绿色染化料的开发和应用(一)

一、开发绿色染化料的必要性和重要意义

　　从20世纪中叶起，科学与技术在全球范围内进入了一个飞速发展的时期。与此同时，越来越引起担忧的是全球资源的掠夺性开发和伴随工业化发展而产生的大量“三废”排放，已经对人类的生存环境造成了严重的破坏，威胁着人类的生存和健康，因此人们越来越清楚地认识到保护环境的重要性。

　　1968年3月，美国国际开发署署长高达在国际开发年会上发表了题为《绿色革命：成就与担忧》的演讲，充分肯定了世界经济发展的成就，但同时，对地球、大气、海洋等生态环境遭受破坏表示担忧，并首次提出了“绿色革命”的概念。在此后的几十年中，“绿色”成了少污染无污染的代名词，绿色食品、绿色农产品、绿色纤维、绿色纺织品等纷纷问世，并在全球逐渐掀起了“绿色浪潮”。

　　为消费者提供安全的、有利于生态和环境保护的产品已成为一种世界性的潮流，注重绿色消费的倾向已经影响到纺织品和服装。纺织品和服装生产的发展，除了生产工艺的技术进步之外，大量染化料应用对提高各种服用功能有着重要作用。但其中一些染化料不仅对人体有害，而且对生态环境的保护也非常不利，已经引起消费者的普遍关注，称之为“衣橱里的毒素”。

　　从20世纪80年代开始，发达国家开始对纺织品中可能存在的有害物质及其对人体健康和环境的影响进行了全面的研究。相继提出了纺织品中有害物质监控技术标准，并于90年代形成了法规。例如1994年7月德国政府的《食品和日用消费品法》 (第二修正案)，同一时期的Oeko-TexStandard100和90年代末欧盟的Eeo-Label(生态标志)生态纺织品技术标准。纳入生态纺织品监控范围的有害物质除了可还原分解出致癌芳胺的偶氮染料，还包括杀虫剂、致癌染料、致敏染料、可萃取重金属、甲醛、防腐剂、含氯有机载体、PVC增塑剂、有机锡化合物、阻燃剂等化学物质。因此，绿色纺织品的实质是绿色化学或绿色染化料。

　　在国际纺织品和服装贸易竞争日趋激烈的情况下，绿色纺织品将主导国，际纺织品服装贸易的新潮流，主宰国际纺织品服装贸易市场。开发与应用绿色染化料使纺织品服装符合生态环保要求，是开发绿色纺织品最重要的因素。

一氟均三嗪和乙烯砜双活性基染料为汽巴精化公司的Cibacron C型和FN型。具有高固色率，高匀染性，高重复洗涤性，易洗涤性和优异牢度，对于工艺条件变化的敏感性小等优点。

　　Cibacron C型的16个品种，如：Cibacron Yellow C-5G，(C.I.黄175)，Yellow C-5G(C.I.黄175)，Yellow C-R(C.I.黄168)，Yellow C-2R(C.I.活性黄206)，Orange C-G，Orange C-BR(C.I.活性橙133)，Brown C-RN，Red C-4G，RedC-2G，Red C-B，(C.I.红235)，Red C-2BL，RedC-R(C.I.活性红238)，Scar C-6G(C.I.红267)，Blue C-R (C.I.活性蓝235)，Navy Blue C-B(C.I.活性蓝238)，Black C-2N和Black C-2R。

　　Cibacron FN型是在1996-1997年间推出，固色率均大于80%，不含致癌芳胺和AOX，匀染性、扩散性、相容性、重现性都好，可在低浴比1：10以下染色，很高的湿牢度和耐光牢度。有16个品种。如：

　　三原色染料为Cibacron Yellow FN-2R(C.I.活性黄206)，Red FN-R(C.I.活性红238)，BlueFN-R(C.I.活性蓝235)，Navy Blue FN-B(C.I.活性蓝238)。辅助色染料有：Cibacron orange FIN-BR，Yellow FN-3F(C.I.活性橙91)，Yellow FN-4G Red FN-3G，(C.I.活性红266)，RedFN-B，Orange FN-R，Scarlet FN-3G，Blue FN-GFN(C.I.活性蓝204)，FN-R，Turquoise FN-GN，NavyBlue FN-G，FN-R，Black FN-2B。1998年至1999年又新推出Cibacron Brill.Blue FN-G和RedFN-G。但是C型和FN型中有些品种是由相同双活性基组成。

