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酸性媒介染料黑PV合成工艺研究
条件下加入冰块用以保温。 2. 2 偶合反应
2. 2. 1 偶合温度、时间的选择 偶合反应[4]是合成过程中最重 要 的 一 个 环
节,影响最后的染料的得料率和质量; 其前提条件 是保证重氮盐的稳定性( 重氮盐碱性条件容易分 解) ,还要考虑反应进行的程度,温度和时间的控 制显得尤为重要。据资料介绍,偶合反应每升高
成都纺织高等专科学校学报
Journal of Chengdu Textile College
第 31 卷第4 期( 总第114 期) 2014 年10 月
Vol . 3 1 ,No . 4 ( Sum 1 1 4 )
文章编号: 1008 - 5580( 2014) 04 - 010 - 03
酸性媒介染料黑 PV 合成工艺研究
1,5 - 萘二酚成盐反应比较的稳定,不发生副 反应; 加碱后溶液的颜色由原来的卡其色转变虾
红色,最后变为棕黑色。烧碱的作用是溶解 1,5
- 萘二酚,按照反应方程式可知合理的摩尔比为 n( 1,5 - 萘二酚) : n( 氢氧化钠) = 1: 3. 5; 反应 温度一般为 5 ~ 10℃ ,时间为 15min,不断搅拌的
1 实验
1. 1 原料及仪器 ( 1) 原料 2 - 氨基苯酚 - 4 - 磺酸( 90. 2% ) ,工业品;
1,5 萘二酚( 98. 5% ) ,工业品; 亚硝酸钠( 99% ) ; 烧碱( 99. 5% ) ; 盐酸( 37% ) ; 氨基磺酸( 98% ) ; 食 盐; 冰块; 淀粉碘化钾,PH,刚果红试纸。
解度明显的下降; 综合考虑色光,溶解度以及得料
率,选取合理的温度为 3 ~ 5℃ 。
2. 1. 2 时间对重氮化的影响
重氮反应选用 37% 的盐酸 2. 5mL,反应温度
为 3 ~ 5℃ ,偶合反应后结果见下表 2。
表 2 时间对重氮化反应的影响
序号 时间( min)
1
30
2
45
3
60
4
75
色光 近似 近似 近似 微红
溶解度( g / L,90℃ ) 得料率( % )
120
63. 5
140
70. 6
150
74. 3
150
74. 8
由表 2 可以看出,随着时间的延长,色光几 乎纯 正,染 料 溶 解 度 越 来 越 好,得 料 率 也 逐 渐 增 加; 可以选择 60min 或者 70min,但考虑到工厂生 产效率和成本,一般选择时间为 60min。
在 250mL 烧 杯 中 加 50mL 冰 水 和 8. 1g ( 100% ) 的 1,5 - 萘二酚,搅拌均匀后再滴加配好
第4 期
陈 念: 酸性媒介染料黑 PV 合成工艺研究
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的氢氧化钠溶液( 7. 0g,配成 30% 溶液) ,温度保
持在 10℃ 以下,反应 10 - 15min。
1. 3. 3 偶合
中图分类号: TQ610. 6
文献标识码: A
0 前言
酸性媒介染料[1]是目前应用于 羊 毛 染 色 的 最主要的染料,也可以用于蚕丝、锦纶等纤维的染 色,还可以在醋酸铬预处理的羊毛织物上直接印 花。媒介黑 PV 是一支性能优良的毛用染料,具 有价廉、优异的湿牢度、日晒牢度、高得色量和色 泽丰满的优点[2]; 它的优点和用量之大是其他染 料品种所不能替代的。近些年,国内在组织改进 生产,但产品质量在印染应用性能上差距还是很 大,不能 满 足 用 户 的 需 求,只 能 依 靠 进 口 ( 德 司 达) ,缺乏国际竞争力。本文将对媒介黑 PV 染料 合成工艺进行改进,从温度,时间,酸碱用量,重氮 偶合组份比等因素进行研究,以提高其应用性能 和使用性能( 溶解度、得料率) ,同时降低其原料 成本。
150
72. 4
2 0 ~3
5 ~ 8 近似
140
76. 3
3 4 ~7
3 ~ 5 微红
120
70. 1
4 8 ~ 10 1 ~ 3 微红
110
68. 5
由表 4 可以看出,随着温度的逐渐升高,反应 时间应该对应的减少,染料的色光有所变动,溶解 度逐渐地降低,得料率在 0 ~ 3℃ 时最好; 综合考
[4]苏琼. 酸性媒介棕 RH 的合成工艺研究[J]. 西北 民族学院学报,2002( 4) : 8 - 11.
