功能染料及其在紡織染整上的應(yīng)用現(xiàn)狀與前景
功能性染料是一類(lèi)具有非常功能性或非常專(zhuān)業(yè)性的染料,這種非常的功能通常都和近代高、新技術(shù)領(lǐng)域關(guān)聯(lián)的完、電、熱、化學(xué)、生化等性質(zhì)相關(guān)。這類(lèi)染料汲取很少的能量,可產(chǎn)生某些非常的功能,因此用量少價(jià)格高,經(jīng)濟(jì)效益顯著。
目前,功能性染料已被一些國(guó)家廣泛地應(yīng)用于液晶顯示、熱敏壓敏記錄、完盤(pán)記錄、完化學(xué)催化、完化學(xué)醫(yī)治等高新技術(shù)領(lǐng)域。日本各大染料公司都把功能性染料的生產(chǎn)作為各自進(jìn)展的重點(diǎn)。而國(guó)產(chǎn)功能性染料除了照相、靜電復(fù)印、拷貝等品種外,在其他領(lǐng)域的應(yīng)用幾乎為空白,或者尚處于試制階段,還沒(méi)有引起足夠的重視。特別是功能性染料在染整中的應(yīng)用才初見(jiàn)端倪,其研究、制造、應(yīng)用、治理水平還遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于先進(jìn)國(guó)家,應(yīng)該說(shuō),功能性染料是一個(gè)值得染料工作者和染整工作者努力開(kāi)拓的新領(lǐng)域。
1 功能染料的分類(lèi)和開(kāi)發(fā)途徑
1.1 功能性染料的分類(lèi)
功能性染料正處在迅速進(jìn)展的階段,有關(guān)它的分類(lèi)還不統(tǒng)一,按照功能可將其分類(lèi)如下。
變色異構(gòu)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(zhuǎn)化染料:發(fā)完、太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化、激完、有機(jī)非線性完學(xué)材料用染料等
功能染料 信息及顯示紀(jì)錄用染料:液晶、濾色片、完信息記錄用、電子復(fù)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(xué)反應(yīng)用染料:催化用、鏈中止用染料等
1.2 功能染料的開(kāi)發(fā)途徑
功能染料主要有兩種開(kāi)發(fā)途徑:一是篩選原有染料,利用傳統(tǒng)的染料和顏料的某些潛在性能。二是改變傳統(tǒng)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(yīng)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(yuǎn)紅外保溫涂料等功能染料已經(jīng)在面料染整中進(jìn)入有用階段或已顯示出其潛在的應(yīng)用前景。
2.1 完變色染料和顏料
具有“完致變色(即物質(zhì)顏色隨完照而變化)性”的化合物被稱(chēng)為“完變色染料(顏料)”。完變色染料現(xiàn)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(jià)格較貴,對(duì)纖維的親和力不高,很難通過(guò)常規(guī)的上色和印花工藝整理。但可以預(yù)測(cè),隨著面料染整整理技術(shù)和完變色染料的進(jìn)展,完變色布料品肯定會(huì)逐步成熟起來(lái)。
2.2 熒完染料和顏料
熒完染料的定義還不統(tǒng)一,一般將能在可見(jiàn)完范圍強(qiáng)烈汲取和輻射出熒完的染料稱(chēng)為熒完染料。熒完顏料實(shí)質(zhì)上是顆粒很細(xì)的熒完染料的樹(shù)脂固體溶液。
羅丹明及其衍生物是面料品早應(yīng)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(wǎng)球就是用熒完黃染料染網(wǎng)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(chǎn)品,例如旅途用品、休閑工作裝和兒童工作裝。目前,這類(lèi)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(duì)紅外線有較強(qiáng)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(jiàn)完而是波長(zhǎng)更長(zhǎng)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(jué)。
近年來(lái),近紅外汲取染料和面料染整的關(guān)系緊密的是被用于太陽(yáng)能轉(zhuǎn)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(nóng)業(yè)和工作裝上均有很好的應(yīng)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(guó)的高度機(jī)密,很少發(fā)表有關(guān)的技術(shù),從有關(guān)專(zhuān)利的文獻(xiàn)中得到的信息表明,少數(shù)經(jīng)篩選過(guò)的還原染料不但有很好的汲取紅外線的性能,且各項(xiàng)染色堅(jiān)牢度也可達(dá)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(chēng)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(lái)熱變色染料已越來(lái)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(wú)機(jī)涂料。這兩種涂料可按通常涂料印花工藝使用,但總的說(shuō)來(lái),這類(lèi)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(duì)酸、堿較敏感,有待于的進(jìn)一步研究。
2.6 電致變色染料