　　为了提高染料固色率、染深性和提升率，近年还开发了三活性基染料。例如：Cibacron RedC-2G (C.I.活性红228)，Cibacron Red FN-3G(C.I.活性红266)，含有一氯均三嗪、一氟均三嗪和乙烯砜三个活性基。但由于分子增大后，染料在纤维中扩散较难，所以移染性降低，造成匀染性差。

　　B.相同双活性基染料

　　相同双活性基染料有三种类型。即：双一氯均三嗪，双一氟均三嗪和双乙烯砜。

　　相同活性基染料最早是具有两个乙烯砜基的C.I.活性黑5(活性黑KN-B)为代表。由于价格低廉、牢度良好、70%左右的固色率和良好的易洗涤性，在棉用黑色染料中逐渐取代硫化黑和直接黑染料，成为用量最大的一种黑色活性染料。但是由于乌黑度不高，提升力较低等因素进行了许多克服这一缺陷的研究。20世纪80年代采用添加C.I.活性橙82的办法，一定程度上提高了乌黑度，如国产活性深黑KN-G2RC133。目前又有拼混其它橙色和红色活性染料的复配型C.I.活性黑5，扩大其用途。

　　其它双乙烯砜型活性基染料如C.I.活性橙107，有人建议与C.I.活性黑5复配，以提高乌黑度。

　　双一氯均三嗪活性基的染料有国产的KE型活性染料，BASF公司的Procion H-E型的Basilen E型，Ciba精化公司的Cibacron E型和日本化药公司的Kayacion E型染料等，这类染料的活性基是架桥型和双侧型两种。

　　1984年，在Procion H-E型基础上推出了Procion H-EXL型，EXL意即Excellent Level(优级匀染)，表示具有极佳的匀染性。这类染料具有很好的相容性、重现性和易洗涤性，还具有高扩散性、高移染性和高固色率。早期的品种有14个，适合大浴比染色。它们是：Procion Yellow H-EXL，Yellow Brown H-EXL，Red Brown H-EXL，Brill.Scarlet H-EXL，Brill.Orange H-EXL，Brill.Red H-EXL，Crimnso(绯红)H-EXL，Red H-EXL，Blue H-EXL，Blue H-EXL，Royal(品蓝)H-EXL，Navy H-EXL，Amber(琥珀)H-EXL和Dark Blue H-EXL。1998年新增4个品种，适合小浴比染色机中染色，不仅能获得极佳的匀染效果，而且对染色参数如浴比、温度、盐用量等有偏差时基本上不影响染色效果。它们是：Procion Emerald(翡翠)H-EXL，Sapphire(蓝宝石)H-EXL，Turquoise H-EXL和Flavine(株黄)H-EXL。2003年又推出了新品种6个，即Procion Yellow XL+，Brill.Red XL+，Rubine XL+，Dark Blue XL+，Cyan XL+和Navy XL+。这一系列染料具有很好的移染性、匀染性和重现性，特别适用于中深色染色，如深红、棕、绿和颜色重视性差的芝麻色。

　　使用上述活性染料可用于RFT(Right-First-Time)工艺，即一次成功率以提高染色效率。要达到RFT，须使用优异性能的活性染料，活性染料是否优异用活性染料配伍子RCM(ReactiveDyes Compatihility Matrisc)来表示。一般确定为：在中性电解质中的直接性，S值为70%-80%，移染率MF值>90%，匀染因子MLDF值>70%，达到固色率一半所需时间T1/2≥10min。Procion H-EXL新老品种中都在这些数值之内，所以配伍性很好，适宜受控染色。

　　Clariant(科莱恩)公司的Drimarene XN也是双一氯均三嗪染料，与Procion H-EXL区别是二个活性基之间通过乙撑(-CH2CH2-)相连，而Procion H-EXL是苯二胺基相连的。XN型有12个品种，三原色染料为黄X-4RN(C.I.活性橙70)，红X-6BN(C.I.活性红243)和藏青X-GN(C.I.活性蓝214)。

