本文主要介紹了以對硝基苯胺、H酸、苯胺等基本原料合成酸性藍黑/0B染料的方法,論述了製備工藝及反應條件對染料性能的影響,介紹了其在印染工業上的應用。
要害詞:酸性染料;藍黑1OB;重氮化I偶合;皮革
近(jin)年(nian)來(lai),隨(sui)著(zhe)人(ren)們(men)對(dui)皮(pi)革(ge)製(zhi)品(pin)需(xu)求(qiu)量(liang)的(de)日(ri)益(yi)增(zeng)加(jia),皮(pi)革(ge)染(ran)料(liao)的(de)研(yan)究(jiu)與(yu)開(kai)發(fa)也(ye)逐(zhu)漸(jian)發(fa)展(zhan)起(qi)來(lai),強(qiang)酸(suan)性(xing)染(ran)料(liao)是(shi)最(zui)早(zao)發(fa)展(zhan)起(qi)來(lai)的(de)酸(suan)性(xing)染(ran)料(liao),在(zai)酸(suan)性(xing)介(jie)質(zhi)中(zhong)可(ke)染(ran)羊(yang)毛(mao)、蠶絲等蛋白質纖維和聚酰胺纖維,也可用於皮革、紙張 食品的著色。強酸性染料分子結構簡單、分子量低,染色時具有染色方法簡單、勻染性好、色澤鮮豔等優點。酸性藍黑lOB為強酸性染料中生產量較大的一個品種,因而在染料生產中占有重要的地位。
1 實驗部分
1.1 反應原理
1.3 實驗操作過程
1.3.l 對硝基苯胺的重氮化
將・30 g碎冰投入250 ml四口瓶中,開動攪拌器,將升溫到9O℃以上全部溶解的對硝基苯胺、鹽酸、水混合物迅速倒入,驟然降溫,得到淡藍色小顆粒,待溫度降到5℃ 以下,將NaNO。溶液迅速加入,用澱粉一KI試紙測其是否過量,若反應正常,溶液呈淡黃色,保溫0。5 h,抽濾。
1.3.2 酸性偶合
將對硝基苯胺的重氮濾液倒人到500 ml的四口燒瓶中,開動攪拌,將H酸於1.5 h內滴加到重氮液中,保溫8 h,溫度控製在1o~15℃,6 h後,取樣點板,偶合液顏色呈紫紅色。
1.3.3 苯胺重氮化 將鹽酸水溶液倒入250 ml四口燒瓶中,加入3Og左右碎冰後,再加入苯胺,待溫度為5℃以下時,將NaN。2於滴液管中慢慢加入反應瓶,滴加完畢用澱粉一KI試紙檢驗其是否過量,保溫0 5 h。
l.3.4 堿性偶合 向酸性偶合液中加入NaOH中和過量的HCI,再加入2.6 gNaCO。使偶合液呈堿性,將保溫好的苯胺重氮液滴加到偶合液中,然後再加入等量的Na2CO 溶液,調節偶合液的pH值為8~9,保溫0.5 h後取樣、點板,偶合液顏色為藍黑色。
1.3.5加30 gNaC1於保溫好的堿性偶合液中,鹽析0.5 la,抽濾,將濾餅烘幹、稱重、研磨、裝袋。此反應是一種自身偶合反應,是不可逆的,一旦, 偶氮化合物生成,即使補加酸液也無法使偶氮化合物轉變為重氮鹽,因此,會使重氮鹽溶液含有雜質,產率降低;當酸量不足時,重氮鹽還輕易分解,溫度越高分 越快。因此,進行重氮化反應時,酸的用量一定要控製好,使介質的pH值小於3。
2.1.2 亞硝酸的用量與滴加速度 重氮化反應進行時,自始至終必須保持亞硝酸稍過量,否則會引起自身偶合反應,但是亞硝酸太過量,會對下一步偶合反應不利,因此控製亞硝酸的用量和滴加速度,是重氮化反應的要害之處。 重zhong氮dan化hua反fan應ying速su度du是shi由you加jia入ru亞ya硝xiao酸suan鈉na溶rong液ye的de速su度du來lai控kong製zhi的de,必bi須xu保bao持chi一yi定ding的de加jia料liao速su度du,過guo慢man則ze來lai不bu及ji作zuo用yong的de芳fang胺an會hui和he重zhong氮dan鹽yan作zuo用yong發fa生sheng自zi身shen偶ou合he反fan應ying。不bu同tong的de芳fang胺an滴di加jia亞ya硝xiao酸suan鈉na的de速su度du有you所suo不bu同tong,在zai藍lan黑hei10B的(de)工(gong)藝(yi)過(guo)程(cheng)中(zhong)有(you)兩(liang)步(bu)重(zhong)氮(dan)化(hua)反(fan)應(ying),分(fen)別(bie)使(shi)用(yong)兩(liang)種(zhong)芳(fang)胺(an),對(dui)硝(xiao)基(ji)苯(ben)胺(an)和(he)苯(ben)胺(an),對(dui)硝(xiao)基(ji)苯(ben)胺(an)屬(shu)於(yu)堿(jian)性(xing)較(jiao)弱(ruo)的(de)芳(fang)胺(an),分(fen)子(zi)中(zhong)含(han)有(you)強(qiang)的(de)吸(xi)電(dian)子(zi)基(ji)團(tuan)一(yi)NO。