染料特性介紹
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活性染料
現(xiàn)代染色技術(shù)及其發(fā)展
摘要：本文簡要回顧了染色的發(fā)展，重點分析了現(xiàn)在染色的發(fā)展趨向和成就，特別對生態(tài)染色，新纖維和多組分紡織品染色作了評述，還結(jié)合作者研究成果，介紹了一些新的染色技術(shù)，文章最后對未來染色作了預(yù)測，認為除了發(fā)展生態(tài)染色外，新纖維、新材料會更快速度出現(xiàn)，非水、節(jié)水染色會更成熟，信息網(wǎng)絡(luò)生產(chǎn)會更普遍，染色是高度自動化的。作者還認為仿生著色，包括多功能染色和色素生色與結(jié)構(gòu)生色有機結(jié)合將會大大改善目前的染色效果，提高紡織品染色水平。
中國是絲綢的故鄉(xiāng)，很早就掌握了絲綢的染色技術(shù)，這在明代科學(xué)家宋應(yīng)星所著的《天工開物》一書中有詳細的記載，包括如何提取植物染料，如何進行染色。近幾十年我國紡織染整工業(yè)有了長足進步，已是世界紡織大國，從纖維生產(chǎn)，紡織染整加工到服裝生產(chǎn)，其產(chǎn)能已處世界前列，并帶動了染料、助劑和化學(xué)品的迅速發(fā)展。但是，紡織染整這個傳統(tǒng)工業(yè)，也遇到許多問題，特別是生態(tài)環(huán)境壓力愈來愈大，作為世界最大生產(chǎn)國的我國，尤為突出。
支持紡織染整技術(shù)發(fā)展的要素很多，有“硬件”因素，也有“軟件”因素，“硬件”因素主要指纖維材料、染化料、加工機械和配套設(shè)備等幾方面，“軟件”因素則主要指信息產(chǎn)品設(shè)計、加工工藝和管理技術(shù)等幾方面。當(dāng)然這些因素都支持紡織染整技術(shù)的發(fā)展，對我國來說，這些因素和世界先進水平相比，有很大差距。
紡織品染色的近代進展也是直接決定于這些因素的發(fā)展。本文主要分析染色技術(shù)的近代進展，特別是新纖維、多組分纖維紡織品染色和生態(tài)染色。
1．現(xiàn)代染色技術(shù)
近代紡織品染色始于18世紀，它是隨著化學(xué)纖維、染料和化學(xué)品、以及設(shè)備的發(fā)展逐步建立起來的，現(xiàn)在已成為獨立的一個學(xué)科。
促使現(xiàn)代染色技術(shù)發(fā)展的因素主要有以下一些：
（1）新纖維和新的組織結(jié)構(gòu)紡織品的快速出現(xiàn)；
（2）新染料和化學(xué)品、加工設(shè)備的不斷開發(fā)和應(yīng)用；
（3）紡織品的生態(tài)要求不斷嚴格和新的環(huán)保法規(guī)不斷頒布和實施；
（4）世界資源和勞動力供應(yīng)不斷緊張和加工成本不斷上升；
（5）現(xiàn)代染色理論不斷深入和近代科學(xué)技術(shù)成果不斷應(yīng)用于染色加工。
現(xiàn)對近代發(fā)展最快和最重要的因素和染色技術(shù)介紹于下：
1．1新纖維和多組分纖維紡織品染色
隨著人們生活質(zhì)量不斷提高，也隨著現(xiàn)代新材料的不斷開發(fā)，新型纖維出現(xiàn)愈來愈快，品種愈來愈多，僅從我國生產(chǎn)的化纖來看，目前已有275大類之多。已經(jīng)大量商品化的新合成纖維包括超細、PLA、PTT和PDT和相關(guān)的異形、差別化纖維等；新再生纖維包括Lyocell、竹原纖維等，以及各種多組分化學(xué)纖維，包括大豆蛋白、蠶蛹蛋白和牛奶蛋白纖維等。
紡織品的組成和組織結(jié)構(gòu)也日新月異，特別是多種纖維的混紡、交織和復(fù)合紡織品愈來愈多。在這方面，目前我國和世界先進水平還存在較大差距，例如從最近統(tǒng)計的國內(nèi)出口面料平均纖維組分僅為1.3種，而同時進口的國外面料平均纖維組分則為5.6種，個別面料多達7~8種纖維。
正在開發(fā)的新纖維還有許多，包括各種轉(zhuǎn)基因纖維。
纖維和紡織品的“新”和“多”對紡織品染色提出了新的要求，要求有新的染色技術(shù)相適應(yīng)[3]。它們?nèi)旧攸c之一是為適應(yīng)“新”特性，需要選用新的染料和采用新的工藝，例如滌綸超細纖維染色的分散染料，要求顯色性、勻染性和色牢度特別好，配套的助劑和升溫工藝也與常規(guī)纖維不同，其它新纖維染色適用的染料也都有新的要求，為此近年來國內(nèi)外染料生產(chǎn)公司通過篩選和研發(fā)，有各種系列專用染料供應(yīng)。特點之二是為了適應(yīng)“多”組成，使多種組分都能染上顏色，而且不同組分間的同色性要好。因此，近年來開發(fā)了多種染料分浴或同浴染色的染料和工藝，例如分散/活性染料染色、分散/酸性染料染色、活性/酸性染料染色，以及分散/陽離子染料染色等，以適用于滌綸與纖維素纖維、錦綸和腈綸；纖維素纖維與錦綸、羊毛和蠶絲，以及它們與氨綸的多組分纖維紡織品染色，染色工藝有兩浴法、一浴兩步法和一浴法等。
為了簡化工藝節(jié)水節(jié)能，各大公司和一些研究單位還在研究用單種染料染多種組分的染料和染色工藝，這包括用單種分散染料染滌綸和羊毛，錦綸及蠶絲；用單種活性染料染纖維素纖維和羊毛、蠶絲和錦綸，也包括含多種組分的蠶蛹蛋白纖維、大豆白纖維等。近年來還在開發(fā)分散-活性、分散-陽離子-活性染料，以便適用于染多種組分。我們研究證明，在專用助劑存在時，分散染料可以充分上染羊毛、蠶絲、錦綸和氨綸[4，5]，因而可以一浴染多種纖維的紡織品。
無論是用兩種染料同浴染色，或是一種染料染多種組分，為了使染料對多種組分均衡上染，提高同色性和包牢度，需要制定新的染色工藝，特別是控制升溫程序和調(diào)節(jié)染浴中的PH值，目前已有許多控制PH值的助劑供應(yīng)，大多數(shù)是利用升溫過程使PH值從堿性滑向中性和酸性，也有反向滑動的，這對PH值敏感的纖維和染料染色非常有效，不僅減少纖維和染料的損傷，還可以提高上染率、同色性、勻染性和色牢度。我們利用此原理，使活性染料與酸性染料可以同浴染棉/錦織物，并利用其水解染料具有酸性染料的性能，在酸性介質(zhì)可上染錦綸，充分利用染料，并減少了污水中的水解染料〔6〕。
1．2新染料、助劑和設(shè)備
為了適應(yīng)染色需要，近年來新染料和助劑不斷涌現(xiàn)[7]，新染料和助劑的開發(fā)主要為了適應(yīng)以下一些要求：
（1）替代禁用染料和助劑，開發(fā)環(huán)境友好的染料和助劑；
（2）適應(yīng)新纖維和多組分紡織品染色的需要；
（3）適應(yīng)新工藝、新設(shè)備加工的需要；
（4）適應(yīng)高效、節(jié)水、節(jié)能加工的需要。
雖然各類染料和助劑都有了明顯的發(fā)展，但發(fā)展最快和最重要的仍是活性和分散染料及相關(guān)助劑[7-8]。
活性染料的開發(fā)包括新的發(fā)色體、活性基及其在分子中的組合、連接基和不同染料的拼混，此外，商品染料的后加工也有了很大提高，新的活性染料性能主要表現(xiàn)在：
（1）高發(fā)色強度、高直接性和固色性；
（2）高牢度，包括耐曬、摩擦、汗光、耐氯和皂洗牢度等；
（3）低鹽、低堿或中性染色和固色；
（4）環(huán)境友好，不含有害的芳胺，重金屬和甲醛等物質(zhì)；
（5）勻染性、重現(xiàn)性和配伍性好。
除此之外，為了適應(yīng)染色或印花新工藝的推廣，還開發(fā)了許多專用活性染料，例如噴墨印花，小浴比，一浴法染色用的活性染料。
