[摘要]绿色染料的开发不仅适应生态环保可持续发展的需要,也符合染料新功能的要求. 本文对偶氮染料的危害和环保型染料的现状与发展进行综述,并介绍环保型染料的十条判别原则,和详细阐述新型环保型酸性染料的现状和发展动向,并充分阐明这些新开发染料的绿色和高性能特点,为印染企业选择和使用环保型染料提供了参考.
关键词﹕偶氮染料; 环保染料; 市场现状; 开发
1 偶氮染料对人体及环境的危害
近年来,国际上对环境质量的恶化与生态平衡的失调十分关切,人类正面临有史以来最严重的环境危机,在环境污染中,大部分直接与工业和工业产品的污染有关. 作为染料中间体的芳胺,已被一些国家的政府机构列为可疑致癌物,其中联苯胺和β — 胺已被确认为是对人类最具烈性的致癌物. 为此,在世界各国关注染料生产,强调环境保护已成为当务之急,美国、欧洲、日本已建立了研究染料生态安全和毒理的机构,专门了解和研究染料对人类健康与环境的影响,并制订了染料中重金属的含量指标. 美国染料制造商协会生态委员会独立地研究染料与助剂对于环境的影响,确定了各类商品染料中金属杂质的浓度范围. 而目前市场上 70%左右的合成染料是以偶氮结构为基础的,广泛应用的直接染料、酸性染料、活性染料、金属络合染料、分散染料、阳离子染料及缩聚染料等,都含有偶氮结构[1].
从染料分子结构分析和染色织物实测说明,用致癌芳香胺作为中间体合成的染料,包括偶氮染料和其它染料,如未经充分提纯,即使有微量存在,该染料也属禁用之列. 染料分子结构中,凡是含有偶氮基(-N=N-)的统称为偶氮染料[2],其中偶氮基常与一个或多个芳香环系统相连构成一个共轭体系而作为染料的发色体,几乎分布于所有的颜色[3]. 偶氮染料不仅用于纺织品的印染,还用来染皮革、纸张、食品等. 应该指出,一般情况下偶氮染料本身不会对人体产生有害影响,但部分用致癌性的芳香胺类中间体合成的偶氮染料,当与人体皮肤长期接触之后,会与人体正常新陈代谢过程中释放的物质结合,并发生还原反应使偶氮基断裂,重新生成致癌的芳香类化合物,这些化合物被人体再次吸收,经过活化作用,使人体细胞发生结构与功能的改变,从而转变成人体病变诱发因素,而增加了致癌的可能性[4]. 同时禁用染料也不局限于偶氮染料,在其它结构的染料中,如硫化染料、还原染料及一些助剂中也可能因隐含有这些有害的芳香胺而被禁用。
2 环保型染料市场现状和动向
2.1 开发绿色染料的必要性和重要意义
自1994年7月15日德国政府颁布禁用部分染料法令以来,世界各国的染料界都在致力于禁用染料替代品的研究. 随着各国对环境和生态保护要求的不断提高,禁用染料的范围不断扩大[6]. 许多国家和地区已连续发布禁用偶氮染料法规. 如今偶氮是国际环保要求的必检项目之一, 检验方法有以下三种﹕薄层色谱法(TLC), 气相色谱及质谱联用法(GC-MSD)及高效液相色谱法(HPLC). 标准规定被检产品中不得含有禁用的偶氮染料中间体, 若检出其中一种即为不合格产品,其限量为30ppm. 纺织品染色后, 在纺织品上的上述致癌芳香胺允许限量为30mg/kg.
禁用政策的出台,对我国这样一个纺织品和服装出口大国的影响已经显现出来. 在目前的国际贸易中,“绿色”已经成为一个话题,而且将一直持续下去. 面对咄咄逼人的“绿色壁垒”,国内染料行业也一直在加大力度,加紧开发替代产品[7].
按照生态纺织品的要求以及禁用118种染料以来,环保染料已成为染料行业和印染行业发展的重点,环保染料是保証纺织品生态性极其重要的条件[8]. 环保染料除了要具备必要的染色性能以及使用工艺的适用性、应用性能和牢度性能外,还需要满足环保质量的要求.
2.2 环保型染料应包括以下十方面的内容﹕
(1)不含德国政府和欧共体及Eco-Tex Standard 100 明文规定的在特定条件下会裂解释放出22种致癌芳香胺的偶氮染料[9],无论这些致癌芳香胺游离于染料中或由染料裂解所产生; (2)不是过敏性染料; (3)不是致癌性染料;(4)不是急性毒性染料; (5)可萃取重金属的含量在限制值以下; (6)不含环境激素; (7)不含会产生环境污染的化学物质; (8)不含变异性化合物和持久性有机污染物; (9)甲醛含量在规定的限值以下; (10)不含被限制农药的品种且总量在规定的限值以下.
从严格意义上讲,能满足上述要求的染料应该称为环保型的染料,真正的环保染料除满足上述要求外,还应该在生产过程中对环境友好,不要产生“三废”,即使产生少量的“三废”,也可以通过常规的方法处理而达到国家和地方的环保和生态要求.
2.3 新型环保染料的研究现状
近10年来,中国染料工业把开发新型环保染料放到行业发展的一个显著位置. 目前中国已成功开发了近300种新型环保型染料,占全部染料品种的三分之二左右. 其中开发出不少新型环保型酸性染料,近年开发的新品种数在我国各类染料中名列首位[10].
3 新型环保型酸性染料
酸性染料是羊毛和聚酰胺纤维印染用的主要染料,在我国占据了约 95%. 我国 2000 年羊毛和聚酰胺纤维的产量分别为 30万吨和 39万吨,规划到 2005 年分别达到 35 万吨和 60.0 万吨,因此近年来我国酸性染料无论在产量上还是在品种上都获得了快速发展,2003 年的产量超过了 3 万吨,占我国染料总产量约 6%,成为世界上酸性染料产量最大的国家. 近三年酸性染料的新品种增加了 55 个,是我国各类染料中新品种增加速度最快,增加数目最多的一类染[10]. 如用新型二氨基化合物取代联苯胺及其衍生物制成的弱酸性黑3G和弱酸性黑NB— G,还有尤丽特中性染料,它们已获得瑞士 TESTEX 公司的 ECO—passport[11].