第2节　染料——织就色彩缤纷的服饰，让世界丰富多彩

通过上面对各种“纶”字材料的介绍，我们知道了原来我们身上穿的衣服材料分门别类的有这么多种。其实，衣服原料不仅种类多，衣料上的颜色还有好多神奇的故事呢。通常把衣物纤维浸入一定温度下的染料水溶液中，染料就从水相向纤维中移动，这种染料浸入到纤维中的现象，就称为染色。也就是说，让衣料有丰富多彩颜色的功臣是染料。

1. 染料的变迁历程

（1）染料的分类

染料是能够使一定颜色附着在纤维上的物质，且不易脱落、变色。染料分天然染料和合成染料两大类。天然染料包括矿物、动物与植物染料三类。合成染料（又称人造染料）一般按染料结构和应用性质分类。按照染料共轭发色体的结构特征分类：偶氮染料、蒽醌染料、芳甲烷染料、靛族染料、硫化染料、酞菁染料、硝基和亚硝基染料等。按照应用分类：直接染料、酸性染料、阳离子染料、活性染料、还原染料、硫化染料、缩聚染料、不溶性偶氮染料（冰染料）、分散染料、荧光增白剂等。

（2）天然染料的发展历程

古代采用天然物质作染料。天然染料一般有植物类染料，如树木、草本植物、花卉、水果、中药、茶叶等；矿物类染料，如朱砂、赭石、石青等；动物染料，如胭脂虫，紫胶虫、墨鱼汁等。天然染料以植物染料为最多，用途也最为普遍。树皮、树根、枝叶、果实、果壳；花卉的鲜花、干花、花叶、花果；水果的外皮、果实、果汁等都可以用来染色。

染色是从泥染与炭灰开始的。当人们还是穿着兽皮，在河边活动时，和上了河里的泥巴。泥巴中的矿物质就附着在兽皮上，不容易掉色；泥巴的颜色不同，染的色彩也不同。所谓的炭染就是用煮食后所剩余的黑色木炭涂抹，当时这就是最好的染料了。虽然这些染料的坚牢度都不是很高，拍拍就会掉落，但是取材容易，只要再涂染一次即可。这时染的概念还没成熟，只是一种涂抹的累积性着色方法。这些用来涂抹上色的染料有矿物性或动物性的，大部分是以植物性染料来染成的。

中国是最早有纺织品、使用天然染料染色同时发展了染色工艺的国家。根据吴淑生、田秉毅著的《中国染织史》（上海人民出版社，1986年）的记载，北京周口店的山顶洞人早在1.5万年以前就开始应用红色氧化铁矿物颜料，用骨针制作衣物。新石器时代，人们已经懂得应用赭黄、雄黄、朱砂、黄丹等矿物颜料在织物上着色。同时，也选用植物萃取的染料。经过长期的应用与改良，逐步掌握了各类植物染料的提取、染色等工艺技术，为原始纺织品增加色彩。长沙马王堆西汉古墓出土的印花丝织品，色彩绚丽，说明了中国在2000多年前，已懂得应用印花技术。利用近代分析技术，确证朱红色为硫化汞、银灰色为硫化铅、粉白色为绢云母、蓝色为靛蓝，由此可见当时的染料应用技术水平。533～544年，贾思勰所著的《齐民要术》卷五中，详细记载了多种植物染料的提炼方法如“殺红花法”、“造靛法”等，所制成的染料可长期使用。中国染料和染成的织物还通过丝绸之路运往欧洲。

考古资料显示，公元前3000年古埃及和美索不达米亚人已掌握了织物染色的技术，用植物染料染成黄色、红色、绿色等。古埃及尼罗河畔的金字塔的墓壁上的红色和红色的染色织物，说明了这一点。约在2500年前，印度已有从茜草提取茜红和从蓝草提取靛蓝染棉织品的记录。远古时候纽克里特人制造了昂贵、著名的泰尔紫（Tyriam Purple），这是一种海螺分泌物经氧化后得到的染料，后来小亚细亚的腓尼基人掌握了制造技术，利用泰尔紫在毛织品上染鲜艳紫蓝色，之后罗马帝国的贵族更以这种颜色染制袍服，作为贵族阶级的象征。

