染料开发现状与发展趋势 □罗钰言
□罗钰言 科研开发现状
科研开发现状 当前，分散染料的开发仍集中在超级耐晒染料、耐湿处理牢度、
当前，分散染料的开发仍集中在超级耐晒染料、耐湿处理牢度、耐洗涤牢度和耐升华牢度的改进上。此外，对分散染料结构、晶型、制备工艺及染色工艺也在进行研究。 １．分散染料
１．分散染料 （１）在分散染料中引入磺酰氟基团，能提高涤纶织物湿处理牢
（１）在分散染料中引入磺酰氟基团，能提高涤纶织物湿处理牢度和耐晒牢度。 （２）由于杂环染料其着色强度较高，一直是分散染料研究的重
（２）由于杂环染料其着色强度较高，一直是分散染料研究的重点，例如噻唑系、噻吩、苯并噻唑、苯异噻吩等。目前硝基噻唑分散染料已有很多工业化，且已投入市场，如Ｃ．Ｉ．分散蓝３６９（ＤｉｓｐｅｒｓｅｄＢｌｕｅＣ- ＲＮ）及ＤｉｓｐｅｒｓｏｌＮａｖｙＣ-ＭＳ等。 硝基噻吩系列分散染料包括２-氨基-５-硝基噻吩和３-氨基-５-
硝基噻吩系列分散染料包括２-氨基-５-硝基噻吩和３-氨基-５-硝基噻吩。这类染料也具有与５-硝基噻唑类似的坚牢性， 当噻吩环上有吸电子取代基时，吸电性越强，其深色效应也越强。它有较好的水洗牢度，其耐晒牢度随结构的不同而不同，是一类极具工业化前景的分散染料。 （３）在苯并噻唑和苯并噻吩分散染料方面，硝基苯并噻唑染料
（３）在苯并噻唑和苯并噻吩分散染料方面，硝基苯并噻唑染料早已工业化。目前对不带硝基的苯并噻唑与苯并噻吩分散染料对涤纶的染色性进行了研究。这类不带硝基的苯并噻唑和苯并噻吩系染料，对涤纶纤维的着色率和坚牢度都是令人满意的。２位偶氮基型分散染料耐晒牢度一般优于３位偶氮基的分散染料，其他坚牢度则差别不大。上述杂环分散染料都是已经工业化或极具工业化前景的染料。 一般说来吡啶型分散染料各项应用牢度也较好。当两种或两种以
一般说来吡啶型分散染料各项应用牢度也较好。当两种或两种以上吡啶型分散染料拼混使用时，可提高其耐洗涤坚牢度，同时对羊毛和棉的着色牢度也可以提高。如控制吡啶型分散染料的晶型，则可应用低溶比染色，同时还可降低染色时分散剂的用量，缩短高温染色时间，并具有优异的耐高温染色性能。 新吡啶型分散染料对涤纶染色或印花可以得到深浓的色泽，具有
新吡啶型分散染料对涤纶染色或印花可以得到深浓的色泽，具有较高的耐热稳定性和耐光稳定性，当新吡啶型分散染料拼成红色或蓝色，在竭染时，受染色温度影响较少，并有较高的吸液率。其他新型分散染料中一些杂环染料，如含有异吲哚啉和咪唑基因的分散染料、具有喹啉酮结构的分散染料，其染色工艺适于碱性条件下染涤纶，因而可与活性染料实现一溶法染色。具有噻唑环和吡啶环的分散染料，有优异的耐升华牢度。除上述一些创新的分散染料以外，对老的分散染料进行工艺改进和应用性能改进的研究也有报道。 ２.活性染料
２.活性染料 活性染料的发展历史仅４３年，但已成为纤维素纤维，尤其是人
