活性染料概况及发展趋势□肖 刚 为了克服活性染料利用率低的缺点,活性染料的研究工作开始注
为了克服活性染料利用率低的缺点,活性染料的研究工作开始注重染料活性基的活性和染料与纤维化学键的稳定性。20世纪90年代中期,一些大的染料公司纷纷推出新型活性基。如赫司特公司开发了1,3-二氯异丙基砜类活性基。巴斯夫、拜耳、汽巴精化等公司都开发了新型活性基，较大幅度提高了染料的固色率。 一、活性基的新品种
一、活性基的新品种 1. 反应活性提高
1. 反应活性提高 新推出的染料活性基能提高染料的反应活性、水解稳定性和染料
新推出的染料活性基能提高染料的反应活性、水解稳定性和染料-纤维共价键的稳定性。三聚氯氰环上氯(或氟)原子被季铵基团取代,使染料的反应活性大幅度提高,与适当的染料母体配合,可在中性条件下固色,不必再使用碱固色,在pH值为7时可达到或接近最高固色率。最近,发表了一些含季铵基活性染料的专利,这些染料具有良好的反应性,适于在低盐或无盐和中性条件下染色,可用于棉、粘胶、羊毛、锦纶等染色,具有良好的染深性和牢度性能,竭染率和固色率高,染料与纤维亲合力高,未固色染料易洗除。季铵化物有吡啶、菸酸、间氨甲酰基吡啶、三乙基胺、三甲基胺等,活性基团有卤三嗪、卤代嘧啶等。 在欧洲,活性染料的新产品中有40%是由汽巴精化推出的,在其新
在欧洲,活性染料的新产品中有40%是由汽巴精化推出的,在其新增加的72个活性染料品种中,有46个新产品的化学结构还在专利保护期内。一些研究结果表明:M型的复合活性基团、用烷基取代的亚胺桥上的氢原子,可以使一氯三嗪氯原子的活性提高,增加染料的得色量、提升力并提高耐氯牢度,也使其固色温度下降。桥基不同,会影响染料的竭染率、扩散性和直接性。近期Dystar公司有专利报道,在活性染料的桥基上接入烷基,可改善染料的直接性和染料-纤维键的稳定性;Lanasol是汽巴精化的一个活性染料品牌,其活性基为溴代丙烯酰胺,对蛋白质纤维具有非常突出的牢度性能;羊毛可不经处理染色,在无碱条件下(pH=4.5～6.5)于85～90℃固色,时间为30～40min,但需要其专用助剂Albegal B,脂肪族类的活性基被用于含羟基较少的纤维材料,在pH值为7时固色,可获得非常高的竭染率和染料固色率。这类染料成本低、毒性小,但需要对纤维进行预处理。 2.染色性能更加优异
2.染色性能更加优异 新型活性基的组合,使其与染料的母体更加匹配,染色性能更加优
新型活性基的组合,使其与染料的母体更加匹配,染色性能更加优异。卤三嗪缩合乙烯砜型的复合活性基,代表了当今活性染料活性基的发展趋势。其代表性产品如汽巴精化Cibacron C/FN型活性染料,这类染料的活性基是一氟三嗪与乙基砜硫酸酯缩合的双活性基,反应活性比一氯三嗪型活性基高6倍,与纤维的共价键的稳定性高,因此固色率较高(85%～95%)。其中冷轧堆染色固色率为90%～95%、轧-烘-轧-蒸法为85%～95%、轧-焙法为82%～92%。目前国内新开发的活性染料中,全部是2个或2个以上的活性基团,其中以一氯均三嗪缩合间位酯或对位酯为主,可用于棉的染色和印花,固色率一般不超过80%。这类双活性基染料属于中温固色,可兼顾两者之长,在国内称为M型,也有些产品称为B型,近几年成为活性染料的主流。 为了提高染料的固色率,近年还发展了2个活性基以上的活性染
为了提高染料的固色率,近年还发展了2个活性基以上的活性染料,例如三活性基、四活性基、五活性基染料。活性基数量的增加,使染料的固色率提高,但同时会加大分子量、降低染料的摩尔消光系数,使染料的染深性较差,故此类染料的商品没有双活性基染料商品多。活性染料在染色中会有一部分活性基水解,这部分染料是造成环境污染的主要物质之一。任何活性染料无论固色率有多高,都不可能达到100%，因此,如何利用水解染料,就成了备受重视的研究课题。 D.M.Lewis等人开发了能将未固色的水解染料固色的助剂，这种
