分散染料的应用

背景及概述^[1]

分散染料是一种不溶于水(严格地说是微溶于水)，借助于分散剂的作用在水中形成高度分散体形式的染料，它主要用于聚酯纤维的染色。大多数分散染料的化学结构属于单偶氮型，约占分散染料的80%，其次是蒽醌型约占15%，其他结构类型的约占5%。一般认为，分散染料在水中的染色机理是：由于分散剂的作用，在染色温度下，部分染料溶解于染浴中成为染料分子，然后以分子的形式被纤维吸附在其表面，与此同时聚酯纤维中的非晶区在染色温度下膨化形成足以容纳染料分子的空穴，这样就很容易使得染料分子在纤维中扩散，染色结束时，随着温度的降低，先前膨化的空穴发生收缩，将染料分子包裹在纤维内，从而使得染料分子最终以单分子或低分子聚集体的形式在纤维中固着。国外曾经有学者认为分散染料的晶体形态(即晶型)对它的染色性能有影响，但是后来的研究结果否定了这一说法。然而分散染料的晶型不同，其晶格能也随之不同，所以分散染料的晶型对其商品化加工有影响。

应用^[2-3]

由于聚酯纤维的疏水性，分散染料的染色方法一般有热熔法、高温加压法和载体法。热熔法是将织物先经轧染、烘干，然后送入热熔机在200℃左右热熔固色；高温加压法通常是在120～140℃下，将纤维膨化，使染料扩散进入纤维内部而染色；载体法是在染浴中加入有机载体，使纤维膨化引导染料渗入纤维内部而染色。

1.涤纶超细纤维用分散染料的提升力和牢度

我国的涤纶超细纤维，特别是采用复合纺丝法制造的海岛型涤纶超细纤维的发展，使得聚酯纤维制成的织物具有吸湿、透气和柔软、悬垂性好等优点，其服用性能有了很大的提高。由其制成的仿麂皮绒织物与天然麂皮非常相似。我国涤纶超细纤维的产量逐年增长，但这种纤维的超分子形态结构发生了很大变化，其比表面积很大，使得现有涤纶超细纤维用分散染料的上染速率、上染量、染料的显色性、匀染性、提升力和染色牢度等都出现了新的问题。改进和提高涤纶超细纤维用分散染料的提升力和牢度成了当务之急。目前，国外的好多大公司都已开发成功适用于海岛丝类型和差别化复合类型等各种超细聚酯纤维染色的新型分散染料，如乐马可隆(Lumacron)MFB(M．多闻公司)、KayalonMicroester(日本化药公司)、DianixSPH和UPH(德司达公司)等染料。我国开发的海岛型涤纶超细纤维用分散染料与国外产品相比，在提升力、遮盖性、光牢度和湿牢度等方面还有一定差距，需进一步提高。

2.织物的牢度性能要求

为满足运动服、休闲服和汽车内装饰织物等涤纶织物日益增长的牢度性能要求，如优异水洗牢度等，应加强新型分散染料的研发。运动服、休闲服和汽车内装饰织物等涤纶织物用分散染料染色后，为保证成品尺寸一致和稳定，需进行热定形处理。由于热定形温度超过140℃，纤维内部的分散染料会发生与染色逆向的热迁移，部分染料会重新迁移至纤维表面，导致染色后经热定形处理的涤纶织物色牢度，主要是水洗牢度、汗渍牢度等下降，且会沾染到相邻贴衬上，或污染环境。另一方面，经染色和还原清洗后的涤纶织物，尤其是涤棉混纺织物，需进行柔软、防水等后整理，后整理的温度也比较高。

