spContent=我国是纺织品和纺织化学品的生产大国,染整加工在提升纺织品的品质,增加其附加值和市场竞争力等方面发挥着重要作用。《染料化学》是高等学校轻化工程专业必修的专业基础课,也是应用化学专业的一门选修课。自1856年发明苯胺紫以来,染料的合成及其应用性能的研究历经160多年的发展。合成染料现已能满足各类天然纤维和合成纤维的印染要求,染料研究的重点已从新染料的研发向生态友好合成技术、功能染料和染料商品化加工技术方向转移。
通过课程学习,使学生获得染料、颜料和荧光增白剂的基本知识和合成途径,掌握染料结构与颜色及应用性能的关系、染料应用中涉及的化学反应及其影响因素,了解染料和颜料的发展趋势,为学习染整工艺原理打下扎实的基础。
我国是纺织品和纺织化学品的生产大国,染整加工在提升纺织品的品质,增加其附加值和市场竞争力等方面发挥着重要作用。《染料化学》是高等学校轻化工程专业必修的专业基础课,也是应用化学专业的一门选修课。自1856年发明苯胺紫以来,染料的合成及其应用性能的研究历经160多年的发展。合成染料现已能满足各类天然纤维和合成纤维的印染要求,染料研究的重点已从新染料的研发向生态友好合成技术、功能染料和染料商品化加工技术方向转移。
通过课程学习,使学生获得染料、颜料和荧光增白剂的基本知识和合成途径,掌握染料结构与颜色及应用性能的关系、染料应用中涉及的化学反应及其影响因素,了解染料和颜料的发展趋势,为学习染整工艺原理打下扎实的基础。
—— 课程团队
课程概述
简单地说,染整就是研究对各类纺织品的化学加工。要对纺织品进行化学加工,当然首先就要了解组成各类纺织品的纤维结构和性能,这就是纤维化学的任务。同时,要进行化学加工,就要借助于染料和助剂。在印染厂,最主要的就是如何运用染料。染料化学就是着重了解染料的结构与染色性能的关系。只有掌握了这个关系,我们才能正确运用,以达到化学加工的目的。讲得具体点,也就是说,染料化学的研究对象——染料,它的作用对象是纺织品。
染料化学是随着染料制造及其在纺织品上应用而发展起来的一门学科。随着人们对生态环境的重视,颁布了禁用染料,染料业处于推陈出新的阶段。
在全国,有两类专业需要学习染料化学:一类是精细化工(或染料制造)专业,他们将来所从事的工作是制造染料,他们所学的染料化学主要研究各类染料的合成途径、合成原理及每个合成途径所需掌握的工艺条件等,也就是说如何从原料(或中料)通过各种工艺条件的掌握来得到最终产品——染料,至于染料与染色性能之间的关系,则是作一般性介绍。另一类就是我们轻化(染整)专业,我们将来所从事的工作是如何应用染料,因此,我们所学的染料化学的研究范围与他们不同,我们主要是通过了解染料的结构,搞清染料结构与染色性能之间的关系,至于每种染料是如何从中料合成而来,我们只需了解个大概,不必掌握每个合成步骤工艺条件。染料制造和染料应用是不能绝对分开的,是相互联系的,染料制造的目的在于应用。
本课程阐述了染料的基本知识,简明扼要地介绍了染料中间体及重要的单元反应,详细介绍了染料的颜色与分子结构的关系和外界条件的影响,系统描述了染料的各种光化学反应及影响染料光褪色的因素。按照染料的应用类别,叙述了各类染料包括天然染料、有机颜料和荧光增白剂的基本结构特性、分类和应用性能。在整个教学计划中,该课程占有很重要的地位,为后续学习染整工艺原理打下扎实的基础。
成绩 要求
本课程考试采用闭卷考核方法,试卷由试题库自动生成,时间为2 小时。
期末考试成绩占总成绩的70%,平时成绩占总成绩的30%。
课程大纲
第1 章 染料概述
课时目标:1.掌握有机染料与颜料的概念2.了解染料的发展史、染料的命名3.掌握染料的分类方法4.了解染料的商品加工、染色牢度的评级、《染料索引》的使用方法5.了解禁用染料相关情况。
