第三節 染料的分類
染料的分類方法很多。如果按照來源來分，可以分為天然染料和合成染料兩大類。其中天然染料包括植物染料、動物染料和礦物染料。天然染料雖然綠色環保，不過數量和品種都非常少，只有特殊場合才會使用。其中應用最多的就是植物靛藍，這是少數民族藍印花布和蠟染布的主要染料品種。目前紡織品的染色和印花90%以上采用的都是合成染料。合成染料的分類方法主要有兩種，一種是按應用分類；另一種是按結構分類。
一、按染料的應用分類
染料按應用分類即根據染料所適用的纖維和應用性質進行分類。每種應用類型的染料都包含若干個結構分類類型的染料。主要有以下幾種應用類型。
1.直接染料
直接染料分子中含有磺酸基、羧基等水溶性基團，是水溶性的陰離子型染料。主要應用于纖維素纖維織物的染色和印花，尤其棉紗線的染色，也可以應用于皮革紙張等的著色。主要的結構類型有偶氮類（主要是雙偶氮或多偶氮）、酞菁類和呫噸類等。
2.不溶性偶氮染料或冰染染料
由重氮組分和偶分組分在纖維上發生偶合反應生成的一種不溶性的偶氮染料。由于常用的偶合組分為色酚，英文名稱為NaPhtol，所以又叫納夫妥（托）染料。顯色時需要用冰冷卻，故又稱為冰染染料。它適用于棉、麻等纖維的染色和印花，色澤鮮艷，各項色牢度較好。尤其適用于纖維素纖維紡織品的印花。主要的結構類型為偶氮類。
3.還原染料和暫溶性還原染料
還原染料分子中不含有磺酸基或羧基等水溶性的基團，但分子中具有兩個或兩個以上的羰基，在堿性保險粉存在的情況下進行還原，轉變成溶于水的對纖維具有親和力的隱色體鈉鹽，上染到纖維后，經氧化重新轉變成不溶于水的硫化染料的母體而固著在纖維上，因此這類染料叫還原染料。可溶性染料是還原染料隱色體的硫酸酯鹽，溶于水，染色時省去了還原步驟，簡化染色工序，又擴大了還原染料的適用范圍，因此又叫暫溶性還原染料或印地科素染料。該類染料主要用于纖維素纖維的染色和印花。
該類染料各項色牢度優良，但價格高，在海陸空三軍的軍服的染色中應用廣泛，尤其是鮮艷的綠色非常突出，此外還有卡其色等也比較突出。主要的結構類型有靛類（包括靛藍、硫靛等）和稠環酮類等。
4.硫化染料和硫化縮聚染料
硫化染料分子中不含水溶性基團，在硫化堿存在下染料還原轉變成溶于水的狀態，上染纖維，然后經過氧化重新轉變成不溶于水的硫化染料的母體。分子中含有硫代硫酸根的一類染料，溶于水上染到纖維后，在所謂固色劑如硫化鈉存在的情況下，脫去亞硫酸根，變成不溶于水的二硫鍵或多硫鍵的連接的硫化染料而固著在纖維上，這類染料叫硫化縮聚染料。
該類染料適用于棉、麻、黏膠等纖維素纖維和維綸的染色，且黑色、藍色應用較多，具有一定的耐曬和耐洗色牢度，但色澤較暗，并有儲存脆損現象。
5.活性染料或反應性染料
分子中具有磺酸基或羧基等水溶性的基團，是一種水溶性的陰離子型染料。除此之外，分子中還具有與纖維中的官能團如羥基、氨基、酰氨基等發生反應的活性基。活性染料是所有染料中唯一能與纖維形成共價鍵結合的染料。
該類染料主要用于棉、麻、蠶絲等纖維的印染，亦能應于羊毛和聚酰胺纖維。是目前纖維素纖維織物染色用的主要染料。
該類染料主要的結構類型有偶氮類、蒽醌類、三芳甲烷類、呫噸類、嗪類等。
6.酸性染料
酸性染料是一種水溶性的陰離子型染料，相對分子質量小，直線性和平面性不強。有的是酸性媒染染料，有的是酸性絡合染料。按照染色性能又可以分為強酸浴染色的酸性染料、弱酸浴染色的酸性染料和中性浴染色的酸性染料三類。主要用于蛋白纖維（羊毛、蠶絲、皮革）的染色。
