功能染料及其在紡織染整上的應用現狀與前景

　　功能性染料是一類具有特殊功能性或特殊專業性的染料，這種特殊的功能通常都與近代高、新技術領域關聯的光、電、熱、化學、生化等性質相關。這類染料吸收很少的能量，可產生某些特殊的功能，因此用量少價格高，經濟效益顯著。
　　目前，功能性染料已被一些國家廣泛地應用于液晶顯示、熱敏壓敏記錄、光盤記錄、光化學催化、光化學治療等高新技術領域。日本各大染料公司都把功能性染料的生產作為各自發展的重點。而國產功能性染料除了照相、靜電復印、拷貝等品種外，在其他領域的應用幾乎為空白，或者尚處于試制階段，還沒有引起足夠的重視。尤其是功能性染料在染整中的應用才初見端倪，其研究、制造、應用、管理水平還遠遠落后于先進國家，應該說，功能性染料是一個值得染料工作者和染整工作者努力開拓的新領域。
　　1 功能染料的分類與開發途徑
　　1.1 功能性染料的分類
　　功能性染料正處在迅速發展的階段，有關它的分類還不統一，按照功能可將其分類如下。
　　變色異構染料：光變色、熱變色、電變色、濕變色、感壓（壓敏）變色染料
　　能量轉化染料：發光、太陽能轉化、激光、有機非線性光學材料用染料等
　　功能染料 信息及顯示紀錄用染料：液晶、濾色片、光信息記錄用、電子復印、噴墨打印（印花）用染料等
　　生化及醫用染料：生物著色用、醫用染料等
　　化學反應用染料：催化用、鏈中止用染料等
　　1.2 功能染料的開發途徑
　　功能染料主要有兩種開發途徑：一是篩選原有染料，利用傳統的染料和顏料的某些潛在性能。二是改變傳統染料的發色體系，使其具有新的功能。
　　2 功能染料在紡織染整中的應用
　　目前，光變色染料、熒光染料、紅外線吸收和偽裝染料、熱變色染料、濕敏（熱敏）涂料，電致變色染料、特殊有色聚合物、金屬離子、溶劑變色染料、遠紅外保溫涂料等功能染料已經在紡織染整中進入實用階段或已顯示出其潛在的應用前景。
　　2.1 光變色染料和顏料
　　具有“光致變色（即物質顏色隨光照而變化）性”的化合物被稱為“光變色染料（顏料）”。光變色染料現在直接用于紡織品的還不多，主要原因是這些染料的耐光牢度不夠理想，價格較貴，對纖維的親和力不高，很難通過常規的染色和印花工藝加工。但可以預測，隨著紡織染整加工技術和光變色染料的發展，光變色紡織品一定會逐步成熟起來。
　　2.2 熒光染料和顏料
　　熒光染料的定義還不統一，一般將能在可見光范圍強烈吸收和輻射出熒光的染料稱為熒光染料。熒光顏料實質上是顆粒很細的熒光染料的樹脂固體溶液。
　　羅丹明及其衍生物是紡織品早應用的熒光染料，可以染絲綢、滌綸、錦綸等天然或合成纖維，使它們獲得引人注目的色彩和效果，熒光黃網球就是用熒光黃染料染網球表層纖維材料制成的。
　　熒光顏料在紡織品上主要用于印花或涂層加工，用于需要艷麗色彩的服裝或紡織產品，例如旅途用品、運動服裝和兒童服裝。目前，這類顏料已日益被人們所青睞。
　　2.3 紅外線吸收染料和紅外線偽裝染料
　　紅外線吸收染料是指對紅外線有較強吸收的染料，和通常染料一樣，這些染料也有特定的Л-電子共軌體系，所不同的,它們的第一激發能量比較低，吸收的不是可見光而是波長更長的紅外線。紅外線偽裝染料（或顏料）指的是紅外線吸收特性和自然環境相似的一些具有特定顏色的染料，與普通染料的區別在于它們的紅外線吸收特性和自然界環境相似，可以偽裝所染物體，使物體不易被紅外線觀察所發現。
　　近年來，近紅外吸收染料和紡織染整的關系密切的是被用于太陽能轉換和貯存。用這種染料（或顏料）加工制成的塑料薄膜或紡織服裝，在工業、農業和服裝上均有很好的應用前景。
　　紅外線偽裝染料（或顏料）主要用于軍事裝備和作戰人員的偽裝。由于紅外線偽裝研究屬于各國的高度機密，很少發表有關的技術，從有關專利的文獻中得到的信息表明，少數經篩選過的還原染料不但有很好的吸收紅外線的性能，且各項色牢度也可達到軍事用紡織品的要求。
　　2.4 熱變色染料和顏料
　　具有“熱敏變色性”的染料（顏料）被稱為熱變色染料（顏料）。較早用于紡織品變色印花的染料就是一些熱敏記錄用的染料，近年來熱變色染料已越來越多地用于紡織品的染色和印花。
　　2.5 濕敏、熱敏涂料
　　濕敏、熱敏涂料是由鈷鹽制成的無機涂料。這兩種涂料可按通常涂料印花工藝使用，但總的說來，這類變色涂料的變色靈敏度和顏色深度較低，水洗牢度不夠好，且對酸、堿較敏感，有待于的進一步研究。
　　2.6 電致變色染料
　　當染料的瞬間偶極矩方向被電場改變時，其顏色也隨電場改變的一類染料被稱作電致變色染料，或稱電敏染料。如果用紡織材料為基材，將這種電控變色的功能染料制成所需的產品，例如大型彩色顯示器、遮光材料等，將有一些特殊的功能，值得研究。