D.M.Lewis等人开发了能将未固色的水解染料固色的助剂，这种助剂可将85%的水解染料重新固色到纤维上。目前,由于这一化合物的直接性较低,需要50g/L的硫酸钠,尽管这一结果还不尽人意,但为活性染料的绿色化染色提供了一条有效的途径,而对印染企业来说其带来的经济效益和环境效益是不言而喻的。 由上述工业化的活性基团来看,二氯三嗪型、乙烯砜型、一氯三
由上述工业化的活性基团来看,二氯三嗪型、乙烯砜型、一氯三嗪-乙烯砜型、双乙烯砜型活性染料的合成成本较低,原材料易得,价格比较低廉,应用时简便节能,但二氯三嗪型活性染料稳定性差。所以当前引人注目的活性染料是乙烯砜型和一氯(氟)三嗪-乙烯砜型,含有2个不同活性基的染料今后仍是各国关注和开发的热点。 二、新型染色技术
二、新型染色技术 活性染料技术在不断发展，应用领域不断扩大，近年更兴起了无
活性染料技术在不断发展，应用领域不断扩大，近年更兴起了无介质染色工艺，这对活性染料又提出了新的要求，在此基础上，研究者不断推出了新型染色技术。 1.超临界二氧化碳染色法
1.超临界二氧化碳染色法 目前,一些染料工作者正在研究将超临界二氧化碳染色法用于活
目前,一些染料工作者正在研究将超临界二氧化碳染色法用于活性染料的课题。超临界二氧化碳染色原用于分散染料的染色,现在已用于活性染料的染色。一些公司已经开发了适用于超临界二氧化碳染色的活性染料。 2.低盐低碱染色法
2.低盐低碱染色法 日本住友公司1997年提出1套适于Sumifix Supra系列染料的
日本住友公司1997年提出1套适于Sumifix Supra系列染料的染色方法，被称为LET'S染色法,这种方法的浴比可达1:10,所使用的无机盐的量仅为传统染色工艺的1/3～1/2。1999年,住友公司在此基础上进一步降低了盐和碱的用量,提高了染料的上染率和固色率,使染色废水更易于处理,并推出了与该工艺相适应的系列活性染料。 3.活性染料的喷墨印花技术
3.活性染料的喷墨印花技术 随着数字技术的发展,用计算机精确控制染色过程,可提高生产效
随着数字技术的发展,用计算机精确控制染色过程,可提高生产效率和成品率,降低生产成本,最大限度降低废水的污染程度。染料喷墨印花技术就是其中一个主要领域,这一技术主要有2种:连续喷墨和定量点滴喷墨,这2种打印技术对墨水中的染料或有机颜料均有特殊要求,如染料的化学结构、平均粒径、形成水溶液的电导率、染料的pH值、染料的纯度特别是无机盐的含量等。近年,各大公司对喷墨印花用活性染料开展了一系列研究，并推荐了一系列用于喷墨印花的活性染料,日本住友公司也发表了许多关于喷墨印花用活性染料的研究结果和专利,提出了专门用于棉纤维纺织品喷墨印花用的活性染料,这些染料结构简单、合成方便、各项性能均能满足喷墨印花的要求。 与此同时,其他公司也不断推出喷墨印花的活性染料,例
与此同时,其他公司也不断推出喷墨印花的活性染料,例如:Storkh和捷利康公司合作开发了用于喷墨印花用的高纯度的Procion P型染料；汽巴精化公司的Cibacron MI ink系列,有8个品种,特别适用于压电式和热气泡喷射技术的喷墨印花;Dystar公司的Jettex R型活性染料有13个品种,Jettex Rink有9个品种,均为经提纯和专门处理过的活性染料。 随着研究和开发技术的进步，活性染料品种会不断增加,应用的
随着研究和开发技术的进步，活性染料品种会不断增加,应用的数量和范围不断扩大,并越来越多地替代其他类别的棉纤维用染料。染料发展的出发点和立足点应是环境保护,在这个基础上应开发性能优良、适合于印染技术进步的活性染料新品种,努力建立“染料与环境共存”的开发和生产环境。因此，更经济、更环保、更适于染整技术是活性染料发展的趋势。