第十章活性染料 活性染料的发展 ◆活性染料的结构及性能 活性染料的染色机理 ◆活性染料的性能改进与发展
第十章 活性染料 ❖ 引言 ❖ 活性染料的发展 ❖ 活性染料的结构及性能 ❖ 活性染料的染色机理 ❖ 活性染料的性能改进与发展
引言 早在一个多世纪之前,人们就希望制得能够与纤维形成共价 键合的染料,从而提高染色织物的耐洗牢度。直到1954年,卜 内门公司的拉蒂( Rattee)和斯蒂芬( Stephen)在应用中发现 含二氯均三嗪基团的染料在碱性条件下可与纤维素上的伯羟基 发生共价键合,进而坚牢地染着在纤维上,就此出现了一类能 与纤维通过化学反应生成共价键的反应性染料,亦被称为活性 染料。活性染料的岀现,为染料的发展史揭开了崭新的一页
引言 早在一个多世纪之前，人们就希望制得能够与纤维形成共价 键合的染料，从而提高染色织物的耐洗牢度。直到1954年，卜 内门公司的拉蒂（Rattee）和斯蒂芬(Stephen)在应用中发现 含二氯均三嗪基团的染料在碱性条件下可与纤维素上的伯羟基 发生共价键合，进而坚牢地染着在纤维上，就此出现了一类能 与纤维通过化学反应生成共价键的反应性染料，亦被称为活性 染料。活性染料的出现，为染料的发展史揭开了崭新的一页
活性染料自1956年问世以来,其发展一直处于领先地位。目前 世界上纤维素纤维用活性染料的年产量占全部染料年产量的20 %左右,由于活性染料是取代禁用染料以及其它类型纤维素纤 维用染料如不溶性偶氨染料、硫化染料和还原染料等的最佳选 择之一,同时由于新开发的纤维素产品如 lyocell纤维等产量的 增加,再加上纤维素纤维(主要是棉)的稳定增长,纤维素纤 维用活性染料的年产量将可能继续增长,且其増长速度要比棉 的增长更快。另外,羊毛染色用活性染料的产量虽然无法与纤 维素纤维用活性染料相比拟,但目前也有0.5-0.8%的比例。 同时,由于重金属残量对人体和环境都有影响而受到严格控制 活性染料在用于羊毛和聚酰胺纤维上取代含金属染料的趋势也 在增加
活性染料自1956年问世以来，其发展一直处于领先地位。目前 世界上纤维素纤维用活性染料的年产量占全部染料年产量的20 ％左右，由于活性染料是取代禁用染料以及其它类型纤维素纤 维用染料如不溶性偶氮染料、硫化染料和还原染料等的最佳选 择之一，同时由于新开发的纤维素产品如 Lyocell纤维等产量的 增加，再加上纤维素纤维（主要是棉）的稳定增长，纤维素纤 维用活性染料的年产量将可能继续增长，且其增长速度要比棉 的增长更快。另外，羊毛染色用活性染料的产量虽然无法与纤 维素纤维用活性染料相比拟，但目前也有0.5－0.8％的比例。 同时，由于重金属残量对人体和环境都有影响而受到严格控制， 活性染料在用于羊毛和聚酰胺纤维上取代含金属染料的趋势也 在增加
活性染料之所以普及那么快,是因为该染料具有如下特点 令染料与纤维之间发生共价键结合,活性染料在纤维上一经染 着,就有很好的染色牢度,尤其是湿牢度。此外,染料染着 于纤维后,不会像某些还原染料那样产生光脆损。 令色泽鲜艳度、光亮度特别好,有的可超过还原染料。 生产成本较低,要比还原染料、溶靛素染料便宜得多 令色谱很齐全,一般不要其它类染料配套应用。 令国内已能大量自制,可节约外汇支出
活性染料之所以普及那么快，是因为该染料具有如下特点： ❖ 染料与纤维之间发生共价键结合，活性染料在纤维上一经染 着，就有很好的染色牢度，尤其是湿牢度。此外，染料染着 于纤维后，不会像某些还原染料那样产生光脆损。 ❖ 色泽鲜艳度、光亮度特别好，有的可超过还原染料。 ❖ 生产成本较低，要比还原染料、溶靛素染料便宜得多。 ❖ 色谱很齐全，一般不要其它类染料配套应用。 ❖ 国内已能大量自制，可节约外汇支出
在使用中还存在着一些问题 ☆纤维素用活性染料染色时为了得到高的染料吸尽率,需要耗 用大量的食盐或硫酸钠等电解质,这样染色后的废水成为有 色含盐污水,盐浓度高,色度也高。 ◆活性染料耐氯漂和日晒牢度一般来说不及还原染料,蒽结 构的蓝色品种有烟气褪色现象,有的还会和纤维素纤维发生 不同程度的共价键断裂,并且在染色过程中染料在水中会发 生水解而失去和纤维反应的能力,降低染料的利用率