目前市场上供应的不少柔软剂和防水剂，如氨基硅油柔软剂等，是用非离子表面活性剂制成的乳化剂进行乳化。它们好似载体，会溶解分散染料，使已染色的分散染料在后整理时不仅受高温作用发生热迁移，还会因溶解在载体中而迁移至纤维表面，从而降低了染色织物的水洗牢度和汗渍牢度等色牢度。这种迁移即使在储存和运输过程中也会发生。迄今为止，我国生产的分散染料所测得的水洗等色牢度，都是涤纶织物用分散染料染色后经还原清洗，而没有进行热定形处理或柔软、防水等整理后的数据，反映不出分散染料的耐热迁移性能。实践证明，我国现有的分散染料中，有相当一部分品种，特别是红色分散染料的耐热迁移性能比较差，会使染色涤纶织物经热定形或柔软、防水等整理后色牢度变差。

3. 高耐光牢度的新型分散染料

为满足汽车内装饰织物、军队伪装用织物、登山服和家庭装饰织物等对耐光牢度的要求，应加快对高耐光牢度新型分散染料的研发。我国汽车工业发展很快，对汽车内涤纶装饰织物的光牢度要求不断提高，这也是我国分散染料今后的一大市场。目前，特别要开发适应于美国通用汽车公司制订的新日光试验要求和国际汽车制造者协会的光牢度要求，以及其它试验要求的新型超耐光分散染料国际市场上已推出了DianixAMFormulaOne染料，对我国研究和开发这种新型分散染料是一个借鉴。此外，还有不断增长的对适用于军队伪装用织物、登山服和家庭装饰织物等染色的新型高耐光牢度分散染料的需求。

3.新型高性能分散染料

从环境和生态要求出发，加快开发取代过敏性分散染料和有毒分散染料的新型高性能分散染料。目前，我国已不再生产和使用国际上禁用的会裂解释放出24种致癌芳香胺的分散染料。另外，国际禁用染料中重要的部分过敏性分散染料，我国仍有生产和使用，其中有C．I．分散黄3、C．I．分散黄橙13、C．I．分散橙76、C．I．分散红1，以及分散蓝EX—SF300％、分散黑EX．SF300％、分散黑EX—SF150％(液)等。还有在分散染料商品化过程中使用的分散剂和其它添加剂，因缺乏关于致癌性和过敏性等毒理学指标的严格控制，而带入有害的化学物质。例如使用很广的分散剂MF，由于制造的原料不纯，致使成品中夹带多种有害的稠环化合物等。

从2006年1月起，我国纺织行业的强制性国家标准GB18401-2003已正式生效实施，它主要针对染料和助剂，不仅适用于我国境内的所有纺织品，还将扩大到出口纺织品上。在2006年一季度颁布了我国生态纺织品的推荐性国家标准。因此，加快开发和进一步取代过敏性分散染料和有毒分散染料的新型高性能分散染料，势在必行。

5. 适用于PES／PA等混纺织物染色的新型分散染料

由于聚酯纤维(PES)和聚酰胺纤维(PA)组成的混纺织物．具有防白深浅条纹染色效应、差异染色效应和同色深浅染色效应等特点，因此，近年来用聚酯纤维作经纱、聚酰胺纤维作纬纱的交织物，在市场上很流行。在亚洲，聚酯和聚酰胺双组分超细纤维组成的混纺织物，在人造羊毛织物、丝绸感织物、运动服、超高密度织物以及高技术清洁服装等上广泛使用，开发合适的染料对其进行染色是很重要的。一般说，用于上述织物的分散染料要求具有浅色的一致提升力；一浴法染色时对聚酰胺纤维的沾污性低；采用二浴法染色工艺酸性还原清洗时，分散染料应具有易洗除性和为防止不匀染染浴吸尽的可靠性等。还研究开发与聚酯纤维组成混纺织物的其它纤维(如氨纶纤维、聚丙烯腈纤维、纤维素纤维等)用具有低沾污性和优异染色性能的新型分散染料等。这些都是我国分散染料生产企业需要解决的技术课题。

主要参考资料

[1] 精细化工辞典

[2] 中国大百科全书（化工卷）

[3] 我国分散染料发展趋势