必須強調(diào)的是，在這些改進中，開發(fā)多活性基，包括相同和相異的多活性基染料最為突出，不僅已有一大批雙活性基染料問世，還開發(fā)了三或四活性基染料，這樣可以大大提高活性染料的固色率和濕牢度。通?；钚匀玖系哪阁w結(jié)構(gòu)是酸性染料，直接性不高，為了提高直接性，使活性染料分子線形結(jié)構(gòu)特牲增強，少數(shù)芳環(huán)共平面性也很強，這些染料有較高的直接性。
除了纖維素纖維用活性染料外，還開發(fā)了不少毛用活性染料。
前面已經(jīng)指出，一些新纖維和多組分纖維，例如蠶蛹蛋白纖維和竹纖維非常適合用活性染料染色，我國技術(shù)人員對此作了篩選，使活性染料對這些纖維有很好的效果。
分散染料也是近年來發(fā)展的重點之一，也出現(xiàn)了不少新品種，它們有的具有新的特別是一些新雜環(huán)結(jié)構(gòu)發(fā)色體，有的在劑型上有了改進，使分散染料具有高上染率，深染性或提升性和高牢度，包括水洗、摩擦、耐熱遷移和沾色牢度。
同理，新開發(fā)的分散染料是環(huán)保型的，不含有害芳胺、重金屬等物質(zhì)。為了適應(yīng)堿性染色或與活性染料一浴染色，開發(fā)了一批耐堿性強的分散染料。
為了適應(yīng)超細滌倫、PLA、PTT和PDT新纖維染色開發(fā)了一系列新的分散染料。適合超細滌綸染色的分散染料顯色性和提升性要好，勻染性、色牢度和重現(xiàn)性也好，各公司都有系列染料供應(yīng)，適合PLA纖維染色的分散染料應(yīng)具有染色溫度低、上染率和提升性好，此外，還特別要求耐光和濕牢度好。適合PTT和PDT纖維染色的染料。為了適應(yīng)超臨界CO2流體染色，含氨綸紡織品染色和噴墨印花，也開發(fā)了或正在開發(fā)專用分散染料。
除了開發(fā)新的活性和分散染料外，為適應(yīng)多組分纖維紡織品或新工藝染色，正在開發(fā)可染多種纖維的復(fù)合性染料，例如，分散-活性染料，分散-陽離子-活性染料等，不過它們目前還未能大量工業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用。
新的染色設(shè)備主要表現(xiàn)在縮短染色時間，減小浴比，例如降到3：1，甚至更低，降低化學(xué)品、水、能量消耗，提高自動化程度以求減少勞動力，甚至達到全自動控制，應(yīng)用最多的噴射染色機采用氣流噴射后，不僅減少了水耗，還可以大大提高能量轉(zhuǎn)換、降低織物在湍流液體中的摩擦力，新設(shè)備還可在加料、升溫、控時和在線監(jiān)測等方面高度自動控制，使從小樣到大樣生產(chǎn)的誤并得到控制，做到“一次正確”染色和“受控”染色[9]。
1．3染色新技術(shù)
近年來隨著纖維、染料和助劑化學(xué)品的發(fā)展，也隨著設(shè)備和計算機的發(fā)展和應(yīng)用，染色技術(shù)也有了很大進步，特別表現(xiàn)在加工堅牢、環(huán)保的產(chǎn)品，提高加工效率，降低能耗，節(jié)約染化料，改善生態(tài)環(huán)境的一些新工藝。
染色用的染料以活性和分散染料最重要，因此，許多染色新工藝也是屬這兩類染料。此外，其它染料，包括還原，硫化染料的染色新工藝也有出現(xiàn)。
1．3．1活性染料染色
活性染料不僅用于染纖維素纖維紡織品，也開發(fā)用于蛋白質(zhì)纖維和一些合成纖維，例如錦綸，還用于多組分纖維及其紡織品，例如蠶蛹蛋白和大豆蛋白纖維和各種混紡、交織物。
1．3．1．1受控染色
近年來一些染料生產(chǎn)公司，生產(chǎn)了許多配伍性能良好的活性染料，并應(yīng)用染色特征值表示各染料的染色性能，供應(yīng)用廠家選用，最重要的染色特征值有S、E、M1或LDF、T50或R和F值，它們分別表示活性染料浸染時第一次、第二次的上染率，移染或勻染性、固色速率和最后固色率，這些特征值反映了染料的直接性、移染性、固色速率和固色準(zhǔn)備就緒等性能。當(dāng)然，這些特征值是在一定染色條件下得到的，染色條件和工藝變化，它們會變化，但用推薦的染色工藝染棉纖維，這些特征值相近時，各染料有良好的配伍性或配伍因子RCM（Reactive dye Compatibility Matrix ）。
各染料公司生產(chǎn)的染料，染色特征值相同或相近時，有很好的染色效果，這些染料包括ProcionH-EXL、 Procion XL Remazol RR、 IntracronCDX和Sumifix HF等。
應(yīng)用上述染料，結(jié)合應(yīng)用電腦技術(shù)，建立嚴格的染色監(jiān)測系統(tǒng)和質(zhì)量控制和修正系統(tǒng)后，就可以進行受控染色，大大提高染色一次成功率（RFT），降低成本，提高效率，減少污水，節(jié)約染化料和能源[8]。
1．3．1．2濕短蒸染色
活性染料軋染工藝有多種，最常見的是軋-烘-蒸工藝，此工藝常需用尿素，帶來不少環(huán)保問題。此外，染料泳移，染料固色率低和耗能高也影響它的應(yīng)用。根據(jù)此工藝染料上染、固著與織物的濕度及含水率存在緊密關(guān)系，特別是織物經(jīng)過浸軋，烘干后，進入蒸箱時，升溫快，并會發(fā)生過熱（即超過蒸汽溫度）的現(xiàn)象，大大降低了染料的上染速度，降低了固色率，透染和勻染性也不高，為此近年來開發(fā)了多種加熱載體的濕短蒸工藝。
通常干織物進入蒸箱，即使是飽和蒸汽蒸箱，也會出現(xiàn)以下四個過程，即預(yù)熱升溫-過熱-降溫-與蒸汽溫度平衡。第一階段預(yù)熱升溫是通過和蒸汽發(fā)生汽熱交換，當(dāng)達到蒸汽溫度（100℃）后，不僅由于水分子與纖維素分子發(fā)生化學(xué)吸附（氫鍵）放熱，迅速使織物過熱，這樣減少了纖維溶脹和染料的溶解，并加快了染料的水解，對活性染料上染和固色極為不利。濕布進入蒸箱不僅可以延緩升溫速度，使纖維保持較多的水分，并可防止發(fā)生過熱現(xiàn)象，有利于染料上染和固色，只要織物含溫率控制適應(yīng)還可減少染料水解。當(dāng)然，織物帶水量過多，不但升溫太慢，水解速度反而會加快，對棉織物來說，含水率25-30%較合適。
近年來開發(fā)的濕短蒸工藝，雖然設(shè)備不同，但都是濕蒸，特別是通過電腦進行嚴格精確的控制，使溫度和染料的上染和固著速度相適應(yīng)，可以達到最佳的上染和固色，例如Monforts和BASF聯(lián)合開發(fā)的Econtrol的軋染濕蒸聯(lián)合機，不僅可適用于機織物，也可適用于針織物的濕短蒸染色加工。國產(chǎn)也有類似的設(shè)備，并對染色工藝進行了研究。
應(yīng)用這種工藝的最大特點是流程短，固色率高，節(jié)能和化學(xué)品，可以不用尿素，減少了污染，勻染和透染性也好，由于這種工藝需精確調(diào)節(jié)溫度和濕度，這兩個參數(shù)又是相關(guān)的，并直接影響染料的上染（擴散）和固色速度，因此對設(shè)備要求高，對不同的染料（反應(yīng)性和擴散速度）、纖維（吸濕性、微結(jié)構(gòu)）和染色深度（染料濃度和提升性），染色條件應(yīng)不同。雖然可以不用尿素，但并不是說，助劑對它不起作用，適當(dāng)?shù)闹鷦┛梢蕴岣吖躺?，或降低固色溫度，減少堿劑用量，我們研發(fā)的中性固色劑NF原來是為了分散/活性染料中性一浴固色用的，配套助劑是雙氰胺，固色溫度為200-210℃。一些單位將它應(yīng)用于濕短蒸染色，由于濕短蒸工藝固色溫度相對較低，織物含濕率較高（25-30%）， 應(yīng)用這只助劑雖然有一定的效果，但不是非常理想。應(yīng)該研發(fā)對應(yīng)的染色助劑，對不同類別的活性染料和織物，染色工藝也應(yīng)不同，這些都有待今后繼續(xù)研究。
