第三节 染料的分类
染料的分类方法很多。如果按照来源来分，可以分为天然染料和合成染料两大类。其中天然染料包括植物染料、动物染料和矿物染料。天然染料虽然绿色环保，不过数量和品种都非常少，只有特殊场合才会使用。其中应用最多的就是植物靛蓝，这是少数民族蓝印花布和蜡染布的主要染料品种。目前纺织品的染色和印花90%以上采用的都是合成染料。合成染料的分类方法主要有两种，一种是按应用分类；另一种是按结构分类。
一、按染料的应用分类
染料按应用分类即根据染料所适用的纤维和应用性质进行分类。每种应用类型的染料都包含若干个结构分类类型的染料。主要有以下几种应用类型。
1.直接染料
直接染料分子中含有磺酸基、羧基等水溶性基团，是水溶性的阴离子型染料。主要应用于纤维素纤维织物的染色和印花，尤其棉纱线的染色，也可以应用于皮革纸张等的着色。主要的结构类型有偶氮类（主要是双偶氮或多偶氮）、酞菁类和呫吨类等。
2.不溶性偶氮染料或冰染染料
由重氮组分和偶分组分在纤维上发生偶合反应生成的一种不溶性的偶氮染料。由于常用的偶合组分为色酚，英文名称为NaPhtol，所以又叫纳夫妥（托）染料。显色时需要用冰冷却，故又称为冰染染料。它适用于棉、麻等纤维的染色和印花，色泽鲜艳，各项色牢度较好。尤其适用于纤维素纤维纺织品的印花。主要的结构类型为偶氮类。
3.还原染料和暂溶性还原染料
还原染料分子中不含有磺酸基或羧基等水溶性的基团，但分子中具有两个或两个以上的羰基，在碱性保险粉存在的情况下进行还原，转变成溶于水的对纤维具有亲和力的隐色体钠盐，上染到纤维后，经氧化重新转变成不溶于水的硫化染料的母体而固着在纤维上，因此这类染料叫还原染料。可溶性染料是还原染料隐色体的硫酸酯盐，溶于水，染色时省去了还原步骤，简化染色工序，又扩大了还原染料的适用范围，因此又叫暂溶性还原染料或印地科素染料。该类染料主要用于纤维素纤维的染色和印花。
该类染料各项色牢度优良，但价格高，在海陆空三军的军服的染色中应用广泛，尤其是鲜艳的绿色非常突出，此外还有卡其色等也比较突出。主要的结构类型有靛类（包括靛蓝、硫靛等）和稠环酮类等。
4.硫化染料和硫化缩聚染料
硫化染料分子中不含水溶性基团，在硫化碱存在下染料还原转变成溶于水的状态，上染纤维，然后经过氧化重新转变成不溶于水的硫化染料的母体。分子中含有硫代硫酸根的一类染料，溶于水上染到纤维后，在所谓固色剂如硫化钠存在的情况下，脱去亚硫酸根，变成不溶于水的二硫键或多硫键的连接的硫化染料而固着在纤维上，这类染料叫硫化缩聚染料。
该类染料适用于棉、麻、黏胶等纤维素纤维和维纶的染色，且黑色、蓝色应用较多，具有一定的耐晒和耐洗色牢度，但色泽较暗，并有储存脆损现象。
5.活性染料或反应性染料
分子中具有磺酸基或羧基等水溶性的基团，是一种水溶性的阴离子型染料。除此之外，分子中还具有与纤维中的官能团如羟基、氨基、酰氨基等发生反应的活性基。活性染料是所有染料中唯一能与纤维形成共价键结合的染料。
该类染料主要用于棉、麻、蚕丝等纤维的印染，亦能应于羊毛和聚酰胺纤维。是目前纤维素纤维织物染色用的主要染料。
该类染料主要的结构类型有偶氮类、蒽醌类、三芳甲烷类、呫吨类、嗪类等。
6.酸性染料
酸性染料是一种水溶性的阴离子型染料，相对分子质量小，直线性和平面性不强。有的是酸性媒染染料，有的是酸性络合染料。按照染色性能又可以分为强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类。主要用于蛋白纤维（羊毛、蚕丝、皮革）的染色。
