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简答题阐述有机颜料的结构与其应用性能的关系。
  • (1)有机颜料的化学机构与耐晒牢度和耐气候牢度的关系
    有机颜料的耐晒牢度和耐气候牢度说到底,是它的光化学稳定性问题。对于偶氮类型的有机颜料,它的光褪色表现为光氧化反应。
    多环类型有机颜料中,对于蒽醌类型的,据推测可能与分子中氨基与氧原子结合生成羟氨基类化合物有关,故氨基的碱性越大,电子云密度越高,则它的光化学稳定性越差。

    式中:R=NHCH3、NH2、NHC6H5、NHCOC6H5
    在上述化合物中,耐晒牢度和耐气候牢度的次序按NHCH3>NH2>NHC6H5>NHCOC6H5逐渐升高。当取代基为羟基时,尽管它的给电子性较高,但是该衍生物的耐晒牢度和耐气候牢度仍较高。这是因为羟基易于与其相邻的羰基形成氢键的缘故。同样分子间的氢键对化合物的耐晒牢度和耐气候牢度也有影响。
    影响有机颜料的耐晒牢度和耐气候牢度的因素不仅仅是化学结构,它的晶体构型以及它所处的环境都对其有重要的影响,有时甚至是决定性的影响。
    (2)有机颜料的化学机构与耐溶剂性能和耐迁移性能的关系
    ①增加颜料的相对分子质量能改进各项牢度,例如在耐溶剂、耐迁移等性能上联苯胺黄比耐晒黄好。一般单偶氮颜料相对分子质量只有300~500,而缩合型偶氮颜料相对分子质量在800~1100之间,因此耐溶剂、耐迁移性有很大的改进。
    ②降低有机颜料在应用介质中的溶解度。已知在有机颜料分子中引入长碳链的烷基、烷氧基及烷氨基有助于提高它在有机溶剂中的溶解度,而在有机颜料分子中引入磺酸基或羧酸基的钠盐,则有助于提高它在水中的溶解度。相反,在有机颜料分子中引入酰氨基、硝基及卤素等极性基团则会降低它在有机溶剂中的溶解度。另外,人们又设计了一些杂环类构造的酰氨基团,并将其引入到偶合组分中,结果这种分子设计对降低颜料在有机溶剂中的溶解度效果十分明显。
    ③生成金属盐或络合物。对分子中含有磺酸基或羧酸基钠盐的有机颜料,若欲降低它们在水中的溶解度,可通过生成色淀的方法,即用钙、镁、钡、锰离子代替钠离子;对在分子中偶氮基两个邻位含有羟基或羧酸基的有机颜料,若欲降低它们在水中的溶解度,可通过与过渡金属离子生成络合物的方法。
    ④在分子中引入特定的取代基。不同类型化学结构的颜料(不溶性偶氮、偶氮色淀、酞菁及杂环类),依据特定的发色体系、分子的刚性平面或近似于平面性的骨架结构,有利于π-π电子的相互作用,并增强其共振稳定特性,使其显示不同的颜色光谱特性。由于分子中特定的取代基团存在,除了分子间存在范德华力外,还可导致形成分子内及分子间的氢键、改变分子间作用力强度与堆积方式,或形成金属络合物,直接影响其耐久性、耐溶剂性及耐迁移等性能。
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