什么是活性染料？有哪些有優(yōu)點(diǎn)和用途？

活性染料又稱反應(yīng)性染料，是20 世紀(jì)50 年代出現(xiàn)的一類新型水溶性染料，活性染料分子中含有能與纖維素中的羥基和蛋白質(zhì)纖維中氨基發(fā)生反應(yīng)的活性基團(tuán)，染色時(shí)與纖維生成共價(jià)鍵，生成“染料-纖維”化合物。活性染料具有顏色鮮艷，均染性好，染色方法簡(jiǎn)便，染色牢度高，色譜齊全和成本較低等特點(diǎn)，主要應(yīng)用于棉、麻、黏膠、絲綢、羊毛等纖維及其混紡織物的染色和印花。

定義
活性染料（reaction dye)也叫反應(yīng)性染料。分子中含有化學(xué)性活潑的基團(tuán)，能在水溶液中與棉、毛等纖維反應(yīng)形成共鍵的染料。具有較高的耐洗堅(jiān)牢度
分類
按活性基的不同，活性染料主要可分兩類。
公式
對(duì)稱三氮苯型 　其通式為：
式中D為母體染料。在這類活性染料中,活性基氯原子的化學(xué)性質(zhì)較活潑。染色時(shí)，氯原子在堿性介質(zhì)中被纖維素纖維取代，成為離去基團(tuán)離去。染料與纖維素纖維間的反應(yīng)屬于雙分子親核取代反應(yīng)（見(jiàn)取代反應(yīng)）。
乙烯砜型 　這類活性染料中所含活性基為乙烯砜基(D-SO2CH=CH2)或β-羥乙砜基的硫酸酯。染色時(shí)，β-羥乙砜基硫酸酯在堿性介質(zhì)中經(jīng)消除反應(yīng)生成乙烯砜基，然后與纖維素纖維化合，經(jīng)親核加成反應(yīng)，形成共價(jià)鍵。
上述兩類活性染料是世界上產(chǎn)量最大的主要活性染料。為了提高活性染料的固色率，近年來(lái)在染料分子中引入兩個(gè)活性基團(tuán)，稱雙活性染料。活性染料除纖維素纖維用的品種外,還發(fā)展了蛋白質(zhì)纖維(例如絲、毛等纖維)用的品種。 
工藝
活性染料的染色方法；活性染料染棉，最常采用的染色方法：浸染法，另外還有軋染料。浸染法：浸染法又可分一浴一步法，一浴兩步法，兩浴法三種染色方法。A：一浴 一步法：是在堿性浴中進(jìn)行染色，即在染色的同時(shí)進(jìn)行固色，這種方法工藝簡(jiǎn)單，染色時(shí)間短，操作方便，但由于吸附和固色同時(shí)進(jìn)行，固色后染料不能再進(jìn)行擴(kuò)散，因此勻染和透染性差。同進(jìn)在堿性條件下染色，染浴的染料穩(wěn)定性，水解的比較多。B：一浴二步法：先在中性浴中染色，當(dāng)染料上染接近平衡時(shí)，在染浴中加入堿劑，調(diào)整PH值至固色規(guī)定PH值，（一般為11）這時(shí)染料與纖維達(dá)到共價(jià)結(jié)合，達(dá)到固色目的。一浴二步法是活性染料浸染法中比較合理的染色方法，它不僅可經(jīng)獲得較高的上染率和固色率。而且有良好的勻染效果，因此棉針織物染色常用這種方法。
優(yōu)點(diǎn)
活性染料由于其用母體染料、連結(jié)基和活性基組成，使其在使用時(shí)能與纖維形成牢固的共價(jià)鍵結(jié)合，而具備一系列其它纖維素纖維染料無(wú)法比擬的特點(diǎn)，確立了其作為纖維素纖維用染料的發(fā)展和使用重點(diǎn)的地位，突出地體現(xiàn)為下列四個(gè)方面：
(1) 活性染料是取代禁用染料和其它類型纖維素用染料如硫化染料、冰染染料和還原染料等的最佳選擇之一。
(2)活性染料能用經(jīng)濟(jì)的染色工藝和簡(jiǎn)單的染色操作獲得高水平的各項(xiàng)堅(jiān)牢性能特別是濕牢度。
