功能染料及其在紡織染整上的應用現狀與前景

　　功能性染料是一類具有特殊功能性或特殊專業性的染料，這種特殊的功能通常都和近代高、新技術領域關聯的光、電、熱、化學、生化等性質相關。這類染料汲取很少的能量，可產生某些特殊的功能，因此用量少價格高，經濟效益顯著。
　　目前，功能性染料已被一些國家廣泛地應用於液晶顯示、熱敏壓敏記錄、光盤記錄、光化學催化、光化學醫治等高新技術領域。日本各大染料公司都把功能性染料的生產作為各自進展的重點。而國產功能性染料除了照相、靜電複印、拷貝等品種外，在其他領域的應用幾乎為空白，或者尚處於試製階段，還沒有引起足夠的重視。尤其是功能性染料在染整中的應用才初見端倪，其研究、創造、應用、治理水平還遠遠落後於先進國家，應該說，功能性染料是一個值得染料工作者與染整工作者努力開拓的新領域。
　　1 功能染料的分類和開辟途徑
　　1.1 功能性染料的分類
　　功能性染料正處在迅速進展的階段，有關它的分類還不統一，按照功能可將其分類如下。
　　變色異構染料：光變色、熱變色、電變色、濕變色、感壓（壓敏）變色染料
　　能量轉化染料：發光、太陽能轉化、激光、有機非線性光學材料用染料等
　　功能染料 信息及顯示紀錄用染料：液晶、濾色片、光信息記錄用、電子複印、噴墨打印（印花）用染料等
　　生化及醫用染料：生物著色用、醫用染料等
　　化學反應用染料：催化用、鏈中止用染料等
　　1.2 功能染料的開辟途徑
　　功能染料主要有兩種開辟途徑：一是篩選原有染料，利用傳統的染料與顏料的某些潛在性能。二是改變傳統染料的發色體係，使其具有新的功能。
　　2 功能染料在紡織染整中的應用
　　目前，光變色染料、熒光染料、紅外線汲取與偽裝染料、熱變色染料、濕敏（熱敏）塗料，電致變色染料、特殊有色聚合物、金屬離子、溶劑變色染料、遠紅外保溫塗料等功能染料已經在紡織染整中進入有用階段或已顯示出其潛在的應用前景。
　　2.1 光變色染料與顏料
　　具有“光致變色（即物質顏色隨光照而變幻）性”的化合物被稱為“光變色染料（顏料）”。光變色染料現在直接用於紡織品的還不多，主要緣故是這些染料的耐光牢度不夠理想，價格較貴，對纖維的親與力不高，很難通過常規的上色與印花工藝加工。但可以預測，隨著紡織染整加工技術與光變色染料的進展，光變色紡織品肯定會逐步成熟起來。
　　2.2 熒光染料與顏料
　　熒光染料的定義還不統一，普通將能在可見光範圍強烈汲取與輻射出熒光的染料稱為熒光染料。熒光顏料實質上是顆粒很細的熒光染料的樹脂固體溶液。
　　羅丹明及其衍生物是紡織品早應用的熒光染料，可以染絲綢、聚酯纖維、錦綸等天然或合成纖維，使它們獲得引人注目的色彩與效果，熒光黃網球就是用熒光黃染料染網球表層纖維材料製成的。
　　熒光顏料在紡織品上主要用於印花或PU塗層加工，用於需要冷豔色彩的工作裝或紡織產品，例如旅途用品、休閑工作裝與兒童工作裝。目前，這類顏料已日益被人們所青睞。
　　2.3 紅外線汲取染料與紅外線偽裝染料
　　紅外線汲取染料是指對紅外線有較強汲取的染料，與通常染料一樣，這些染料也有特定的Л-電子共軌體係，所不同的,它們的激發能量比較低，汲取的不是可見光而是波長更長的紅外線。紅外線偽裝染料（或顏料）指的是紅外線汲取特性與自然環境相似的一些具有特定顏色的染料，和一般染料的區別在於它們的紅外線汲取特性與自然界環境相似，可以偽裝所染物體，使物體不易被紅外線觀看所發覺。
　　近年來，近紅外汲取染料與紡織染整的關係緊密的是被用於太陽能轉換與貯存。用這種染料（或顏料）加工製成的塑料薄膜或紡織工作裝，在工業、農業與工作裝上均有很好的應用前景。
　　紅外線偽裝染料（或顏料）主要用於軍事裝備與作戰人員的偽裝。由於紅外線偽裝研究屬於各國的高度機密，很少發表有關的技術，從有關專利的文獻中得到的信息表明，少數經篩選過的還原染料不但有很好的汲取紅外線的性能，且各項染色堅牢度也可達到軍事用紡織品的要求。
　　2.4 熱變色染料與顏料
　　具有“熱敏變色性”的染料（顏料）被稱為熱變色染料（顏料）。較早用於紡織品變色印花的染料就是一些熱敏記錄用的染料，近年來熱變色染料已越來越多地用於紡織品的上色與印花。
　　2.5 濕敏、熱敏塗料
　　濕敏、熱敏塗料是由鈷鹽製成的無機塗料。這兩種塗料可按通常塗料印花工藝使用，但總的說來，這類變色塗料的變色靈敏度與顏色深度較低，水洗牢度不夠好，且對酸、堿較敏感，有待於的進一步研究。
　　2.6 電致變色染料
　　當染料的瞬間偶極矩方向被電場改變時，其顏色也隨電場改變的一類染料被稱作電致變色染料，或稱電敏染料。假如用紡織材料為基材，將這種電控變色的功能染料製成所需的產品，例如大型彩色顯示器、防紫外線材料等，將有一些特殊的功能，值得研究。
