直接染料和酸性染料互相配合染黑色革時,一般兩者的質量比為3∶2(直接染料∶酸性染料),這樣既可滿足皮革的表麵著色,又可保證皮革深層著色。
(4)皮革染色用直接染料
直接染料除主要為偶氮型外還有雜環型、酞菁型、含金屬絡合物等,但數量很少,因此主要介紹非聯苯胺型的偶氮類直接染料。
①多偶氮直接染料這類具有共軛體係的雙偶氮和多偶氮染料在合成中要經過幾次重氮化和偶合反應,主要為紫、棕、藍、黑等深色品種。
例1:直接耐曬藍B2RL
結構式為(雙偶氮):
合成路線:
例2:直接耐曬藍F3R
為雙偶氮染料,結構如下:
例3:直接耐曬黑G
直接耐曬黑G是繼直接黑38被禁止以來皮革染黑的重要染料,相對分子質量較大,溶解度較小,染黑效果好,用量太大時會影響皮革的粒麵細度和柔軟度。合成路線及結構式如下:
直接耐曬黑G(C.I.Directblack1935255)
②二苯乙烯型直接染料具有二苯乙烯型結構的直接染料,由於分子是線型的,整個分子貫穿著共軛雙鍵,因此直接性較好,是較為理想的聯苯胺染料的代用品,有黃、橙、紅等色,色澤鮮豔,應用廣泛,通式如下(這類結構又稱為DSD酸)。
③4,4′-二氨基苯甲酰苯胺及其衍生物分子具有共振結構,示意如下:
C—N鍵具有部分雙鍵,分子中形成了一個共軛體係,染料分子具有平麵性、直接性。
④4,4′-二氨基二苯脲及其衍生物尿素分子有三種共振雜化體,C—N鍵具有部分雙鍵,共軛體係貫穿整個分子,分子呈平麵性、線型,染料具有直接性。
⑤二氨基二苯胺及其磺酸衍生物用其合成的直接黑22可代替直接黑38。
⑥4,4′-二氨基苯磺酰苯胺這是聯苯胺中間體的主要取代者,國內外均有用此合成的取代聯苯胺型直接黑38皮革黑色染料,染色效果接近直接黑38的烏黑度。
⑦1,5-二氨基萘
⑧三聚氰胺型分子中的三氮苯核是以三聚氰胺為原料引入的,整個分子是由兩個胺基連接的染料混合而成,該染料有較好的直接性。
直接耐曬綠BLL⑨聯苯胺型聯苯胺類染料是最早開發的染料品種,曾經發揮過重要的作用,由於其有致癌作用,現在已禁止生產和使用,現列舉幾個禁用聯苯胺類染料。
5.6.3堿性染料
(1)概述
堿性染料又名鹽基染料,它是有顏色的有機堿與酸形成的鹽。堿性染料在水溶液中離解成染料陽離子和酸根陰離子,電離式常簡寫如下:
Me—NH3Cl(堿性染料)Me—NH+3(染料陽離子)+Cl-(酸根陰離子,無色)
堿性染料並非本身具有堿性,也不是要求在堿性介質中溶解或染色,而是指染料在溶液中形成的陽離子部分有色,因此堿性染料屬於陽離子染料。堿性染料可溶於水,在醋酸和乙醇中溶解度較大,遇堿時將會分解並形成不溶性的色基沉澱,給沉澱中加入酸又可生成色基的酸性鹽而溶解。有些堿性染料甚至在弱堿性介質中也會分解。
堿性染料可溶於水中,但溶解性不及酸性染料和直接染料。在溶解時常用酒精和有機酸助溶,若需溶解較多的堿性染料時,須先加入與染料等量的醋酸(100%濃度),使之潤濕後再加熱水溶解。堿性染料對水中碳酸鹽的硬度十分敏感,堿的存在會使之沉澱,所以染色時染浴的pH應控製在4~7,個別品種如堿性嫩黃在高溫時會分解變質,染色時水溫不宜過高。堿性染料多數能與還原劑作用變成無色化合物或隱色體,但在氧化條件下(偶氮型除外)大多能恢複原來的色彩,使用時應避免還原劑的存在。堿性染料是陽離子染料,所以不能與陰離子物質如陰離子染液(酸性、直接、活性等染料)、植物鞣液、硫酸化油、陰離子表麵活性劑等混合,否則會生成色澱而影響染色。
(2)堿性染料的特點及在皮革上的應用
堿性染料色譜齊全,色澤鮮豔,著色力強,但耐曬、耐摩擦堅牢度差,極易褪色。堿性染料滲透性差,表麵著色性強,對表麵帶負電荷的物質染色作用十分強烈,因此對植鞣革、合成鞣劑鞣革染色時,上染速度快,染色極不均勻,在粒麵破傷處著色更濃,用量多時會產生古銅色,染浴中加入少量的醋酸可適當減緩這種作用。堿性染料對陽離子型鉻鞣革親和力小,僅能產生很淺淡的色調。但是經重蒙囿的鉻鞣革或者用植物鞣劑、合成鞣劑複鞣,或者用高度硫酸化油、亞硫酸化油進行乳液加油、陰離子染色都會改變鉻鞣革表麵的正電荷,增加堿性染料的親和力,如果這時使用堿性染料,仍能獲得良好的染色效果,因此堿性染料一般用於帶負電荷的革的染色。目前BASF公司已不生產堿性染料,而是用上色力強的陰離子染料或媒染染料染植鞣革等帶負電荷的革。近年來已合成出一些新型的帶正電荷的染料,被稱為陽離子染料,以區別於堿性染料,目前還主要用於合成纖維的染色,尚未用於皮革染色。