Synthesis Process of Acid Mordant Black PV
CHEN Nian ( Shichun Textile Weaving and Dyeing Industry Co. ,Ltd,Zhongshan 528400) Abstract: Acid mordant black PV is made by diazotization of 2 - aminophenol - 4 - sulfonic acid and coupling with 1,5 - naphthalenediol under alkaline condition. By studying process temperature,time,acid - alkaline dosage,diazotization coupling components ratio,the reasonable technological route was drawn. Key words: acid mordant black PV,synthesis,diazotization,coupling
5℃ ,反应的速度增加 2 ~ 2. 5 倍,但是重氮盐的分 解速度会增加 3 ~ 4 倍,从而使得料率偏低。温度 和时间对偶合反应的具体影响见下表 4。
表 4 温度、时间对偶合化反应的影响
序号 温度( ℃ ) 时间( min) 色光 溶解度( g / L,90℃ ) 得料率( % )
1 - 2 ~ 0 8 ~ 10 微蓝
重氮液中加入 15g NaCl,加碎冰降温,快速加
入 1,5 - 萘二酚溶液。温度保持在 0 -ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ5℃ ,搅拌
条件下偶合 5 - 8min。
1. 3. 4 酸化盐析
向 偶 合 液 中 缓 慢 滴 加 10 - 13mL 盐 酸
( 37% ) ,直到溶液变成粘稠状态。将溶液升温至
60℃ ,按滤液体积 15% 加 NaCl,降温至室温后抽
适的配比有利于反应进行,同时也节约成本。重
氮、偶合组份配比对偶合反应的影响见表 5.
表 5 重氮、偶合组份配比对偶合化反应的影响
重氮偶 序号
合配比
偶合后 2 - 氨基 偶合后 得料率( % )
苯酚 - 4 - 磺酸 1,5 萘二酚
1 0. 95: 1
无
有
66. 4
2
1: 1
无
有
69. 1
3 1. 03: 1
得料率( % ) 74. 6 75. 3 76. 2 76. 7
由表 3 可以看出随着盐酸用量的增大,染料 色光 越 纯 正,溶 解 度 变 大,得 料 率 变 化 不 是 太 明 显; 综合考虑色光、溶解度、得料率以及生产的成 本,选取合理的盐酸用量为 2. 5mL。
2. 1. 4 烧碱用量的选择
滤,滤 饼 在 90℃ 烘 干。粉 碎,过 筛,加 助 剂 标 准
化。
2 结果与讨论[3]
2. 1 重氮反应
重氮反应的前提就是要确保反应完全进行且
重氮盐稳定,影响重氮反应的主要因素有温度,时
间以及盐酸的用量。由于重氮组份不好分析,一
般是进行合成染料后,再进行判定效果。选择重
氮化实验时,偶合反应条件为: n( 2 - 氨基苯酚 -
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成都纺织高等专科学校学报
2014 年 10 月
虑色光、溶解度以及得料率,可选取合理的温度为
0 ~ 3℃ ,时间为 5 ~ 8min。
2. 2. 2 重氮、偶合组份配比的选择
重氮、偶合反应按反应方程式摩尔配比是 1:
1,但是常常由于重氮盐部分分解而导致重氮组份
偏少; 若组份太多则造成原料的浪费,因此选择合
2. 1. 3 盐酸用量对重氮化的影响
重氮反应温度为 3 ~ 5℃ ,时间 60min,盐酸含 量 37% ,偶合反应后结果见下表 3。
表 3 盐酸用量对重氮化反应的影响
序号 盐酸量( mL)
1
0. 0
2
1. 0
3
2. 5
4
4. 0
色光 微红 微蓝 近似 近似
溶解度( g / L,90℃ ) 120 140 150 140
( 3) 偶合反应: 重氮偶合组份配比为 n( 2 - 氨基苯酚 - 4 - 磺酸) : n( 1,5 萘二酚) = 1. 05 : 1 ,温度为 0 ~ 3℃ ,时间为 5 ~ 8min。
( 4) 酸化盐析: 偶合液中滴加 10 ~ 13mL 盐酸 ( 37% ) ,升温 60℃ 时加入相对体积的 15% 食盐。
序号 温度( ℃ )
1
0 ~2
2
3 ~5
3
6 ~8
4 9 ~ 11
色光 微蓝 近似 微红 微红
溶解度( g / L,90℃ ) 150 150 130 110
得料率( % ) 77. 2 77. 6 72. 1 68. 7
由表 1 可以看出,随着温度的升高,由于重氮
盐部分分解而导致得料率下降,色光稍有变动,溶
1. 2. 2 1,5 萘二酚成盐
1. 2. 3 偶合反应
1. 2. 4 酸化
1. 3 实验方案 1. 3. 1 2 - 氨基苯酚 - 4 - 磺酸重氮化
在 500mL 三 口 瓶 中 加 100mL 水 和 11. 2g ( 100% ) 的 2 - 氨 基 苯 酚 - 4 - 磺 酸 ( 合 0. 05mol) ,搅拌过程中缓慢加入 2. 5mL 盐酸,加入 碎冰降温到 5℃ 以下。滴加预先配好的亚硝酸钠 溶液( 3. 8g,配成 30% 溶液) ,10min 左右加完; 加 完亚硝酸钠溶液后保持在 3 - 5℃ 反应 60min,终 点用淀粉碘化钾和刚果红试纸检验,再用氨基磺 酸除去过量的亚硝酸。 1. 3. 2 1,5 - 萘二酚成盐