活性染料的发展历史仅４３年，但已成为纤维素纤维，尤其是人们喜爱的棉纤维染色和印花的重要染料类别。活性染料具有色泽鲜艳、坚牢性能较好等特点。但染色时，需要很多无机盐，而且活性染料易于水解，固色率不高，在染色废水中残存着大量的染料。当前，进行活性染料染色性能的改进、固色剂以及染色工艺的改进成为活性染料研究开发之重点。围绕这些问题，许多公司开发了具有良好染色性的染料，如ＰｒｏｃｉｏｎＨ-ＥＸＬ，并开发含有两个或两个以上不同活性基团的染料，新的活性基团以及低盐染色工艺等。 （１）含有两个或两个以上活性基的染料
（１）含有两个或两个以上活性基的染料 我国在７０年代初期就曾开发含有两个不同活性基团的染料，但
我国在７０年代初期就曾开发含有两个不同活性基团的染料，但尚未工业化。１０年后，日本住友化学公司的ＳｕｍｉｆｉｘＳｕｐｒａ投入工业生产，这种在染料分子中引入单氯三嗪和乙烯砜基的活性染料，使染色织物获得优异的湿处理牢度，染色时染料固着率、均染性、重演性均得以大幅度提高。后来含有两个单氯三嗪活性基的染料也投入了工业化生产，并广泛用于纤维素纤维的竭染。 目前，双活性染料的研究，有一个染色母体与一个活性基团相连，
目前，双活性染料的研究，有一个染色母体与一个活性基团相连，然后通过联接基，使其相连，也有一个染料母体同时与两个活性基团相连，上述两种染料具有很高的染色固着率，对未固着的染料，具有很好的洗净性。还有含３个活性基团、４个活性基团的染料，近期也有含双氟氯嘧啶活性基团的染料专利发表。 （２）对乙烯砜活性基结构进行改性
（２）对乙烯砜活性基结构进行改性 即将其通过—ＮＨＣ２Ｈ４—桥基与三嗪环相连，而不是直接与
即将其通过—ＮＨＣ２Ｈ４—桥基与三嗪环相连，而不是直接与苯环相连，从而使活性染料具有优异的染色性能和坚牢度。另外，还有带有乙酰乙酰苯胺基团及带有乙酰苯胺基团的活性染料。上述染料染色时固色率均很高。 （３）ＰｒｏｃｉｏｎＨ- ＥＸＬ染料
（３）ＰｒｏｃｉｏｎＨ- ＥＸＬ染料 最早开发于７０年代的ＰｒｏｃｉｏｎＨ-ＥＸＬ染料， 当时适
最早开发于７０年代的ＰｒｏｃｉｏｎＨ-ＥＸＬ染料， 当时适用于大溶比染色，具有一次吸尽率达９０％的特点，其固色率一般为９０％左右。但问题是不易染均匀。一般来说，活性染料对棉纤维染色都存在匀染性差，一次性染色成功率低的弊病。ＰｒｏｃｉｏｎＨ-ＥＸＬ进行了新颖的分子设计， 使一次吸尽率为７０％～８０％，半染时间约４ｍｉｎ，因此不存在不匀染现象，即使在染色条件，如溶比、温度、盐量变化时，染色均不受影响。由于其优异的扩散性、匀染性，因而也适于新型纤维素纤维Ｌｙｏｃｅｌｌ、Ｔｅｎｃｅｌ等的染色。 ＰｒｏｃｉｏｎＨ-ＥＸＬ也是一类环保型染料，除酞菁母体外，
ＰｒｏｃｉｏｎＨ-ＥＸＬ也是一类环保型染料，除酞菁母体外，染料不含有金属。由于其固色率高达８０％，洗净性也极为良好，具有优异染色性能。国外，这类染料的耐晒和耐湿洗牢度也很好，所以广泛用于棉运动服、休闲服等服装的织物染色中。ＰｒｏｃｉｏｎＨ-ＥＸＬ染料已在世界各地广泛使用，尤其是在美国、欧洲受到欢迎。 （４）ＲｅｍａｚｏｌＲＲ染料
（４）ＲｅｍａｚｏｌＲＲ染料 ＲｅｍａｚｏｌＲＲ染料是德司达公司（原赫司特公司）推出的