該類染料主要的結構類型有偶氮類、蒽醌類、三芳甲烷類和呫噸類等。
7.陽離子染料
分子中具有四價氨基正離子，與小分子的鹽酸根、硫酸根形成分子內鹽，溶于水后，電離出染料的色素陽離子。該類染料主要應用于腈綸纖維的染色和印花，靠庫侖引力結合。
該類染料主要的結構類型有三芳甲烷類、雜環類（噻嗪、吖嗪和嗪等）、甲川類、菁染、氮代甲川類等。
8.分散染料
分子中沒有水溶性基團，不溶于水，但溶于一般的有機溶劑。染色時，需用分散劑將染料分散成極細顆粒形成染浴，所以稱為分散染料。主要用于化學纖維如滌綸、錦綸、醋酯纖維等的染色。目前是滌綸染色所使用的主要染料。主要的結構類型有偶氮類和蒽醌類等。
二、按染料的化學結構分類
按染料化學結構分類即根據染料分子中基本的發色基團、共同的基團、共同的制備方法及相似的化學性質進行分類。每種結構分類的類型中都包括若干個應用分類類型的染料。主要分為下面結構類型。
1.偶氮染料
—N=N—兩端都連接芳香環時，叫偶氮基。凡是分子中具有偶氮基的染料稱為偶氮染料。含有一個偶氮基的叫單偶氮染料，含有兩個偶氮基的叫二偶氮染料或雙偶氮染料，含有兩個以上偶氮基的叫多偶氮染料。這類染料的品種最多，約占整個有機合成染料的50%。該結構的染料色譜齊全。除了還原染料和硫化染料之外，其他應用類型染料中都含有偶氮結構。例如，酸性紅G的結構如下：
2.蒽醌染料
指分子中具有蒽醌結構或多環酮結構的染料。在數量上僅次于偶氮染料。大多數應用類型染料中都含有蒽醌結構，其中還原染料中含有蒽醌結構最多，而直接染料和不溶性偶氮染料中幾乎不含有蒽醌結構。例如，酸性藍R的結構如下：
3.靛類染料
分子中含有靛藍、硫靛或半靛結構的染料叫靛類染料。多數為還原染料，且以藍色、紅色染料產品居多。例如，靛藍的結構如下：
4.硫化染料
某些芳烴的胺類、酚類或含有硝基中間體與硫化鈉或多硫化鈉經加熱而生成的分子中具有復雜硫類結構的染料叫硫化染料。分子中既存在雜環的硫結構也存在鏈狀的硫結構。這類染料由于對被染物存在儲存脆損的缺點，應用不多。其中由于藍色和黑色的色光純正，目前還有應用。例如，硫化黃2G的結構如下：
5.芳甲烷染料
中心一個碳原子連接兩個或三個芳環形成的共軛體系。分別稱為二芳甲烷和三芳甲烷類的染料。以色澤濃艷著稱，但耐日曬色牢度極差。目前主要為陽離子染料，少數為酸性染料。例如，陽離子染料孔雀綠的結構如下：
6.次甲基類染料
染料分子中具有次甲基結構，這類染料又叫菁染料。主要是陽離子染料。用于腈綸的染色和印花。例如，陽離子桃紅FF的結構如下：
7.酞菁染料
染料分子中具有酞菁結構，這類染料顏色鮮艷，化學穩定性好，可以作為高級染料或顏料。通常都為翠藍色。主要包括直接染料和活性染料等類型。例如，直接耐曬翠藍GL的結構如下：
8.硝基和亞硝基染料
主要含有硝基（—NO2）的染料稱為硝基染料。含有亞硝基（—NO）的染料稱為亞硝基染料。硝基和亞硝基在染料分子中主要起發色團作用。但品種不多。主要包括含有偶氮基的染料，如分散染料、直接染料、活性染料等。例如，酸性橙E的結構如下：
9.雜環染料
主要指以呫噸、噻嗪、嗪、吖嗪、吖啶等雜環結構形式存在的染料。主要有直接染料、活性染料、酸性染料和陽離子染料等。例如，噻嗪結構的亞甲基藍的結構如下：
本書主要按照應用分類類型講述，每種應用類型講述中要介紹包含的結構分類類型。