纺织染料的应用及制备

背景及概述^[1]

在上个世纪，人口的持续增长和工业化发展造成了生物体赖以生存的生态系统多样性的破坏。其中海水和河水的生态系统的污染主要是由没有充分处理的工业废水排放导致的。许多工业，例如染料业、纺织业、塑料制品、造纸、食品、化妆品以及药品等行业广泛使用染料染色同时消耗大量水，结果产生大量染色废液。

染料依据发色基团的化学结构分为偶氮类（azo）、蒽醌类（anthraquinone）、三苯甲烷类、杂环类（heterocyclic）、聚合体类（polymeric），其中偶氮类和三苯甲烷类染料主要应用于纺织业。据估计世界范围内纺织工业每年排放2.8×105t纺织印染废液。许多染料在水中1mg/L浓度时就能看见水体变色，而在纺织染料废水中，偶氮类染料浓度在5-1500mg/L，使水体颜色浓重，造成水体透明度下降，降低光合作用、溶解氧水平和水体质量，对水生动植物造成急性毒性作用，对水体的TOC和COD造成不利影响。同时，许多染料及其代谢产物具有毒性、致癌性和致变性，对人类产生潜在的健康危害并破坏生态系统。因此，纺织染料废水是工业废水治理的重点和难点。

应用^[2]

染料自身所具有的作用是给物品着色，其中纺织染料一般是用来对纺织用品进行印染，种类可以分成天然染料跟合成染料这两种，并且合成染料逐渐成为人们所研究与使用的染料。因为不同燃料自身结构跟性质都不想用，为了打开国际市场并顺应国际市场发展节奏，占据国际市场中主要份额，全国各地对应的染料企业都纷纷将燃料创新跟染料开发作为首要研究方向，目前主要的研究方向以环保染料以及新资源燃料为主，在这之中活性染料以及分散染料是目前世界各国研究的主要内容。

1）活性染料

活性染料其实就是一种反应性染料，其具有的特点为可跟纤维发生化学反应，这样可以将染色织物所具有的牢固度进行有效提升。并且，活性染料本身特性与织物特性也非常符合，活性染料自身所具有的色谱范围反常全面，同时色彩鲜艳，制造过程所需的成本也相对适中，在对织物进行染色时能够均匀覆盖织物表面，无需其他辅助设施，整体操作非常简单。由于活性染料所具有的特性跟当前人们燃料需求非常符合，因此逐渐受到世界各地人们的广泛应用，并且以活性染料为基础分创了一系列附属燃料。

目前我国开发类型大体以具有双活性基特点的活性染料为主，这也符合环保节能这一理念，主要的适用范围为：(1)中温染色；(2)低盐染色；(3)RFT染色；(4)小浴比染色。最近两年随着世界环境保护跟生态可持续发展相关制度的持续加强，人们逐渐放弃了对一些以有害化学物质为原料的污染性染料的使用，同时在金属络合染料对应的使用方面进行了一系列的法规设定，这一些列的举措使活性染料逐渐成为人们关注的焦点，对应产量占据总量的白分别也提高到0.5%到0.8%。人们在开发并使用双活性基燃料的过程之总和那个，同时也间接蛋白纤维相关类别的活性染料进行了推广以及发展，目前在国内，各地燃料生产企业逐渐开始对这类染料加以重视，并且开始尝试展开对应的研究与生产，从而不缺国内染料自身牢色度以及环保方面的要求。

2）分散染料

分散染料主要涉及的范围是涤纶材料以及纺织物材料，近两年国内染料企业主要研究方向主要为PTT纤维以及PLA纤维这两方面，同时对其它类型的燃料发展进行了适当研究。

在分散染料方面有着“四高一低”这一说法，主要为：(1)自身超细聚酯纤维染色性较高；(2)自身耐热迁移性以及洗涤牢度较高；(3)具有较高的环保型；(4)自身节能性能极高；(5)在尼龙跟聚氨酯纤维方面的沾污性非常低。德国当地CHT集团目前开发了一种符合人们使用要求的分散性燃料，其性能非常显著，目前暂设代号HP—LTD，这种燃料在聚酯纤维以及弹性纤维对应的混合纺织物中极为适用。

制备^[3]

一种天然纺织染料，天然纺织染料包括如下质量份数的原料：凤仙花提取物20份、樟树叶萃取液6份、麻黄6份、茶叶6份；按照质量分数，将麻黄和茶叶洗净，干燥后用机械打碎：将打碎后的麻黄和茶叶依次加入装有60份水的反应器中，于50^oC条件下恒温搅拌3h，过滤得滤液；在所得滤液中加入乙酸乙酯进行萃取，将有机相分离，在所述有机相中加入凤仙花提取物和樟树叶萃取液，升温70^oC，搅拌25min，得红褐色膏状物即为天然纺织染料。

凤仙花提取物由以下方法制备：将新鲜凤仙花洗净，干燥后用机械打碎；取凤仙花碎料加入装有体积比为50%的乙醇水溶液的反应器中，料液质量比为1：25，在40^oC条件下搅拌3h，搅拌完后于50^oC下恒温浸泡24h，降温至25^oC，过滤得滤液；将滤液蒸馏浓缩，于60^oC烘干，得到紫红色膏状物即为凤仙花提取物。

樟树叶萃取液由以下方法制备：将新鲜樟树叶洗净，干燥后用机械研磨成粉末；取樟树叶粉末加入装有水的容器中，料液质量比为1：12，微波功率为400W，在70^oC条件下提取15min，得黏稠状萃取液即为樟树叶萃取液。

参照E2149-2010《在动态接触条件下固定抗菌剂抗菌活性测定的标准试验方法》，测得使用本发明染色的织物对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌的抑菌率分别为99.80％、99.50％。

主要参考资料

[1] 微生物降解纺织染料研究进展

[2] 纺织染料的应用与思考

[3] CN201410292506.4一种天然纺织染料及其制备方法