1．3．1．3交聯(lián)染色
交聯(lián)染色原主要針對一些不能和纖維發(fā)生共價鍵結(jié)合的染料，例如直接染料，應(yīng)用交聯(lián)劑，將它們交聯(lián)結(jié)合在纖維上的染色工藝。
近年來，為了提高活性染料的固色程度和染色牢度，也研究了不少交聯(lián)劑和交聯(lián)染色工藝，我們對此也作了一些研究。交聯(lián)染色實際上就是利用交聯(lián)劑，在活性染料染色過程中，將水解染料交聯(lián)固著在纖維上?；钚匀玖系乃馊玖系臄?shù)量有時可高達30-40%，不僅降低了染料利用率，還降低了染色牢度，也增加了污染，基于水解染料都含有水解后產(chǎn)生的羥基，而母體結(jié)構(gòu)和活性染料完全一樣，染色時也同時上染吸附在纖維上，所以用交聯(lián)劑將它們固著在纖維上后，色光和活性染料完全一樣，牢度也很好，活性染料染構(gòu)用的交聯(lián)劑實際上是一些不含發(fā)色體的“活性染料”，含有兩個以上的活性基，性能和活性染料近似，應(yīng)用工藝也完全一樣。
應(yīng)用交聯(lián)劑后，可以將大部分水解染料固著在纖維上，濕摩擦牢度可提高1級左右，這是近年來研究的一種新的活性染料染色工藝，有關(guān)它的詳細知識，我們將另有專文介紹。
1．3．2其它類染料染色
近年來，其它類染料染色也有進展，其中尤以電化學(xué)還原染色受到大家的注意，傳統(tǒng)還原或硫化染料染色都是用化學(xué)還原劑對染料還原，例如用保險粉，工業(yè)生產(chǎn)會產(chǎn)生大量廢水，生產(chǎn)成本也不斷上升，很早以前人們就設(shè)想通過電化學(xué)使染料直接從電極獲得電子，還原成隱色體后進行染色，而不用還原劑，這樣無污染問題。在上世紀60年代初我們就曾在熔態(tài)金屬機上，以熔態(tài)金屬作為電極，使還原染料母體還原成可溶性的隱色體，并在熔態(tài)金屬的軋壓下，滲透進織物，防止空氣氧化，上染纖維。實驗證明可以染淺中色，不必用保險粉，只需用還原染料的懸浮體和NaOH，浸軋時間很短，只有幾十秒名，由于不能染深色，當(dāng)時未繼續(xù)試驗下去國外在1960年左右，澳大利亞發(fā)表了還原染料電化學(xué)還原染色的專利，后來BASF公司等又相繼開發(fā)了染色工藝和設(shè)備，由于它的良好環(huán)保性，備受大家注意[7，13]。
電化學(xué)還原染色有直接法和間接法兩種。直接法是使染料直接從陰極得到電子，變成隱色體，并溶于堿性溶液中，間接法則是通過媒體先與電極反應(yīng)，生成還原態(tài)媒體再將染料還原成隱色體上染纖維。由于染料母體不溶于水，較難直接被電極還原，故通常用間接法效率極高。
可作為媒體的化合物很多，有無機化合物和有機化合物兩大類，無機化合物多為一些金屬絡(luò)合鹽，特別是一些Fe2+的絡(luò)合物，它有許多不同的配位體，特別是一些在堿性溶液中穩(wěn)定的絡(luò)合物，而且易于從Fe3+還原成Fe2+(在堿性溶液中氧化還原電拉至少低于-600mv，最好低于-1000 mv），這樣可以使包括靛藍等的還原染料還原成隱色體。此外，從陰極轉(zhuǎn)移電子至氧化態(tài)媒體（Fe3+絡(luò)合物）的速度應(yīng)高，同理還原態(tài)媒體（Fe2+絡(luò)合物）轉(zhuǎn)移電子到染料母體的速度也應(yīng)快，媒體可以重復(fù)循環(huán)使用。
間接法電化學(xué)還原機理如下（以Fe2+三乙醇胺絡(luò)合物為例）；
第一步還原是Fe3+絡(luò)合物在陰極還原；
Fe3+L+e= Fe2+L（L為三乙醇胺配體）
被還原后的絡(luò)合物從電極擴散至染料母體，并將它還原
上染的染料隱體最后氧化成難溶性的染料母體固著在纖維上：
對復(fù)雜結(jié)構(gòu)的還原染料，有多個羰基，還原反應(yīng)較復(fù)雜，也和常規(guī)還原方法一樣，會出現(xiàn)過還原等問題，所以對不同染料應(yīng)選用不同的電化學(xué)還原條件，有關(guān)它們的具體工藝還需進一步研究，由于它可以不用或少用還原劑，也較容易控制，所以是值得開發(fā)的。當(dāng)前特別適合用于單一染料染穩(wěn)定的產(chǎn)品，例如靛藍染牛仔布，據(jù)說國外已有應(yīng)用。另外對我國生產(chǎn)的蠟染產(chǎn)品，也是適用的，因為這類產(chǎn)品，應(yīng)用染料單一，對勻染要求較低。此外，為了穩(wěn)定工藝，在常規(guī)染色時，應(yīng)用電化學(xué)還原來降低保險粉用量也是可行的。
其它類染料染色新工藝還有不少，包括分散、酸性染料的染色新工藝，已有不少文章介紹，本文不再重復(fù)，它們的特點都是朝高效、堅牢、清潔環(huán)境友好方向發(fā)展，本文后面也將作一些介紹。
1．4染后水洗技術(shù)
活性染料固色后要充分水洗，特別是近年來深色產(chǎn)品，如果水洗不充分，不僅影響產(chǎn)品的色牢度，還會加速染色產(chǎn)品在應(yīng)用時發(fā)生斷鍵，使產(chǎn)品顏色不穩(wěn)定。在染色濕牢度中，除了皂洗牢度外，濕摩擦牢度往往成為產(chǎn)品最重要的一個技術(shù)指標(biāo)，而它又和染后水洗密切有關(guān)。
近年來對染后水洗進行了大量研究，一方面是為了改善產(chǎn)品的牢度，另一方面是為了節(jié)水和減少污水，為了提高水洗效益，首先對水洗原理和評估標(biāo)準(zhǔn)作了深入研究，提出了間歇式和連續(xù)式換水的理論關(guān)系式。并根據(jù)水洗不同階段去除物性質(zhì)不同，設(shè)計了不同階段的水洗技術(shù)參數(shù)，認為水洗主要由三個步驟組成，即：
（1）稀釋交換階段，此時主要通過水的交換，沖稀一些對纖維無直接性的物質(zhì)，例如鹽類和浮色。
（2）加速水解染料從纖維內(nèi)擴散出來的階段，為了加速擴散速度，必須提高溫度至近沸（皂洗）。
（3）使已擴散出來的水解染料洗除，先用熱水，后用冷水進行稀釋交換。
根據(jù)上述水洗過程，設(shè)計了聲名狼藉種水洗工藝，改進了水洗設(shè)備，其中最重要的發(fā)展有以下幾點：
（1）將過去染后大流量冷水洗，改為熱水洗（60-70℃），有的工藝還將間歇式換水改為連續(xù)式換水，但水流量精確控制，大大減少：
（2）大浴比水洗不斷改為小浴比或超小浴比水洗；
（3）緩流式水洗，不斷改為快速液液水洗
（4）經(jīng)驗式控制水洗改為受控水洗；
(5) 應(yīng)用常規(guī)水洗助劑改用高效分散螯合劑幫助水洗。
其中，特別是采用受控水洗后，流程大大縮短，用水量大大減少，污水也大大減少。加工成本也大大減少，而效率則大為提高。新式小浴比染色機均可進行受控水洗。
1．5染色加工的環(huán)境壓力
染色加工受到的最大壓力還是環(huán)境壓力，目前主要包括含致癌芳胺和重金屬（六價鉻等）禁用染料的替代，嚴格選用各類化學(xué)品，治理三廢，節(jié)水節(jié)能，監(jiān)測和控制產(chǎn)品的生態(tài)標(biāo)準(zhǔn)等，這些問題不解決，染色加工的生存也將有問題。
生態(tài)染色是一個系統(tǒng)工程，首先要合理選用原材料，包括纖維、染料、助劑和化學(xué)品。其次要建立生態(tài)生產(chǎn)，減少染料、助劑和化學(xué)品、水和能源的消耗，并對三廢進行有效治理，污水達標(biāo)排放。最后對產(chǎn)品要有嚴格的監(jiān)測和控制其生態(tài)標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)安全健康的產(chǎn)品。