1.1 有机染料与颜料的概念
1.2 染料发展史
1.3 染料的分类命名
1.4 染料的商品加工
1.5 染色牢度
1.6 染料的检索工具
1.7 禁用染料
第2 章 中间体及重要的单元反应
课时目标:1.了解合成染料中间体的重要的单元反应:磺化反应、硝化反应、卤化反应、胺化反应、羟基化反应、烷基化和芳基化反应(Freidel-Crafts反应)、考尔培(Kolbe-Schmitt)反应、氨基酰化反应、氧化反应和成环缩合反应2.了解常用苯系、萘系及蒽醌中料3.掌握重氮化反应的反应历程、各类芳胺的重氮化方法及影响重氮化反应的因素,了解重氮化合物的性质4.掌握偶合反应的反应历程、偶合条件及影响偶合反应的因素,了解偶氮化合物的—般性质
2.1 引言
2.2 重要的单元反应
2.3 常用苯系、萘系及蒽醌中料
2.4 重氮化与偶合反应
第3 章 染料的颜色与结构
课时目标:1.了解吸收现象和吸收光谱曲线:颜色和吸收,吸收定律和吸收光谱曲线2.了解吸收光谱曲线的量子概念:吸收波长和能级;吸收强度和选律;吸收强度分布和法兰克-康登原理。3.掌握染料的颜色和结构的关系:共轭双键系统;供、吸电子取代基团;分子的吸收各向异性和空间阻碍的影响;络合结构的影响。4.掌握外界条件对吸收光谱的影响
3.1 引言
3.2 吸收现象和吸收光谱曲线
3.3 吸收光谱曲线的量子概念
3.4 染料的颜色和结构的关系
3.5 外界条件对颜色的影响
第4 章 染料的光化学反应及光致变色色素
课时目标:1.了解染料的光化学反应2.掌握影响染料光褪色的因素及如何提高耐光牢度3.了解光致变色色素
4.1 染料的光化学反应
4.2 影响染料光褪色的因素
4.3 光致变色色素
第5 章 直接染料
课时目标:1. 了解直接染料的发展2. 了解直接染料的结构分类:直接染料 、直接耐晒染料、直接铜盐染料、直接重氮染料3. 掌握直接染料的染色及其应用性能
5.1 引言
5.2 直接染料的发展
5.3 直接染料的结构分类
5.4 直接染料的染色性能
第6 章 不溶性偶氮染料
课时目标:1.了解色酚的分类,掌握色酚与纤维的直接性2.了解色基的结构、合成途径和应用性能;色盐的性质和制法3.了解印花用稳定的不溶性偶氮染料:快色素、快磺素、快胺素和中性素的组成及显色条件。
6.1 引言
6.2 色酚
6.3 色基与色盐
6.4 印花用稳定的不溶性偶氮染料
第7 章 还原染料
课时目标:1.了解还原染料的发展2.掌握还原染料的分类、结构和性质:蒽醌类还原染料、靛族类还原染料和杂环类还原染料、可溶性类还原染料:溶葸素、溶靛素。3.了解还原染料的还原原理:染料隐色体,隐色体电位,还原速度。4.了解还原染料的光脆性:光脆现象及其与染料结构的关系。
7.1 引言
7.2 还原染料的发展
7.3 还原染料的分类、结构和性质
7.4 还原染料的还原原理
7.5 还原染料的光脆性
第8 章 硫化染料
课时目标:1.了解硫化染料的制造方法和分类2.掌握硫化染料的染色机理:染料的还原溶解、染液中的染料隐色体被纤维吸着、氧化处理和后处理3.了解缩聚染料的结构和性能
8.1 引言
8.2 硫化染料的制造方法和分类
8.3 硫化染料的染色机理
8.4 缩聚染料
第9 章 酸性染料
课时目标:1.了解酸性染料的化学结构分类:偶氮类、蒽醌类和其它类的酸性染料。 2.掌握酸性染料结构与应用性能的关系:染料分子结构与耐光性能、湿处理坚牢度和匀染性能的关系。 3.了解酸性染料的发展趋势:染料新剂型、含杂环基团的新型酸性染料和锦纶专用酸性染料。
9.1 引言
9.2 酸性染料的化学结构分类