　　Drimarene XN还有黄X-RN(C.I.活性黄165)，橙X-3LGN(C.I.活性橙117)，大红X-2GN(C.I.活性红224)，翠蓝X-GN(C.I.活性蓝41)等。

　　Ciba精化公司的Cibacron LS型是双一氟均三嗪。连接基类似于乙撑的脂肪烃，有柔顺性。LS型的分子量大，对纤维的亲和力特别高，溶解性很好，反应性中等，成键牢度高，不易断键，染色用盐量少，为低盐型活性染料。有11个品种，吸着率90%以上，固色率约80%。它们是：Yellow 15-4G(C.I.活性黄207)，YellowLS-R(C.I.活性黄208)，Orange LS-BR(C.I.活性橙132)，Scarlet LS-2G(C.I.活性红268)，Red LS-6G(C.I.活性红269)，Red LS-B(C.I.活性红270)，Blue LS-3R(C.I.活性蓝263)，Brill.Blue LS-G，Navy LS-G(C.I.活性蓝264)，Green LS-3B(C.I.活性绿32)和Black LS-N。

　　日本化药公司开发的Kayacelon React CN型染料是双3-羧基吡啶基季铵盐均三嗪活性基，染色时游离基是3-羧基吡啶(菸酸)，对环境无害。由于反应性高，具有高吸着率和较高的固着率。能与分散染料在中性浴中对涤/棉混纺织物进行一浴一步法染色，是一种有前途的环保型活性染料。但是由于制造过程中反应控制要求很高，否则染料中含有副反应产生的杂质，而且菸酸来源也需解决。现有以下几个品种。

　　如：Kagacelon React Yellow CN-GL(C.I.活性黄178)，Yellow CN-4G(C.I.活性黄164)，Yellow CN-RL(C.I.活性黄162)，Yellow CN-SL(C.I.活性黄163)，Red CN-3B(C.I.活性红221)，Red CN-7B(C.I.活性红237)，Scarlet CN-GL(C.I.活性红236)，Turquoeie CN-2G(C.I.活性蓝237)，Brill.Blue CN-FL(C.I.活性蓝187)，BlueCN-BL(C.I.活性蓝216)和Dark Blue CN-R(C.I.活性蓝217)等。

　　(2)染料母体的发展

　　染料母体结构主要是偶氮型(包括杂环偶氮型)，约占活性染料的70%-75%，其它母体结构有蒽醌型和酞青型。近年开发的染料母体主要是多环结构，它们都是为提高活性染料染深性、提升力、耐光牢度、耐氯牢度和耐氧化剂等设计的。

　　三苯并二?嗪结构母体染料是色泽鲜艳的蓝色母体，光牢度优异，染深性很好，其摩尔吸收系数为蒽醌型结构的4-5倍，为偶氮型结构的2-3倍，固着率为其它类型活性染料的1.2-1.6倍，高达90%左右。例如C.I.活性蓝198(活性艳蓝KE-GN)，C.I.活性蓝187(Kayacelon React Brill.BlueCN-FL)，C.I.活性蓝204(Cibacron F-GFN)。

　　甲月? 结构的染料母体是一种铜络合染料，络合稳定性很高，平面性好，所以直接性很高，具有高的上染率和固着率。这类染料的商品有如下几种：C.I.活性蓝104(活性深蓝KM-GR，K-FGR)，C.I.活性蓝216(Kayacelon React BlueCN-BL)，C.I.活性蓝221(活性蓝M-BRE)和C.I.活性蓝244等。

　　甲月? 结构是较早开发的蓝色活性染料，最有价值的是邻双偶氮三整合环金属络合结构。这种结构的活性染料不同于甲月? 三螯合环的金属络合结构，它呈现对称性。

　　这种结构除了稳定性高以外，主要特点是耐晒牢度极高，达7-8级，即使浅色染色物，其耐晒牢度仍很高；平面性好，有很高的直接性；并有很好的耐氯和耐过氧化物牢度。这类结构的商品染料有Levafix Olive E-GLA，它的活性基是6-酰胺基2，3-二氯-1，4-喹?啉。