生態(tài)紡織品應(yīng)符合Eco-Tex Standard 100的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，即具有“六不：不含致癌芳胺或不會裂解釋放致癌芳胺，不含過敏性染料、助劑和化學(xué)品，不超標(biāo)含重金屬，不超標(biāo)含甲醛，不含可吸收有機鹵化物和不易產(chǎn)生污染環(huán)境或三廢治理達標(biāo)。 這些環(huán)保生態(tài)要求不斷在提高，今后要求更加嚴格。
在紡織品染色加工過程中，目前面臨的主要生態(tài)問題是節(jié)水、節(jié)能和減少污水排放問題。
染色加工用水量大、污水排放量也大，不僅因水價上漲而增加成本，更為嚴重的是世界各國包括我國在內(nèi)水資源不足，同時污水處理后排放標(biāo)準(zhǔn)也愈來愈嚴格。采用短流程染色、小浴比染色，高效洗滌可大大節(jié)約水，也減少污水排放。另外，實現(xiàn)循環(huán)用水，重復(fù)用水和提高污水處理效率，水回收再利用。目前污水處理主要有以下三種途徑：
（1）薄膜過濾；
（2）用吸附劑去除染料和化學(xué)品；
（3）化學(xué)或高能射線（臭氧紫外線處理）脫色；
這樣處理的污水一般還難用于染色，還要經(jīng)過一些處理才有可能利用。比較實際的是，經(jīng)過處理后的水分別用在不同場合。
染料回收利用也是重點研究的內(nèi)容，回收的染料再利用來染色也遇到不少問題，據(jù)報導(dǎo)靛藍回收后得到了再利用。
生產(chǎn)過程和產(chǎn)品的生態(tài)標(biāo)準(zhǔn)檢測和控制愈來愈受到重視，各國的要求也愈來愈高，是產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標(biāo)。
2．染色技術(shù)預(yù)測
未來的染色加工，首先是清潔的加工，而且紡織品也不僅是要求有防寒保暖，美化人體的功能，而是具有高新性能和多種功能的產(chǎn)品。因此，未來染色特別在以下幾方面將優(yōu)先發(fā)展。
2．1生態(tài)染色
未來染色加工將建立在更加安全完善的生產(chǎn)加工鏈上進行，纖維材料、染料和化學(xué)品是環(huán)境友好的，對人體和環(huán)境不產(chǎn)生有害影響；生產(chǎn)加工是安全、生態(tài)的，不會破壞資源和污染環(huán)境；是高效和高度自動化的；產(chǎn)品是安全、有益健康和多功能的，以及整個生產(chǎn)鏈?zhǔn)鞘艿絿栏癖O(jiān)控的。為了建立清潔染色加工鏈，需要從原料、產(chǎn)品設(shè)計、加工和應(yīng)用整個過程共同努力，建立一個清潔染色生產(chǎn)體系。
2．2新纖維和新組織結(jié)構(gòu)紡織品染色
隨著科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，新的纖維，特別是多種纖維復(fù)合紡織材料會愈來愈多，紡織品的組織和結(jié)構(gòu)會愈來愈復(fù)雜，要求的性能會愈來愈新和多，它們的加工，包括染色會愈來愈復(fù)雜，目前國外的紡織布料纖維種類已達5~6種，將來我國的紡織產(chǎn)品所含纖維種類也會愈來愈多。與此相適應(yīng)的染料和化學(xué)品種類也會增多。因此，染色工藝和染色方法也將會迅速發(fā)展，與此同時對染色理論也會不斷深入研究。
一些目前正在開發(fā)的染色新技術(shù)將逐步成熟和得到應(yīng)用。例如高效短流程染色、電子束和紫外線等的射線固色、噴墨印染和電子成相印染等，更新的染色技術(shù)還將不斷出現(xiàn)。
2．3非水和節(jié)水染色
目前水仍是染色不可缺少的介質(zhì)，而且用水多，排放的污水也多，節(jié)水染色，包括各種小浴比、低帶液率的染色會繼續(xù)不斷發(fā)展，此外就是循環(huán)用水，加工后的水溶液通過凈化，使水得到重復(fù)利用[10]。
開發(fā)非水染色將會更加重視，目前研究的超臨界CO2流體染色，雖然希望它完全代替水作為染色介質(zhì)是不現(xiàn)實的，但在一些特殊的染色體系有望應(yīng)用。另一種非水染色介質(zhì)，即離子液體也有可能開發(fā)作為一種染色介質(zhì)，由于它無蒸汽壓力，在常壓下進行染色，染色設(shè)備簡單，而且通過調(diào)節(jié)離子液體的疏水組成，可以作為多類染料的染色介質(zhì)。我們試驗證明，不僅直接、酸性、活性染料等離子染料有很好的溶解性和上染率，非離子染料，例如分散染料等也有好的上染率，因此它是一種較好的染色介質(zhì)。
非水介質(zhì)染色的一個共同問題就是提高這些介質(zhì)的循環(huán)利用率和降低成本。除此之外，一些新的非水染色介質(zhì)還會被開發(fā)出來。
2．4高信息網(wǎng)絡(luò)和高自動化染色
未來是高度信息化網(wǎng)絡(luò)時代，這也會反映到染色加工中來。
為了適應(yīng)高效快速反映，將建立多種通訊方式，從市場需求，原料供應(yīng)，產(chǎn)品設(shè)計，定貨交接，技術(shù)信息分析到各道生產(chǎn)加工的連接和管理等方面都將建立在信息網(wǎng)絡(luò)上進行。
未來的染色也是高度自動化的，為了減少勞動力和提高加工效率和質(zhì)量，所有加工都在自動化設(shè)備控制下進行，這樣將大大改善生產(chǎn)環(huán)境，無人生產(chǎn)車間將會愈來愈普遍。
2．5仿生著色
自然界各種物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)是最合理的配置，它們的功能效率是最高的，包括各種物體所產(chǎn)生的顏色。
天然物體，特別是生物的顏色豐富多彩，色彩繽紛，產(chǎn)生顏色的途徑多種多樣，大致上可分色素生色和結(jié)構(gòu)生色兩大類。色素不僅結(jié)構(gòu)各不相同，它們還有各自的特殊功能，例如葉綠素雖然是綠色的，它在植物中的功能主要是光合作用，將光能轉(zhuǎn)化為電能、化學(xué)能和生物能。結(jié)構(gòu)生色是通過對光的散射、干涉和衍射作用產(chǎn)生顏色的，一些動物，例如蝴蝶美麗的顏色和結(jié)構(gòu)生色緊密有關(guān)，許多物體的顏色是色素生色和結(jié)構(gòu)生色相互結(jié)合才顯出的。目前已有結(jié)構(gòu)生色的彩色纖維和薄膜，它是一種不需化學(xué)品，無污染的生色途徑，許多結(jié)構(gòu)生色的特種紡織品將會受到重視。另外，新的仿生著色產(chǎn)品會愈來愈多。仿生著色紡織品將是多功能性的，產(chǎn)品不僅有美麗的顏色，還有抗菌、保濕、抗紫外線和具有光-熱、光-電等轉(zhuǎn)換功能[11-12]。因此，所使用的染料既能生色，又具有其它功能性能。今后已有的一些功能染料應(yīng)用會增多，還會開發(fā)新的功能染料和化學(xué)品。
未來染色技術(shù)發(fā)展會愈來愈快，不是目前完全能夠預(yù)料的，上述僅是一些粗略的分析。
結(jié)語：
傳統(tǒng)古老的染色，隨著現(xiàn)代科技發(fā)展和人們生活質(zhì)量的提高，將會永葆青春，并進一步成為人類不可缺少的加工技術(shù)。
目前已作為紡織染整加工生產(chǎn)大國的我國，應(yīng)該緊跟時代的進步，加強科技開發(fā)，特別是原創(chuàng)性技術(shù)開發(fā)，使我國盡快成為世界紡織染整強國，使染色加工處在世界領(lǐng)先地位。