9.3 酸性染料结构与应用性能的关系
9.4 酸性染料的发展趋势
第10 章 酸性媒染染料与酸性含媒染料
课时目标:1.了解酸性媒染染料的结构分类:偶氮类、蒽醌类、三芳甲烷类酸性媒染染料和氧蒽类酸性媒染染料。 2.掌握酸性媒染染料和铬离子的络合反应 3.了解酸性含媒染料的结构
10.1 引言
10.2 酸性媒染染料的结构分类
10.3 酸性媒染染料和铬离子反应
10.4 酸性含媒染料的结构
第11 章 活性染料
课时目标:1.了解活性染料的发展 2.掌握活性染料的结构及性能:染料结构,活性基团,染料母体,活性染料的性能指标。3.掌握活性染料与纤维的染色机理:纤维素纤维的染色机理及其影响与纤维素纤维反应速率的因素;蛋白质纤维的染色机理。 4.掌握活性染料和纤维间共价键的稳定性
11.1 引言
11.2 活性染料的发展
11.3 活性染料的结构及性能
11.4 活性染料与纤维的染色机理
11.5 活性染料与纤维间共价键的稳定性
第12 章 分散染料
课时目标:1.了解分散染料的结构分类和商品加工 2.掌握分散染料的基本性质:溶解特性,结晶现象和染色特性。 3.掌握分散染料的化学结构和染色性能:化学结构与染料颜色、日晒牢度、升华牢度的关系
12.1 引言
12.2 分散染料的结构分类和商品加工
12.3 分散染料的基本性质
12.4 分散染料的化学结构和染色性能
第13 章 阳离子染料
课时目标:1.了解阳离子染料的分类 :隔离型和共轭型阳离子染料。 2.了解新型阳离子染料:迁移型阳离子染料,改性用阳离子染料,分散性阳离子染料和活性阳离子染料,新型发色团阳离子染料 3.掌握阳离子染料的性质:溶解性、对pH的敏感性、配伍性和耐晒性能。
13.1 引言
13.2 阳离子染料的分类
13.3 新型阳离子染料
13.4 阳离子染料的性质
第14 章 天然染料
课时目标:1.了解天然染料的研究状况 2.了解天然染料的分类、结构及性能3.了解天然染料的制备及染色
14.1 引言
14.2 天然染料的近代研究与应用开发
14.3 天然染料的分类、结构及性能
14.4 天然染料的制备
14.5 天然染料的染色
第15 章 有机颜料
课时目标:1.了解有机颜料的历史和发展 2.了解有机颜料的分类:偶氮类和非偶氮类颜料。 3.掌握有机颜料化学结构与应用性能的关系:化学结构与耐晒牢度和耐气候牢度的关系;化学结构与耐溶剂性能和耐迁移性能的关系。
15.1 引言
15.2 有机颜料的历史和发展
15.3 有机颜料的分类
15.4 有机颜料化学结构与应用性能的关系
第16 章 荧光增白剂
课时目标:1.掌握荧光增白剂的增白机理 2.了解荧光增白剂的分类与命名3.掌握荧光增白剂的应用性能和商品加工:一般性能,影响荧光增白剂性能的一些因素以及荧光增白剂的商品加工。
16.1 引言
16.2 荧光增白剂的发展历史
16.3 荧光增白剂的增白机理
16.4 荧光增白剂的分类与命名
16.5 荧光增白剂的应用性能和商品加工
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参考资料
[1] 王菊生.染整工艺原理(第三册)[M].北京:中国纺织出版社,1984.
[2] 程万里.染料化学[M].北京:中国纺织出版社,2010.
[3] 章杰.禁用染料和环保染料[M].北京:化学工业出版社,2002.
[4] 宋小平.染料生产技术[M].北京:科学出版社,2014.
[5] Bird C L,Boston W S. The Theory of Coloration of Textile [M]. Bradford:Dyers,1975.