染料的應(yīng)用基本途徑有哪些?，染料的發(fā)展現(xiàn)狀
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染料是可以給紡織品和其他材料著色的物質(zhì)，分為兩類：天然染料和合成染料。染料是有色物質(zhì)。然而，有色物質(zhì)不一定是染料。作為染料，它必須將特定的顏色附著在纖維上，并且不能輕易脫落或變色。它們大部分可溶于水，有的在染色過程中可轉(zhuǎn)化為可溶狀態(tài)。它們直接在纖維上染色或通過纖維與特定介質(zhì)物質(zhì)的物理和化學(xué)組合進行染色。主要用于紡織印染。有些染料不溶于水，但溶于酒精和油，用于給油、蠟、塑料和其他材料著色。
一、有機染料的發(fā)展歷史
1856年，18歲的英國化學(xué)家珀金發(fā)現(xiàn)了第一種合成染料苯胺紫，建立了有機化學(xué)的一個新領(lǐng)域：染料化學(xué)。由于紡織工業(yè)的發(fā)展，天然染料無論是數(shù)量還是質(zhì)量都遠遠不能滿足需要，但隨著從煤焦油中發(fā)現(xiàn)有機芳香化合物，獲得了合成染料所需的各種原料。苯結(jié)構(gòu)理論模型的建立（1856年），四價碳的產(chǎn)生（1858年），苯結(jié)構(gòu)理論模型的建立（1856年），使有計劃地進行有機合成成為可能，而這些機遇促成了現(xiàn)代染料工業(yè)的出現(xiàn)和發(fā)展。
20世紀50年代。 Patty和Stephen發(fā)現(xiàn)含有二氯均三嗪基團的染料在堿性條件下與纖維上的羥基結(jié)合，標(biāo)志著染料紡織品著色從物理過程向化學(xué)過程的演變，開創(chuàng)了合成和應(yīng)用的時代�；钚匀玖�。
目前，全世界生產(chǎn)的染料有7000多種，常用的有2000多種。染料不僅用于紡織品的印染，還用于油漆、塑料、造紙、皮革、光電通訊、食品等許多其他領(lǐng)域。
2、染料的分類
天然染料可分為植物染料如茜素、靛藍等和動物染料如胭脂紅等。合成染料，又稱人工染料，主要由煤焦油分餾（或石油加工）經(jīng)化學(xué)加工而成，俗稱“煤焦油染料”。其他產(chǎn)品包括水性色漿、油性色漿、水性色精油色精、陶瓷顏料、涂料顏料、紡織顏料、塑料顏料等。
染料可通過三種方式分類：按來源（天然染料與合成染料）、按應(yīng)用性能和按化學(xué)結(jié)構(gòu)。后兩種分類方法是常用的。
按應(yīng)用性能分類
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直接染料
這種類型的染料通過范德化學(xué)力和氫鍵與纖維分子結(jié)合。分子中大部分含有磺酸基和羧基，易溶于水。在水中以陰離子形式存在，可直接對纖維進行染色。主要用于纖維素纖維的染色，也可用于絲綢、紙張、皮革的染色。因其可以直接對棉、麻、絲、毛等多種纖維進行染色，無需依賴其他化學(xué)品而得名。染色方法簡單，色譜完整，成本低。但由于水洗牢度和日光牢度較差，采用適當(dāng)?shù)暮筇幚矸椒ǹ梢蕴岣呷旧善返睦味取?