摘要：本文簡要回顧了染色的發(fā)展，重點分析了現(xiàn)在染色的發(fā)展趨向和成就，特別對生態(tài)染色，新纖維和多組分紡織品染色作了評述，還結(jié)合作者研究成果，介紹了一些新的染色技術(shù)，文章最后對未來染色作了預(yù)測，認為除了發(fā)展生態(tài)染色外，新纖維、新材料會更快速度出現(xiàn)，非水、節(jié)水染色會更成熟，信息網(wǎng)絡(luò)生產(chǎn)會更普遍，染色是高度自動化的。作者還認為仿生著色，包括多功能染色和色素生色與結(jié)構(gòu)生色有機結(jié)合將會大大改善目前的染色效果，提高紡織品染色水平。
中國是絲綢的故鄉(xiāng)，很早就掌握了絲綢的染色技術(shù)，這在明代科學(xué)家宋應(yīng)星所著的《天工開物》一書中有詳細的記載，包括如何提取植物染料，如何進行染色。近幾十年我國紡織染整工業(yè)有了長足進步，已是世界紡織大國，從纖維生產(chǎn)，紡織染整加工到服裝生產(chǎn)，其產(chǎn)能已處世界前列，并帶動了染料、助劑和化學(xué)品的迅速發(fā)展。但是，紡織染整這個傳統(tǒng)工業(yè)，也遇到許多問題，特別是生態(tài)環(huán)境壓力愈來愈大，作為世界最大生產(chǎn)國的我國，尤為突出。
支持紡織染整技術(shù)發(fā)展的要素很多，有“硬件”因素，也有“軟件”因素，“硬件”因素主要指纖維材料、染化料、加工機械和配套設(shè)備等幾方面，“軟件”因素則主要指信息產(chǎn)品設(shè)計、加工工藝和管理技術(shù)等幾方面。當(dāng)然這些因素都支持紡織染整技術(shù)的發(fā)展，對我國來說，這些因素和世界先進水平相比，有很大差距。
紡織品染色的近代進展也是直接決定于這些因素的發(fā)展。本文主要分析染色技術(shù)的近代進展，特別是新纖維、多組分纖維紡織品染色和生態(tài)染色。
1．現(xiàn)代染色技術(shù)
近代紡織品染色始于18世紀，它是隨著化學(xué)纖維、染料和化學(xué)品、以及設(shè)備的發(fā)展逐步建立起來的，現(xiàn)在已成為獨立的一個學(xué)科。
促使現(xiàn)代染色技術(shù)發(fā)展的因素主要有以下一些：
（1）新纖維和新的組織結(jié)構(gòu)紡織品的快速出現(xiàn)；
（2）新染料和化學(xué)品、加工設(shè)備的不斷開發(fā)和應(yīng)用；
（3）紡織品的生態(tài)要求不斷嚴格和新的環(huán)保法規(guī)不斷頒布和實施；
（4）世界資源和勞動力供應(yīng)不斷緊張和加工成本不斷上升；
（5）現(xiàn)代染色理論不斷深入和近代科學(xué)技術(shù)成果不斷應(yīng)用于染色加工。
現(xiàn)對近代發(fā)展最快和最重要的因素和染色技術(shù)介紹于下：
1．1新纖維和多組分纖維紡織品染色
隨著人們生活質(zhì)量不斷提高，也隨著現(xiàn)代新材料的不斷開發(fā)，新型纖維出現(xiàn)愈來愈快，品種愈來愈多，僅從我國生產(chǎn)的化纖來看，目前已有275大類之多。已經(jīng)大量商品化的新合成纖維包括超細、PLA、PTT和PDT和相關(guān)的異形、差別化纖維等；新再生纖維包括Lyocell、竹原纖維等，以及各種多組分化學(xué)纖維，包括大豆蛋白、蠶蛹蛋白和牛奶蛋白纖維等。
紡織品的組成和組織結(jié)構(gòu)也日新月異，特別是多種纖維的混紡、交織和復(fù)合紡織品愈來愈多。在這方面，目前我國和世界先進水平還存在較大差距，例如從最近統(tǒng)計的國內(nèi)出口面料平均纖維組分僅為1.3種，而同時進口的國外面料平均纖維組分則為5.6種，個別面料多達7~8種纖維。
正在開發(fā)的新纖維還有許多，包括各種轉(zhuǎn)基因纖維。
纖維和紡織品的“新”和“多”對紡織品染色提出了新的要求，要求有新的染色技術(shù)相適應(yīng)[3]。它們?nèi)旧攸c之一是為適應(yīng)“新”特性，需要選用新的染料和采用新的工藝，例如滌綸超細纖維染色的分散染料，要求顯色性、勻染性和色牢度特別好，配套的助劑和升溫工藝也與常規(guī)纖維不同，其它新纖維染色適用的染料也都有新的要求，為此近年來國內(nèi)外染料生產(chǎn)公司通過篩選和研發(fā)，有各種系列專用染料供應(yīng)。特點之二是為了適應(yīng)“多”組成，使多種組分都能染上顏色，而且不同組分間的同色性要好。因此，近年來開發(fā)了多種染料分浴或同浴染色的染料和工藝，例如分散/活性染料染色、分散/酸性染料染色、活性/酸性染料染色，以及分散/陽離子染料染色等，以適用于滌綸與纖維素纖維、錦綸和腈綸；纖維素纖維與錦綸、羊毛和蠶絲，以及它們與氨綸的多組分纖維紡織品染色，染色工藝有兩浴法、一浴兩步法和一浴法等。
為了簡化工藝節(jié)水節(jié)能，各大公司和一些研究單位還在研究用單種染料染多種組分的染料和染色工藝，這包括用單種分散染料染滌綸和羊毛，錦綸及蠶絲；用單種活性染料染纖維素纖維和羊毛、蠶絲和錦綸，也包括含多種組分的蠶蛹蛋白纖維、大豆白纖維等。近年來還在開發(fā)分散-活性、分散-陽離子-活性染料，以便適用于染多種組分。我們研究證明，在專用助劑存在時，分散染料可以充分上染羊毛、蠶絲、錦綸和氨綸[4，5]，因而可以一浴染多種纖維的紡織品。
無論是用兩種染料同浴染色，或是一種染料染多種組分，為了使染料對多種組分均衡上染，提高同色性和包牢度，需要制定新的染色工藝，特別是控制升溫程序和調(diào)節(jié)染浴中的PH值，目前已有許多控制PH值的助劑供應(yīng)，大多數(shù)是利用升溫過程使PH值從堿性滑向中性和酸性，也有反向滑動的，這對PH值敏感的纖維和染料染色非常有效，不僅減少纖維和染料的損傷，還可以提高上染率、同色性、勻染性和色牢度。我們利用此原理，使活性染料與酸性染料可以同浴染棉/錦織物，并利用其水解染料具有酸性染料的性能，在酸性介質(zhì)可上染錦綸，充分利用染料，并減少了污水中的水解染料〔6〕。
1．2新染料、助劑和設(shè)備
為了適應(yīng)染色需要，近年來新染料和助劑不斷涌現(xiàn)[7]，新染料和助劑的開發(fā)主要為了適應(yīng)以下一些要求：
（1）替代禁用染料和助劑，開發(fā)環(huán)境友好的染料和助劑；
（2）適應(yīng)新纖維和多組分紡織品染色的需要；
（3）適應(yīng)新工藝、新設(shè)備加工的需要；
（4）適應(yīng)高效、節(jié)水、節(jié)能加工的需要。
雖然各類染料和助劑都有了明顯的發(fā)展，但發(fā)展最快和最重要的仍是活性和分散染料及相關(guān)助劑[7-8]。
活性染料的開發(fā)包括新的發(fā)色體、活性基及其在分子中的組合、連接基和不同染料的拼混，此外，商品染料的后加工也有了很大提高，新的活性染料性能主要表現(xiàn)在：
（1）高發(fā)色強度、高直接性和固色性；
（2）高牢度，包括耐曬、摩擦、汗光、耐氯和皂洗牢度等；
（3）低鹽、低堿或中性染色和固色；
（4）環(huán)境友好，不含有害的芳胺，重金屬和甲醛等物質(zhì)；
（5）勻染性、重現(xiàn)性和配伍性好。
除此之外，為了適應(yīng)染色或印花新工藝的推廣，還開發(fā)了許多專用活性染料，例如噴墨印花，小浴比，一浴法染色用的活性染料。
必須強調(diào)的是，在這些改進中，開發(fā)多活性基，包括相同和相異的多活性基染料最為突出，不僅已有一大批雙活性基染料問世，還開發(fā)了三或四活性基染料，這樣可以大大提高活性染料的固色率和濕牢度。通?；钚匀玖系哪阁w結(jié)構(gòu)是酸性染料，直接性不高，為了提高直接性，使活性染料分子線形結(jié)構(gòu)特牲增強，少數(shù)芳環(huán)共平面性也很強，這些染料有較高的直接性。
