[科普中国]-活性染料

活性染料又称反应性染料，是20 世纪50 年代出现的一类新型水溶性染料，活性染料分子中含有能与纤维素中的羟基和蛋白质纤维中氨基发生反应的活性基团，染色时与纤维生成共价键，生成“染料-纤维”化合物。活性染料具有颜色鲜艳，均染性好，染色方法简便，染色牢度高，色谱齐全和成本较低等特点，主要应用于棉、麻、黏胶、丝绸、羊毛等纤维及其混纺织物的染色和印花。1

定义活性染料（reaction dye)也叫反应性染料。分子中含有化学性活泼的基团，能在水溶液中与棉、毛等纤维反应形成共键的染料。具有较高的耐洗坚牢度

分类按活性基的不同，活性染料主要可分两类。对称三氮苯型 其通式为：

式中D为母体染料。在这类活性染料中,活性基氯原子的化学性质较活泼。染色时，氯原子在碱性介质中被纤维素纤维取代，成为离去基团离去。染料与纤维素纤维间的反应属于双分子亲核取代反应（见取代反应）。

乙烯砜型 这类活性染料中所含活性基为乙烯砜基(D-SO2CH=CH2)或β-羟乙砜基的硫酸酯。染色时，β-羟乙砜基硫酸酯在碱性介质中经消除反应生成乙烯砜基，然后与纤维素纤维化合，经亲核加成反应，形成共价键。

上述两类活性染料是世界上产量最大的主要活性染料。为了提高活性染料的固色率，近年来在染料分子中引入两个活性基团，称双活性染料。活性染料除纤维素纤维用的品种外,还发展了蛋白质纤维(例如丝、毛等纤维)用的品种。2

工艺活性染料的染色方法；活性染料染棉，最常采用的染色方法：浸染法，另外还有轧染料。浸染法：浸染法又可分一浴一步法，一浴两步法，两浴法三种染色方法。A：一浴 一步法：是在碱性浴中进行染色，即在染色的同时进行固色，这种方法工艺简单，染色时间短，操作方便，但由于吸附和固色同时进行，固色后染料不能再进行扩散，因此匀染和透染性差。同进在碱性条件下染色，染浴的染料稳定性，水解的比较多。B：一浴二步法：先在中性浴中染色，当染料上染接近平衡时，在染浴中加入碱剂，调整PH值至固色规定PH值，（一般为11）这时染料与纤维达到共价结合，达到固色目的。一浴二步法是活性染料浸染法中比较合理的染色方法，它不仅可经获得较高的上染率和固色率。而且有良好的匀染效果，因此棉针织物染色常用这种方法。

优点活性染料由于其用母体染料、连结基和活性基组成，使其在使用时能与纤维形成牢固的共价键结合，而具备一系列其它纤维素纤维染料无法比拟的特点，确立了其作为纤维素纤维用染料的发展和使用重点的地位，突出地体现为下列四个方面：

(1) 活性染料是取代禁用染料和其它类型纤维素用染料如硫化染料、冰染染料和还原染料等的最佳选择之一。

(2)活性染料能用经济的染色工艺和简单的染色操作获得高水平的各项坚牢性能特别是湿牢度。

(3)活性染料的色谱广、色泽鲜艳、性能优异、适用性强，其色相和性能基本上与市场对纤维和衣料的要求相适应。

(4)活性染料适用于新型纤维素纤维产品如Lyocell纤维等印染的需要。

缺点但是活性染料的主要技术问题有下列四点：

(1)利用率不够高，一般为60%~70%，产生大量有色污水，其色度超过几千倍，COD值一般在0.8万~3万ppm，浓废水的COD值要超过5万ppm。

(2)为了抑制纤维表面的电荷，活性染料使用时需耗用相当量的电解质，既增加了劳动强度，又造成废水中的氯离子浓度高达10多万ppm，大大地增加了治理活性染料染色废水的难度。

(3)某些色牢度不能满足市场要求，如汗日光牢度、湿摩擦牢度以及偶氮型红色染料与偶氮型蓝色染料在浅色时的日晒牢度等。

(4)能取代硫化硫化料和还原染料等的深色品种较少。

功能用途活性染料由于其用母体染料、连结基和活性基组成，使其在使用时能与纤维形成牢固的共价键结合，而具备一系列其它纤维素纤维染料无法比拟的特点，确立了其作为纤维素纤维用染料的发展和使用重点的地位，突出地表现为下列四个方面：