　　2.7 有色聚合物
　　有色聚合物是指本身具有發色體係的分子聚合物。事實上，有色聚合物可用於塑料或纖維的原液中著色。同理，PU塗層、塗料印花與上色發泡印花應該可以使用該種有色體。聚合物色素兼具顏料著色與溶劑可溶性染料著色的優點，它甚至可以與被著色的高分子物發生反應，通過共價鍵結合為一體，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與金屬離子螯合引起顏色變幻的一類染料。溶劑變色染料是指顏色可隨溶劑的極性不同而變幻的一類染料。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品成為可能，在紡織與工作裝工業中具備肯定應用前景；溶劑變色染料可用於布料、工作裝的著色，使這些紡織品遇水或其他溶劑產生變色效應，開辟前景樂觀。
　　2.9 遠紅外保溫塗料
　　使用具有很強的發射紅外線的特性的無機陶瓷粉末以及一些鎂鋁矽酸鹽加工而成的塗料，被人們稱做遠紅外保溫塗料。遠紅外保溫塗料主要用於加工陽光蓄熱保溫麵料。此外，通過塗料印花或PU塗層加工，它還可給予麵料放射紅外線的功能，使麵料具備良好的隔熱性或保溫性。
　　3 其他領域用功能染料在染整工業中的應用前景
　　3.1 電子照相用功能染料
　　電子照相又稱光電成像，包含光電複印與激光打印，它們都涉及到光和電能的相互作用，都需要使用一些特殊的染料。這種照相技術在紡織染整加工中有很好的前景。
　　3.2 靜電、離子與磁性成像印製用功能染料
　　靜電、離子、磁性成像印製辦法是三種非接觸印製技術，雖然不如電子照相、噴墨印製以及熱印製技術流行，但它們都有其各自的特點。
　　靜電成像可用於染整工業，隻要紡織品表麵是絕緣的，同時采納對纖維有親與力、能夠由特定功能性染料製備的靜電顯色色調劑進行印花，並通過熱處理將染料固著在紡織品上。
　　離子沉積印製技術可印原色或全色的圖像，在紡織品印花中有很高的應用前景，關鍵在研製出適用於紡織品的色調劑，即需要開辟或篩選出適合的功能染料。
　　磁性成像印製的優點是可以延續重複的轉印，印製速度很高，不足之處在於分辨率不高與轉鼓簡單腐蝕，因此對印製一些容易大型的圖像是適合的，而且不象一般轉移印花轉移紙印後有汙染、難處理的問題，紡織品轉印後不必洗滌，工藝容易；不過色調劑的價格以及其中的磁性材料對顏色與紡織品性能影響的問題，都有待於解決。
　　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。隨著噴墨打印技術的推廣，紡織品也逐漸采納此原理進行印花，即噴墨印花，近些年進展飛快。
　　3.4 熱擴散轉移與熱蠟轉移用功能染料
　　染料熱擴散技術（簡稱D2T2）成像的基本原理和紡織品的轉移印花非常相似，因此也是生產彩色印花布料有希翼的技術。但特別適用於紡織品熱擴散轉移印花的功能染料還未見特意報道，現多處於研究開辟階段。
　　熱蠟轉移技術直接用於紡織品的可能性不大，但是這種轉移方式十分容易，假如尋到一種對紡織品粘著力強的成膜物質，例如某些低熔點的粘合劑代替蠟質作為顏料分散體與轉印介質，即通常所述的顏料轉移技術，還是很有應用前途的。
　　3.5 生化與醫藥用功能染料
　　功能染料在生物與化學上的應用已有很久的曆史。主要用於細胞著色、殺菌、酶純化分析等方麵。染料的抑菌防腐特性對加工衛生功能的紡織品具有較重要的意義，用這類染料上色的紡織品，不僅能達到肯定顏色的要求，還具有抑菌防腐的功能。所以由一些功能染料染成的紡織品具有醫療保健的功能，開展這方麵的研究是非常故意義的。
　　3.6 激光輻射用功能染料
　　激光目前主要用在通訊、醫療、光譜學、光化學、反應動力學研究、同位素分別、微量分析、軍事工業中，它在紡織染整中的加工應用也成為了一種新的趨勢，例如激光雕刻，纖維激光改性，以及激光輻射用功能染料印花等。
　　4 結束語
　　功能染料的種類與功能隨著各領域的研究正在不斷擴大中。本文介紹的僅是一些已經或正在被開辟應用的染料，除了這些以外，實際上許多具有導電、磁性、催化等性質的有機化合染料，都屬功能染料範疇。
　　功能性染料的應用，必將會有更廣闊的前景，而且多和高科技、新產品開辟密切相連。染整工業是傳統應用染料的重要的部門，過去主要利用染料的光和色的特性。今後，雖然仍舊離不開光和色的領域，但是在開辟新產品，特別是產業用的纖維製品過程中，將會注重染料多方麵的性能。因此，功能染料在紡織染整工業中的應用將是十分有潛力的。