除了纖維素纖維用活性染料外，還開發(fā)了不少毛用活性染料。
前面已經(jīng)指出，一些新纖維和多組分纖維，例如蠶蛹蛋白纖維和竹纖維非常適合用活性染料染色，我國技術(shù)人員對此作了篩選，使活性染料對這些纖維有很好的效果。
分散染料也是近年來發(fā)展的重點之一，也出現(xiàn)了不少新品種，它們有的具有新的特別是一些新雜環(huán)結(jié)構(gòu)發(fā)色體，有的在劑型上有了改進，使分散染料具有高上染率，深染性或提升性和高牢度，包括水洗、摩擦、耐熱遷移和沾色牢度。
同理，新開發(fā)的分散染料是環(huán)保型的，不含有害芳胺、重金屬等物質(zhì)。為了適應(yīng)堿性染色或與活性染料一浴染色，開發(fā)了一批耐堿性強的分散染料。
為了適應(yīng)超細滌倫、PLA、PTT和PDT新纖維染色開發(fā)了一系列新的分散染料。適合超細滌綸染色的分散染料顯色性和提升性要好，勻染性、色牢度和重現(xiàn)性也好，各公司都有系列染料供應(yīng)，適合PLA纖維染色的分散染料應(yīng)具有染色溫度低、上染率和提升性好，此外，還特別要求耐光和濕牢度好。適合PTT和PDT纖維染色的染料。為了適應(yīng)超臨界CO2流體染色，含氨綸紡織品染色和噴墨印花，也開發(fā)了或正在開發(fā)專用分散染料。
除了開發(fā)新的活性和分散染料外，為適應(yīng)多組分纖維紡織品或新工藝染色，正在開發(fā)可染多種纖維的復(fù)合性染料，例如，分散-活性染料，分散-陽離子-活性染料等，不過它們目前還未能大量工業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用。
新的染色設(shè)備主要表現(xiàn)在縮短染色時間，減小浴比，例如降到3：1，甚至更低，降低化學(xué)品、水、能量消耗，提高自動化程度以求減少勞動力，甚至達到全自動控制，應(yīng)用最多的噴射染色機采用氣流噴射后，不僅減少了水耗，還可以大大提高能量轉(zhuǎn)換、降低織物在湍流液體中的摩擦力，新設(shè)備還可在加料、升溫、控時和在線監(jiān)測等方面高度自動控制，使從小樣到大樣生產(chǎn)的誤并得到控制，做到“一次正確”染色和“受控”染色[9]。
1．3染色新技術(shù)
近年來隨著纖維、染料和助劑化學(xué)品的發(fā)展，也隨著設(shè)備和計算機的發(fā)展和應(yīng)用，染色技術(shù)也有了很大進步，特別表現(xiàn)在加工堅牢、環(huán)保的產(chǎn)品，提高加工效率，降低能耗，節(jié)約染化料，改善生態(tài)環(huán)境的一些新工藝。
染色用的染料以活性和分散染料最重要，因此，許多染色新工藝也是屬這兩類染料。此外，其它染料，包括還原，硫化染料的染色新工藝也有出現(xiàn)。
1．3．1活性染料染色
活性染料不僅用于染纖維素纖維紡織品，也開發(fā)用于蛋白質(zhì)纖維和一些合成纖維，例如錦綸，還用于多組分纖維及其紡織品，例如蠶蛹蛋白和大豆蛋白纖維和各種混紡、交織物。
1．3．1．1受控染色
近年來一些染料生產(chǎn)公司，生產(chǎn)了許多配伍性能良好的活性染料，并應(yīng)用染色特征值表示各染料的染色性能，供應(yīng)用廠家選用，最重要的染色特征值有S、E、M1或LDF、T50或R和F值，它們分別表示活性染料浸染時第一次、第二次的上染率，移染或勻染性、固色速率和最后固色率，這些特征值反映了染料的直接性、移染性、固色速率和固色準(zhǔn)備就緒等性能。當(dāng)然，這些特征值是在一定染色條件下得到的，染色條件和工藝變化，它們會變化，但用推薦的染色工藝染棉纖維，這些特征值相近時，各染料有良好的配伍性或配伍因子RCM（Reactive dye Compatibility Matrix ）。
各染料公司生產(chǎn)的染料，染色特征值相同或相近時，有很好的染色效果，這些染料包括ProcionH-EXL、 Procion XL Remazol RR、 IntracronCDX和Sumifix HF等。
應(yīng)用上述染料，結(jié)合應(yīng)用電腦技術(shù)，建立嚴格的染色監(jiān)測系統(tǒng)和質(zhì)量控制和修正系統(tǒng)后，就可以進行受控染色，大大提高染色一次成功率（RFT），降低成本，提高效率，減少污水，節(jié)約染化料和能源[8]。
1．3．1．2濕短蒸染色
活性染料軋染工藝有多種，最常見的是軋-烘-蒸工藝，此工藝常需用尿素，帶來不少環(huán)保問題。此外，染料泳移，染料固色率低和耗能高也影響它的應(yīng)用。根據(jù)此工藝染料上染、固著與織物的濕度及含水率存在緊密關(guān)系，特別是織物經(jīng)過浸軋，烘干后，進入蒸箱時，升溫快，并會發(fā)生過熱（即超過蒸汽溫度）的現(xiàn)象，大大降低了染料的上染速度，降低了固色率，透染和勻染性也不高，為此近年來開發(fā)了多種加熱載體的濕短蒸工藝。
通常干織物進入蒸箱，即使是飽和蒸汽蒸箱，也會出現(xiàn)以下四個過程，即預(yù)熱升溫-過熱-降溫-與蒸汽溫度平衡。第一階段預(yù)熱升溫是通過和蒸汽發(fā)生汽熱交換，當(dāng)達到蒸汽溫度（100℃）后，不僅由于水分子與纖維素分子發(fā)生化學(xué)吸附（氫鍵）放熱，迅速使織物過熱，這樣減少了纖維溶脹和染料的溶解，并加快了染料的水解，對活性染料上染和固色極為不利。濕布進入蒸箱不僅可以延緩升溫速度，使纖維保持較多的水分，并可防止發(fā)生過熱現(xiàn)象，有利于染料上染和固色，只要織物含溫率控制適應(yīng)還可減少染料水解。當(dāng)然，織物帶水量過多，不但升溫太慢，水解速度反而會加快，對棉織物來說，含水率25-30%較合適。
近年來開發(fā)的濕短蒸工藝，雖然設(shè)備不同，但都是濕蒸，特別是通過電腦進行嚴格精確的控制，使溫度和染料的上染和固著速度相適應(yīng)，可以達到最佳的上染和固色，例如Monforts和BASF聯(lián)合開發(fā)的Econtrol的軋染濕蒸聯(lián)合機，不僅可適用于機織物，也可適用于針織物的濕短蒸染色加工。國產(chǎn)也有類似的設(shè)備，并對染色工藝進行了研究。
應(yīng)用這種工藝的最大特點是流程短，固色率高，節(jié)能和化學(xué)品，可以不用尿素，減少了污染，勻染和透染性也好，由于這種工藝需精確調(diào)節(jié)溫度和濕度，這兩個參數(shù)又是相關(guān)的，并直接影響染料的上染（擴散）和固色速度，因此對設(shè)備要求高，對不同的染料（反應(yīng)性和擴散速度）、纖維（吸濕性、微結(jié)構(gòu)）和染色深度（染料濃度和提升性），染色條件應(yīng)不同。雖然可以不用尿素，但并不是說，助劑對它不起作用，適當(dāng)?shù)闹鷦┛梢蕴岣吖躺?，或降低固色溫度，減少堿劑用量，我們研發(fā)的中性固色劑NF原來是為了分散/活性染料中性一浴固色用的，配套助劑是雙氰胺，固色溫度為200-210℃。一些單位將它應(yīng)用于濕短蒸染色，由于濕短蒸工藝固色溫度相對較低，織物含濕率較高（25-30%）， 應(yīng)用這只助劑雖然有一定的效果，但不是非常理想。應(yīng)該研發(fā)對應(yīng)的染色助劑，對不同類別的活性染料和織物，染色工藝也應(yīng)不同，這些都有待今后繼續(xù)研究。
1．3．1．3交聯(lián)染色
