绿色染料

绿色染料  

日期：2013-5-6 14:16:09   来源：长盛纺织品有限公司  

绿色染料   用天然食品色素和化学合成食用色素染羊毛织物及丝绸是北京服装学院于伯龄教授实验成功的新技术。羊毛、羊绒、丝绸本来是纯天然高档纤维，但在用传统化学染 料印染的过程中，不仅受到不同程度的污染，降低了服用性能，排放的大量污水还会污染江河湖海和土地。而天然食品色素是从植物中提炼出的，无毒、无味、无公 害，安全可靠，耐光、耐热、易溶于水。食用色素是与天然染料化学结构完全相同的化学合成染料，它的安全性经联合国粮农组织和世界卫生组织公布完全符合食用 标准，可以放心地用于食品、药品和保健品，更不用说用来染衣服了。用食用色素染出的羊毛和丝绸织物色泽鲜艳，手感柔软。 于伯龄教授还针对棉布、人造丝、尼龙绸、涤纶、真丝、针织羊毛、羊绒衫、各种材料的扣子等的艺术染色，研制开发出系列染料及固色方法，无论上述哪种面料， 都能保持面料原有的手感和风格。他的手绘染料可以满足喜欢与众不同的人自己在衣服上吟诗作画的愿望，无论是丝绸的、羊毛的、棉布的衣服，想怎么画就怎么 画，想画在哪儿就画在哪儿。    　　   　　绿色染料应包括以下几方面内容：    　　1、不含在特定条件下会裂解产生22种(或24种)致癌芳香胺的偶氮染料，或染料中不含有22种(或24种)游离致癌芳香胺；  　　2、染料本身无致癌性和致敏性；  　　3、可萃取的重金属在限值以下；  　　4、甲醛含量在限值以下；  　　5、不含环境激素；   　　6、不含杀虫剂和含氯有机载体的持续性有机污染物；  　　7、不会产生环境污染的化学物质；   　　8、非结构性因素的现用染料采用清洁生产和新技术。   除以上内容外，绿色染料还必须在染色性能(包括色光和鲜艳度、上染率、固色率、提升率、匀染性、重现性等)，牢度性能，简化应用工艺，降低能耗、水耗，减少印染污水和价格等方面，超过被禁用的染料及现用的非禁用染料的水平　　染料的发展历来是与纤维的开发紧密相关联的。1935年和1938年相继开发了尼龙66和尼龙6，1949有了1:2金属络合染料(中性染料)；1941年开发了聚酯纤维，在醋酸纤维用分散染料基础上，1953年发展更名为分散染料；1942年开发出聚丙烯腈纤维，1995年有了腈纶用的阳离子染料。20世纪90年代后期开发了PTT纤维和PLA纤维，必将有新的更适合新纤维用的分散染料。而且当今的染料还要考虑生态环保这一重要因素，开发新的绿色染料。　　世界和我国近几年的纤维产量以涤纶和棉为主，2003年世界纤维总产量5200万吨，其中化纤产量2720万吨(其中涤纶为2100万吨)，棉产量2200万吨。2003年我国纤维总产量1800万吨，化纤为1161万吨(涤纶为913万吨)，棉花达624万吨。染料的发展必需与之相适应，才能满足需要，因此分散染料与纤维素纤维用染料的产量和品种是各类染料之首。纤维素纤维用染料中以活性染料为主，它的需求量迅猛增加，而直接、硫化和还原染料基本上维持原有水平，冰染染料呈现大幅下降趋势。2004年世界纤维素纤维染料的年耗量36.3万吨，其中活性染料17.8万吨(占49%)，硫化染料7万吨(占19.3%)，直接染料6.8万吨，(占18.7%)，还原染料3.4万吨(占9.4%)，冰染染料1.3万吨(占3.6%)。粗略统计自1999年至2003年在化学文摘(C.Aehemieal Abstrat)上摘录的活性染料和分散染料的论文和专利分别为640篇和554篇，占染料论文和专利的绝大部分。因此染料的发展包括绿色染料的开发是以活性染料和分散染料为主。本文主要阐明活性、分散、直接和酸性染料的开发与应用，其它染料或因环保问题和性能低下而遭淘汰，或因应用很少，因此不加叙述。　　   (一)绿色染料的涵义  　　  根据上述各类染料可能发生的生态环保问题，绿色染料应包括以下几个方面的内容：　　  1.不含有在特定条件下会裂解产生22种(或24种)致癌芳香胺的偶氮染料，或染料中不含有22种(或24种)游离致癌芳香胺。　　  2.染料本身无致癌性和致敏性　　  3.可萃取的重金属在极限值以下　　  4.甲醛含量在极限值以下　　  5.不含环境激素　　  6.不含杀虫剂和含氯有机载体的持续性有机污染物　　  7.不会产生环境污染的化学物质　　  8.非结构性因素的现用染料采用清洁生产和新技术。　　  