Размещено на http://www.allbest.ru/

Доклад на тему:

"Активные красители"

Содержание

1. Основные сведения

2. Химическая классификация активных красителей

3. Азокрасители

Список использованных источников

1. Основные сведения

Активными красителями называют такие красители, которые в процессе крашения целлюлозных, белковых и полиамидных волокон, а также смеси этих волокон с другими химическими волокнами образуют с ними ковалентную связь; в результате краситель становится составной частью волокна, что обеспечивает высокую прочность окрасок.

Активные красители впервые были выпущены в Англии в 1956 году и с тех пор вошли в практику крашения.

Активные красители обладают ценными колористическими свойствами:

· Высокой устойчивостью окраски к мокрым обработкам, сравнимой с прочностью окраски кубовыми красителями;

· По цветовой гамме они превосходят прямые и кубовые красители, а по яркости - близки к кислотным и основным;

· Простотой применения.

Получаемые окраски хорошо вытравляются, и поэтому красители нашли широкое применение в крашении фонов под вытравную печать. Они устойчивы к органическим растворителям и представляют большой интерес для крашения изделий, подвергаемых химической чистке. Они устойчивы к действию смол и препаратов для несминаемой, малоусадочной, водоотталкивающей отделки и к другим видам отделки тканей.

Активные красители характеризуются наличием активных атомов или групп атомов, способных в процессе крашения взаимодействовать с функциональными группами волокнистых материалов. В общем виде их можно представить формулой:

S -Хр - М - Н - А

Где S - группа, обуславливающая растворимость красителя в воде (SO3H, COOH, OSO3Na); Хр - хромофорная часть молекулы красителя; М - мостиковая группа (-NH-, -NCH₃-, -NHCO-, -SO₂NH-), соединяющая хромофорную часть молекулы с активным центром; Н - носитель активного атома или группы атомов; А - активный атом или группа атомов; Н - А - активная группировка.

Хромофорная часть молекулы красителя с группами, придающими красителю растворимость, определяет не только его цвет и растворимость, но и сродство к волокну, способность к диффузии, устойчивость окраски к свету, действию окислителей и восстановителей. В активный центр молекулы красителя входят группировки, обеспечивающие взаимодействие красителя с волокном.

По характеру активной группы красители делятся на:

1. Триазиновые;

2. Винилсульфоновые;

3. Пиримидиновые;

4. Сульфонилазидные.

По строению активной группы различают:

1. Красители, носителем активной группы в которых является гетероциклический фрагмент молекулы. Реагируют с функциональными группами волокна и водой по механизму нуклеофильного замещения. К ним относятся красители, содержащие активный атом хлора в гетероцикле (триазине, пиримидине, хиноксалине, пиридазине, фталазине, хиназолине и др.). Для них характерно протекание реакции по механизму SN₂;

2. Красители, активной группой у которых являются ненасыщенные группы (винильные и др.);

3. Красители, активная группа - сульфонилазидная (нитреновая) группа;

4. Прочие.

2. Химическая классификация активных красителей

· Азокрасители

На основе моноазокрасителей получают активные красители желтого, оранжевого, красного и коричневого цветов.

1. Азокрасители, содержащие активный атом в гетероциклическом фрагменте:

1) Триазиновые красители:

В качестве активного центра выступает цианурхлорид:

В цианурхлориде все атомы хлора равноценны. Однако при замещении одного атома хлора какой-либо группой активность других атомов хлора снижается. Реакция замещения ускоряется в присутствии кислоты и щелочи. В присутствии кислоты образуется четвертичное аммониевое основание. Протонизация цианурхлорида облегчает замещение атома хлора. Второй атом хлора в триазиновом красителе чаще всего замещают аминогруппой или ариламиногруппой, например остатком сульфаниловой кислоты. В последнем случае повышается растворимость красителей в воде. Триазиновые красители, содержащие 2 атома хлора (дихлортриазиновые), более активны, чем монохлортриазиновые. Первые могут окрашивать целлюлозные волокна в слабощелочной среде при комнатной температуре, а вторые - только при нагревании. Крашение белковых волокон протекает в слабокислых средах.

В процессе крашения триазиновыми красителями ковалентная связь красителя с целлюлозой образуется через промежуточную стадию присоединения красителя к целлюлозе с последующим отщеплением атома хлора:

Одновременно проходит реакция гидролиза, и в результате получается содержащий гидроксильные группы краситель, не зафиксированный на волокне:

Скорость взаимодействия красителя с волокном соизмерима со скоростью гидролиза красителя. В результате этих конкурирующих процессов степень фиксации красителя на волокне составляет менее 70%, что является недостатком многих активных красителей. Также активные красители неустойчивы во времени, вследствие гидролиза активной группы в условиях внешней среды.

А) Дихлортриазиновые красители - это активные красители, содержащие триазиновый фрагмент с двумя незамещенными атомами галогенов. В маркировке приписывается буква "Х" - крашение идет на холоду.

Дихлортриазиновые красители получают взаимодействием моноазокрасителей, содержащих первичные или вторичные аминогруппы, с цианурхлоридом при 0 - 5°С.

Дихлортриазиновые красители менее устойчивы к нагреванию, чем монохлортриазиновые. Термическая фиксация способствует более полному закреплению красителя на волокне.

Получение дихлортриазиновых красителей:

· Конденсация азокрасителей, содержащих свободную аминогруппу, с молекулами цианурхлорида;

· Азосочетание с использованием в качестве азосоставляющей соединения с активным центром.

Активный ярко-красный 2СХ

Б) Монохлортриазиновые красители - в остатке активного центра содержится только один атом хлора.