ＲｅｍａｚｏｌＲＲ染料是德司达公司（原赫司特公司）推出的专用于竭染法染色的染料，适于５０～６０℃的低温染色，并可缩短染色时间，因而可以降低染色成本。这类染料对棉纤维和再生纤维均有良好的提升率，适于染深色，并具最佳的重演性、固色性和易洗涤性。当染色因素如盐量、染色温度与时间、碱剂的类型与用量发生变化时，并不影响染色效果，即具有很好的染色弹性。目前上市的ＲｅｍａｚｏｌＲＲ黄、红、蓝三原色在染色性能上有良好的匹配性与协调性，其直接性、扩散性与固色性、清洗性极为类似，这就保证了拼色的匀染问题和重演性问题。 ３．功能性染料
３．功能性染料 功能性染料被誉为染料发展的第三个里程碑，并在许多高新技术
功能性染料被誉为染料发展的第三个里程碑，并在许多高新技术领域得到应用，因而其研究工作十分活跃。例如金属酞菁具有良好的电子转移性能，可以在有机电导体、光导体、气敏元件、催化剂中应用。由于金属酞菁一般在有机溶剂中的溶解性较差，这就限制了其使用范围。 最近的研究工作指出，当在金属酞菁化合物中引入磺酸基、羧基、
最近的研究工作指出，当在金属酞菁化合物中引入磺酸基、羧基、烷氧基时，可以大大改善其在溶剂中溶解性。例如已合成出四磺酸基钴酞菁、八甲酸基钴酞菁、八己氧基甲基钴酞菁等，蒽醌钴酞菁化合物具有很好电子转移性能。上述金属酞菁或蒽醌酞菁将在电荷转移材料方面得到广泛应用。又如某些吡嗪荧光染料在激发态时，可产生较大的偶极矩，当受激光照射时，也可产生较大的诱导偶极矩，故在非线性光学材料上具有较大用途。这类染料本身就有荧光，因而可作为电致发光材质的发射体。 ４.羊毛染色
４.羊毛染色 羊毛是一种高档的天然纤维，深受人们的喜爱，因此羊毛用染料
羊毛是一种高档的天然纤维，深受人们的喜爱，因此羊毛用染料和染色工艺改进也是染料研究的重要方面。长期以来，当羊毛用酸性染料染色时，尤其是强酸性染料染色后，总存在色光鲜艳度与耐晒和耐湿处理牢度之间矛盾。最近研究指出，当羊毛用水溶性碳化二亚胺在低温下（６０℃）进行处理，可使羊毛的角蛋白分子与酸性染料形成共价键的键合，从而提高羊毛的湿处理牢度。中国纺织大学最近合成了活性阳离子染料，可用于羊毛染色。 发展趋势
发展趋势 染料合成与印染工业历来是环境保护问题最多的工业领域。９０
染料合成与印染工业历来是环境保护问题最多的工业领域。９０年代中期，德国政府提出了２０个致癌或者怀疑致癌的芳香族中间体，所涉及的偶氮染料约１００多个。这一问题已引起世界各国染料制造厂和印染界的关注。下面是下一世纪应继续解决的问题，从这些问题中，可以看出染料工业发展的趋势。 １．含重金属的媒介染料与金属络合染料
１．含重金属的媒介染料与金属络合染料 这是十分重要的一类羊毛用染料。尤其是后媒染的媒介染料，已
这是十分重要的一类羊毛用染料。尤其是后媒染的媒介染料，已为３０多年媒介染料应用所证实。媒介染料具有极佳的染色坚牢度、合成工艺及染色工艺的经济性。此外，色谱齐全，可使羊毛染成深浓的藏蓝和黑色，但最大的问题就是染色废水中含有金属铬。目前要求废水中的含铬量应小于１００ｐｐｂ（１ｐｐｂ＝１０－９）。对此问题，目前仍有争论。争论之一是应区分三价铬或六价铬。对三价铬而言，在食品中人体允许的摄入量为１０ｍｇ／ｄ，土壤中允许含量为２０ｍｇ／ｋｇ，但六价铬对人体却有较大毒性，尤其是对人类和鱼类均为高毒化合物。染色废水中的六价铬必须达到指标。 最近，英国里兹大学受国际羊毛局委托，进行利用三价铬的有机