由于天然染料十分昂贵，只有少数人才能负担得起。随着合成染料的出现，人们的生活变得更加的丰富多彩。

（3）合成染料的发展历程

1856年，英国人Henry William Perkin无意中发现了最早的“苯胺紫”煤焦油染料，从此苯胺染料诞生。

1861年，C. H. 曼恩发现第一个偶氮染料苯胺黄，从此偶氮染料诞生。

1868年德国化学家C.格雷贝（C.Craebe）和C. 李柏曼（C.Lieberman）将蒽醌溴化，然后与碱一起熔制，制得茜红（Alizarine），稍后将茜素磺化制得茜红染毛染料，至此开始了羟基蒽醌媒染染料（Hydroxylanthraquinone）的发展。

1870年德国巴登苯胺和苏打水工厂（简称BASF）的化学家以苯胺为染料，合成茜素染料，从此开创了合成蒽醌染料。

★ 人类第一种合成染料——苯胺紫

Henry William Perkin（威廉·亨利·帕金）14岁进入英国皇家化学学校学习。他天资聪颖，学习勤奋，很快得到校长霍夫曼的垂青，不到一年即以学生的身份被任命为实验室助手。

帕金最初是想通过实验室人工合成治疟疾的特效药奎宁。从煤焦油里提炼出来的物质中，其中几种的化学结构与奎宁的化学结构相近，所以帕金就对它们进行各种化学处理，想使它们变成与奎宁类似的物质。但是无论怎样处理，都没有成功。最后，他选用霍夫曼用苯制成的苯胺做原料，在其中加入重铬酸钾使其氧化，这时产生了黑色的沉淀物。细心的帕金将这种黑色沉淀物溶解于酒精，溶液呈现出鲜艳的紫色。将绸子浸泡在这种溶液里，绸子也染上了这种紫色。用肥皂清洗，再在太阳下曝晒10多天，紫色丝毫不褪，色调鲜艳如初。

当时，英国最大的染料公司之一——皮拉兹公司对帕金所发现的这种染料给予了很高赞誉。帕金为这种新颖紫色染料申请了专利，取名叫“mouve”，并全力进行开发生产工作，淡紫色服装随之在法国、英国时髦起来。

从生产mouve染料开始，用煤焦油做原料的人造染料工业得到了迅速发展，人造染料很快就取代了木兰、茜草之类的天然染料，为塑料、化纤等合成化学工业的发展拉开了序幕。

★BASF——化学工业一体化生产的鼻祖

英国人帕金无意中发现了最早的苯胺紫煤焦油染料，并在1856年将煤焦油合成染料变为现实。Friedrich Engelhorn在德国曼海姆拥有一家煤气公司，他迅速意识到了煤焦油这种副产品所蕴藏的商机。1861年，他开始生产品红（一种红色染料）和苯胺（从煤焦油中提炼出来的一种原料）。不过，在他心中还有更宏伟的蓝图——建立一家涵盖整个生产流程的公司，从原料和助剂，到前驱体、中间体再到染料。1865年，Engelhorn在曼海姆发起成立了一家名为Badische Anilin-&Soda-Fabrik（BASF，巴登苯胺和苏打水厂，即巴斯夫）的股份公司，总部设在莱茵河对岸的路德维希港，主要生产染料以及作为原材料的无机化学品。公司成立伊始，Engelhorn便遵循了一个开创性的想法，即在一个生产基地涵盖所有的生产过程。巴斯夫正是在这里逐渐发展形成了标志性的Verbund（一体化）理念。经过150多年的发展，至今巴斯夫公司已成为多年来位居全球化工公司排行榜榜首的化工界老大，其路德维希港生产基地已成为世界上最大的由单一公司运营的一体化综合化工生产基地。巴斯夫的Verbund（一体化）理念，已经成为其傲居业界榜首的传统核心优势，也被业界纷纷推崇效仿。