(3)常見的堿性染料
從結構上看堿性染料一般是三苯甲烷型、二苯甲烷型、偶氮型或氧雜蒽型等具有顏色的有機堿與酸形成的鹽。皮革上常用的堿性染料如下:
①堿性豔藍RC.I.Basicblue11(44040),別名:鹽基品藍R、維多利亞藍R。
②堿性桃紅C.I.Basicviolet10(45170)
③堿性綠C.I.Basicgreen10(42000),別名:鹽基品綠。
④堿性嫩黃OC.I.Basicyellow2(41000),別名:鹽基淡黃O、鹽基槐黃、槐黃SP。
⑤堿性橙C.I.Basicorange2(11270),別名:鹽基金黃、鹽基杏黃、堿性橙。⑥堿性棕C.I.Basicbrown1(21000),別名:鹽基棕G、鹽基棕、堿性棕G。
⑦堿性玫瑰精C.I.Basicpurple10(45170),別名:鹽基玫瑰精、堿性桃紅。
5.6.4活性染料
(1)概述
活性染料的分子中含有一個以上的活性基團,在一定的染色條件下,這些活性基團能與被染纖維起化學反應,並以共價鍵結合,使染料與被染物形成穩定的有機整體,從而顯示出較好的耐洗滌性、耐摩擦堅牢度,因此活性染料又稱為反應性染料。
早在1895年,德國的克羅斯(Cross)和比文(Bevan)采用濃燒堿處理纖維素纖維獲得堿性纖維素,然後用苯甲酰氯等處理後獲得了纖維素有色酯化合物,有色化合物與纖維素分子之間建立了共價鍵,這就是最早的活性染料染色原理。染色過程示意如下:
1929年,德國的IG公司研製出了第一個毛用活性染料。在20世紀40年代中期,德國的Hoechst公司又研製出乙烯碸型活性染料,至此活性染料開始發展起來了。1956年,英國的ICI公司生產出了第一批纖維用活性染料,此後許多公司相繼開發和銷售了各類活性染料。由於活性染料具有優異的染色性能,促使了活性染料的發展。目前,在活性染料開發中占主導地位的是英國、德國和瑞士。我國於1957年開始研製活性染料,現在可以生產的活性染料有11類,共計150個品種,除滿足國內需求外還大量出口。至今活性染料在皮革染色中還處於開發階段,實際用於皮革染色的還不多。從活性染料的性能及皮革染色的要求來看,預見活性染料必將有更大的發展,在皮革染色中的應用前景廣闊。
(2)活性染料的結構及分類
活性染料主要是由母體染料和活性基團及聯結基等通過共價鍵連接而形成的一個整體。若給酸性染料、直接染料、金屬絡合染料等分子結構中引入能與被染物發生化學反應且形成共價結合的基團,即可稱為活性染料。母體染料主要是偶氮、蒽醌、酞菁等結構的染料,其中以偶氮類特別是單偶氮類為多。母體染料不但要求色澤鮮豔和牢度優良,而且要有較好的擴散性和較低的直接性,使染料有良好的勻染性和滲透性。活性染料的品種很多,一般按活性基來分類,應用最多的活性基是鹵代均三嗪、鹵代嘧啶及乙烯碸類,根據其含活性基及染色情況可將其分為X、K、M、KN、KD等型號,現介紹如下:
①X型染料分子中含有二氯均三嗪活性基,活性較高,染色及固色溫度較低(20~40℃),為普通型或低溫型。其特點為勻染性較好,穩定性較差,不耐酸性水解,不宜染深色,固色率約60%。例:
三氯均三嗪(三聚氯氰)活性豔黃X-R(C.I.Reactiveyellow413190)
活性豔藍X-BR②K型染料分子含有一氯均三嗪活性基,由於三聚氰氯中的兩個氯原子被其他基團所取代,活性較X型低,染色固色溫度較高(80~100℃),也稱“熱固型”染料。它與纖維親和力大,可染深色,固色率為60%~90%。例:
活性嫩黃K-5G③M型染料分子含有一氯均三嗪和β-羥乙基碸硫酸酯的雙活性基染料,反應活性強,耐酸、耐堿,穩定性高於K和KN型,固色率高。例:活性豔紅M-8B④KN型染料的活性基為乙烯碸基(—SO2CHCH2),在染色時有—SO2CH2CH2OSO3Na生成。它的反應活性介於X型和K型之間,固色溫度約60℃,在溶液中很穩定,不會發生水解。例:
活性黑KN-B(C.I.20505)⑤KD型母體為直接染料,活性基為兩個一氯均三嗪基。此染料與纖維親和力大,染色溫度在70℃以上,適於染深色。例: