2008-01-16 00:00:00 來源：全球紡織網
劉妙麗, 李強林(成都紡織高等專科學校, 四川成都 611731)作者簡介:劉妙麗(1960-), 女, 成都紡織高等專科學校副教授.
摘要:綠色染料的開發不僅適應生態環保可持續發展的需要,也符合染料新功能的要求. 本文對偶氮染料的危害和環保型染料的現狀與發展進行綜述,並介紹環保型染料的十條判別原則,和詳細闡述新型環保型酸性染料的現狀和發展動
向,並充分闡明這些新開發染料的綠色和高性能特點，為印染企業選擇和使用環保型染料提供了參考.
關鍵詞:偶氮染料; 環保染料; 市場現狀; 開發
1 偶氮染料對人體及環境的危害
近年來，國際上對環境質量的惡化與生態平衡的失調十分關切，人類正面臨有史以來最嚴重的環境危機，在環境汙染中，大部分直接與工業和工業產品的汙染有關. 作為染料中間體的芳胺，已被一些國家的政府機構列為可疑致癌物，其中聯苯胺和β — 胺已被確認為是對人類最具烈性的致癌物. 為此，在世界各國關注染料生產，強調環境保護已成為當務之急，美國、歐洲、日本已建立了研究染料生態安全和毒理的機構，專門了解和研究染料對人類健康與環境的影響，並制訂了染料中重金屬的含量指標. 美國染料製造商協會生態委員會獨立地研究染料與助劑對於環境的影響，確定了各類商品染料中金屬雜質的濃度範圍. 而目前市場上 70%左右的合成染料是以偶氮結構為基礎的，廣泛應用的直接染料、酸性染料、活性染料、金屬絡合染料、分散染料、陽離子染料及縮聚染料等，都含有偶氮結構[1].
從染料分子結構分析和染色織物實測說明，用致癌芳香胺作為中間體合成的染料，包括偶氮染料和其它染料，如未經充分提純，即使有微量存在，該染料也屬禁用之列. 染料分子結構中，凡是含有偶氮基(－N＝N－)的統稱為偶氮染料[2]，其中偶氮基常與一個或多個芳香環系統相連構成一個共軛體系而作為染料的發色體，幾乎分布於所有的顏色[3]. 偶氮染料不僅用於紡織品的印染，還用來染皮革、紙張、食品等. 應該指出，一般情況下偶氮染料本身不會對人體產生有害影響，但部分用致癌性的芳香胺類中間體合成的偶氮染料，當與人體皮
膚長期接觸之後，會與人體正常新陳代謝過程中釋放的物質結合，並發生還原反應使偶氮基斷裂，重新生成致癌的芳香類化合物，這些化合物被人體再次吸收，經過活化作用，使人體細胞發生結構與功能的改變，從而轉變成人體病變誘發因素，而增加了致癌的可能性[4]. 同時禁用染料也不局限於偶氮染料，在其它結構的染料中，如硫化染料、還原染料及一些助劑中也可能因隱含有這些有害的芳香胺而被禁用[5](圖 1 所示).
2 環保型染料市場現狀和動向
2.1 開發綠色染料的必要性和重要意義
自1994年7月15日德國政府頒布禁用部分染料法令以來，世界各國的染料界都在致力于禁用染料替代品的研究. 隨著各國對環境和生態保護要求的不斷提高，禁用染料的範圍不斷擴大[6]. 許多國家和地區已連續發布禁用偶氮染料法規. 如今偶氮是國際環保要求的必檢項目之一, 檢驗方法有以下三種:薄層色譜法(TLC), 氣相色譜及質譜聯用法(GC-MSD)及高效液相色譜法(HPLC). 標準規定被檢產品中不得含有禁用的偶氮染料中間體, 若檢出其中一種即為不合格產品，其限量為30ppm. 紡織品染色後, 在紡織品上的上述致癌芳香胺允許限量為30mg/kg.
禁用政策的出臺，對我國這樣一個紡織品和服裝出口大國的影響已經顯現出來. 在目前的國際貿易中，「綠色」已經成為一個話題，而且將一直持續下去. 面對咄咄逼人的「綠色壁壘」，國內染料行業也一直在加大力度，加緊開發替代產品[7].
按照生態紡織品的要求以及禁用118種染料以來，環保染料已成為染料行業和印染行業發展的重點，環保染料是保證紡織品生態性極其重要的條件[8]. 環保染料除了要具備必要的染色性能以及使用工藝的適用性、應用性能和牢度性能外，還需要滿足環保質量的要求.