该类染料主要的结构类型有偶氮类、蒽醌类、三芳甲烷类和呫吨类等。
7.阳离子染料
分子中具有四价氨基正离子，与小分子的盐酸根、硫酸根形成分子内盐，溶于水后，电离出染料的色素阳离子。该类染料主要应用于腈纶纤维的染色和印花，靠库仑引力结合。
该类染料主要的结构类型有三芳甲烷类、杂环类（噻嗪、吖嗪和嗪等）、甲川类、菁染、氮代甲川类等。
8.分散染料
分子中没有水溶性基团，不溶于水，但溶于一般的有机溶剂。染色时，需用分散剂将染料分散成极细颗粒形成染浴，所以称为分散染料。主要用于化学纤维如涤纶、锦纶、醋酯纤维等的染色。目前是涤纶染色所使用的主要染料。主要的结构类型有偶氮类和蒽醌类等。
二、按染料的化学结构分类
按染料化学结构分类即根据染料分子中基本的发色基团、共同的基团、共同的制备方法及相似的化学性质进行分类。每种结构分类的类型中都包括若干个应用分类类型的染料。主要分为下面结构类型。
1.偶氮染料
—N=N—两端都连接芳香环时，叫偶氮基。凡是分子中具有偶氮基的染料称为偶氮染料。含有一个偶氮基的叫单偶氮染料，含有两个偶氮基的叫二偶氮染料或双偶氮染料，含有两个以上偶氮基的叫多偶氮染料。这类染料的品种最多，约占整个有机合成染料的50%。该结构的染料色谱齐全。除了还原染料和硫化染料之外，其他应用类型染料中都含有偶氮结构。例如，酸性红G的结构如下：
2.蒽醌染料
指分子中具有蒽醌结构或多环酮结构的染料。在数量上仅次于偶氮染料。大多数应用类型染料中都含有蒽醌结构，其中还原染料中含有蒽醌结构最多，而直接染料和不溶性偶氮染料中几乎不含有蒽醌结构。例如，酸性蓝R的结构如下：
3.靛类染料
分子中含有靛蓝、硫靛或半靛结构的染料叫靛类染料。多数为还原染料，且以蓝色、红色染料产品居多。例如，靛蓝的结构如下：
4.硫化染料
某些芳烃的胺类、酚类或含有硝基中间体与硫化钠或多硫化钠经加热而生成的分子中具有复杂硫类结构的染料叫硫化染料。分子中既存在杂环的硫结构也存在链状的硫结构。这类染料由于对被染物存在储存脆损的缺点，应用不多。其中由于蓝色和黑色的色光纯正，目前还有应用。例如，硫化黄2G的结构如下：
5.芳甲烷染料
中心一个碳原子连接两个或三个芳环形成的共轭体系。分别称为二芳甲烷和三芳甲烷类的染料。以色泽浓艳著称，但耐日晒色牢度极差。目前主要为阳离子染料，少数为酸性染料。例如，阳离子染料孔雀绿的结构如下：
6.次甲基类染料
染料分子中具有次甲基结构，这类染料又叫菁染料。主要是阳离子染料。用于腈纶的染色和印花。例如，阳离子桃红FF的结构如下：
7.酞菁染料
染料分子中具有酞菁结构，这类染料颜色鲜艳，化学稳定性好，可以作为高级染料或颜料。通常都为翠蓝色。主要包括直接染料和活性染料等类型。例如，直接耐晒翠蓝GL的结构如下：
8.硝基和亚硝基染料
主要含有硝基（—NO2）的染料称为硝基染料。含有亚硝基（—NO）的染料称为亚硝基染料。硝基和亚硝基在染料分子中主要起发色团作用。但品种不多。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的结构如下：
9.杂环染料
主要指以呫吨、噻嗪、嗪、吖嗪、吖啶等杂环结构形式存在的染料。主要有直接染料、活性染料、酸性染料和阳离子染料等。例如，噻嗪结构的亚甲基蓝的结构如下：
本书主要按照应用分类类型讲述，每种应用类型讲述中要介绍包含的结构分类类型。