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合成染料

/synthetic dyes/
条目作者曹振宇

曹振宇

最后更新 2024-12-05
浏览 335
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主要从煤焦油分馏出来(或石油加工)经化学加工而成的染料。又称人造染料。

英文名称
synthetic dyes
又称
人造染料

合成染料在发展初期主要以苯胺为原料,故有时称“苯胺染料”。合成染料按化学结构,可分为硝基、偶氮、蒽醌、靛族、芳香甲烷等类;按应用方法分为直接、还原、分散、活性、酸性五大类。

在合成染料被发明之前,世界上都是使用天然染料。随着纺织工业的发展,人们对染料的需求大大增加,迫切需要一种优质的能批量生产的染料出现,这是合成染料产生的社会基础。随着自然科学特别是有机化学的发展,为合成染料的产生奠定了理论基础。欧洲染料加工工业的发展对合成染料的出现提供了工业基础。合成染料与天然染料相比具有色泽鲜艳、耐洗、耐晒、可以大量生产的优点,所以一经发现就得到普遍使用。

早在1834年,德国化学家米希尔里希(Michilrich)用苯和硝酸反应,得到硝基苯。俄国化学家齐宁和德国化学家A.W.von 霍夫曼(August Wilhelm von Hofmann,1818~1892)于1842年发现,在还原硝基苯的反应中生成一种新物质,称为苯胺。苯胺合成是染料合成的一个突破口,为染料的人工合成奠定了基础。1856年,英国18岁的有机化学家珀金(William Henry Perkin,1838~1907)在研究制取治疗疟疾的特效药奎宁的试验时,意外通过化学合成得到了苯胺紫,珀金也成为历史上首位发明合成染料的科学家。他在当年就为这一成果申请了专利,并亲自制定了一系列的生产程序,于1857年正式在伦敦西部的格林生产苯胺染料。这是世界上第一家生产合成染料的工厂,标志着合成染料工业的开端。1868年,德国化学家C.格雷贝(Carl Gräbe,1841~1927)和C.T.利伯曼(Carl Theodor Liebermann,1842~1914)合成出茜素;1880年,德国化学家J.F.W.A.von 拜尔(Johann Friedrich Wilhelm Adolf von Baeyer,1835~1917)注册了合成靛蓝的专利;1901年,德国化学家R.博恩(R.Bohn,1862~1922)合成了蓝色染料阴丹士林。这三种化合物是合成染料工业发展中三个里程碑式的发明。

随着1862年伦敦和1867年巴黎两届国际染料博览会的举行,染料的使用以及染料工业化生产,呈现出快速发展和繁荣的景象。从整个合成染料的发展情况来看,早期合成染料的生产主要集中在欧洲,如德国、英国等。合成染料工业是19世纪工业革命浪潮中出现的一个重要的新型产业。

合成染料生产的典型化学反应有以下三大类:①往芳烃化合物分子中引入取代基,称引入取代基的反应,如硝化、磺化、卤化等;②把芳烃上已有的基团转变成其他取代基的反应,称作基团转化反应。如氨基化、羟基化、烷基化、酰化、重氮化等;③改变原来芳烃的碳骨架或建立新的碳骨架的反应,包括氧化和缩合等反应。

合成染料传入中国的时间大约在1887年左右,传入品种是德国的合成靛蓝,传入港口为上海港。之后大量合成染料进口到中国,由于其染色牢度高,色彩丰富,批量生产等优点,大量占有中国市场。

中国合成染料的生产始于20世纪。1918年初创大连染料厂,此染料厂为日本株式会社投资兴建。1919年兴建青岛染料厂,是民族染料生产第一家。120世纪30年代,中国的染料工业和染色工业得到发展,合成染料工业经过几十年的曲折发展,从小到大,由弱到强,生产品种由单一到多样,从最早的硫化染料,到中华人民共和国成立前的直接染料、酸性染料、盐基染料、皮毛染料等。

中华人民共和国成立初期,合成染料工业在受到连年战争破坏后,开始恢复生产,在社会主义建设时期,特别是改革开放以来,中国的染料工业有了突飞猛进的发展。

随着合成染料品种增多,合成染料的基本染色方法也发生了很大变化和发展。按应用主要分为以下几大类:

直接染料染色法。亲水性纤维例如棉、毛、丝、麻等,与染料有较好的亲和力,可以直接染色,称为直接染料染色。这种染色方法手续最简便,色彩齐全,但是直接染料水洗牢度较差,而且有部分为禁用染料,因此,使用量非常小,在皮毛染色和纸张染色中有部分使用。

酸性染料染色法。蛋白质类纤维,例如羊毛和丝绸,聚酰胺纤维可以使用酸性染料染色,酸性染料染羊毛丝绸织物,颜色亮丽,色谱齐全,分为强酸性染料、弱酸性染料和中性浴酸性染料。酸性媒介染料和酸性媒染染料均是在染色中加入媒染剂重铬酸钾,借助金属铬的作用,使染料与纤维发生络合,提高水洗牢度。其中酸性媒染染色又分为“预媒染”“同浴媒染”“后媒染”三种,但是由于媒染过程中,存在重铬酸钾的污染,现已基本被活性染料所代替。

还原染料染色法。还原染料本身不溶于水,在还原剂和碱剂作用下,形成可溶性隐色体后,可以上染纤维素类纤维,再经氧化成为不溶性染料沉淀在纤维上,完成还原染料的染色过程。还原染料染色牢度好,是纤维素类纤维染色的重要染料。

活性染料染色法。染料具有活性基团,在弱碱性条件下与纤维素纤维、蛋白质纤维发生共价结合。染色牢度优良,是纤维素纤维类、蛋白质纤维类使用的主要染料及染色工艺。

分散染料染色法。分散染料染色是涤纶、锦纶等非亲水性织物的主要染色方法。分散染料属于非极性非水溶性染料,对涤纶、锦纶等织物具有较高的亲和力,染色工艺一般有高温高压染色法和热熔焙烘染色工艺。染色牢度极好,且色谱齐全。

近代合成染料的应用大大增加了染料供应,对天然染料产生极大的冲击,使人们服饰的色彩得到了大大改善,也促进了人们服饰的繁荣。它导致了一场化工技术革命。到了20世纪,合成染料迅速发展,生产品种增多,产量剧增,基本取代了天然染料。合成染料除用于纺织品印染外,还广泛应用于造纸、塑料、皮革、橡胶、涂料、油墨、化妆品、感光材料等领域。

  • 邱永亮.染料紫合成与特性.徐氏基金出.
  • 陈引文.中国近代化学工业史.北京:化学工业出版社,2006.
  • 辛格 C.技术史第五卷.远德玉,译.上海:上海科技教育出版社,2004.
  • 陈维稚.中国纺织科技史(古代部分).北京科学出版社,1984.
  • 李乔萍.有机化学工业.上海:商务印书馆,1935.

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