活性染料以色泽鲜艳、色谱齐全、应用简便、成本 低廉、牢度优良而著称，特别是近年来纤维素纤维的发展，活性染料已成为纤维素纤维纺织品染色最重要的一类染料[1]。但活性染料最突出的问题是竭染率和固 色率低，染料的利用率不高，在纤维素纤维传统的染色 工艺中为了提高活性染料的上染率和固色率必须加入大量的无机盐(氯化钠或硫酸钠)。但由此产生的印染废水造成严重的环境污染。高含盐量的废水排放直接改变了江湖的水质，破坏了生态环境，其次是浪费盐资源，增加了成本。基于此，近年来活性染料的无盐和低盐染色已成为印染工作者研究的热门话题之一。本文系统地阐述了活性染料无盐和低盐染色的可行性以及实现这种染色工艺的不同途径。
1.低盐和无盐染色的途径
1.1改善染料结构
低盐活性染料是指在染色过程中对盐的依赖性或称敏感度较小，在较低盐用量下能获得较高上染率的 染料[2，3]。活性染料染色中,盐用量和许多因素有关，如染料的分子结构和性能、纤维的结构及性能、染色工艺(如浴比、温度和碱剂)等。从染料化学结构看,主要取决 于染料的疏水和亲水基团的结构和比例,尤其与分子中阴离子基(磺酸基)的数目和位置有关。阴离子基愈多,与纤维的电性斥力就愈大(磺酸基集中在染料分子母体芳环上产生的斥力最大),降低直接性愈显著；反之,疏水基团愈多,芳环平面排列性愈强,染料直接性就愈高,盐用量愈低。
改变染料结构常用方法:
1.1.1改变染料结构或提高现用染料分子质量(如分子中引人杂环或双偶氮结构等)来提高染料的直接性。
1.1.2减少染料分子中阴离子型基团降低带电量，减小染色的盐效应。
1.1.3增加或改变活性基团(如采用二氟嘧啶、乙烯矾硫酸醋和一氯均三嗪、烟酸均三嗪等活性基合理组合) 来增强染料的反应性，达到低盐染色的目的。
目前市场上的低盐活性染料在低盐条件下染色可获得较高的上染率和固色率，但与传统全盐染色相比还存在一定的差异，有待进一步改进。
1. 2 改性纤维素纤维
改变纤维素纤维在染液中的电性可在纤维素纤维上引入氨基（提高纤维的活性）、胺基或季胺盐，以共价键形式结合使纤维素纤维在染浴中呈电正性，由未改性前的静电斥力转变为改性后的静电引力，加大了纤维素纤维对染料的吸附能力，提高了染料的上染率和固色率[4]。近年来最常用的改性试剂可与纤维以共价键结合，即在胺盐或季铵盐中引入可与纤维中的羟基反应的环氧基，经过这种改性的纤维素纤维带有永久阳离子性，染色性能比较稳定。如用三乙醇胺的化合物来改性，或用氯乙基乙二铵的盐酸盐来改性，生成二乙胺基乙基纤维素，这种纤维对活性染料的反应性很强。由于叔胺基，使固色速率大大加快，对活性染料染色有催化作用，能够加强固色反应。环氧胺或季铵阳离子等试剂为小分子阳离子化试剂，渗透性好，利于匀染透染，但用量大，且很多阳离子化试剂本身对环境不利，比如一些胺类物质在自然界中毒性很大，对眼睛、 皮肤、呼吸道等有刺激作用[5，6]。
1.3 改变染料在染液中的电性
染料在染液中的电性可用改变分子结构的方法使活性染料的阴离子(通常为磺酸基)转变为阳离子(通常为季胺基)， 这样染料在染液中就呈正电性，纤维与染料间的静电斥力转为静电引力，加大了纤维对染料的吸附力，提高了染料的 上染率和固色率。改性后的活性染料在水中的染料母体离 子已是阳离子，此类染料称作阳离子活性染料，其分子结构 中带有嘧啶季胺基团[7]。目前，阳离子活性染料无盐染色与有盐染色相比，其固色率或染色牢度等尚有一定的差距，且价格比普通染料高很多，种类也有限，限制了此种染料的广 泛应用。