(3)活性染料的色譜廣、色澤鮮艷、性能優(yōu)異、適用性強(qiáng)，其色相和性能基本上與市場(chǎng)對(duì)纖維和衣料的要求相適應(yīng)。
(4)活性染料適用于新型纖維素纖維產(chǎn)品如Lyocell纖維等印染的需要。
缺點(diǎn)
但是活性染料的主要技術(shù)問(wèn)題有下列四點(diǎn)：
(1)利用率不夠高，一般為60%~70%，產(chǎn)生大量有色污水，其色度超過(guò)幾千倍，COD值一般在0.8萬(wàn)~3萬(wàn)ppm，濃廢水的COD值要超過(guò)5萬(wàn)ppm。
(2)為了抑制纖維表面的電荷，活性染料使用時(shí)需耗用相當(dāng)量的電解質(zhì)，既增加了勞動(dòng)強(qiáng)度，又造成廢水中的氯離子濃度高達(dá)10多萬(wàn)ppm，大大地增加了治理活性染料染色廢水的難度。
(3)某些色牢度不能滿足市場(chǎng)要求，如汗日光牢度、濕摩擦牢度以及偶氮型紅色染料與偶氮型藍(lán)色染料在淺色時(shí)的日曬牢度等。
(4)能取代硫化硫化料和還原染料等的深色品種較少。
功能用途
活性染料由于其用母體染料、連結(jié)基和活性基組成，使其在使用時(shí)能與纖維形成牢固的共價(jià)鍵結(jié)合，而具備一系列其它纖維素纖維染料無(wú)法比擬的特點(diǎn)，確立了其作為纖維素纖維用染料的發(fā)展和使用重點(diǎn)的地位，突出地表現(xiàn)為下列四個(gè)方面：
(1) 活性染料是取代禁用染料和其它類型纖維素用染料如硫化染料、冰染染料和還原染料等的最佳選擇之一。
(2)活性染料能用經(jīng)濟(jì)的染色工藝和簡(jiǎn)單的染色操作獲得高水平的各項(xiàng)堅(jiān)牢性能特別是濕牢度。
(3)活性染料的色譜廣、色澤鮮艷、性能優(yōu)異、適用性強(qiáng)，其色相和性能基本上與市場(chǎng)對(duì)纖維和衣料的要求相適應(yīng)。
(4)活性染料適用于新型纖維素纖維產(chǎn)品如Lyocell纖維等印染的需要。
主要技術(shù)
有下列四點(diǎn)：
(1)利用率不夠高，一般為60%~70%，產(chǎn)生大量有色污水，其色度超過(guò)幾千倍，COD值一般在0.8萬(wàn)~3萬(wàn)ppm，濃廢水的COD值要超過(guò)5萬(wàn)ppm。
(2)為了抑制纖維表面的電荷，活性染料使用時(shí)需耗用相當(dāng)量的電解質(zhì)，既增加了勞動(dòng)強(qiáng)度，又造成廢水中的氯離子濃度高達(dá)10多萬(wàn)ppm，大大地增加了治理活性染料染色廢水的難度。
(3)某些色牢度不能滿足市場(chǎng)要求，如汗日光牢度、濕摩擦牢度以及偶氮型紅色染料與偶氮型藍(lán)色染料在淺色時(shí)的日曬牢度等。
(4)能取代硫化硫化料和還原染料等的深色品種較少。
解決活性染料存在的技術(shù)問(wèn)題的途徑，主要是提高其吸著率和固著率，最有效的方法是在活性染料分子中引入兩個(gè)異種或同種活性基，特別是前者即引入兩種活性基――氯均勻三嗪基和乙烯砜基。對(duì)于用這兩個(gè)異種活性基和合適的母體染料與連結(jié)基組成的新型活性染料來(lái)說(shuō)，除了具有各個(gè)組成活性基的特性如低的酸性水解率，高的酸性水解斷鍵穩(wěn)定性、優(yōu)良的可洗滌性、好的各項(xiàng)牢度和較小的吸著率與固著率之差外，還具有兩個(gè)不同活性基之間的加和增交作用而產(chǎn)生的新特性，如更好的耐酸性水解和過(guò)氧化物洗滌的能力、更高的固著率、更寬的染色溫度范圍、更好的染色重現(xiàn)性以及適于中溫染色、低溫染色、短時(shí)染色、高RFT染色等，因此這類活性染料的產(chǎn)量已占到全部染色用活性染料的三分之二，已成為棉織物軋染與浸染的主體染料。 [3] 