2. 功能性染料让服装给点阳光就灿烂

随着科学技术的进步发展，合成染料的应用范围越来越广泛，除了其着色功能以外，逐渐出现了一些具有特殊功能或者特殊应用性能的染料，通常是利用这些染料特有的光、电、磁等物理或化学性质，达到染色以外的其他一些特殊应用。功能性染料通常包括激光染料、光敏变色染料、热敏变色染料等。

随着功能性染料的出现，逐渐出现了变色服装，让服装给点阳光就灿烂。变色服装的变色方式分为：感温变色、感光变色、遇水变色、红外变色、紫外变色等。

☆温度变色　当温度达到变色的临界点时，产生的颜色变化顺序有：无色变有色、有色变有色、有色变无色。

☆光变色　根据阳光的强弱产生颜色变化，当阳光强的时候颜色比较深，也分为：无色变有色、有色变有色。

☆遇水变色　在干燥的时候是一个颜色，当遇到水的情况下是另外一个颜色。例如，女式服装在烈日炎炎时呈纯白色，具有反射热量的功效；进入房间，温度降低，衣服变为浅蓝色；傍晚，随着温度的下降，又呈现出漂亮的玫瑰紫色。男式服装，清晨呈现出明快的棕色，午后呈灰色，晚上呈黑色。

（1）见光色变的纤维

光敏变色纤维就是指在太阳光或紫外光等的照射下颜色会发生可逆变化的纤维，通常是通过在纤维中引入光敏变色体而制得。具有光敏变色特性的物质通常是具有异构体的有机物，当我们用光照射这些化学物质时，两种化合物相对应的键合方式或电子状态发生变化，可逆地出现吸收光谱不同的两种状态，于是我们就看到了光敏变色纤维颜色的改变。移走光源，纤维恢复原来的颜色。光敏变色纤维最简单的制备方法就是，使用具有变色性能的染料参与纤维的染色。

最早的光敏变色纤维应用是在越战期间，美国氰胺公司开发的可以改变颜色的作战服。美国军方研究人员认为，采用光导纤维与变色染料相结合，可以最终实现服装颜色的自动变化，使得作战服能够像变色龙那样随着环境颜色的变化而变色。

（2）遇热变脸的纤维

热敏变色纤维是指随温度变化颜色发生变化的纤维。如含金属钛（或铪、锆）的纤维，在常温下呈黄色，加热至300～400℃，变为灰黑色，继续加热至500～600℃时，呈白色，而到1000℃，即变灰白色。获得热敏变色纤维的方法除了将热敏变色剂充填到纤维内部外，还可将含热敏变色微胶囊的氯乙烯聚合物溶液涂于纤维表面，并经热处理使溶液成凝胶状来获得可逆的热敏变色功效。

英国默克化学公司将热敏化合物掺到染料中去，再印染到织物上。染料由黏合树脂的微小胶囊组成，每个胶囊都有液晶，液晶能随温度的变化而呈现不同的折射率，使服装变幻出多种色彩。通常在温度较低时服装呈黑色，在28℃时呈红色，到33℃时则会变成蓝色，介于28～33℃时会产生出其他各种色彩。

3. 一字之差的染料和颜料

在谈到对什么东西染上颜色的时候，我们经常发现，一会儿说是染料，一会儿又说是颜料。这两个“料”是一样的吗？

其实很好辨别，染料和颜料的主要区别在于对物体的着色方式不同，染料能够渗透到物体内部进行着色，如纤维内部；而颜料只能作用于物体表面，如布料的表面。

通常，颜料是一种微细粉末状的有色物质，一般不溶于水、油和溶剂，但能均匀地分散在其中。颜料是色漆的次要成膜物质，在木材装饰过程中调制底漆、腻子以及木材着色，也经常使用颜料。不透明的色漆由于放入颜料，其涂膜具有某些色彩和遮盖力。同时颜料还能增强涂膜的耐久性、耐候性、耐磨性等。

染料与颜料不同，它是能溶于水、醇、油或其他溶剂等液体中的有色物质。染料溶液能渗入木材，与木材的组成物质（纤维素、木质素与半纤维素）发生复杂的物理化学反应，能使木材着色而又不致模糊木材的纹理，能使木材染成鲜明而坚牢的颜色。