　　苯并二呋喃酮结构母体染料是吸收红色新型分散染料中的苯并二呋喃酮结构。它具有色泽鲜艳，着色强度高和优良的染色性能。商品有Sumifix Supra Red 4BNF 150% grain。

　　 (3)连接基的发展

　　活性染料的发色母体与活性基之间的连接基与染料的反应性和其它性能有关。通常的连接基都是亚胺基，但在碱剂存在下，由于失去亚胺基上的质子，使均三嗪电子云密度增大而降低反应性。因此近年来许多商品活性染料对连接基进行了改变。

　　单侧型双活性染料的一氯均三嗪与乙烯砜之间的亚胺基连接基改变为烷胺基(叔胺基)，以防止胺基的离解而降低反应性；同时因烷基(甲基或乙基)的引入，降低了活性基与母体间的平面性，破坏了染料对纤维的直接性，染料的匀染性和易洗涤性均得到提高。这种连接基普遍出现在Sumifix Supra染料中。

　　架桥型相同双活性基的两个一氯(氟)均三嗪与二胺类化合物缩合而成。常用对苯二胺，显示出整个染料分子呈线性结构，平面性好，直接性高，属高温型活性染料，适合于高温竭染工艺。特点是固色率高，湿牢度优良；但匀染性差，易洗涤性也不好。如KE型和Procion HE型活性染料。

　　烷基二胺类连接基如丙二胺，乙二胺，烷基二胺等，由于结构的柔顺性，有利于提高匀染性，降低染色温度。这类连接基活性染料具有高反应性、固色率和提升力。它们出现在Drimarene XN型染料和Cibacron LS型染料的结构中。

　　2.为提高染色性能和牢度性能的新品种开发应用

　　(1)低盐染色用新型活性染料

　　为了使活性染料在染色时使用较少无机盐情况下保持和提高吸附率与固着率，必须适当提高染料与纤维的亲和力，但将会产生降低染料溶解度、匀染性、易洗涤性等问题。深入研究活性染料结构和亲和性后发现，减少磺酸基而利用其它的如暂溶β-硫酸酯乙基砜的暂溶性基等，并采用增加染料分子同平面性和引入对纤维具有氢键的取代基等方法以减少无机盐用量。低盐染色用新品种纷纷出台。例如：Ciba精化公司的CibaerionLS型，无机盐用量为一般双活性染料的1/2到1/3，且有优良的匀染性，提升力和重现性，可与分散染料对涤/棉混纺织物一浴一步法染色。

　　日本住友公司1996年推出了一套SumifixSupra E-XF型染料，含一氯均三嗪和乙烯砜双活性基。只要施加硫酸钠30g/l能与Sumifix Supra普通型染料染色时加入50g/l硫酸钠，得到同样的深色，且具有优良的匀染性和重现性。1998年又推出了Sumifix Supra NF型染料和HF型染料。不仅具有高固色率，也能低盐染色，硫酸钠用量只有一般双活性染料的一半，还有优异的染色牢度和易洗涤性，卓越的重现性。特别适用于中至深色染色，染色废水中残余染料量只有一般活性染料染色废水中残余染料量的25%-30%。

　　日本化药公司于1999年6月开发了一套中深色用经济型环保活性染料三原色。即：KayacionYellow E-LE Conc Kayacion Magenta E-LEConc.和Kayacion Blue E-LE Cone。E-LE是Exhausion Low Electrolyte System(浸染低电解质系统)。具有高亲和力和反应性，有很高的固色率，一般在78%-81%，很高的染色牢度。

　　Dystar公司于1997年筛选出部分Levafix E-A型染料，可减少2/3无机盐用量，染料溶解度好，匀染性优异。

　　(2)为提高染色牢度的染料品种开发应用

　　活性染料应用中最为关心但最难解决的是浅色印染织物的耐日晒牢度，深浓染色织物的水洗牢度和湿摩擦牢度，还有高耐氯牢度和汗-光牢度等。这些染色牢度的解决除了印染工艺合理化和染后助剂应用外，染料的选用和开发新品种的应用有着至关重要的作用。

