功能染料及其在紡織染整上的應用現狀與前景

clsrich — Wed, 25 Nov 2020 07:20:28 +0000

　　功能性染料是一類具有非常功能性或非常專業(yè)性的染料，這種非常的功能通常都和近代高、新技術領域關聯的完、電、熱、化學、生化等性質相關。這類染料汲取很少的能量，可產生某些非常的功能，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、完盤記錄、完化學催化、完化學醫(yī)治等高新技術領域。日本各大染料公司都把功能性染料的生產作為各自進展的重點。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。特別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、治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 功能染料的分類和開發(fā)途徑
　　1.1 功能性染料的分類
　　功能性染料正處在迅速進展的階段，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：完變色、熱變色、電變色、濕變色、感壓（壓敏）變色染料
　　能量轉化染料：發(fā)完、太陽能轉化、激完、有機非線性完學材料用染料等
　　功能染料信息及顯示紀錄用染料：液晶、濾色片、完信息記錄用、電子復印、噴墨打?。ㄓ』ǎ┯萌玖系?br />　　生化及醫(yī)用染料：生物著色用、醫(yī)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(fā)途徑
　　功能染料主要有兩種開發(fā)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(fā)色體系，使其具有新的功能。
　　2 功能染料在面料染整中的應用
　　目前，完變色染料、熒完染料、紅外線汲取和偽裝染料、熱變色染料、濕敏（熱敏）涂料，電致變色染料、非常有色聚合物、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面料染整中進入有用階段或已顯示出其潛在的應用前景。
　　2.1 完變色染料和顏料
　　具有“完致變色（即物質顏色隨完照而變化）性”的化合物被稱為“完變色染料（顏料）”。完變色染料現在直接用于面料品的還不多，主要原因是這些染料的耐完牢度不夠理想，價格較貴，對纖維的親和力不高，很難通過常規(guī)的上色和印花工藝整理。但可以預測，隨著面料染整整理技術和完變色染料的進展，完變色布料品肯定會逐步成熟起來。
　　2.2 熒完染料和顏料
　　熒完染料的定義還不統一，一般將能在可見完范圍強烈汲取和輻射出熒完的染料稱為熒完染料。熒完顏料實質上是顆粒很細的熒完染料的樹脂固體溶液。
　　羅丹明及其衍生物是面料品早應用的熒完染料，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，熒完黃網球就是用熒完黃染料染網球表層纖維材料制成的。
　　熒完顏料在面料品上主要用于印花或PU涂層整理，用于需要艷麗色彩的工作裝或面料產品，例如旅途用品、休閑工作裝和兒童工作裝。目前，這類顏料已日益被人們所青睞。
　　2.3 紅外線汲取染料和紅外線偽裝染料
　　紅外線汲取染料是指對紅外線有較強汲取的染料，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,它們的激發(fā)能量比較低，汲取的不是可見完而是波長更長的紅外線。紅外線偽裝染料（或顏料）指的是紅外線汲取特性和自然環(huán)境相似的一些具有特定顏色的染料，和一般染料的區(qū)別在于它們的紅外線汲取特性和自然界環(huán)境相似，可以偽裝所染物體，使物體不易被紅外線觀看所發(fā)覺。
　　近年來，近紅外汲取染料和面料染整的關系緊密的是被用于太陽能轉換和貯存。用這種染料（或顏料）整理制成的塑料薄膜或布料工作裝，在工業(yè)、農業(yè)和工作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(zhàn)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(fā)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汲取紅外線的性能，且各項染色堅牢度也可達到軍事用布料品的要求。
　　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）。較早用于面料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布料品的上色和印花。
　　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
　　當染料的剎那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。如果用面料材料為基材，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、遮完材料等，將有一些非常的功能，值得研究。
　　2.7 有色聚合物
　　有色聚合物是指本身具有發(fā)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，PU涂層、涂料印花和上色發(fā)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(yōu)點，它甚至可以和被著色的高分子物發(fā)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上色或印花產品成為可能，在面料和工作裝工業(yè)中具備肯定應用前景；溶劑變色染料可用于織物、工作裝的著色，使這些面料品遇水或其他溶劑產生變色效應，開發(fā)前景樂觀。
　　2.9 遠紅外保溫涂料
　　使用具有很強的發(fā)射紅外線的特性的無機陶瓷粉末以及一些鎂鋁硅酸鹽整理而成的涂料，被人們稱做遠紅外保溫涂料。遠紅外保溫涂料主要用于整理陽完蓄熱保溫織物。此外，通過涂料印花或PU涂層整理，它還可給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(yè)中的應用前景
　　3.1 電子照相用功能染料
　　電子照相又稱完電成像，包含完電復印和激完打印，它們都涉及到完和電能的相互作用，都需要使用一些非常的染料。這種照相技術在布料染整整理中有很好的前景。
　　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(yè)，只要面料品表面是絕緣的，同時采納對纖維有親和力、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面料品上。
　　離子沉積印制技術可印原色或全色的圖像，在面料品印花中有很高的應用前景，關鍵在研制出適用于面料品的色調劑，即需要開發(fā)或篩選出適合的功能染料。
　　磁性成像印制的優(yōu)點是可以連續(xù)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簡單腐蝕，因此對印制一些簡單大型的圖像是適合的，而且不象一般轉移印花轉移紙印后有污染、難處理的問題，面料品轉印后不必清洗，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布料品性能影響的問題，都有待于解決。
　　3.3 噴墨打印用功能染料
　　噴墨打印采納噴嘴噴出墨水（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，面料品也逐漸采納此原理進行印花，即噴墨印花，近些年進展很快。
　　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）成像的基本原理和布料品的轉移印花非常相似，因此也是生產彩色印花織物有期望的技術。但非常適用于面料品熱擴散轉移印花的功能染料還未見特意報道，現多處于研究開發(fā)階段。
　　熱蠟轉移技術直接用于面料品的可能性不大，但是這種轉移方式特別簡單，如果尋到一種對布料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(yī)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。染料的抑菌防腐特性對整理衛(wèi)生功能的布料品具有較重要的意義，用這類染料上色的面料品，不僅能達到肯定顏色的要求，還具有抑菌防腐的功能。所以由一些功能染料染成的布料品具有醫(yī)療保健的功能，開展這方面的研究是非常有意義的。
　　3.6 激完輻射用功能染料
　　激完目前主要用在通訊、醫(yī)療、完譜學、完化學、反應動力學研究、同位素分別、微量分析、軍事工業(yè)中，它在布料染整中的整理應用也成為了一種新的趨勢，例如激完雕刻，纖維激完改性，以及激完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(fā)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，而且多和高科技、新產品開發(fā)緊密相連。染整工業(yè)是傳統應用染料的重要的部門，過去主要利用染料的完和色的特性。今后，雖然仍舊離不開完和色的領域，但是在開發(fā)新產品，非常是產業(yè)用的纖維制品過程中，將會注重染料多方面的性能。因此，功能染料在面料染整工業(yè)中的應用將是特別有潛力的。

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