于蚕丝染色。常用的嵁嗪类染料是阳离子翠蓝GB, 其结构式如下: (C2H5)2N N(C2H5)
（3）噁嗪结构 这是一类具有实用价值的阳离子染料，其色泽以兰色为主， 少量是紫色的，比较鲜艳。在腈纶纤维上有较好的耐光牢度， 也可以用于蚕丝染色。常用的噁嗪类染料是阳离子翠蓝GB， 其结构式如下： N (C2H5)2N O N(C2H5)2 Cl