除以上内容以外，绿色染料还必须在染色性能(包括色光和鲜艳度、上染率、固色率、提升率、匀染性、重现性等)、牢度性能、简化应用工艺、降低能源、水耗、减少印染污水和价格等超过被禁用的染料及现用的非禁用染料的水平。总之，绿色染料的开发是染料发展历史上的一个里程碑，不仅是应对“绿色壁垒”挑战的需要，绿色染料的研究和开发将继续不断发展下去。　　  (二)绿色活性染料　　  近年来，绿色活性染料的研究和开发从以下三个方面作为重点。  即：活性染料分子结构的发展、应用发展所需要的活性染料、更高牢度要求所需要的活性染料，分子结构的发展是后两者发展的基础。　　活性染料分子结构发展和新品种的开发应用　 　活性染料分子结构以活性基、染料母体和连接基三部分组成。活性基影响活性染料与纤维素纤维形成共价键的反应能力，以及染料的耐氧化性，耐酸碱性和耐热性 的能力。染料母体对活性染料的色泽鲜艳度、溶解性、上染率、固着率、匀染性和染色牢度起着决定性的作用。连接基是把活性基和染料母体结合成一个整体，起到 平衡两个组成部分并使其产生优异的性能。　　 活性基的发展　　活性染料自问世50年 来，活性基的开发不下上百种，但真正工业化的很少，主要集中在含卤均三嗪和乙烯砜两类活性基上。为了提高活性染料的固着率，在染料分子中引入两个相同或相 异的活性基。对于双活性基染料而言，由于两个活性基的活性不同，在染料分子中的位置不同，影响了它们的吸尽率、固着率、匀染性和可洗涤性等性能。从生态环 境保护要求，应用性能，牢度性能和经济性等分析较集中在双活性基染料上。　　相异双活性基染料　　一氯(氟)均三嗪和乙烯砜的异种双活性基染料是近年来发展最快、品种最多的一类活性染料。这类双活性基染料都是单侧型的，两个活性基连接在整个染料的一侧，通过共轭系统相互影响而产生协同效应，其反应性能比单独存在时强。整个染料的反应性介于二氯均三嗪和一氯均三嗪之间，比乙烯砜强1.3倍以上。但是两个活性基的反应性不同，乙烯砜比一氯均三嗪活泼得多，它们与纤维素纤维的反应速度差3-7倍，这也与一氯均三嗪与纤维反应时空间障碍较大有关。为了平衡两个活性基的反应性，Ciba精化公司开发了一氟均三嗪与乙烯砜的双活性基染料，因为一氟均三嗪与纤维的反应速度比一氯均三嗪大4.6倍，它与乙烯砜基的反应性更加匹配，固色率因此也高。　异种双活性基染料成为当前最为优选的活性染料，品种遍布世界各大染料企业。例如：上海染化八厂的ME型活性染料有13个品种：即：活性黄M-2RE，黄、M-3RE(C.I.活性黄145)，红M-2BE(C.I.活性红194)，红M-3BE(C.I.活性红195)，艳红M-BE，蓝M-BRE(C.I.活性蓝221)，深蓝M=BE，深蓝M-2GE(C.I.活性蓝194)，紫M-RE，藏青M-3BRE，藏青M-GBE，棕M-2RBE及深绿M-4BE。　　  上海万得化工有限公司的Megaflx B型活性染料有14个品种。即：Megafix黄B-4GLN(C.I.活性黄167)，金黄B-4RFN(C.I.活性黄145)，橙B-2RLN，红B-2BF(C.I.活性红194)，红B-3BF(C.I.活性红195)，大红B-3G(C.I.活性黄167)，Brill. YelloW 3RF(C.I.活性黄145)，Brill.Red CF(C.I.活性红223)，Brill.Red 2BF (C.I.活性红194)，Brill.Red 3BF(C.I.活性红195)， Brill.Scarlet 2GF(C.I.活性红222)，紫B-5RV，翠蓝B-BCF(C.I.活性黄231)，艳蓝B-RV，深蓝B-2GLN(C.I.活性蓝194)，绿B-4BL，棕B-R，黑B-GRFN及黑B-GFF。近年来国内活性染料发展速度迅猛，2004年产量为14万吨以上，商品牌号五花八门，既无C.I.结构号，也不公开分子结构式。　  日本住友化学株式会社于1980年最早开发这类活性染料。商品名为Sumifix Supra，现有16个品种。即：Sumifix Supra Brill.Yellow 3GF(C.I.活性红223)，Brill.Red 2BF(C.I.活性蓝222)，Tuiquoise Blue BGF(C.I.活性蓝231)，Brown5BRF(C.I.活性棕46)。　　  以上三个系列是早期开发的异种双活性基染料，它们的分子结构式大部分已经公开。