　　影响浅色织物日晒牢度最主要的是染料本身，因此染料选用是最主要的，助剂的作用是微乎其微。从三原色染料中黄色活性染料中母体发色体以吡啶酮类，吡唑啉酮类和萘系三磺酸类的日晒牢度都能达到6-7级。例如：C.I.活性蓝50，69，74，94等。酞菁类的翠蓝色谱，例如：C.I.活性蓝14，15，63，231等。甲 结构的深蓝色谱，例如：C.I.活性蓝104，蓝220和蓝221等。以上三类蓝色活性染料的日晒牢度都能达到6-7级。红色谱的活性染料日晒牢度普遍较低，特别是浅色织物，比较好的如：Megafix红PBL在0.05%-1.0%(owf)浓度时可达5-6级。CibacronRed FN-2BL在1/6标准色度下为5-6级。Drimarene Rubine CL-3BL在1/25标准色度下可达5-6级。台湾永光的Evergol Red C-3B在0.01-0.1%(owf)深度下可达6级，与之配套有Evergol黄C-GL和Evergol蓝C-2B。上述染料染色深度均可达到6级。

　　活性染料深浓色印染织物的湿摩擦牢度是与印染加工工艺、织物结构和织物表面光洁度有关，也可在染后用助剂处理提高牢度。但染料选用非常重要，应注意二点：其一是将染色物上浮色量降到最低，便于清洗，选用最终上染率与固色率之差不能超过150%，固色率不能低于70%，为了易洗去浮色，需选用一次上染率(加碱之前)低于75%的活性染料。其二，深浓色染色所用染料浓度高，造成浮色量增多，必须选用能达到需要深度而染料用量很少的染料，即提升力高的染料。近年开发了多活性基的活性染料，例如：Cibacron深红的S-B的提升力为一般常用较好的活性染料，如C.I.活性红239，195的3倍左右。其它活性染料，如Cibacron Red C-2G (C.I.活性红228)，Cibacron Red FN-3G (C.I.活性红266)等。

　　活性染料的耐汗-光牢度近年受到重视，一些活性染料的汗渍牢度和日晒牢度都很好，但汗-光牢度很差。因为在汗液和日光双重作用下，褪色机理不同，受汗液中乳酸的还原作用和氨基酸的整合作用，一般活性染料和金属络合活性染料都达不到牢度要求。近年筛选和开发了一些耐汗-光牢度的不含金属络合的活性染料。如ProcionElmerald，Sappbire，Turquoise，Flvine H-EXL有卓越越的耐汗-光牢度和耐氯牢度。Sumifix SupraHF和NF系列，Kayacion E-LE系列和DrimareneCL-C系列染料的耐汗-光牢度都能达到4-5级。


　　1994年7月15日，德国政府首次以立法形式禁止生产、使用和销售可还原出致癌芳香胺的偶氮染料(局限于致癌芳香胺作为偶氮染料的重氮组份，而非偶合组份)，以及使用这些染料的产品。关于芳香胺的致癌问题首先由德国于1985年提出，德国卫生部门在1905年从品红染料中正式确认芳香胺的致癌作用。随着染料工业的发展，膀胱癌的病例逐年增加，到20世纪60年代中期，据不完全统计，各国发现的芳胺引起的职业性膀胱癌已超过了千例，主要发生在染料行业。

　　1968年国际上专门召开会议对芳香胺的致癌性进行病原分析，并于1969年在日本东京召开的第十六届国际职业卫生会议上展开讨论，一致认为联苯胺和乙萘胺对人体的致癌作用最为严重。德国的MAK委员会 (Maximum Arbeitplaz Konzentrations，最大的工作场所浓度)指出用致癌芳香胺制成的偶氮染料受人体中肠菌和某些酶的作用下易发生生物还原作用，使偶氮染料重新裂解释放出原来的致癌芳香胺，产生致癌活性。因此MAK委员会在20世纪70年代初对如何处理这类芳香胺提出了建议，德国染料行业在1971年停止了联苯胺类染料的生产，采用毒性较低的联苯胺衍生物取代联苯胺。此后随着研究的深入又发现了许多致癌芳香胺，1973年5月美国职业安全与健康管理机构宣布了对14种包括联苯胺和3，3’-二氯联苯胺在内的14种化学品采取紧急措施。1974年1月美国环境保护机构又公布9种有毒芳香胺。当时我国化工部也明文规定禁止生产和使用联苯胺、乙萘胺及其合成的偶氮染料。