　　2.7 有色聚合物
　　有色聚合物是指本身具有發色體系的分子聚合物。事實上，有色聚合物可用于塑料或纖維的原液中著色。同理，涂層、涂料印花和染色發泡印花應該可以使用該種有色體。聚合物色素兼具顏料著色和溶劑可溶性染料著色的優點，它甚至可以和被著色的高分子物發生反應，通過共價鍵結合為一體，因而值得更深入的研究。
　　2.8 金屬離子、溶劑變色染料
　　金屬離子變色染料是指可以和金屬離子螯合引起顏色變化的一類染料。溶劑變色染料是指顏色可隨溶劑的極性不同而變化的一類染料。金屬離子變色染料因其變色特性而使獲得多色的染色或印花產品成為可能，在紡織和服裝工業中具備一定應用前景；溶劑變色染料可用于織物、服裝的著色，使這些紡織品遇水或其他溶劑產生變色效應，開發前景樂觀。
　　2.9 遠紅外保溫涂料
　　使用具有很強的發射紅外線的特性的無機陶瓷粉末以及一些鎂鋁硅酸鹽加工而成的涂料，被人們稱做遠紅外保溫涂料。遠紅外保溫涂料主要用于加工陽光蓄熱保溫織物。此外，通過涂料印花或涂層加工，它還可賦予織物放射紅外線的功能，使織物具備良好的隔熱性或保溫性。
　　3 其他領域用功能染料在染整工業中的應用前景
　　3.1 電子照相用功能染料
　　電子照相又稱光電成像，包括光電復印和激光打印，它們都涉及到光與電能的相互作用，都需要使用一些特殊的染料。這種照相技術在紡織染整加工中有很好的前景。
　　3.2 靜電、離子和磁性成像印制用功能染料
　　靜電、離子、磁性成像印制方法是三種非接觸印制技術，雖然不如電子照相、噴墨印制以及熱印制技術流行，但它們都有其各自的特點。
　　靜電成像可用于染整工業，只要紡織品表面是絕緣的，同時采用對纖維有親和力、能夠由特定功能性染料制備的靜電顯色色調劑進行印花，并通過熱處理將染料固著在紡織品上。
　　離子沉積印制技術可印原色或全色的圖像，在紡織品印花中有很高的應用前景，關鍵在研制出適用于紡織品的色調劑，即需要開發或篩選出適合的功能染料。
　　磁性成像印制的優點是可以連續重復的轉印，印制速度很高，不足之處在于分辨率不高和轉鼓容易腐蝕，因此對印制一些簡單大型的圖像是適合的，而且不象普通轉移印花轉移紙印后有污染、難處理的問題，紡織品轉印后不必清洗，工藝簡單；不過色調劑的價格以及其中的磁性材料對顏色和紡織品性能影響的問題，都有待于解決。
　　3.3 噴墨打印用功能染料
　　噴墨打印采用噴嘴噴出墨水（或彩色液）在紙上形成文字或圖像，一些新型的功能性染料可滿足其要求。隨著噴墨打印技術的推廣，紡織品也逐漸采用此原理進行印花，即噴墨印花，近些年發展很快。
　　3.4 熱擴散轉移和熱蠟轉移用功能染料
　　染料熱擴散技術（簡稱D2T2）成像的基本原理與紡織品的轉移印花十分相似，因此也是生產彩色印花織物有希望的技術。但特別適用于紡織品熱擴散轉移印花的功能染料還未見專門報道，現多處于研究開發階段。
　　熱蠟轉移技術直接用于紡織品的可能性不大，但是這種轉移方式非常簡單，如果找到一種對紡織品粘著力強的成膜物質，例如某些低熔點的粘合劑代替蠟質作為顏料分散體和轉印介質，即通常所述的顏料轉移技術，還是很有應用前途的。
　　3.5 生化和醫藥用功能染料
　　功能染料在生物和化學上的應用已有很久的歷史。主要用于細胞著色、殺菌、酶純化分析等方面。染料的抗菌防腐特性對加工衛生功能的紡織品具有較重要的意義，用這類染料染色的紡織品，不僅能達到一定顏色的要求，還具有抗菌防腐的功能。所以由一些功能染料染成的紡織品具有醫療保健的功能，開展這方面的研究是十分有意義的。
　　3.6 激光輻射用功能染料
　　激光目前主要用在通訊、醫療、光譜學、光化學、反應動力學研究、同位素分離、微量分析、軍事工業中，它在紡織染整中的加工應用也成為了一種新的趨勢，例如激光雕刻，纖維激光改性，以及激光輻射用功能染料印花等。
　　4 結束語
　　功能染料的種類和功能隨著各領域的研究正在不斷擴大中。本文介紹的僅是一些已經或正在被開發應用的染料，除了這些以外，實際上許多具有導電、磁性、催化等性質的有機化合染料，都屬功能染料范疇。
　　功能性染料的應用，必將會有更廣闊的前景，而且多與高科技、新產品開發緊密相連。染整工業是傳統應用染料的重要的部門，過去主要利用染料的光與色的特性。今后，雖然仍然離不開光與色的領域，但是在開發新產品，特別是產業用的纖維制品過程中，將會注重染料多方面的性能。因此，功能染料在紡織染整工業中的應用將是非常有潛力的。

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