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,論述了制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(yè)上的應用。
要害詞:酸性染料;藍黑1OB;重氮化I偶合;皮革
近年來,隨著人們對皮革制品需求量的日益增加,皮革染料的研究與開發(fā)也逐漸發(fā)展起來,強酸性染料是最早發(fā)展起來的酸性染料,在酸性介質中可染羊毛、蠶絲等蛋白質纖維和聚酰胺纖維,也可用于皮革、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、色澤鮮艷等優(yōu)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,用淀粉一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酸于1.5 h內滴加到重氮液中,保溫8 h,溫度控制在1o~15℃,6 h后,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左右碎冰后,再加入苯胺,待溫度為5℃以下時,將NaN。2于滴液管中慢慢加入反應瓶,滴加完畢用淀粉一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,然后再加入等量的Na2CO 溶液,調節(jié)偶合液的pH值為8~9,保溫0.5 h后取樣、點板,偶合液顏色為藍黑色。
1.3.5加30 gNaC1于保溫好的堿性偶合液中,鹽析0.5 la,抽濾,將濾餅烘干、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?yōu)橹氐},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,酸的用量一定要控制好,使介質的pH值小于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,因此控制亞硝酸的用量和滴加速度,是重氮化反應的要害之處。 重氮化反應速度是由加入亞硝酸鈉溶液的速度來控制的,必須保持一定的加料速度,過慢則來不及作用的芳胺會和重氮鹽作用發(fā)生自身偶合反應。不同的芳胺滴加亞硝酸鈉的速度有所不同,在藍黑10B的工藝過程中有兩步重氮化反應,分別使用兩種芳胺,對硝基苯胺和苯胺,對硝基苯胺屬于堿性較弱的芳胺,分子中含有強的吸電子基團一NO。堿性較弱,難以和稀酸成鹽,即使生成了銨鹽,在水中也很輕易水解生成游離的芳胺,而真正參加重氮化反應的是溶解的游離胺,不是芳胺的銨鹽,故對硝基苯胺的重氮化反應速度比堿性強的苯胺快,因此在兩次重氮化反應中。對硝基苯胺與苯胺的反應控制條件有所不同。反應中通常用KI一淀粉試紙來檢驗亞硝酸是否過量,若KI一淀粉試紙遇溶液變藍,說明亞硝酸過量苯胺屬于強堿性芳胺,分子中不含水量有吸電子取代基,輕易與無機酸生成穩(wěn)定的銨鹽,重氮化反應速度慢。所以亞硝酸鈉的加入速度不必過快,滴加即可,因此,苯胺重氮化時,只要控制好亞硝酸鈉稍過量及滴加速度,溫度控制在5℃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(fā)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,偶合反應溫度控制在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,并由H酸的定位效應可知,必須先進行酸性偶合,然后調節(jié)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 鄰位電子云密度增加,有利于帶正電荷的對硝基重氮鹽的進攻,在堿性條件下,由于一OH部分電離出H ,使一OH相鄰的位置電子云密度增加,當加人苯胺重氮鹽時,輕易進攻該位置。在堿性偶合過和中,需加入兩次堿液,由反應動力學可知,苯胺重氮液穩(wěn)定性不好,當pH值小于4時,分解速度大于偶合速度,加入第一次堿即是調節(jié)pH值,使pH值大于7,當pH=8~9之間時,偶合速度大于分解速度,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。只要控制好上述條件,產品在色光、力份及得率上均能達到標準。 |