有機顏料的結構特點是什么？

作者：小曉日期： 2021-07-19 點擊量：文字大小：大中小

有機顏料的結構特點是什么？

有機顏料分子化學結構直接決定作為了顏料在作為著色劑時的多個應用性能與顏色特性，如著色強度、鮮艷度、顏色、耐光牢度、易分散性、耐溶劑性、耐遷移性和耐熱穩(wěn)定性等，對于有機顏料各項物化性能的深入研究以及與其應用性能之間的關系，在近十多年得到了應有的重視。有機顏料發(fā)色母體主要分為偶氮和酞菁兩大類，其余的有機顏料屬于雜環(huán)的發(fā)色體，如喹吖啶酮、異吲哚啉與異吲哚啉，酮、花、喹酞酮、二嗯嗪、吡咯并吡咯二酮、金屬絡合顏料、靛族和稠環(huán)酮顏料。有機顏料化學結構類型的發(fā)展，證實了為提高其顏料應用性能、改進顏色鮮艷度及著色強度，研究分子化學結構與應用性能之間的關系，并從不同方面調整與改變化學結構，從簡單結構發(fā)展到比較復雜的化學結構，提出新的尤其是含有雜原子的發(fā)色體系、增加其分子對稱性，就可以獲得預期的效果。

一、分子大小與分子量

盡管分子較小、結構簡單的顏料可擁有鮮艷的顏色，但為改進有機顏料的耐溶劑性、耐熱穩(wěn)定性及耐遷移性，可在引入特定極性基團的同時設法增加分子量。典型的例子是汽巴公司的偶氮縮合類有機顏料，將兩個單偶氮顏料通過芳香二胺連結，形成分子量相當于單偶氮顏料二者之和的大分子顏料，同時由于中間隔離基的存在，降低分子內的共軛系統(tǒng)長度，給出近似于單偶氮顏料的顏色及鮮艷度如C I顏料紅144和C I顏料紅214分子結構如下:

C I顏料紅144和C I顏料紅214具有優(yōu)良的耐熱、耐遷移及耐光牢度適用于塑料著色。另一個重要黃色顏料品種是C I顏料黃180采用12雙(鄰氨基苯氧基)乙烷作為重氮組分與含有苯并咪唑酮的乙?；阴１桨放己现苽?，分子量增加，以隔離基連結，給出具有優(yōu)異耐熱穩(wěn)定性、耐遷移性能的黃色顏料，適用于塑料著色。CI顏料黃180的分子結構如下:

二、分子中引入不同極性的取代基

有機顏料耐熱穩(wěn)定性與耐溶劑性能與分子化學結構所具有的極性高低有關，實驗結果證實，有機顏料分子中引入極性取代基不僅可調整顏料的色調，而且還可明顯地改變或提高顏料的極性，有助于改進有機顏料耐光牢度、耐熱穩(wěn)定性，調整與著色介質的相容性。以漢沙類黃色有機顏料為例，引入不同數(shù)目的極性取代基團可以改進其耐溶劑性能，詳見表1。

提高漢沙類黃色有機顏料極性的另一途徑是引入色淀化基團(- SOH可改進其在非極性溶劑中的耐溶劑性能;該類色淀顏料品種具有良好的耐遷移性與耐熱穩(wěn)定性，適用于橡膠與塑料著色。表2中列出了引入色淀化基團的3組漢沙類黃色有機顏料。對于色淀類顏料，可以再進一步引入不同數(shù)目的色淀化基團以達到增加。

顏料極性，使其具有更好的耐溶劑性能與耐遷移性能，如CI顏料紅53:與CI顏料紅484相比，后者由于增加了羧基，生成的色淀顏料的耐溶劑性能得以改進，CI顏料紅531與CI顏料紅484。紅色譜色酚系列顏料的耐溶劑性能隨著分子中-CONH-取代基數(shù)目的增加(在顏料分子中分別含有一二及三個酰氨基)而增加，如C I顏料紅3.C I顏料紅13.C 1顏料紅170、C 1顏料紅187，結構式如下:

紅色譜色酚系列顏料的耐溶劑性能隨著分子中-CONH-取代基數(shù)目的增加而增加，如C I顏料紅3.C I顏料紅13.C 1顏料紅170、C 1顏料紅187。

三、分子的平面性與對稱性

有機顏料最基本的顏色性質是顏料能提供滿意的著色強度和色彩的純度，顏料的顏色取決于顏料分子結構內在的光譜吸收特性，高的分子消光系數(shù)與窄的吸收光譜帶是給出有機顏料理想的光譜吸收特性的基本要求。有色化合物的顏色基于分子對不同波長的可見光吸收與反射特性，當分子中共軛雙鍵系統(tǒng)愈長，兩端含有給電子與供電子取代基，則π電子流動性較強，吸收波長較長的區(qū)域，顯示向紅效應或深色效應，給出較深的顏色，如:紅色、藍色紫色與綠色。當有機顏料分子的平面性較強，則共軛體系處于同-平面并呈現(xiàn)明顯的分子對稱性，則更有利于對可見光的吸收，給出更高的分子消光系數(shù)，顯示高的著色強度。

對比漢沙類與聯(lián)苯胺類黃色有機顏料品種的著色強度，則發(fā)現(xiàn)隨發(fā)色團偶氮基(-N=N一)的增加，共軛體系增長，導致分子消光系數(shù)的提高，C 1顏料黃12和顏料黃13等至今仍作為印刷油墨中重要的黃色商品顏料在應用。

四、雙結構體系的組合技術

實踐中發(fā)現(xiàn)，某些化學結構有機化合物不僅具有優(yōu)異的耐久性能，耐熱.耐光與耐溶劑性能等，而且顏色鮮艷、著色強度高。諸如酞菁分子咔唑二嚦嗪類苯并咪唑酮喹吖啶酮菲四甲酰亞胺等，因此，研究者將2種.上述基本化學結構組合在一起，發(fā)揮各自的特性，制備出新型化學結構的有機顏料。在苯并咪唑酮類顏料化學結構基礎上，將二嗯嗪紫的母體結構合并，推出一類新型的“苯并咪唑酮二唔嗪”顏料，結構式如下:

“笨并咪唑酮二囈嗪”顏料同樣具有形成分子間氫鍵的特性，不僅具有更高的著色強度，而且顯示更高的耐熱穩(wěn)定性、耐溶劑性與耐久性(耐光.耐氣候牢度)，預期即將成為具有優(yōu)異應用性能的高檔商品有機顏料。利用1，8蔡酐的平面與共軛特性，再與5，6二氨基苯并咪唑酮衍生物進行縮合反應合成C I顏料黃192。C1顏料黃192具有高的著色強度，高的耐熱穩(wěn)定性、耐溶劑性與耐久性，主要應用于工程塑料、樹脂的著色。苯并咪唑酮衍生物分子中均具有亞氨基與羰基的特定結構，組合成新的有機顏料分子后，可顯示高的耐熱穩(wěn)定性、耐溶劑性與耐久性。

為改進有機顏料的耐溶劑性、耐熱穩(wěn)定性和耐遷移性。可設法增加顏料的分子量.引入不同極性的取代基。分子內和分子間氫鍵的存在可提高顏料的耐久性.耐光性和耐氣候牢度等。運用雙結構體系的組合技術則得到應用性能優(yōu)異的高檔商品有機顏料。將金屬原子引入有機顏料分子中，不僅影響顏料的顏色更有利于改進其耐氣候牢度和耐熱穩(wěn)定性。

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