染料的应用基本途径有哪些?，染料的发展现状
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|染料是可以给纺织品和其他材料着色的物质，分为两类：天然染料和合成染料。染料是有色物质。然而，有色物质不一定是染料。作为染料，它必须将特定的颜色附着在纤维上，并且不能轻易脱落或变色。它们大部分可溶于水，有的在染色过程中可转化为可溶状态。它们直接在纤维上染色或通过纤维与特定介质物质的物理和化学组合进行染色。主要用于纺织印染。有些染料不溶于水，但溶于酒精和油，用于给油、蜡、塑料和其他材料着色。
一、有机染料的发展历史
1856年，18岁的英国化学家珀金发现了第一种合成染料苯胺紫，建立了有机化学的一个新领域：染料化学。由于纺织工业的发展，天然染料无论是数量还是质量都远远不能满足需要，但随着从煤焦油中发现有机芳香化合物，获得了合成染料所需的各种原料。苯结构理论模型的建立（1856年），四价碳的产生（1858年），苯结构理论模型的建立（1856年），使有计划地进行有机合成成为可能，而这些机遇促成了现代染料工业的出现和发展。
20世纪50年代。 Patty和Stephen发现含有二氯均三嗪基团的染料在碱性条件下与纤维上的羟基结合，标志着染料纺织品着色从物理过程向化学过程的演变，开创了合成和应用的时代。活性染料。
目前，全世界生产的染料有7000多种，常用的有2000多种。染料不仅用于纺织品的印染，还用于油漆、塑料、造纸、皮革、光电通讯、食品等许多其他领域。
2、染料的分类
天然染料可分为植物染料如茜素、靛蓝等和动物染料如胭脂红等。合成染料，又称人工染料，主要由煤焦油分馏（或石油加工）经化学加工而成，俗称“煤焦油染料”。其他产品包括水性色浆、油性色浆、水性色精油色精、陶瓷颜料、涂料颜料、纺织颜料、塑料颜料等。
染料可通过三种方式分类：按来源（天然染料与合成染料）、按应用性能和按化学结构。后两种分类方法是常用的。
按应用性能分类
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直接染料
这种类型的染料通过范德化学力和氢键与纤维分子结合。分子中大部分含有磺酸基和羧基，易溶于水。在水中以阴离子形式存在，可直接对纤维进行染色。主要用于纤维素纤维的染色，也可用于丝绸、纸张、皮革的染色。因其可以直接对棉、麻、丝、毛等多种纤维进行染色，无需依赖其他化学品而得名。染色方法简单，色谱完整，成本低。但由于水洗牢度和日光牢度较差，采用适当的后处理方法可以提高染色成品的牢度。
(2)酸性染料
在酸性介质中，染料分子中所含的磺酸、羧基与蛋白质纤维分子的氨基形成离子键，故称为酸性染料。它常用于丝绸、羊毛、聚酰胺纤维以及皮革的染色。还有一些染色条件与酸性染料相似的染料，称为酸性媒染染料，它因某些金属盐的作用而在纤维上形成螯合物，可以获得良好的耐洗性。
分散染料
这类染料分子中不具有水溶性基团，水溶性较低，因此在染色时，需要利用分散剂的作用，使染料分散，对疏水性纤维进行染色。因此，这些被称为分散染料。主要用于涤纶、锦纶、醋酸纤维等各种合成纤维的染色。
活性染料
这些染料也称为活性染料，是20 世纪50 年代开发的新型染料。染料分子含有能与纤维分子的羟基和氨基发生化学反应的基团。染色时与纤维分子中的羟基、氨基形成共价键，对纤维染色力强，主要用于棉、麻、合成纤维的染色和印花。蛋白质纤维、羊毛等合成纤维的染色。
冰染
染色过程中，重氮成分与偶合成分直接在纤维上反应，形成不溶性色淀，这种染料称为不溶性偶氮染料。其中，重氮成分是某些芳香族伯胺的重氮盐，偶联成分主要是酚类化合物。因印染时加入冰，故又称冰染料。因其优良的水洗牢度、耐光牢度、色谱均匀、色域丰富、价格低廉而广泛用于纤维素纤维织物的印染。
阳离子染料
这类染料分子因溶于水呈阳离子状态而被称为阳离子染料，主要用于聚丙烯腈纤维的染色。但早期的染料分子带有碱性基团，常以盐的形式存在，易溶于水，与丝等蛋白质纤维的分子形成盐键，故又称盐键。基础染料。
还原染料
有两种类型：不溶性和水溶性。不溶性染料在含有还原剂的碱性溶液中被还原为可溶性无色体对纤维进行染色，染色后再次被氧化成为不溶性染料并固定在纤维上，因此可溶性染料省去了还原过程。主要用于纤维素纤维的染色和印花，也少量用于丝绸、羊毛的染色，具有优良的牢度。
