活性染料的类型及染色性能详解

活性染料的化学结构通式可用下式表示：

式中：S为水溶性基团，一般为磺酸基；D为染料发色体；B为桥基或称连接基，将染料的活性基和发色体连接在一起；Re为活性基，具有一定的反应性。例如活性橙X—G的结构为：

活性染料结构中，每一部分的变化都会使染料的性能发生变化。活性基主要影响染料的反应性以及染料和纤维间共价键的稳定性；染料母体对染料的亲和力、扩散性、颜色、耐晒牢度等有较大的影响；桥基对染料的反应性及染料和纤维间共价键的稳定性也有一定的影响。

（一）活性染料的类型

活性染料根据染料活性基的不同，可分为以下几类：

1.均三嗪型活性染料

这类染料的活性基是卤代均三嗪的衍生物，染料结构可表示如下：

其中X1、X2可为卤素原子，如Cl或F，根据卤素原子的种类和数目的不同，又可分为二氯均三嗪、一氯均三嗪、一氟均三嗪等几类。

若X1、X2为氯原子，这类染料称为二氯均三嗪型活性染料。它的反应性较高，在较低的温度和较弱的碱性条件下就能与纤维素纤维反应。染料的稳定性较差，在贮存过程中，特别是在湿热条件下容易水解变质。这类染料与纤维反应后生成的共价键耐酸性水解的能力较差。国产的这类染料称为X型活性染料。

若X1、X2中只有一个为氯原子，另一个被氨基、芳胺基、烷胺基等取代，这类染料称为一氯均三嗪型活性染料。其反应性较低，需要在较高浓度的碱液中且较高的温度下，才能与纤维发生反应而固色。染料的稳定性较好，溶解时可加热至沸而无显著分解，国产的这类染料称为K型活性染料。

一氟均三嗪型活性染料是为低温染色而设计的，其反应性较高，反应活泼性介于X型和K型活性染料之间，适用于40～50℃染色，对棉有很好的固色效果，染料—纤维键的稳定性与一氯均三嗪型相同。这类活性染料主要有汽巴（Ciba）公司的Cibacron F型活性染料和德司达（Dystar）公司的Levafix EN型活性染料等。

2.卤代嘧啶型活性染料

这类染料的活性基为卤代嘧啶基。根据嘧啶基中卤素原子的种类和数目的不同，可分为三氯嘧啶、二氟一氯嘧啶、二氯一氟嘧啶、一氯嘧啶等类型的活性染料，其中以三氯嘧啶型和二氟一氯嘧啶型活性染料应用较广。

三氯嘧啶型活性染料的反应性较低，即使在高温酸性条件下也不水解，可与分散染料同浴染涤棉混纺织物，染料—纤维键耐酸、耐碱、耐水解稳定性能较好。这类染料有Drimarene X型活性染料和Reactone活性染料。

二氟一氯嘧啶型活性染料的反应性较高，有较高的固色率，适合40～80℃染色，染料—纤维键耐酸、碱的稳定性能较好，但价格较高。这类染料有国产的F型活性染料、国外的Drimarene R型活性染料和Verofix型活性染料等，其结构式可表示如下：

3.乙烯砜型活性染料

这类染料的活性基是β-硫酸酯乙基砜，结构通式为D—SO2CH2CH2OS03Na。国产的KN型活性染料属于此类。这类染料的反应性介于X型和K型之间，在酸性和中性溶液中非常稳定，即使煮沸也不水解，溶解度较高，但染料—纤维键耐碱性水解的能力很差。

4.膦酸基型活性染料

膦酸基型活性染料包括国产的P型活性染料、国外的Procion T型活性染料等，其结构通式为：

膦酸基型活性染料的固色催化剂为氰胺或双氰胺，染料可在弱酸性条件下与纤维素纤维发生反应，形成共价键结合。这类染料适用于分散染料/活性染料一浴法对涤纶/纤维素纤维混纺织物的染色，固色率高达90%左右。