堿jian性xing較jiao弱ruo,難nan以yi和he稀xi酸suan成cheng鹽yan,即ji使shi生sheng成cheng了le銨an鹽yan,在zai水shui中zhong也ye很hen輕qing易yi水shui解jie生sheng成cheng遊you離li的de芳fang胺an,而er真zhen正zheng參can加jia重zhong氮dan化hua反fan應ying的de是shi溶rong解jie的de遊you離li胺an,不bu是shi芳fang胺an的de銨an鹽yan,故gu對dui硝xiao基ji苯ben胺an的de重zhong氮dan化hua反fan應ying速su度du比bi堿jian性xing強qiang的de苯ben胺an快kuai,因yin此ci在zai兩liang次ci重zhong氮dan化hua反fan應ying中zhong。對dui硝xiao基ji苯ben胺an與yu苯ben胺an的de反fan應ying控kong製zhi條tiao件jian有you所suo不bu同tong。反fan應ying中zhong通tong常chang用yongKI一澱粉試紙來檢驗亞硝酸是否過量,若KI一yi澱dian粉fen試shi紙zhi遇yu溶rong液ye變bian藍lan,說shuo明ming亞ya硝xiao酸suan過guo量liang苯ben胺an屬shu於yu強qiang堿jian性xing芳fang胺an,分fen子zi中zhong不bu含han水shui量liang有you吸xi電dian子zi取qu代dai基ji,輕qing易yi與yu無wu機ji酸suan生sheng成cheng穩wen定ding的de銨an鹽yan,重zhong氮dan化hua反fan應ying速su度du慢man。所suo以yi亞ya硝xiao酸suan鈉na的de加jia入ru速su度du不bu必bi過guo快kuai,滴di加jia即ji可ke,因yin此ci,苯ben胺an重zhong氮dan化hua時shi,隻zhi要yao控kong製zhi好hao亞ya硝xiao酸suan鈉na稍shao過guo量liang及ji滴di加jia速su度du,溫wen度du控kong製zhi在zai5℃以下,反應即可正常進行。
2.2 偶合反應 偶合反應進行的同時能發生重氮鹽的副反應,生成焦狀物質。由多次實驗可知,溫度每增加lO℃,偶合反應速度增加2~2.4倍,重氮鹽分解的速度增加 3.1~5.3倍,因此,偶合反應應在較低的溫度下進行 通過對比實驗分析比較,偶合反應溫度控製在8~15℃之間比較適易。
在偶合過程中兩步偶合反應的pH值有所不同,對硝基苯胺重氮液需在酸性條件下偶合。苯胺重氮液需在堿性條件下偶合,並由H酸的定位效應可知,必須先進行酸性偶合,然後調節pH值,再進行堿性偶合。在酸性條件下,H 酸的一NH 形成鹽酸鹽,因此,一NH 鄰位電子雲密度增加,有利於帶正電荷的對硝基重氮鹽的進攻,在堿性條件下,由於一OH部分電離出H ,使一OHxianglindeweizhidianziyunmiduzengjia,dangjiarenbenanzhongdanyanshi,qingyijingonggaiweizhi。zaijianxingouheguohezhong,xujiaruliangcijianye,youfanyingdonglixuekezhi,benanzhongdanyewendingxingbuhao,dangpH值小於4時,分解速度大於偶合速度,加入第一次堿即是調節pH值,使pH值大於7,當pH=8~9之間時,偶合速度大於分解速度,加入第二次堿液則使苯胺重氮鹽完全參加偶合反應。
3 結論
在藍黑10B的合成工藝研究中,經過多次實驗分析。可以得出該實驗的要害之處:(a)無機酸的用量,(b)亞硝酸的用量及滴加速度,(c)偶合保溫時間,(d)反應介質的pH值。隻要控製好上述條件,產品在色光、力份及得率上均能達到標準。 |