硫化染料
与还原染料一样，这些染料也是天然不溶于水的染料。在碱性硫化物溶液中还原成可溶状态，染色到纤维上，然后氧化成不溶性并固定在纤维上。此类染料主要用于纤维素纤维的染色。
缩合染料
这种染料在染色时脱去纤维上的水溶性基团，引起分子间缩聚反应，成为固定在纤维上的分子量较大的不溶性染料，称为缩聚染色。它是近年来开发的水溶性染料。主要用于纤维素纤维的染色和印花，也可用于维尼纶的染色。
荧光增白剂
当这类物质染成纺织品、纸张等基材时，它会吸收紫外线并发射蓝光，从而抵消织物因黄光反射过多而产生的黄色外观，使其在视觉上具有吸引力，产生洁白、耀眼的效果。不同类型的荧光增白剂可用于增白不同类型的纤维。
按化学结构分类
基于染料结合发色团的结构特征的分类称为结构分类。根据染料结合体系的特点，主要类别有偶氮、酞菁、蒽醌、花青、靛蓝、芳基甲烷、硝基和亚硝基染料等，又可分为几个小类。
偶氮染料是含有偶氮基团(-N=N-)的染料。
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芳香族甲烷染料根据一个碳原子上连接的芳香环的数量分为二芳基甲烷和三芳基甲烷两种类型。
靛蓝染料是含有靛蓝和硫靛结构的染料。
硫化染料是某些芳香胺、酚类等有机溶剂与硫磺或硫化钠加热生成的染料，必须用硫化钠溶液染色。
酞菁染料是含有酞菁金属络合物结构的染料。
硝基和亚硝基染料含有硝基（-NO2）的染料称为硝基染料，含有亚硝基（-NO）的染料称为亚硝基染料。
事实上，目前有些染料很难根据其结构和性能进行分类，上述两种分类方法都需要进一步改进。
3. 染料命名
染料通常是分子结构复杂的有机芳香族化合物，按照有机化合物的系统命名法命名的比较复杂，而且市售的染料还含有异构体和其他添加剂，同时学名无法体现其颜色和色彩。根据应用的性能，必须指定专用的染料名称。
我国对染料的命名采用三部分命名法：标题、色名、尾注。如果看染料的名称，就可以大致知道它属于哪种染料，以及它的颜色和光泽。
标题
冠名是根据染料的使用对象、染色方法和性能来确定的，在日本有31个冠名，包括直接、直接耐光、直接铜盐、直接重复、酸性、弱酸性、酸性络合物、有酸性介质、中性、阳离子、活性物质、羊毛活化剂、还原、可溶性还原、分散、硫化、可溶性硫化、色基、色酚、色盐、鲁棒颜料、氧化、缩聚、共混等。
颜色名称
颜色名称代表染料的基本颜色。我国采用了30种颜色名称：明黄、黄色、金黄、深黄、橙色、大红、大红、粉红、玫红、品红、品红、栗色、紫罗兰、翠蓝、湖蓝、艳蓝、深蓝。绿色、亮绿、墨绿、黄棕、红棕、棕色、深棕、橄榄绿、草绿、灰色、黑色等。
颜色名称可以附加适当的形容词，例如“温柔”、“明亮”和“深沉”，以前使用过的形容词，例如“明亮”、“明亮”、“黑暗”、“旧”和“明亮”可以附加在颜色名称上。已取消，但因**俗仍沿用。另一方面，有时会使用“天蓝”、“果绿”、“玫瑰红”等自然色来表现染色。
尾注
拉丁字母或符号用于表示染料的色光、性能、状态、浓度和适用的织物，某些染料的一般调节范围通常用字母和数字表示。
遮阳
B-蓝光或青光；G-黄光或绿光；R-红光
(2)遮光质量
F-表示纯色；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-士林还原色牢度
K——冷染（中文活性染料K表示热染）
L-良好的耐光性或流平性
M-混合物
N-新的或标准的
P-适合印刷
X-高浓度（中国活性染料X表示冷染色）。
染料的三个部分的命名法现在更容易使用。例如，活性艳红X-3B 染料为：
“活性”是标题，“鲜红”是颜色名称，X-3B是后缀，其中X代表高浓度，3B是比2B稍深的蓝色。这表明该染料是一种含有蓝光的高浓度鲜红色染料。
每个国家的染料名称基本相同，但颜色名称和单词后缀略有不同，并且往往因制造商而异。
4、色牢度
色牢度是指染色织物在使用或后续加工过程中，染料或颜料在各种外界因素的影响下保持其原有颜色状态的能力。
色牢度是衡量染色成品质量的重要质量指标之一，易褪色的牢度低，难褪色的牢度高。色牢度主要取决于其化学结构。染料在纤维上的物理状态、其分散程度、染料与纤维的结合、染色方法和加工条件也有主要影响。