5.α-卤代丙烯酰胺型活性染料

α-卤代丙烯酰胺型活性染料如Ciba公司的Lanasol染料等，结构通式如下：

式中：X为卤素原子，如Br或Cl。(www.xing528.com)

这类染料主要用于蛋白质纤维的染色，属于毛用活性染料，具有反应性强、固色率高、色泽鲜艳、耐光和耐晒牢度好等特点。

6.羧基吡啶均三嗪型活性染料

羧基吡啶均三嗪型活性染料包括国内的R型活性染料、国外的Kayacelon React染料等，其结构式如下：

式中：Ar为芳香环。这类染料对纤维素纤维染色时，直接性大，反应性强，能在高温和中性条件下与纤维素纤维反应，可用于涤纶/纤维素纤维混纺织物的一浴一步法染色。

7.双活性基活性染料

早期活性染料在印染过程中有水解副反应发生，活性染料的固色率不超过70%。为提高活性染料的固色率，出现了双活性基的染料，目前这类染料的活性基主要有以下三种：

（1）一氯均三嗪基和乙烯砜基：这类染料的活性基为一氯均三嗪基和乙烯砜基（或β-硫酸酯乙基砜），如国产的M型、ME型、Megafix B型、EF型等活性染料，国外的Sumifix Supra型、Remazol S型等，结构通式为：

其中，β-硫酸酯乙基砜可处于对位或间位位置，如EF型活性染料的β-硫酸酯乙基砜处于对位位置，ME型活性染料的β-硫酸酯乙基砜处于间位位置。

这类染料的反应性较强，反应活泼性介于X型和K型活性染料之间，固色率高，具有良好的染色性能和染色牢度，染料—纤维键耐酸、碱的稳定性较K型、KN型染料好。因这类染料具有良好的染色性能，目前已成为一类重要的活性染料，染料品种较多，应用范围广泛。

（2）一氟均三嗪基和乙烯砜基：Cibacron C型活性染料中含有一氟均三嗪基和乙烯砜两种活性基，染料的结构为：

式中：L为连接基，可以是—C2H4—、—C3H6—、—C2H4OC2H4—等。这类染料的反应性强，染料母体分子较小，染料对纤维的亲和力和直接性较低，有良好的移染性和易洗涤性，染色牢度好，适用于轧染染色。

（3）两个一氯均三嗪基：国产的KE型、KP型活性染料属于此类染料。KP型活性染料的直接性很低，主要用于印花。

（二）新型活性染料

近年来，为了适应染整加工的发展要求，如生态友好加工，采用活性染料对合成纤维进行染色，缩短生产流程等，人们开发出了一些新的活性染料，如低盐染色活性染料、活性分散染料等。

1.低盐染色活性染料

普通活性染料采用浸染方法染色时，为了提高染料的上染百分率，需在染液中添加大量的盐，但这样会导致染色废水中盐的浓度较高，对环境造成污染。近年来许多染料生产厂家对活性染料母体、连接基及活性基进行了改进，以提高染料对纤维的亲和力和染色性能，从而开发出了低盐染色的活性染料，如Cibacron LS型、Remazol EF型、Sumifix Supra E—XF型、Sumifix Supra NF型、Kayacion E—LF型等。染料结构如下：

式中：D为染料母体，L为连接基。

低盐染色活性染料一般分子结构较大，在染料分子中磺酸基含量相对较少，染料分子同平面性较强，含有可形成氢键的基团，染料对纤维的亲和力较大。

采用低盐染色活性染料对纤维素纤维染色时，盐的用量一般可降至普通活性染料染色的50%～65%，若采用Cibacron LS型活性染料染色时，盐的用量只有普通活性染料染色的1/3左右。

2.活性分散染料

活性分散染料是含有活性基的难溶性染料，染料分子中不含磺酸基、羧基等水溶性基团，染料在水中以悬浮状态存在。这类染料的活性基类型有一氯均三嗪、二氟均三嗪、乙烯砜、环氧基等，如：

活性分散染料可对纤维素纤维、锦纶、涤纶等纤维进行染色，特别适用于纤维素纤维与合成纤维混纺织物的一浴法染色，可同时对两种纤维进行染色。