(2)酸性染料
在酸性介質(zhì)中，染料分子中所含的磺酸、羧基與蛋白質(zhì)纖維分子的氨基形成離子鍵，故稱為酸性染料。它常用于絲綢、羊毛、聚酰胺纖維以及皮革的染色。還有一些染色條件與酸性染料相似的染料，稱為酸性媒染染料，它因某些金屬鹽的作用而在纖維上形成螯合物，可以獲得良好的耐洗性。
分散染料
這類染料分子中不具有水溶性基團，水溶性較低，因此在染色時，需要利用分散劑的作用，使染料分散，對疏水性纖維進行染色。因此，這些被稱為分散染料。主要用于滌綸、錦綸、醋酸纖維等各種合成纖維的染色。
活性染料
這些染料也稱為活性染料，是20 世紀50 年代開發(fā)的新型染料。染料分子含有能與纖維分子的羥基和氨基發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的基團。染色時與纖維分子中的羥基、氨基形成共價鍵，對纖維染色力強，主要用于棉、麻、合成纖維的染色和印花。蛋白質(zhì)纖維、羊毛等合成纖維的染色。
冰染
染色過程中，重氮成分與偶合成分直接在纖維上反應(yīng)，形成不溶性色淀，這種染料稱為不溶性偶氮染料。其中，重氮成分是某些芳香族伯胺的重氮鹽，偶聯(lián)成分主要是酚類化合物。因印染時加入冰，故又稱冰染料。因其優(yōu)良的水洗牢度、耐光牢度、色譜均勻、色域豐富、價格低廉而廣泛用于纖維素纖維織物的印染。
陽離子染料
這類染料分子因溶于水呈陽離子狀態(tài)而被稱為陽離子染料，主要用于聚丙烯腈纖維的染色。但早期的染料分子帶有堿性基團，常以鹽的形式存在，易溶于水，與絲等蛋白質(zhì)纖維的分子形成鹽鍵，故又稱鹽鍵�；A(chǔ)染料。
還原染料
有兩種類型：不溶性和水溶性。不溶性染料在含有還原劑的堿性溶液中被還原為可溶性無色體對纖維進行染色，染色后再次被氧化成為不溶性染料并固定在纖維上，因此可溶性染料省去了還原過程。主要用于纖維素纖維的染色和印花，也少量用于絲綢、羊毛的染色，具有優(yōu)良的牢度。
硫化染料
與還原染料一樣，這些染料也是天然不溶于水的染料。在堿性硫化物溶液中還原成可溶狀態(tài)，染色到纖維上，然后氧化成不溶性并固定在纖維上。此類染料主要用于纖維素纖維的染色。
縮合染料
這種染料在染色時脫去纖維上的水溶性基團，引起分子間縮聚反應(yīng)，成為固定在纖維上的分子量較大的不溶性染料，稱為縮聚染色。它是近年來開發(fā)的水溶性染料。主要用于纖維素纖維的染色和印花，也可用于維尼綸的染色。
熒光增白劑
當(dāng)這類物質(zhì)染成紡織品、紙張等基材時，它會吸收紫外線并發(fā)射藍光，從而抵消織物因黃光反射過多而產(chǎn)生的黃色外觀，使其在視覺上具有吸引力，產(chǎn)生潔白、耀眼的效果。不同類型的熒光增白劑可用于增白不同類型的纖維。
按化學(xué)結(jié)構(gòu)分類
基于染料結(jié)合發(fā)色團的結(jié)構(gòu)特征的分類稱為結(jié)構(gòu)分類。根據(jù)染料結(jié)合體系的特點，主要類別有偶氮、酞菁、蒽醌、花青、靛藍、芳基甲烷、硝基和亞硝基染料等，又可分為幾個小類。
偶氮染料是含有偶氮基團(-N=N-)的染料。
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芳香族甲烷染料根據(jù)一個碳原子上連接的芳香環(huán)的數(shù)量分為二芳基甲烷和三芳基甲烷兩種類型。
靛藍染料是含有靛藍和硫靛結(jié)構(gòu)的染料。
硫化染料是某些芳香胺、酚類等有機溶劑與硫磺或硫化鈉加熱生成的染料，必須用硫化鈉溶液染色。
酞菁染料是含有酞菁金屬絡(luò)合物結(jié)構(gòu)的染料。
硝基和亞硝基染料含有硝基（-NO2）的染料稱為硝基染料，含有亞硝基（-NO）的染料稱為亞硝基染料。
事實上，目前有些染料很難根據(jù)其結(jié)構(gòu)和性能進行分類，上述兩種分類方法都需要進一步改進。
3. 染料命名