(1) 活性染料是取代禁用染料和其它类型纤维素用染料如硫化染料、冰染染料和还原染料等的最佳选择之一。

(2)活性染料能用经济的染色工艺和简单的染色操作获得高水平的各项坚牢性能特别是湿牢度。

(3)活性染料的色谱广、色泽鲜艳、性能优异、适用性强，其色相和性能基本上与市场对纤维和衣料的要求相适应。

(4)活性染料适用于新型纤维素纤维产品如Lyocell纤维等印染的需要。

主要技术有下列四点：

(1)利用率不够高，一般为60%~70%，产生大量有色污水，其色度超过几千倍，COD值一般在0.8万~3万ppm，浓废水的COD值要超过5万ppm。

(2)为了抑制纤维表面的电荷，活性染料使用时需耗用相当量的电解质，既增加了劳动强度，又造成废水中的氯离子浓度高达10多万ppm，大大地增加了治理活性染料染色废水的难度。

(3)某些色牢度不能满足市场要求，如汗日光牢度、湿摩擦牢度以及偶氮型红色染料与偶氮型蓝色染料在浅色时的日晒牢度等。

(4)能取代硫化硫化料和还原染料等的深色品种较少。

解决活性染料存在的技术问题的途径，主要是提高其吸着率和固着率，最有效的方法是在活性染料分子中引入两个异种或同种活性基，特别是前者即引入两种活性基――氯均匀三嗪基和乙烯砜基。对于用这两个异种活性基和合适的母体染料与连结基组成的新型活性染料来说，除了具有各个组成活性基的特性如低的酸性水解率，高的酸性水解断键稳定性、优良的可洗涤性、好的各项牢度和较小的吸着率与固着率之差外，还具有两个不同活性基之间的加和增交作用而产生的新特性，如更好的耐酸性水解和过氧化物洗涤的能力、更高的固着率、更宽的染色温度范围、更好的染色重现性以及适于中温染色、低温染色、短时染色、高RFT染色等，因此这类活性染料的产量已占到全部染色用活性染料的三分之二，已成为棉织物轧染与浸染的主体染料。3

注意事项染料在使用中需要注意以下几点：

1、基本三原色的选择是重要的，要充分考虑到它们的溶解性、直接性、扩散性、相容性，在染色条件正常波动下的感受性，固着行动和可洗染性等，以保证染料的直接性和扩散性之间的平衡能很快地达到，染料的直接性、扩散性、固着行为和可洗染性得到合理平衡。

2、染浅中色泽时特别是浅色，由于偶氮型红色染料和偶氮型蓝色染料的日晒牢度较差，满足不了市场需求，需要慎重的选择。至于采用日晒牢度增进剂需要通过实验，一般说采用紫外线吸收剂来改进活性染料日晒牢度的方法效果不明显。

3、染深浓色泽时不少品种的湿摩擦牢度较差，满足不了市场要求，需要慎重的使用。改进活性染色物湿摩擦牢度的关键在于棉材质的基本可染性，即棉纤维有表面构造、表面组织、平滑性、粗硬度等，它们与原棉和棉纱的质量以及棉纤的前处理等直接有关。

4、对于市场上提出的纺织品复合坚牢度的要求如汗日光牢度、碱性湿态日光褪色牢度、含有过氧化物的碱性湿态日光褪色牢度等，该类活性染料还存在一定的问题，需要通过实验进行选择，这些问题也是当今含有异种双活性基染料研究和开发的重点。

酸性染料酸性染料具有色谱齐全，色泽鲜艳的特点，主要用于羊毛、真丝等蛋白质纤维和聚酰胺纤维的染色和印花，也可用于皮革、纸张、化妆品和墨水的着色，少数亦用于制造食用色素和色淀颜料。由于酸性染料对纤维素纤维的直接性很低，所以一般不用酸性染料染纤维素纤维。

结构特点酸性染料在结构上大多是芳香族的磺酸基钠盐，其发色体结构中偶氮和蒽醌占有很大比重，另外还有三芳甲烷、吖嗪、口占吨、靛蓝、喹啉、酞菁及硝基亚胺等各类发色体。各种结构中偶氮类酸性染料在品种和产量上都占首位，尤其是单偶氮和双偶氮的最多，包括黄、橙、红、藏青以及黑色等各色品种。蒽醌类的日晒牢度较好，色泽也鲜艳，主要是一些紫、蓝、绿色染料，尤其以蓝色最为重要，某些蒽醌结构的酸性染料可在酸性媒介染料的染色中起增艳作用。三芳甲烷类以红、紫、蓝、绿色为主，一般日晒牢度较差，有些艳蓝品种不耐氧漂，但色泽十分浓艳，湿处理牢度较好。氧杂蒽类酸性染料的色泽和应用性能与三芳甲烷类相似，一般不单独使用，主要用于酸性媒染染料的拼色增艳。4

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学