2.2 環保型染料應包括以下十方面的內容:
(1)不含德國政府和歐共體及Eco-Tex Standard 100 明文規定的在特定條件下會裂解釋放出22種致癌芳香胺的偶氮染料[9]，無論這些致癌芳香胺游離於染料中或由染料裂解所產生; (2)不是過敏性染料; (3)不是致癌性染料;(4)不是急性毒性染料; (5)可萃取重金屬的含量在限制值以下; (6)不含環境激素; (7)不含會產生環境汙染的化學物質; (8)不含變異性化合物和持久性有機汙染物; (9)甲醛含量在規定的限值以下; (10)不含被限制農藥的品種且總量在規定的限值以下.
從嚴格意義上講，能滿足上述要求的染料應該稱為環保型的染料，真正的環保染料除滿足上述要求外，還應該在生產過程中對環境友好，不要產生「三廢」，即使產生少量的「三廢」，也可以通過常規的方法處理而達到國家和地方的環保和生態要求.
2.3 新型環保染料的研究現狀
近10年來，中國染料工業把開發新型環保染料放到行業發展的一個顯著位置. 目前中國已成功開發了近300種新型環保型染料，佔全部染料品種的三分之二左右. 其中開發出不少新型環保型酸性染料，近年開發的新品種數在我國各類染料中名列首位[10].
3 新型環保型酸性染料
酸性染料是羊毛和聚醯胺纖維印染用的主要染料，在我國佔據了約 95%. 我國 2000 年羊毛和聚醯胺纖維的產量分別為 30萬噸和 39萬噸，規劃到 2005 年分別達到 35 萬噸和 60.0 萬噸，因此近年來我國酸性染料無論在產量上還是在品種上都獲得了快速發展，2003 年的產量超過了 3 萬噸，佔我國染料總產量約 6%，成為世界上酸性染料產量最大的國家. 近三年酸性染料的新品種增加了 55 個，是我國各類染料中新品種增加速度最快，增加數目最多的一類染[10]. 如用新型二氨基化合物取代聯苯胺及其衍生物製成的弱酸性黑3G和弱酸性黑NB—
G，還有尤麗特中性染料，它們已獲得瑞士 TESTEX 公司的 ECO—passport[11].
3.1 發展滿足歐盟生態標籤新標準的金屬絡合染料
為了適應國內外對羊毛和聚 胺纖維印染牢度等的高要求, 近年我國開發了一些能滿足歐盟生態標籤新標準的金屬絡合染料, 如青島雙桃精細化工有限公司與國外公司合作採用先進技術開發出尤麗特高級中性染料,已有 10 個品種, 三原色為尤麗特黃 S－2G、紅 GN 和灰 S－BG, 這類染料已在 2004 年 6 月獲得瑞士 TESTEX 公司的 Eco－Passport 染料、助劑生態安全證書; 杭州恆州化工有限公司開發出 Levasol 染料，它們是精選的 1:2型金屬絡合染料，已有 3 個品種[11].
3.2 開發羊毛用鉻媒染料的取代染料
用鉻媒染料染色羊毛造成的嚴重鉻汙染已受到高度的重視[12]，儘管可採用低鉻技術等來減少染色廢水中的鉻含量，但仍超過 10mg/L，大大高於國內外規定的廢水中鉻的限制量. 目前國內外的重點是開發新型金屬絡合染料和毛用活性染料來取代，如 Lanaset 染料[13].
3.3 開發不含金屬的新型弱酸性染料
這類染料中比較重要的有 Sandolan MF 型染料，它們能在羊毛等電點範圍染色，對羊毛的損傷很小; NeolanA型染料，它們具有高吸盡性和好的牢度，也適用於羊毛和尼龍組成的混紡織物的染色; 還有 TelonK 型染料、micro系列染料、Tectioln F 型染料、ErionylA 系列染料和 SupranolS－WP 系列染料等，它們適用於聚 胺地毯的吸盡法和連續法染色，具有優異的勻染性和移染性、好的橫向條花覆蓋性和牢度性能等; 除外，也有一些品種的性能非常突出，如 Sandolan Black N－BRp 具有特強的力份、優異的耐蒸呢牢度和耐熱水洗牢度，SupranolRedGWM具有特別鮮豔的顏色、特別適用於染運動衣等. 國內也先後開發出 C.I.酸性紅 249、C.I.酸性紫 54、C.I.酸性藍324 等新品種，用於羊毛和聚醯胺纖維的染色具有好的各項牢度[14].