在使用中还存在着一些问题： ❖ 纤维素用活性染料染色时为了得到高的染料吸尽率，需要耗 用大量的食盐或硫酸钠等电解质，这样染色后的废水成为有 色含盐污水，盐浓度高，色度也高。 ❖ 活性染料耐氯漂和日晒牢度一般来说不及还原染料，蒽醌结 构的蓝色品种有烟气褪色现象，有的还会和纤维素纤维发生 不同程度的共价键断裂，并且在染色过程中染料在水中会发 生水解而失去和纤维反应的能力，降低染料的利用率
活性染料的发展 20年代开始,汽巴公司开始了有关三聚氨氰染料的研究,这 种染料的性能优于所有直接染料,其中特别是 Chloratine Fast Bue8G引入注目。它是将一个含有胺基的蓝色染料与带有三 聚氯氰环的黄色染料组成为绿色调的内分子组合,即 N N OCH OH NH NH一 NHCOCH3 O2N SO3H H3c HO3S SO3H Chloratine Fast Blue 8G
活性染料的发展 20年代开始，汽巴公司开始了有关三聚氯氰染料的研究，这 种染料的性能优于所有直接染料，其中特别是Chloratine Fast Blue 8G引入注目。它是将一个含有胺基的蓝色染料与带有三 聚氯氰环的黄色染料组成为绿色调的内分子组合，即 Chloratine Fast Blue 8G N N N O2N N SO3H N N N OCH3 H3C HO3S SO3H OH NH NH NHCOCH3 Cl
1923年,汽巴公司发现了酸性一氯均三嗪染料染于羊毛上, 能获得高的湿牢度。这是染料与羊毛上的伯胺基或亚胺基形成 羊毛-染料共价键结合的结果,从而在1953年发明了 Cabala Bril型的染料。同时,在1952年,赫斯特公司亦在硏究乙烯 砜基团的基础上,生产了用于羊毛的活性染料,即 Remalan。 但是这两类染料,当时并不很成功。这些研究却引起卜内门公 司拉蒂( Rattee和斯蒂芬( Stephen)的兴趣,他们从研究羊毛活 性染料和三聚氯氰的反应活泼性转到了染纤维素纤维的活性染 料,并在1956年终于生产了第一个棉用商品活性染料,称为普 施安( Procion),即现在的二氯均三嗪染料
1923年，汽巴公司发现了酸性一氯均三嗪染料染于羊毛上， 能获得高的湿牢度。这是染料与羊毛上的伯胺基或亚胺基形成 羊毛－染料共价键结合的结果，从而在1953年发明了Cibalan Brill 型的染料。同时，在1952年，赫斯特公司亦在研究乙烯 砜基团的基础上，生产了用于羊毛的活性染料，即Remalan。 但是这两类染料，当时并不很成功。这些研究却引起卜内门公 司拉蒂(Rattee)和斯蒂芬(Stephen)的兴趣，他们从研究羊毛活 性染料和三聚氯氰的反应活泼性转到了染纤维素纤维的活性染 料，并在1956年终于生产了第一个棉用商品活性染料，称为普 施安(Procion)，即现在的二氯均三嗪染料
1957年,卜内门公司又开发了一氯均三嗪活性染料,称 Procion h。这是因为二氯均三嗪型虽然反应活泼性高,但容 易水解,只适合于低温染色,而一氯均三嗪型活泼性低,稳定 性则较好,更适合于高温染色与印花。 1958年,赫斯特公司又将乙烯砜基活性染料成功地用于纤 维素纤维的染色,称之谓雷玛唑( Remazol)染料。 1959年山德士公司和嘉基公司分别正式生产了另一种活性 基团的染料,即三氯嘧啶型,前者商品名为黛棉丽 ( Drimarene),后者称丽阿通( Reacton)。1971年又在这 一基础上开发出性能更好的二氟一氯嘧啶型活性染料。 196年,汽巴公司硏制岀一种以a-溴代丙烯酰胺的活性 染料,它在羊毛染色上具有较好的性能,这为以后在羊毛上采 用高牢度的染料奠定了基础