注意事項(xiàng)
染料在使用中需要注意以下幾點(diǎn)：
1、基本三原色的選擇是重要的，要充分考慮到它們的溶解性、直接性、擴(kuò)散性、相容性，在染色條件正常波動(dòng)下的感受性，固著行動(dòng)和可洗染性等，以保證染料的直接性和擴(kuò)散性之間的平衡能很快地達(dá)到，染料的直接性、擴(kuò)散性、固著行為和可洗染性得到合理平衡。
2、染淺中色澤時(shí)特別是淺色，由于偶氮型紅色染料和偶氮型藍(lán)色染料的日曬牢度較差，滿足不了市場(chǎng)需求，需要慎重的選擇。至于采用日曬牢度增進(jìn)劑需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)，一般說(shuō)采用紫外線吸收劑來(lái)改進(jìn)活性染料日曬牢度的方法效果不明顯。
3、染深濃色澤時(shí)不少品種的濕摩擦牢度較差，滿足不了市場(chǎng)要求，需要慎重的使用。改進(jìn)活性染色物濕摩擦牢度的關(guān)鍵在于棉材質(zhì)的基本可染性，即棉纖維有表面構(gòu)造、表面組織、平滑性、粗硬度等，它們與原棉和棉紗的質(zhì)量以及棉纖的前處理等直接有關(guān)。
4、對(duì)于市場(chǎng)上提出的紡織品復(fù)合堅(jiān)牢度的要求如汗日光牢度、堿性濕態(tài)日光褪色牢度、含有過(guò)氧化物的堿性濕態(tài)日光褪色牢度等，該類活性染料還存在一定的問(wèn)題，需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行選擇，這些問(wèn)題也是當(dāng)今含有異種雙活性基染料研究和開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)。
酸性染料
酸性染料具有色譜齊全，色澤鮮艷的特點(diǎn)，主要用于羊毛、真絲等蛋白質(zhì)纖維和聚酰胺纖維的染色和印花，也可用于皮革、紙張、化妝品和墨水的著色，少數(shù)亦用于制造食用色素和色淀顏料。由于酸性染料對(duì)纖維素纖維的直接性很低，所以一般不用酸性染料染纖維素纖維。
結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
酸性染料在結(jié)構(gòu)上大多是芳香族的磺酸基鈉鹽，其發(fā)色體結(jié)構(gòu)中偶氮和蒽醌占有很大比重，另外還有三芳甲烷、吖嗪、口占噸、靛藍(lán)、喹啉、酞菁及硝基亞胺等各類發(fā)色體。各種結(jié)構(gòu)中偶氮類酸性染料在品種和產(chǎn)量上都占首位，尤其是單偶氮和雙偶氮的最多，包括黃、橙、紅、藏青以及黑色等各色品種。蒽醌類的日曬牢度較好，色澤也鮮艷，主要是一些紫、藍(lán)、綠色染料，尤其以藍(lán)色最為重要，某些蒽醌結(jié)構(gòu)的酸性染料可在酸性媒介染料的染色中起增艷作用。三芳甲烷類以紅、紫、藍(lán)、綠色為主，一般日曬牢度較差，有些艷藍(lán)品種不耐氧漂，但色澤十分濃艷，濕處理牢度較好。氧雜蒽類酸性染料的色澤和應(yīng)用性能與三芳甲烷類相似，一般不單獨(dú)使用，主要用于酸性媒染染料的拼色增艷。