當(dāng)染料的剎那偶極矩方向被電場(chǎng)改變時(shí),其顏色也隨電場(chǎng)改變的一類(lèi)染料被稱(chēng)作電致變色染料,或稱(chēng)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(chǎn)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(shí)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(yīng)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(diǎn),它甚至可以和被著色的高分子物發(fā)生反應(yīng),通過(guò)共價(jià)鍵結(jié)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(lèi)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(lèi)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(chǎn)品成為可能,在面料和工作裝工業(yè)中具備肯定應(yīng)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(chǎn)生變色效應(yīng),開(kāi)發(fā)前景樂(lè)觀。
2.9 遠(yuǎn)紅外保溫涂料
使用具有很強(qiáng)的發(fā)射紅外線的特性的無(wú)機(jī)陶瓷粉末以及一些鎂鋁硅酸鹽整理而成的涂料,被人們稱(chēng)做遠(yuǎn)紅外保溫涂料。遠(yuǎn)紅外保溫涂料主要用于整理陽(yáng)完蓄熱保溫織物。此外,通過(guò)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(lǐng)域用功能染料在染整工業(yè)中的應(yīng)用前景
3.1 電子照相用功能染料
電子照相又稱(chēng)完電成像,包含完電復(fù)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(shù)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(shù),雖然不如電子照相、噴墨印制以及熱印制技術(shù)流行,但它們都有其各自的特點(diǎn)。
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(shí)采納對(duì)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(diào)劑進(jìn)行印花,并通過(guò)熱處理將染料固著在面料品上。
離子沉積印制技術(shù)可印原色或全色的圖像,在面料品印花中有很高的應(yīng)用前景,關(guān)鍵在研制出適用于面料品的色調(diào)劑,即需要開(kāi)發(fā)或篩選出適合的功能染料。
磁性成像印制的優(yōu)點(diǎn)是可以連續(xù)重復(fù)的轉(zhuǎn)印,印制速度很高,不足之處在于分辨率不高和轉(zhuǎn)鼓簡(jiǎn)單腐蝕,因此對(duì)印制一些簡(jiǎn)單大型的圖像是適合的,而且不象一般轉(zhuǎn)移印花轉(zhuǎn)移紙印后有污染、難處理的問(wèn)題,面料品轉(zhuǎn)印后不必清洗,工藝簡(jiǎn)單;不過(guò)色調(diào)劑的價(jià)格以及其中的磁性材料對(duì)顏色和布料品性能影響的問(wèn)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(shù)的推廣,面料品也逐漸采納此原理進(jìn)行印花,即噴墨印花,近些年進(jìn)展很快。
3.4 熱擴(kuò)散轉(zhuǎn)移和熱蠟轉(zhuǎn)移用功能染料
染料熱擴(kuò)散技術(shù)(簡(jiǎn)稱(chēng)D2T2)成像的基本原理和布料品的轉(zhuǎn)移印花非常相似,因此也是生產(chǎn)彩色印花織物有期望的技術(shù)。但非常適用于面料品熱擴(kuò)散轉(zhuǎn)移印花的功能染料還未見(jiàn)特意報(bào)道,現(xiàn)多處于研究開(kāi)發(fā)階段。
熱蠟轉(zhuǎn)移技術(shù)直接用于面料品的可能性不大,但是這種轉(zhuǎn)移方式特別簡(jiǎn)單,如果尋到一種對(duì)布料品粘著力強(qiáng)的成膜物質(zhì),例如某些低熔點(diǎn)的粘合劑代替蠟質(zhì)作為顏料分散體和轉(zhuǎn)印介質(zhì),即通常所述的顏料轉(zhuǎn)移技術(shù),還是很有應(yīng)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(xué)上的應(yīng)用已有很久的歷史。主要用于細(xì)胞著色、殺菌、酶純化分析等方面。染料的抑菌防腐特性對(duì)整理衛(wèi)生功能的布料品具有較重要的意義,用這類(lèi)染料上色的面料品,不僅能達(dá)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(kāi)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(xué)、完化學(xué)、反應(yīng)動(dòng)力學(xué)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(yīng)用也成為了一種新的趨勢(shì),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(jié)束語(yǔ)
功能染料的種類(lèi)和功能隨著各領(lǐng)域的研究正在不斷擴(kuò)大中。本文介紹的僅是一些已經(jīng)或正在被開(kāi)發(fā)應(yīng)用的染料,除了這些以外,實(shí)際上許多具有導(dǎo)電、磁性、催化等性質(zhì)的有機(jī)化合染料,都屬功能染料范疇。
功能性染料的應(yīng)用,必將會(huì)有更廣闊的前景,而且多和高科技、新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)緊密相連。染整工業(yè)是傳統(tǒng)應(yīng)用染料的重要的部門(mén),過(guò)去主要利用染料的完和色的特性。今后,雖然仍舊離不開(kāi)完和色的領(lǐng)域,但是在開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品,非常是產(chǎn)業(yè)用的纖維制品過(guò)程中,將會(huì)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(yīng)用將是特別有潛力的。
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