最近，英国里兹大学受国际羊毛局委托，进行利用三价铬的有机酸与媒介染料对羊毛进行染色研究的试验，如此项目获得成功，则媒介染料仍不失为一类十分重要的羊毛用染料。 前媒染染料对羊毛和锦纶染色也是十分重要的。目前美国一些印
前媒染染料对羊毛和锦纶染色也是十分重要的。目前美国一些印染厂已禁止用前媒染染料染锦纶。但尚未找到那些具有良好耐晒牢度与匀染性、并能取代前媒染染料的化合物。 对于含金属的羊毛用染料（蓝色及绿色的酞菁化合物例外），目
对于含金属的羊毛用染料（蓝色及绿色的酞菁化合物例外），目前趋势是用不含金属的酸性和活性染料来取代。但到目前为止，尚未找到满意的藏青色或黑色，特别是色泽饱和度、乌黑度、坚牢度方面，尚无可完全代替的品种。 ２．活性染料低盐工艺
２．活性染料低盐工艺 活性染料染色时，需要大量的无机盐，以抑制纤维表面的负电荷。
活性染料染色时，需要大量的无机盐，以抑制纤维表面的负电荷。活性染料的科研方向，除上面提到的发展多活性基活性染料外，国外一些染料公司也开发了低盐用活性染料及其染色工艺。例如：Ｄｙｓｔａｒ公司开发的ＲｅｍａｚｏｌＥＦ，汽巴精化开发的ＣｉｂａｃｒｏｎＬＳ染料就属于这一类。 另一方面，对纤维素纤维进行改性也可提高活性染料固色率。例
另一方面，对纤维素纤维进行改性也可提高活性染料固色率。例如在纤维素纤维中引入具有较高亲核活性的氨基来代替活性较低的羟基，可以提高活性染料固色率。这种改性纤维素纤维可用活性染料在ｐＨ＝７条件下染色，并有较高的得色量与固色率。有的研究工作正进行活性纤维素纤维的改性，并使染料具有亲核性，同样可以使纤维与染料发生共价键合，来提高染料坚牢性能。 ３．天然染料的开发
３．天然染料的开发 在当前开发“环境友好”产品的呼声中，染料工业的研究方向又
在当前开发“环境友好”产品的呼声中，染料工业的研究方向又指向了天然染料。德国目前研究从植物中萃取色素，并将这些色素作为染料，进行染色试验，试图期望这些染料既可代替合成染料，又可进行工业化的萃取，此外在经济上也是可行的。 研究者认为欧洲染料市场１０％的份额是可用天然染料取代的。
研究者认为欧洲染料市场１０％的份额是可用天然染料取代的。印度的研究者利用姜黄、洋葱和紫虫胶的萃取液作为染料染锦纶织物。天然染料符合人们回归自然的心态，或许可以有一大批天然染料具有实用性，但想在染色性能、成本价格等方面取代合成染料，仍是十分困难的。 下一世纪染料的发展，可能还会有新的发色物研究出来。当前电
下一世纪染料的发展，可能还会有新的发色物研究出来。当前电子计算机技术发展十分迅速，根据染料分子理论进行设计，或许可合成更多应用性能优越的染料分子。 ９０年代捷利康公司开发的苯并二呋喃酮红色分散染料已工业化。
９０年代捷利康公司开发的苯并二呋喃酮红色分散染料已工业化。这类染料很容易用碱剂处理变成无色化合物，因而有利于染料废水脱色处理，这种染料分子中往往只含有碳、氢、氧３种元素，也有利于焚烧处理。或许不久将开发出萘并二呋喃酮染料或黄色、蓝色的呋喃酮染料，开发出系列对环境友好的染料。