　　1974年欧洲成立了染料制造工业生态和研究协会(ETAD，The Ecological and Toxicological Association of the Dyestuffs Manufacturing Industry)，有组织地系统地对4400只染料和有机颜料进行了急性毒性、反复接触毒性、致敏性、致癌性、透变性、刺激性、水中毒性和生物降解性等试验，发现约50-60种芳香胺所合成的偶氮染料会分解出致癌物，其中20种芳香胺尤为突出。1988年德国MAK委员会强调了这一问题的严重性，1992年4月10日德国颁布了“食品及日用消费品法”，明确指出有15种致癌芳香胺合成的偶氮染料为禁用染料，是世界上第一部有关消费品生态安全的法规。1994年7月15日的第二修正案作为正式法令，明确禁止在纺织品和鞋上使用某些偶氮染料，以后又于1994年12月16日、1995年7月14日和1996年7月23日相继颁布了第三、第四和第五修正案，构成了德国政府禁用染料法令的全部内容。

　　根据这些法令，Bayer公司于1994年分析了在德国市场上涉及的禁用染料有118只，其中包括直接染料77只，酸性染料26只，分散染料6只，冰染色基5只，碱性染料3只和氧化色基1只。该公司于1996年通过对国际市场上流通的染料调查，把禁用染料增加到132只。1999年德国化学化工协会(VCI)根据研究表明，可还原裂解出22种致癌芳香胺的偶氮染料有141只，其中直接染料81只，酸性染料28只，分散染料8只，碱性染料7只，冰染色基5只，氧化色基1只，媒染染料2只和溶剂染料9只。VCI提出的141只与Bayer的118只之间有113只染料结构是相同的，有5只是不同的，因此两种调查结果相加，应该有146只禁用染料，。实际上加上染料合成过程中产生的副染料，检测和应用过程中产生的禁用染料数要超过这个数目。有一些助剂中也有可能涉嫌含有分解出22种致癌芳胺，例如聚氨酯树脂涂层剂中常用的二异氰酸酯，如2，4-甲苯二异氰酸酯(TDI)和4，4’-二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)，可能含有致癌的2，4-二氨基甲苯或4，4’-二氨基二基甲烷。

　　发展绿色染化料首先是开发由于致癌芳香胺而禁用的染料和助剂的代用品。由于可萃取重金属、甲醛等在纺织品上的限定值，必需开发不含金属、低甲醛、无甲醛的染料和助剂。

　　我国染料和助剂行业积极开展绿色染料和助剂的研究和开发，十年来已向市场提供了多种符合生态环保要求的新品种，基本上满足生态纺织品的需要。

　　二、绿色染料开发应用的现状与发展

　　染料的发展历来是与纤维的开发紧密相关联的。1935年和1938年相继开发了尼龙66和尼龙6，1949有了1:2金属络合染料(中性染料)；1941年开发了聚酯纤维，在醋酸纤维用分散染料基础上，1953年发展更名为分散染料；1942年开发出聚丙烯腈纤维，1995年有了腈纶用的阳离子染料。20世纪90年代后期开发了PTT纤维和PLA纤维，必将有新的更适合新纤维用的分散染料。而且当今的染料还要考虑生态环保这一重要因素，开发新的绿色染料。