交聯(lián)染色原主要針對一些不能和纖維發(fā)生共價鍵結(jié)合的染料，例如直接染料，應(yīng)用交聯(lián)劑，將它們交聯(lián)結(jié)合在纖維上的染色工藝。
近年來，為了提高活性染料的固色程度和染色牢度，也研究了不少交聯(lián)劑和交聯(lián)染色工藝，我們對此也作了一些研究。交聯(lián)染色實際上就是利用交聯(lián)劑，在活性染料染色過程中，將水解染料交聯(lián)固著在纖維上?；钚匀玖系乃馊玖系臄?shù)量有時可高達30-40%，不僅降低了染料利用率，還降低了染色牢度，也增加了污染，基于水解染料都含有水解后產(chǎn)生的羥基，而母體結(jié)構(gòu)和活性染料完全一樣，染色時也同時上染吸附在纖維上，所以用交聯(lián)劑將它們固著在纖維上后，色光和活性染料完全一樣，牢度也很好，活性染料染構(gòu)用的交聯(lián)劑實際上是一些不含發(fā)色體的“活性染料”，含有兩個以上的活性基，性能和活性染料近似，應(yīng)用工藝也完全一樣。
應(yīng)用交聯(lián)劑后，可以將大部分水解染料固著在纖維上，濕摩擦牢度可提高1級左右，這是近年來研究的一種新的活性染料染色工藝，有關(guān)它的詳細知識，我們將另有專文介紹。
1．3．2其它類染料染色
近年來，其它類染料染色也有進展，其中尤以電化學(xué)還原染色受到大家的注意，傳統(tǒng)還原或硫化染料染色都是用化學(xué)還原劑對染料還原，例如用保險粉，工業(yè)生產(chǎn)會產(chǎn)生大量廢水，生產(chǎn)成本也不斷上升，很早以前人們就設(shè)想通過電化學(xué)使染料直接從電極獲得電子，還原成隱色體后進行染色，而不用還原劑，這樣無污染問題。在上世紀60年代初我們就曾在熔態(tài)金屬機上，以熔態(tài)金屬作為電極，使還原染料母體還原成可溶性的隱色體，并在熔態(tài)金屬的軋壓下，滲透進織物，防止空氣氧化，上染纖維。實驗證明可以染淺中色，不必用保險粉，只需用還原染料的懸浮體和NaOH，浸軋時間很短，只有幾十秒名，由于不能染深色，當(dāng)時未繼續(xù)試驗下去國外在1960年左右，澳大利亞發(fā)表了還原染料電化學(xué)還原染色的專利，后來BASF公司等又相繼開發(fā)了染色工藝和設(shè)備，由于它的良好環(huán)保性，備受大家注意[7，13]。
電化學(xué)還原染色有直接法和間接法兩種。直接法是使染料直接從陰極得到電子，變成隱色體，并溶于堿性溶液中，間接法則是通過媒體先與電極反應(yīng)，生成還原態(tài)媒體再將染料還原成隱色體上染纖維。由于染料母體不溶于水，較難直接被電極還原，故通常用間接法效率極高。
可作為媒體的化合物很多，有無機化合物和有機化合物兩大類，無機化合物多為一些金屬絡(luò)合鹽，特別是一些Fe2+的絡(luò)合物，它有許多不同的配位體，特別是一些在堿性溶液中穩(wěn)定的絡(luò)合物，而且易于從Fe3+還原成Fe2+(在堿性溶液中氧化還原電拉至少低于-600mv，最好低于-1000 mv），這樣可以使包括靛藍等的還原染料還原成隱色體。此外，從陰極轉(zhuǎn)移電子至氧化態(tài)媒體（Fe3+絡(luò)合物）的速度應(yīng)高，同理還原態(tài)媒體（Fe2+絡(luò)合物）轉(zhuǎn)移電子到染料母體的速度也應(yīng)快，媒體可以重復(fù)循環(huán)使用。
間接法電化學(xué)還原機理如下（以Fe2+三乙醇胺絡(luò)合物為例）；
第一步還原是Fe3+絡(luò)合物在陰極還原；
Fe3+L+e= Fe2+L（L為三乙醇胺配體）
被還原后的絡(luò)合物從電極擴散至染料母體，并將它還原
上染的染料隱體最后氧化成難溶性的染料母體固著在纖維上：
對復(fù)雜結(jié)構(gòu)的還原染料，有多個羰基，還原反應(yīng)較復(fù)雜，也和常規(guī)還原方法一樣，會出現(xiàn)過還原等問題，所以對不同染料應(yīng)選用不同的電化學(xué)還原條件，有關(guān)它們的具體工藝還需進一步研究，由于它可以不用或少用還原劑，也較容易控制，所以是值得開發(fā)的。當(dāng)前特別適合用于單一染料染穩(wěn)定的產(chǎn)品，例如靛藍染牛仔布，據(jù)說國外已有應(yīng)用。另外對我國生產(chǎn)的蠟染產(chǎn)品，也是適用的，因為這類產(chǎn)品，應(yīng)用染料單一，對勻染要求較低。此外，為了穩(wěn)定工藝，在常規(guī)染色時，應(yīng)用電化學(xué)還原來降低保險粉用量也是可行的。
其它類染料染色新工藝還有不少，包括分散、酸性染料的染色新工藝，已有不少文章介紹，本文不再重復(fù)，它們的特點都是朝高效、堅牢、清潔環(huán)境友好方向發(fā)展，本文后面也將作一些介紹。
1．4染后水洗技術(shù)
活性染料固色后要充分水洗，特別是近年來深色產(chǎn)品，如果水洗不充分，不僅影響產(chǎn)品的色牢度，還會加速染色產(chǎn)品在應(yīng)用時發(fā)生斷鍵，使產(chǎn)品顏色不穩(wěn)定。在染色濕牢度中，除了皂洗牢度外，濕摩擦牢度往往成為產(chǎn)品最重要的一個技術(shù)指標(biāo)，而它又和染后水洗密切有關(guān)。
近年來對染后水洗進行了大量研究，一方面是為了改善產(chǎn)品的牢度，另一方面是為了節(jié)水和減少污水，為了提高水洗效益，首先對水洗原理和評估標(biāo)準(zhǔn)作了深入研究，提出了間歇式和連續(xù)式換水的理論關(guān)系式。并根據(jù)水洗不同階段去除物性質(zhì)不同，設(shè)計了不同階段的水洗技術(shù)參數(shù)，認為水洗主要由三個步驟組成，即：
（1）稀釋交換階段，此時主要通過水的交換，沖稀一些對纖維無直接性的物質(zhì)，例如鹽類和浮色。
（2）加速水解染料從纖維內(nèi)擴散出來的階段，為了加速擴散速度，必須提高溫度至近沸（皂洗）。
（3）使已擴散出來的水解染料洗除，先用熱水，后用冷水進行稀釋交換。
根據(jù)上述水洗過程，設(shè)計了聲名狼藉種水洗工藝，改進了水洗設(shè)備，其中最重要的發(fā)展有以下幾點：
（1）將過去染后大流量冷水洗，改為熱水洗（60-70℃），有的工藝還將間歇式換水改為連續(xù)式換水，但水流量精確控制，大大減少：
（2）大浴比水洗不斷改為小浴比或超小浴比水洗；
（3）緩流式水洗，不斷改為快速液液水洗
（4）經(jīng)驗式控制水洗改為受控水洗；
(5) 應(yīng)用常規(guī)水洗助劑改用高效分散螯合劑幫助水洗。
其中，特別是采用受控水洗后，流程大大縮短，用水量大大減少，污水也大大減少。加工成本也大大減少，而效率則大為提高。新式小浴比染色機均可進行受控水洗。
1．5染色加工的環(huán)境壓力
染色加工受到的最大壓力還是環(huán)境壓力，目前主要包括含致癌芳胺和重金屬（六價鉻等）禁用染料的替代，嚴格選用各類化學(xué)品，治理三廢，節(jié)水節(jié)能，監(jiān)測和控制產(chǎn)品的生態(tài)標(biāo)準(zhǔn)等，這些問題不解決，染色加工的生存也將有問題。
生態(tài)染色是一個系統(tǒng)工程，首先要合理選用原材料，包括纖維、染料、助劑和化學(xué)品。其次要建立生態(tài)生產(chǎn)，減少染料、助劑和化學(xué)品、水和能源的消耗，并對三廢進行有效治理，污水達標(biāo)排放。最后對產(chǎn)品要有嚴格的監(jiān)測和控制其生態(tài)標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)安全健康的產(chǎn)品。