染料通常是分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜的有機芳香族化合物，按照有機化合物的系統(tǒng)命名法命名的比較復(fù)雜，而且市售的染料還含有異構(gòu)體和其他添加劑，同時學(xué)名無法體現(xiàn)其顏色和色彩。根據(jù)應(yīng)用的性能，必須指定專用的染料名稱。
我國對染料的命名采用三部分命名法：標(biāo)題、色名、尾注。如果看染料的名稱，就可以大致知道它屬于哪種染料，以及它的顏色和光澤。
標(biāo)題
冠名是根據(jù)染料的使用對象、染色方法和性能來確定的，在日本有31個冠名，包括直接、直接耐光、直接銅鹽、直接重復(fù)、酸性、弱酸性、酸性絡(luò)合物、有酸性介質(zhì)、中性、陽離子、活性物質(zhì)、羊毛活化劑、還原、可溶性還原、分散、硫化、可溶性硫化、色基、色酚、色鹽、魯棒顏料、氧化、縮聚、共混等。
顏色名稱
顏色名稱代表染料的基本顏色。我國采用了30種顏色名稱：明黃、黃色、金黃、深黃、橙色、大紅、大紅、粉紅、玫紅、品紅、品紅、栗色、紫羅蘭、翠藍、湖藍、艷藍、深藍。綠色、亮綠、墨綠、黃棕、紅棕、棕色、深棕、橄欖綠、草綠、灰色、黑色等。
顏色名稱可以附加適當(dāng)?shù)男稳菰~，例如“溫柔”、“明亮”和“深沉”，以前使用過的形容詞，例如“明亮”、“明亮”、“黑暗”、“舊”和“明亮”可以附加在顏色名稱上。已取消，但因**俗仍沿用。另一方面，有時會使用“天藍”、“果綠”、“玫瑰紅”等自然色來表現(xiàn)染色。
尾注
拉丁字母或符號用于表示染料的色光、性能、狀態(tài)、濃度和適用的織物，某些染料的一般調(diào)節(jié)范圍通常用字母和數(shù)字表示。
遮陽
B-藍光或青光；G-黃光或綠光；R-紅光
(2)遮光質(zhì)量
F-表示純色；D-表示深色或稍深色；T-表示深色
(3) 性能及用途
抗氯，棉用
I-士林還原色牢度
K——冷染（中文活性染料K表示熱染）
L-良好的耐光性或流平性
M-混合物
N-新的或標(biāo)準的
P-適合印刷
X-高濃度（中國活性染料X表示冷染色）。
染料的三個部分的命名法現(xiàn)在更容易使用。例如，活性艷紅X-3B 染料為：
“活性”是標(biāo)題，“鮮紅”是顏色名稱，X-3B是后綴，其中X代表高濃度，3B是比2B稍深的藍色。這表明該染料是一種含有藍光的高濃度鮮紅色染料。
每個國家的染料名稱基本相同，但顏色名稱和單詞后綴略有不同，并且往往因制造商而異。
4、色牢度
色牢度是指染色織物在使用或后續(xù)加工過程中，染料或顏料在各種外界因素的影響下保持其原有顏色狀態(tài)的能力。
色牢度是衡量染色成品質(zhì)量的重要質(zhì)量指標(biāo)之一，易褪色的牢度低，難褪色的牢度高。色牢度主要取決于其化學(xué)結(jié)構(gòu)。染料在纖維上的物理狀態(tài)、其分散程度、染料與纖維的結(jié)合、染色方法和加工條件也有主要影響。
色牢度是多方面的，但一般最重要的包括耐日曬、皂洗、汗水、耐磨、刷洗、熨燙、煙熏等。另外，纖維有不同的用途和加工工藝，要求不同的牢度水平。為了開展產(chǎn)品質(zhì)量檢驗，有關(guān)部門結(jié)合紡織品的用途，制定了一系列色牢度測試方法和標(biāo)準。
1、耐曬性
染色織物的日曬褪色是一個相對復(fù)雜的過程。在陽光的作用下，染料吸收光能，分子進入激發(fā)態(tài)，變得很不穩(wěn)定，容易發(fā)生某些化學(xué)反應(yīng)，染料分解而褪色，導(dǎo)致曝光后會增加染色織物的褪色。向太陽。日曬牢度隨染料濃度而變化；低濃度染色不如高濃度染色。即使使用相同的染料，根據(jù)纖維的不同，也存在很大差異。例如，靛藍在纖維素纖維上的耐光牢度僅為3級，而在羊毛上為7-8級。耐光性還與染料聚集有關(guān)。與纖維狀況、染色工藝等因素有關(guān)。
耐光性有八個等級，1級為最低，8級為最高。
2、皂洗牢度