色牢度是多方面的，但一般最重要的包括耐日晒、皂洗、汗水、耐磨、刷洗、熨烫、烟熏等。另外，纤维有不同的用途和加工工艺，要求不同的牢度水平。为了开展产品质量检验，有关部门结合纺织品的用途，制定了一系列色牢度测试方法和标准。
1、耐晒性
染色织物的日晒褪色是一个相对复杂的过程。在阳光的作用下，染料吸收光能，分子进入激发态，变得很不稳定，容易发生某些化学反应，染料分解而褪色，导致曝光后会增加染色织物的褪色。向太阳。日晒牢度随染料浓度而变化；低浓度染色不如高浓度染色。即使使用相同的染料，根据纤维的不同，也存在很大差异。例如，靛蓝在纤维素纤维上的耐光牢度仅为3级，而在羊毛上为7-8级。耐光性还与染料聚集有关。与纤维状况、染色工艺等因素有关。
耐光性有八个等级，1级为最低，8级为最高。
2、皂洗牢度
是指染色织物在一定条件下浸入皂液后的褪色程度，是指白色织物上原色的褪色和污点。原样褪色是指印染织物皂洗前后的褪色情况。白色织物沾色是指将白色织物与染色织物缝制在一起，用肥皂涂抹后，染色织物的颜色会褪色并沾污白色织物。
皂洗牢度与染料的化学结构、染料与纤维的结合状态有关，还与染料浓度、染色工艺、皂洗条件等有关。
皂洗牢度分为5级和9级，1级最差，5级最好，沾污也分为5级和9级，1级最严重，5级没有沾污。
3、摩擦牢度
染色织物的耐磨牢度可分为干耐磨和湿耐磨两种。前者用于用白布擦拭织物，以查看白布上的污渍，后者用于用湿白布擦拭染色的布，以查看白布上的污渍。湿摩擦是由外部摩擦或水引起的，湿摩擦牢度一般低于干摩擦牢度。
织物的耐擦牢度主要取决于浮色量、染料与纤维的结合以及染料渗透的均匀性。如果染料与纤维以共价键结合，则其耐摩擦牢度会更高。染色时的染料浓度往往影响耐磨牢度，染料浓度高，容易出现浮色，耐磨牢度低。使用“染色灰色样品卡”以5级和9级相对评价耐磨牢度，其中1级是最差的，5级是最好的。
为了评估染料的色牢度，在进行比较之前必须将纤维染色在指定的颜色浓度下，因为不同的染料浓度测量不同的牢度。
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剂和添加剂，如稀释剂、润湿剂、分散剂、稳定剂、助溶剂、软水剂等。 处理。将染料转化为产品的过程称为染料商业化。
不同类型的染料对外观、细度、水分、pH、强度、色泽、牢度、溶解度、扩散性能等指标有不同的要求，并具有不同的商业化流程。
染料粒径和均匀度对染色性能有一定影响。为了保证印染质量，有些染料需要进行抛光，抛光时加入分散剂和润湿剂，以达到一定程度的分散。
颜色也是染料的一个重要元素，在加工过程中，我们采用调配的方法，消除原料批次之间颜色和光线的差异，获得颜色稳定的染料。
染料的用量通常取决于其强度。染料的染色力强，染色力高，则颜色深；反之，染料的染色力低，则颜色浅。需要相对少量的强染料来获得相同的颜色。
6. 染料的应用和选择
1、根据纤维性能选择染料
由于每种纤维的性能不同，因此在染色时需要选择合适的染料。例如，棉纤维染色时，分子结构中含有许多亲水羟基，因此吸湿后容易溶胀，能与活性基团发生化学反应，耐碱，因此可以直接染色、还原染色，可以进行硫化染色。冰染料、活性染料。涤纶疏水性强，在高温下对碱敏感，因此需要使用分散染料进行染色。
2、根据染色物体的用途选择染料
由于染色产品的用途不同，对染色成品的牢度要求也不同。
例如，窗帘用的织物不经常洗涤，但经常暴露在阳光下，因此在染色时应选择耐光性高的染料。夏季穿着的内衣和浅色织物的染色，应选择耐洗、耐晒、耐汗的染料，需要经常洗涤和晒干。
3、根据染料成本选择染料
选择染料时，不仅需要考虑颜色和牢度，还需要考虑所用染料和助剂的成本和供应。对于较贵的染料，应尽量用其他达到同样效果的染料代替，以降低生产成本。
4、配色时的染料选择
当需要配色时，选择染料时应注意其成分、溶解度、色牢度、上染率等性能。需要选择性能相近的染料，越接近越好，这样利于工艺条件的控制和染色质量的稳定。
5、根据染色机械性能选择染料
由于染色机不同，染料性能和要求也不同。卷染时应选择直接性高的染料，跳染时应选择直接性低的染料。不符合条件的产品会出现正面深、背面浅、颜色、光泽不均匀的现象。