　　世界和我国近几年的纤维产量以涤纶和棉为主，2003年世界纤维总产量5200万吨，其中化纤产量2720万吨(其中涤纶为2100万吨)，棉产量2200万吨。2003年我国纤维总产量1800万吨，化纤为1161万吨(涤纶为913万吨)，棉花达624万吨。染料的发展必需与之相适应，才能满足需要，因此分散染料与纤维素纤维用染料的产量和品种是各类染料之首。纤维素纤维用染料中以活性染料为主，它的需求量迅猛增加，而直接、硫化和还原染料基本上维持原有水平，冰染染料呈现大幅下降趋势。2004年世界纤维素纤维染料的年耗量36.3万吨，其中活性染料17.8万吨(占49%)，硫化染料7万吨(占19.3%)，直接染料6.8万吨，(占18.7%)，还原染料3.4万吨(占9.4%)，冰染染料1.3万吨(占3.6%)。粗略统计自1999年至2003年在化学文摘(C.Aehemieal Abstrat)上摘录的活性染料和分散染料的论文和专利分别为640篇和554篇，占染料论文和专利的绝大部分。因此染料的发展包括绿色染料的开发是以活性染料和分散染料为主。本文主要阐明活性、分散、直接和酸性染料的开发与应用，其它染料或因环保问题和性能低下而遭淘汰，或因应用很少，因此不加叙述。

　　 (一)绿色染料的涵义

　　根据上述各类染料可能发生的生态环保问题，绿色染料应包括以下几个方面的内容：

　　1.不含有在特定条件下会裂解产生22种(或24种)致癌芳香胺的偶氮染料，或染料中不含有22种(或24种)游离致癌芳香胺。

　　2.染料本身无致癌性和致敏性

　　3.可萃取的重金属在极限值以下

　　4.甲醛含量在极限值以下

　　5.不含环境激素

　　6.不含杀虫剂和含氯有机载体的持续性有机污染物

　　7.不会产生环境污染的化学物质

　　8.非结构性因素的现用染料采用清洁生产和新技术。

　　除以上内容以外，绿色染料还必须在染色性能(包括色光和鲜艳度、上染率、固色率、提升率、匀染性、重现性等)、牢度性能、简化应用工艺、降低能源、水耗、减少印染污水和价格等超过被禁用的染料及现用的非禁用染料的水平。总之，绿色染料的开发是染料发展历史上的一个里程碑，不仅是应对“绿色壁垒”挑战的需要，绿色染料的研究和开发将继续不断发展下去。

　　(二)绿色活性染料

　　近年来，绿色活性染料的研究和开发从以下三个方面作为重点。即：活性染料分子结构的发展、应用发展所需要的活性染料、更高牢度要求所需要的活性染料，分子结构的发展是后两者发展的基础。

　　1.活性染料分子结构发展和新品种的开发应用

　　活性染料分子结构以活性基、染料母体和连接基三部分组成。活性基影响活性染料与纤维素纤维形成共价键的反应能力，以及染料的耐氧化性，耐酸碱性和耐热性的能力。染料母体对活性染料的色泽鲜艳度、溶解性、上染率、固着率、匀染性和染色牢度起着决定性的作用。连接基是把活性基和染料母体结合成一个整体，起到平衡两个组成部分并使其产生优异的性能。

　　(1)活性基的发展

　　活性染料自问世50年来，活性基的开发不下上百种，但真正工业化的很少，主要集中在含卤均三嗪和乙烯砜两类活性基上。为了提高活性染料的固着率，在染料分子中引入两个相同或相异的活性基。对于双活性基染料而言，由于两个活性基的活性不同，在染料分子中的位置不同，影响了它们的吸尽率、固着率、匀染性和可洗涤性等性能。从生态环境保护要求，应用性能，牢度性能和经济性等分析较集中在双活性基染料上。

　　A.相异双活性基染料

　　一氯(氟)均三嗪和乙烯砜的异种双活性基染料是近年来发展最快、品种最多的一类活性染料。这类双活性基染料都是单侧型的，两个活性基连接在整个染料的一侧，通过共轭系统相互影响而产生协同效应，其反应性能比单独存在时强。整个染料的反应性介于二氯均三嗪和一氯均三嗪之间，比乙烯砜强1.3倍以上。但是两个活性基的反应性不同，乙烯砜比一氯均三嗪活泼得多，它们与纤维素纤维的反应速度差3-7倍，这也与一氯均三嗪与纤维反应时空间障碍较大有关。为了平衡两个活性基的反应性，Ciba精化公司开发了一氟均三嗪与乙烯砜的双活性基染料，因为一氟均三嗪与纤维的反应速度比一氯均三嗪大4.6倍，它与乙烯砜基的反应性更加匹配，固色率因此也高。