Монохлортриазиновые красители получают взаимодействием дихлортриазиновых красителей с аммиаком или бесцветным, способным ацилироваться соединением, обычно ароматическим амином, при 20 - 400С, поддерживая рН=7 - 8 добавлением раствора соды.

Подвижность атома галогена в монохлортриазиновых красителях меньше и, следовательно, крашение проводят при более высоких температурах 90 - 100°С.

В маркировке такого рода красителей никаких букв не стоит.

Активный ярко-красный 6С

Монохлортриазиновые красители, не содержащие групп, придающих им растворимость в воде, применяются как дисперсные активные красители ("процинайлы") для крашения полиамидных волокон. К таким красителям относится Процинайл желтый:

2) Пиримидиновые красители:

Носителем активного центра является ядро пиримидина:

Пиримидин 2,4,6 - трихлорпиримидин 2,4,5,6 - тетрахлорпиримидин

Получают аналогично триазиновым красителям взаимодействием моноазокрасителей, имеющих способную ацилироваться аминогруппу, с 2,4,6 - трихлорпиримидином, или 2,4,5,6 - тетрахлорпиримидином.

По технологии крашения сходны с дихлортриазиновыми. В названии также отсутствует марка.

Активный красновато-желтый

3) Хиноксалиновые красители;

4) Пиридазоновые красители;

5) Бензтиазоловые красители.

2. Азокрасители, содержащие в качестве активного центра - ненасыщенные группы.

Эти красители содержат ненасыщенную винильную группу, или же эта группа образуется в процессе крашения, например, из сульфоксиэтилсульфоновой, акриламидной, алкилсульфамидной и подобных им групп. Красители, содержащие такие группы, называются винилсульфоновыми и акриламидными, соответственно.

Для этих красителей характерны реакции нуклеофильного присоединения. Соседние с винильной группой ЭА группы (-SO₂-, -CO-,SO₂NH-, -CONH-) уменьшают электронную плотность двойной углерод-углеродной связи, что способствует протеканию реакции присоединения.

1) Винилсульфоновые красители:

Содержат сульфоксиэтилсульфоновую группировку (-SO₂CH₂CH₂OSO₃H); они являются производными сернокислых эфиров - гидроксиэтилсульфонов и известны под торговым названием "Ремазолы".

Процесс крашения происходит в 2 стадии:

1) Неактивная форма красителя в щелочной среде переходит в активную винилсульфоновую форму. Так как винилсульфоновая группа является высоко реакционно-способной, то в процессе синтеза ее защищают, а в процессе крашения ее активируют. Таким образом, выпускные формы винилсульфоновых красителей выпускаются в виде солей. Щелочь катализирует реакцию нуклеофильного отщепления.

2)Винилсульфоновая группа реагирует с гидроксильной или аминогруппой окрашиваемого волокна и гидроксильными группами воды, выполняющими роль нуклеофильных агентов. Реакция протекает по схеме нуклеофильного присоединения:

По реакционной способности винилсульфоновые красители уступают дихлортриазиновым и превосходят монохлортриазиновые красители. Особенностью этих красителей является высокая устойчивость их водных растворов при отсутствии щелочи. Они имеют низкое сродство к волокну, поэтому особенно пригодны для крашения по методу плюсования. Их применяют в качестве фонов под вытравную печать.

Активный желтый 2КТ

2) Акриламидные красители:

Содержат акриламидную (-NHCOCH=CH₂) или хлорэтилакриламидную (-NHCOCH₂CH₂Cl) группировки. Последняя, отщепляя хлористый водород, переходит в активную акриламидную форму. "Примазины".

3) Карбоназидные красители:

Имеют общую формулу ArN=N - Ar'CON₃. Активным центром является карбоназидная группировка. Красители отличаются высокой устойчивостью к гидролизу.

4) N-Метилольные красители.

Реагируют с целлюлозой в кислой среде в присутствии катализаторов. Активным центром является N-метилольная группа (-NHCH₂OH).

Цветовую гамму, получаемую при крашении активными моноазокрасителями, дополняют, используя активные красители других классов (антрахиноновые, фталоцианиновые).

· Антрахиноновые красители:

При введении в молекулу антрахинонов заместителей с активными атомами, группами или связями, обуславливающими способность реагировать с окрашиваемым веществом с образованием ковалентных связей, получаются активные красители.

На основе аминоантрахиноновых красителей получают активные красители фиолетового, синего, голубого и зеленого цвета. Окраски активными антрахиноновыми красителями отличаются яркостью и высокой устойчивостью ко всем видам воздействий.

Активные красители различаются природой активных заместителей и группировок, несущих эти заместители. В настоящее время важнейшими видами активных красителей являются триазиновые, пиримидиновые и винилсульфоновые. краситель растворимость волокно окислитель

Активный ярко-голубой 2КТ

· Фталоцианиновые красители:

Введение в молекулы фталоцианиновых красителей заместителей, способных взаимодействовать с окрашиваемыми материалами с образованием ковалентных связей, приводит к активным фталоцианиновым красителям. На основе фталоцианиновых красителей получают активные красители зеленовато-голубого и ярко-зеленого цветов.

Активные группы в молекулы фталоцианинов обычно вводят, используя их сульфонилхлориды. При этом в реакции с сульфонилхлоридом применяют либо амин, уже содержащий активные группировки, либо сначала получают промежуточный продукт, содержащий способную ацилироваться аминогруппу, в которую и вводят активную группу.

Активный бирюзовый 2З

Список использованных источников

1. Степанов Б.И. "Введение в химию и технологию органических красителей" - М.: Химия, 1984. - 592 с.

2. Бородкин В.Ф. "Химия красителей" - М.: Химия, 1981. - 248 с.

Размещено на Allbest.ru