生態(tài)紡織品應(yīng)符合Eco-Tex Standard 100的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，即具有“六不：不含致癌芳胺或不會裂解釋放致癌芳胺，不含過敏性染料、助劑和化學(xué)品，不超標(biāo)含重金屬，不超標(biāo)含甲醛，不含可吸收有機鹵化物和不易產(chǎn)生污染環(huán)境或三廢治理達標(biāo)。 這些環(huán)保生態(tài)要求不斷在提高，今后要求更加嚴格。
在紡織品染色加工過程中，目前面臨的主要生態(tài)問題是節(jié)水、節(jié)能和減少污水排放問題。
染色加工用水量大、污水排放量也大，不僅因水價上漲而增加成本，更為嚴重的是世界各國包括我國在內(nèi)水資源不足，同時污水處理后排放標(biāo)準(zhǔn)也愈來愈嚴格。采用短流程染色、小浴比染色，高效洗滌可大大節(jié)約水，也減少污水排放。另外，實現(xiàn)循環(huán)用水，重復(fù)用水和提高污水處理效率，水回收再利用。目前污水處理主要有以下三種途徑：
（1）薄膜過濾；
（2）用吸附劑去除染料和化學(xué)品；
（3）化學(xué)或高能射線（臭氧紫外線處理）脫色；
這樣處理的污水一般還難用于染色，還要經(jīng)過一些處理才有可能利用。比較實際的是，經(jīng)過處理后的水分別用在不同場合。
染料回收利用也是重點研究的內(nèi)容，回收的染料再利用來染色也遇到不少問題，據(jù)報導(dǎo)靛藍回收后得到了再利用。
生產(chǎn)過程和產(chǎn)品的生態(tài)標(biāo)準(zhǔn)檢測和控制愈來愈受到重視，各國的要求也愈來愈高，是產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標(biāo)。
2．染色技術(shù)預(yù)測
未來的染色加工，首先是清潔的加工，而且紡織品也不僅是要求有防寒保暖，美化人體的功能，而是具有高新性能和多種功能的產(chǎn)品。因此，未來染色特別在以下幾方面將優(yōu)先發(fā)展。
2．1生態(tài)染色
未來染色加工將建立在更加安全完善的生產(chǎn)加工鏈上進行，纖維材料、染料和化學(xué)品是環(huán)境友好的，對人體和環(huán)境不產(chǎn)生有害影響；生產(chǎn)加工是安全、生態(tài)的，不會破壞資源和污染環(huán)境；是高效和高度自動化的；產(chǎn)品是安全、有益健康和多功能的，以及整個生產(chǎn)鏈?zhǔn)鞘艿絿栏癖O(jiān)控的。為了建立清潔染色加工鏈，需要從原料、產(chǎn)品設(shè)計、加工和應(yīng)用整個過程共同努力，建立一個清潔染色生產(chǎn)體系。
2．2新纖維和新組織結(jié)構(gòu)紡織品染色
隨著科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，新的纖維，特別是多種纖維復(fù)合紡織材料會愈來愈多，紡織品的組織和結(jié)構(gòu)會愈來愈復(fù)雜，要求的性能會愈來愈新和多，它們的加工，包括染色會愈來愈復(fù)雜，目前國外的紡織布料纖維種類已達5~6種，將來我國的紡織產(chǎn)品所含纖維種類也會愈來愈多。與此相適應(yīng)的染料和化學(xué)品種類也會增多。因此，染色工藝和染色方法也將會迅速發(fā)展，與此同時對染色理論也會不斷深入研究。
一些目前正在開發(fā)的染色新技術(shù)將逐步成熟和得到應(yīng)用。例如高效短流程染色、電子束和紫外線等的射線固色、噴墨印染和電子成相印染等，更新的染色技術(shù)還將不斷出現(xiàn)。
2．3非水和節(jié)水染色
目前水仍是染色不可缺少的介質(zhì)，而且用水多，排放的污水也多，節(jié)水染色，包括各種小浴比、低帶液率的染色會繼續(xù)不斷發(fā)展，此外就是循環(huán)用水，加工后的水溶液通過凈化，使水得到重復(fù)利用[10]。
開發(fā)非水染色將會更加重視，目前研究的超臨界CO2流體染色，雖然希望它完全代替水作為染色介質(zhì)是不現(xiàn)實的，但在一些特殊的染色體系有望應(yīng)用。另一種非水染色介質(zhì)，即離子液體也有可能開發(fā)作為一種染色介質(zhì)，由于它無蒸汽壓力，在常壓下進行染色，染色設(shè)備簡單，而且通過調(diào)節(jié)離子液體的疏水組成，可以作為多類染料的染色介質(zhì)。我們試驗證明，不僅直接、酸性、活性染料等離子染料有很好的溶解性和上染率，非離子染料，例如分散染料等也有好的上染率，因此它是一種較好的染色介質(zhì)。
非水介質(zhì)染色的一個共同問題就是提高這些介質(zhì)的循環(huán)利用率和降低成本。除此之外，一些新的非水染色介質(zhì)還會被開發(fā)出來。
2．4高信息網(wǎng)絡(luò)和高自動化染色
未來是高度信息化網(wǎng)絡(luò)時代，這也會反映到染色加工中來。
為了適應(yīng)高效快速反映，將建立多種通訊方式，從市場需求，原料供應(yīng)，產(chǎn)品設(shè)計，定貨交接，技術(shù)信息分析到各道生產(chǎn)加工的連接和管理等方面都將建立在信息網(wǎng)絡(luò)上進行。
未來的染色也是高度自動化的，為了減少勞動力和提高加工效率和質(zhì)量，所有加工都在自動化設(shè)備控制下進行，這樣將大大改善生產(chǎn)環(huán)境，無人生產(chǎn)車間將會愈來愈普遍。
2．5仿生著色
自然界各種物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)是最合理的配置，它們的功能效率是最高的，包括各種物體所產(chǎn)生的顏色。
天然物體，特別是生物的顏色豐富多彩，色彩繽紛，產(chǎn)生顏色的途徑多種多樣，大致上可分色素生色和結(jié)構(gòu)生色兩大類。色素不僅結(jié)構(gòu)各不相同，它們還有各自的特殊功能，例如葉綠素雖然是綠色的，它在植物中的功能主要是光合作用，將光能轉(zhuǎn)化為電能、化學(xué)能和生物能。結(jié)構(gòu)生色是通過對光的散射、干涉和衍射作用產(chǎn)生顏色的，一些動物，例如蝴蝶美麗的顏色和結(jié)構(gòu)生色緊密有關(guān)，許多物體的顏色是色素生色和結(jié)構(gòu)生色相互結(jié)合才顯出的。目前已有結(jié)構(gòu)生色的彩色纖維和薄膜，它是一種不需化學(xué)品，無污染的生色途徑，許多結(jié)構(gòu)生色的特種紡織品將會受到重視。另外，新的仿生著色產(chǎn)品會愈來愈多。仿生著色紡織品將是多功能性的，產(chǎn)品不僅有美麗的顏色，還有抗菌、保濕、抗紫外線和具有光-熱、光-電等轉(zhuǎn)換功能[11-12]。因此，所使用的染料既能生色，又具有其它功能性能。今后已有的一些功能染料應(yīng)用會增多，還會開發(fā)新的功能染料和化學(xué)品。
未來染色技術(shù)發(fā)展會愈來愈快，不是目前完全能夠預(yù)料的，上述僅是一些粗略的分析。
結(jié)語：
傳統(tǒng)古老的染色，隨著現(xiàn)代科技發(fā)展和人們生活質(zhì)量的提高，將會永葆青春，并進一步成為人類不可缺少的加工技術(shù)。
目前已作為紡織染整加工生產(chǎn)大國的我國，應(yīng)該緊跟時代的進步，加強科技開發(fā)，特別是原創(chuàng)性技術(shù)開發(fā)，使我國盡快成為世界紡織染整強國，使染色加工處在世界領(lǐng)先地位。
好
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