是指染色織物在一定條件下浸入皂液后的褪色程度，是指白色織物上原色的褪色和污點。原樣褪色是指印染織物皂洗前后的褪色情況。白色織物沾色是指將白色織物與染色織物縫制在一起，用肥皂涂抹后，染色織物的顏色會褪色并沾污白色織物。
皂洗牢度與染料的化學(xué)結(jié)構(gòu)、染料與纖維的結(jié)合狀態(tài)有關(guān)，還與染料濃度、染色工藝、皂洗條件等有關(guān)。
皂洗牢度分為5級和9級，1級最差，5級最好，沾污也分為5級和9級，1級最嚴重，5級沒有沾污。
3、摩擦牢度
染色織物的耐磨牢度可分為干耐磨和濕耐磨兩種。前者用于用白布擦拭織物，以查看白布上的污漬，后者用于用濕白布擦拭染色的布，以查看白布上的污漬。濕摩擦是由外部摩擦或水引起的，濕摩擦牢度一般低于干摩擦牢度。
織物的耐擦牢度主要取決于浮色量、染料與纖維的結(jié)合以及染料滲透的均勻性。如果染料與纖維以共價鍵結(jié)合，則其耐摩擦牢度會更高。染色時的染料濃度往往影響耐磨牢度，染料濃度高，容易出現(xiàn)浮色，耐磨牢度低。使用“染色灰色樣品卡”以5級和9級相對評價耐磨牢度，其中1級是最差的，5級是最好的。
為了評估染料的色牢度，在進行比較之前必須將纖維染色在指定的顏色濃度下，因為不同的染料濃度測量不同的牢度。
5.市售染料
通常合成染料的原料不直接用于染色，而是混合粉碎后加入一定量的填充劑和添加劑，如稀釋劑、潤濕劑、分散劑、穩(wěn)定劑、助溶劑、軟水劑等。 處理。將染料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的過程稱為染料商業(yè)化。
不同類型的染料對外觀、細度、水分、pH、強度、色澤、牢度、溶解度、擴散性能等指標(biāo)有不同的要求，并具有不同的商業(yè)化流程。
染料粒徑和均勻度對染色性能有一定影響。為了保證印染質(zhì)量，有些染料需要進行拋光，拋光時加入分散劑和潤濕劑，以達到一定程度的分散。
顏色也是染料的一個重要元素，在加工過程中，我們采用調(diào)配的方法，消除原料批次之間顏色和光線的差異，獲得顏色穩(wěn)定的染料。
染料的用量通常取決于其強度。染料的染色力強，染色力高，則顏色深；反之，染料的染色力低，則顏色淺。需要相對少量的強染料來獲得相同的顏色。
6. 染料的應(yīng)用和選擇
1、根據(jù)纖維性能選擇染料
由于每種纖維的性能不同，因此在染色時需要選擇合適的染料。例如，棉纖維染色時，分子結(jié)構(gòu)中含有許多親水羥基，因此吸濕后容易溶脹，能與活性基團發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，耐堿，因此可以直接染色、還原染色，可以進行硫化染色。冰染料、活性染料。滌綸疏水性強，在高溫下對堿敏感，因此需要使用分散染料進行染色。
2、根據(jù)染色物體的用途選擇染料
由于染色產(chǎn)品的用途不同，對染色成品的牢度要求也不同。
例如，窗簾用的織物不經(jīng)常洗滌，但經(jīng)常暴露在陽光下，因此在染色時應(yīng)選擇耐光性高的染料。夏季穿著的內(nèi)衣和淺色織物的染色，應(yīng)選擇耐洗、耐曬、耐汗的染料，需要經(jīng)常洗滌和曬干。
3、根據(jù)染料成本選擇染料
選擇染料時，不僅需要考慮顏色和牢度，還需要考慮所用染料和助劑的成本和供應(yīng)。對于較貴的染料，應(yīng)盡量用其他達到同樣效果的染料代替，以降低生產(chǎn)成本。
4、配色時的染料選擇
當(dāng)需要配色時，選擇染料時應(yīng)注意其成分、溶解度、色牢度、上染率等性能。需要選擇性能相近的染料，越接近越好，這樣利于工藝條件的控制和染色質(zhì)量的穩(wěn)定。
5、根據(jù)染色機械性能選擇染料
由于染色機不同，染料性能和要求也不同。卷染時應(yīng)選擇直接性高的染料，跳染時應(yīng)選擇直接性低的染料。不符合條件的產(chǎn)品會出現(xiàn)正面深、背面淺、顏色、光澤不均勻的現(xiàn)象。