1957年，卜内门公司又开发了一氯均三嗪活性染料，称 Procion H。这是因为二氯均三嗪型虽然反应活泼性高，但容 易水解，只适合于低温染色，而一氯均三嗪型活泼性低，稳定 性则较好，更适合于高温染色与印花。 1958年，赫斯特公司又将乙烯砜基活性染料成功地用于纤 维素纤维的染色，称之谓雷玛唑（Remazol）染料。 1959年山德士公司和嘉基公司分别正式生产了另一种活性 基团的染料 ， 即 三 氯 嘧 啶 型 ， 前 者 商 品 名 为 黛 棉 丽 （Drimarene），后者称丽阿通（Reacton）。1971年又在这 一基础上开发出性能更好的二氟一氯嘧啶型活性染料。 1966年，汽巴公司研制出一种以a－溴代丙烯酰胺的活性 染料，它在羊毛染色上具有较好的性能，这为以后在羊毛上采 用高牢度的染料奠定了基础
1972年,卜内门公司又在一氯三嗪型活性染料基础上研制 出具有双活性基团的染料,即 Procion he。这类染料在与棉纤 维的反应性、固色率等性能方面又有进一步的改进。 1976年,卜内门公司又生产了一类以膦酸基为活性基团的 染料,它可以在非碱条件下和纤维素纤维形成共价键结合,特 别适合于和分散染料同浴染色或同浆印花,商品名称为普施安 。说明活性染料的应用已渗透到化纤混纺产品的领域。 1980年,日本住友公司在乙烯砜型 Sumifix染料基础上又 开发出乙烯砜与一氯均三嗪双活性基团的染料,不仅固色率有 所提高,而且具有优异的坚牢度。 1984年日本化药公司又在化纤混纺染色方面取得进展,研 制出一种商品名为卡雅赛隆( Kayacelon)的活性染料,是在均 三嗪环的基础上加入菸酸取代基。它可以在高温和中性条件下 和纤维素纤维起共价键反应,因而特别适合用于分散/活性染」 料高温高压浴染色法的染棉混纺织物
1972年，卜内门公司又在一氯三嗪型活性染料基础上研制 出具有双活性基团的染料，即Procion HE。这类染料在与棉纤 维的反应性、固色率等性能方面又有进一步的改进。 1976年，卜内门公司又生产了一类以膦酸基为活性基团的 染料，它可以在非碱条件下和纤维素纤维形成共价键结合，特 别适合于和分散染料同浴染色或同浆印花，商品名称为普施安 T。说明活性染料的应用已渗透到化纤混纺产品的领域。 1980年，日本住友公司在乙烯砜型Sumifix染料基础上又 开发出乙烯砜与一氯均三嗪双活性基团的染料，不仅固色率有 所提高，而且具有优异的坚牢度。 1984年日本化药公司又在化纤混纺染色方面取得进展，研 制出一种商品名为卡雅赛隆(Kayacelon)的活性染料，是在均 三嗪环的基础上加入菸酸取代基。它可以在高温和中性条件下 和纤维素纤维起共价键反应，因而特别适合用于分散/活性染 料高温高压一浴染色法的染涤/棉混纺织物
1958~1965年我国主要生产X型、K型和KD型共3个品种。 60年代后期至70年代初相继发展了KN型和M型活性染料。70 年代中期开发了含膦酸基的新的P型活性染料。80年代初期又 开发了含氟氯嘧啶的F型活性染料以及含甲基牛磺酸乙基砜的 W型毛用活性染料。近年又开发出KE型、R型(含菸酸取代基) 及含二氯喹嘌啉的E型活性染料,约11个大类、150个品种, 产品基本上满足国内印染工业的需要,并且每年有大量出口。 在新的研究领域,如双分子活性染料、毛用活性染料,涤棉混 纺一浴一步高温高压法用染料等方面,均进行了与生产密切结 合的研究
1958～1965年我国主要生产X型、K型和KD型共33个品种。 60年代后期至70年代初相继发展了KN型和M型活性染料。70 年代中期开发了含膦酸基的新的P型活性染料。80年代初期又 开发了含氟氯嘧啶的F型活性染料以及含甲基牛磺酸乙基砜的 W型毛用活性染料。近年又开发出KE型、R型(含菸酸取代基) 及含二氯喹噁啉的E型活性染料，约11个大类、150个品种， 产品基本上满足国内印染工业的需要，并且每年有大量出口。 在新的研究领域，如双分子活性染料、毛用活性染料，涤棉混 纺一浴一步高温高压法用染料等方面，均进行了与生产密切结 合的研究