背景及概述[1]
直接染料是指在電解質(zhì)存在下，在中性浴或弱堿性浴中，對纖維素纖維能直接染色的水溶性染料，也可用于蛋白纖維的染色。按化學(xué)結(jié)構(gòu)來說，此類染料多為偶氮染料類。其特點是含有能與氨基和羥基形成氫鍵的基團(tuán)，以及含有磺酸基陰離子水溶性基團(tuán)，它們能滲透到纖維素內(nèi)部，并且與纖維素形成鍵。1960年以前使用聯(lián)苯胺類直接染料為多，但發(fā)現(xiàn)其致癌性后，各國已禁止使用。直接染料分為3類，即一般型、耐光型及后處理型。
分類[2]
直接染料有四類：
普通直接染料
主要是以聯(lián)苯胺及其衍生物或以4，4′-二氨基二苯乙烯-2，2′-二磺酸為重氮組分的雙偶氮或多偶氮染料，如剛果紅。這類染料對纖維有較大的親合力，但耐曬、耐洗堅牢度較差。由于聯(lián)苯胺已確定為致癌物質(zhì)，1971年以來，世界各國已先后禁止生產(chǎn)使用，并選用無毒或毒性較小的中間體來代替聯(lián)苯胺。代用的中間體有：4，4′-二氨基苯甲酰苯胺及其同系物，4，4′-二氨基二苯脲及其同系物等。
耐曬直接染料
耐曬牢度在5級以上，其化學(xué)結(jié)構(gòu)種類較多，有尿素型、三聚氯氰型、噻唑型、多偶氮型、二嗪型及酞菁型等。如直接耐曬黑G(C.I.直接黑19)。
銅鹽直接染料
分子中含有金屬銅，它是由偶氮型染料，經(jīng)銅鹽處理而得。由于染料與銅離子形成穩(wěn)定絡(luò)合物，提高了耐曬牢度。如直接銅藍(lán)GL(C.I.直接藍(lán)84)。
直接重氮染料
分子中帶有伯芳胺基，上染后，可以在棉纖維上再進(jìn)行重氮化，并與偶合組分偶合，以加深纖維上染料的顏色。如直接耐曬黑GF(C.I.直接黑22)。
應(yīng)用[3-4]
直接染料是現(xiàn)在應(yīng)用最廣的一種染料。通過對比染色前后纖維的熱穩(wěn)定性，纖維的物理性能，成紙的相關(guān)性質(zhì)來研究直接染料的作用機(jī)理，對纖維性能的影響以及探討其在造紙工業(yè)中的應(yīng)用。研究發(fā)現(xiàn)直接染料對于纖維的長度、卷曲與扭結(jié)指數(shù)變化不大，纖維的寬度明顯變大，成紙的抗張強(qiáng)度略微減小、撕裂度變大。從以上的物理性能的研究發(fā)現(xiàn)直接染料作用后的纖維完全可以作為造紙過程的示蹤物，用于進(jìn)行造紙過程中的脫墨，打漿等工藝過程的動態(tài)研究。
直接染料對木棉纖維的上染以及吸附性能。結(jié)果表明，直接染料沙拉菲尼爾藍(lán)、紅3BL及黑FR對木棉纖維的上染過程可用孔道擴(kuò)散模型解釋；鹽對直接染料上染木棉纖維有促染作用，直接染料沙拉菲尼爾紅3BL對木棉纖維的上染吸附等溫線可用弗萊因德利胥型吸附等溫線描述。
制備[2]
工業(yè)上生產(chǎn)直接染料的流程，一般都采用重氮化和偶合的方法。如直接耐曬黑G（G.I.直接黑19）的生產(chǎn)是將對硝基苯胺經(jīng)次重氮化，制成對硝基苯胺重氮鹽，再在H酸氨基的鄰位上進(jìn)行次偶合，然后加入碳酸鈉，調(diào)節(jié)溶液呈堿性，使對硝基苯胺重氮鹽在H酸羥基的鄰位上進(jìn)行第二次偶合，便得到雙偶氮染料。用硫化鈉使硝基還原成氨基，酸析過濾，濾餅溶解在碳酸鈉溶液中，再加入亞硝酸鈉，隨即加到鹽酸冰水溶液中去，用反加法進(jìn)行第二次重氮化，生成的重氮鹽，再與間苯二胺進(jìn)行第三次偶合，可得直接耐曬黑G（C.I.直接黑19）染料。