3.4 開發不含多氯聯苯還原直接黑 BCN 染料
還原直接黑BCN不含芳香胺也不會分解出芳香胺，不含多氯聯苯，重金屬含量達到EDAT標準，是一隻環保型染料. 還原直接黑BCN具有優異的染色牢度，特別是它的日曬牢度、摩擦牢度和氯漂牢度均好. 還原直接黑BCN具有遇溼和熨燙變色小的特點，是其它黑色還原染料無法比擬的. 還原直接黑BCN能夠用於棉織物的浸染、軋染、印花，特別適合於懸浮體軋染. 浸染時最宜用甲法，染色時加入純鹼，可以使染料的得色量得到較大提高. 還原直接黑BCN是一隻高濃度染料，可以染制深黑色或淺灰色，也可以與其它還原染料拼混使用. 還原直接黑BCN的生產採用新技術和清潔生產工藝，產品質量高，成本相對較低，有利於該產品以及下遊產品打破「綠色壁壘」的限制，從而適應國內外市場的實際需求[15].
3.5 不會分解出芳香胺的還原海軍藍 R
還原海軍藍R不含芳香胺也不會分解出芳香胺，不含多氯聯苯，重金屬含量達到ETAD標準，是一種環保型染料[16]. 該染料具有優異的染色牢度，特別是它的日曬牢度和耐氯漂牢度均好; 是藍色還原染料中較好的一隻染料，適用於耐氯漂牢度要求高的紡織品的染色. 還原海軍藍R主要用於棉織物的染色和印花，適用於卷染、浸染或直接印花; 還可以用於懸浮體軋染; 是一隻高濃度染料，得色量高，適宜染從淺到深的海軍藍色，還可與其它還原染料拼色使用. 該染料的生產採用新技術和清潔生產工藝，產品質量高，有利於該產品以及下遊產品打破「綠色壁壘」的限制，從而滿足國內外市場的實際需求.
4 結論
我國開展用新型環保型染料取代禁用染料的研究和開發工作始於20世紀70年代初, 在德國政府頒布了禁止生產和使用部分偶氮染料的法令後,這種取代工作進入了一個新的發展階段,不僅有針對性地開展清潔工藝和綠色生產技術的研究與開發,不斷提高現有染料的環境和生態保護質量指標,而且把開發新型環保型染料放到我國染料工業發展的顯著位置. 目前，我國取代禁用染料和助劑的新型環保型染料和助劑的開發與產業化工作已達到一個嶄新的水平，開發成功近300個新型環保型染料和300多個環保型助劑. 成功開發出新型環保型酸性染料、環保型直接染料、環保型分散染料、環保型活性染料、環保型還原染料等，並不斷將這些染料進行生產以滿足國內外紡織品市場對環保型染料的需求.
參考文獻:
[1] 章傑. 新標準‧新政策‧新挑戰[C]//2003年中國染料工業發展論壇論文報告集. 北京: 中國染料工業協會, 2003.
[2] 劉妙麗. 基礎化學(下冊)[M]. 北京: 中國紡織出版社, 2005.
[3] 葉建軍. 有機化合物顏色與分子結構的關係[J]. 成都紡織高等專科學校學報, 2001, 3: 50-51.
[4] 章傑.禁用染料和環保型染料[M]北京:中國化學工業出版社,2001: 117.
[5] 吳贊敏. 新型勻染劑在滌綸高溫高壓染色中作用機理的研究[J]. 紡織學報, 1999, 20 (20): 42-44.
[5] 章傑, 張曉琴, 環保型染料和環保型紡織助劑的市場現狀及動向[J]. 針織工業, 2006(7): 49-54.
[6] 章傑, 張曉琴, 環保型染料和環保型紡織助劑的市場現狀及動向[J]. 針織工業, 2006(8): 57-59.
[7] 陳榮圻. 綠色染化料的開發和應用[J]. 印染, 2006(6), 45-48.
[8] 王趁紅, 王秀麗, 徐力平. 羊毛低溫染色助劑CTC - 433的應用研究[J]. 毛紡科技, 2005(9): 21-23.
[9] LADO BENISEK. Right first time technologies[J]. Dyer, 2004(8): 25-26.
[10]曉琴, 章傑. 我國羊毛和聚 胺纖維用染料的市場現狀和發展趨勢[C]//第八次全國毛染整技術應用經驗交流研討會論文集.北京: 全國毛紡工業協會, 2003.
[11] CIBA. Higher wash fastness in PES dye -ing[J]. Dyer, 2003(9): 43-50.
[12] 章傑. 紡織助劑的新「綠色壁壘」[J]. 紡織導報, 2004(5): 84-86.
[13] IAN HOLME. Global importance of cellu-losic products[J]. Dyer, 2004(1): 9-11.
[14] 伍建國, 周向東, 謝增婕. 苯胺、硝基苯對滌綸織物溶劑助染法的研究[J]. 紡織科學研究, 2003(3): 27-33.
[15] 章傑, 曉琴. 國內外紡織印染助劑發展新動向[J]. 紡織導報, 2005(5): 101-105.
[16] 鮑萍. 分散染料對各種纖維染色研究近況[J]. 印染, 2002, 28(4): 42-44.
(中國印染化學品網)