　异种双活性基染料成为当前最为优选的活性染料，品种遍布世界各大染料企业。例如：上海染化八厂的ME型活性染料有13个品种：即：活性黄M-2RE，黄、M-3RE(C.I.活性黄145)，红M-2BE(C.I.活性红194)，红M-3BE(C.I.活性红195)，艳红M-BE，蓝M-BRE(C.I.活性蓝221)，深蓝M=BE，深蓝M-2GE(C.I.活性蓝194)，紫M-RE，藏青M-3BRE，藏青M-GBE，棕M-2RBE及深绿M-4BE。

　　上海万得化工有限公司的Megaflx B型活性染料有14个品种。即：Megafix黄B-4GLN(C.I.活性黄167)，金黄B-4RFN(C.I.活性黄145)，橙B-2RLN，红B-2BF(C.I.活性红194)，红B-3BF(C.I.活性红195)，大红B-3G(C.I.活性黄167)，Brill. YelloW 3RF(C.I.活性黄145)，Brill.Red CF(C.I.活性红223)，Brill.Red 2BF (C.I.活性红194)，Brill.Red 3BF(C.I.活性红195)， Brill.Scarlet 2GF(C.I.活性红222)，紫B-5RV，翠蓝B-BCF(C.I.活性黄231)，艳蓝B-RV，深蓝B-2GLN(C.I.活性蓝194)，绿B-4BL，棕B-R，黑B-GRFN及黑B-GFF。

　　近年来国内活性染料发展速度迅猛，2004年产量为14万吨以上，商品牌号五花八门，既无C.I.结构号，也不公开分子结构式。

　　日本住友化学株式会社于1980年最早开发这类活性染料。商品名为Sumifix Supra，现有16个品种。即：Sumifix Supra Brill.Yellow 3GF(C.I.活性红223)，Brill.Red 2BF(C.I.活性蓝222)，Tuiquoise Blue BGF(C.I.活性蓝231)，Brown5BRF(C.I.活性棕46)。

　　以上三个系列是早期开发的异种双活性基染料，它们的分子结构式大部分已经公开。

　　BASF公司(现合并入Dystar公司)的BasilenFM型有13个品种。即：Basilen Yellow F-7GMXYellow F-3RM，Orange F-2RMX，Red F-RM，RedF-RM，Red F-3BM，Blue F-4RMX，Blue F-KM，B1ue F-BTM，Navy Blue F-2GMX，Navy Blue F-2RM及Black F-BTM。有相似的分子结构式。

　　住友公司于1998年推出了Sumifix Supra NF型和HF型两套双活性基染料。Sumifix Supra NF型环保型染料有7个品种，即：红4BNF；黄GRNF，蓝RNF，蓝2BNF，深蓝GNF，藏青BNF和棕RNF。HF型系列是一套可以解决环境污染，低盐、高固色率的适用于深浓色染色、染色水中残留染料仅为一般活性染料的25-30%。三原色为：Sumifix Supra Yellow 3RHF，Red 2BHF及Blue2RHF。固色率分别达到85%，90%和85%。其它有：Yellow GRHF、Scarlet 2GHF，Red GHF、Blue BGHF和Navy 2GHF。

　　 以上这些活性染料的分子结构中乙烯砜都在一氯均三嗪与之连接的苯亚氨基的间位(简称间位酯)，1996年日本住友公司推出一套对位酯的双活性染料，为经济型染料，以E-XF命名(因为对位酯远比间位酯便宜，但反应速度约低6倍)。这类染料有6个品种，三个深色三原色，即：Sumifix Supra Yellow Brown E-XF，Rubine E-XF，Blue E-XF；另三个为颗粒状的三原色，即：Yellow Brown E-XF grain，Red E-XF grain，Navy Blue E-XF grain。对染色参数依赖性、重视性好。

　　上海染化八厂推出相应的对位酯EF系列产品。其浅色三原色为活性金黄EF-R，艳红EF-5B，艳蓝EF-GR；中色三原色为活性金黄EF-R，艳红EF-6B，深蓝EF-2G；深色三原色为活性金黄EF-2R，艳红EF-8B，深蓝EF-2G。