1.4 优化染整工艺
合理设计和控制染色工艺也是实现无盐和低盐染 色的重要手段。通过严格精确控制染色过程，采用先进 的染色工艺进行正确生产，能减小盐染化料的用量，且 生产效率高、正品率高、生产周期短、生产成本低、废水 污染少。活性染料染色首先要选用配伍性和匀染性好、 固色效率高以及品质好、重现性好的染料；其次，要严 格控制染色工艺条件，如半制品的pH值、浴比、温度、 升温速率、助剂种类和用量、染化料添加方式、碱剂性 质和用量(pH值)、染色时间以及纤维结构和性能、水的纯度或硬度等[8]。因此，受控染色对染料、染色设备和操作人员都有很高的要求，我国尚未形成规模生产。
1.5 其他领域方法的应用
将电化学用于染色领域[9]。活性染料在水中能解离成阴离子，对染液施加合适的电压，借助于电极间的电位差，使离子的定向移动，可增强染料离子的穿透能力，这样无疑会增进染料的上染，同时使得钠离子向相反的方向移动，而不致于在纤维的表面形成阳离子势垒，因而染色时就无需加入无机盐促染。但是此工艺的 研究只是处于理论研究阶段，还存在一系列问题。最近新出现了微悬浮体染色工艺[10]，此技术主要用于毛用活性染料上染羊毛的过程，即染色过程中加入微悬浮体化助剂EX-1和EX-2，这种助剂使活性染料以极小的聚集状态存在，在低温时，染料可大量吸附在纤维表面；当染浴温度升高时，染料分子从微悬浮体中释放，快速扩散到充分膨化的纤维中，无需无机盐促染，采用此方法也可减少染色过程对羊毛纤维的损伤。此方法也能应用于棉织物的低盐或无盐染色。
1.6 染色助剂
在染液中添加阳离子型助剂，使其与染料形成松散结合降低染料的电性或先被纤维吸附，降低纤维界面电性，减小纤维与染料间的静电斥力，提高其上染率和固色率，实现低盐染色。
三乙醇胺对提高活性染料染纤维素纤维的上染率 有良好的效果。纤维素纤维在染色之前用三乙醇胺进 行前处理，能使活性染料对纤维素纤维染色的上染率 提高10％～20％，且能提高染色牢度0.5～1级[11]。 另外可使用交联剂降低盐的用量，目前提出的交联染色指的是染料和纤维都与交联剂发生共价键结合。传统用 的交联剂多是含醛类化合物有脲类、三嗪类、环状脲、多氨树脂叔铵盐与二羟甲基二羟基乙烯脲(DMDHEU)的复配物 等。但这类交联剂在高温高湿状态下容易水解重新释放出甲醛。为彻底解决甲醛释放的问题国内外都在开发并研究非醛交联剂，主要有以下几种类型:1,3,5一三丙烯酞胺六氢化均三嗪FAP、N,N一亚甲基二丙烯酸胺(MBA)、环氧类化合物、活化乙烯基化合物、多异氰酸醋类、三聚氯氰及其衍生物等[12。]还有一些催化剂（吡啶、烟酸等），可以催化染料与纤维之间的反应，提高反应速率，进而可以减少盐的用量。部分市售活性染料染色添加剂存在增深和匀染效果差等问题，难以推广应用。
2 甜菜碱和双季铵盐应用
甜菜碱的化学名称为1-羧基-N,N,N-三甲基乙内酯，分子式为（CH）33N+CH2COO-,化学结构上与氨基酸相似，属于季胺碱类物质，外观为流动性，微棕色结晶性粉末，熔点293℃，极易溶于水,易溶于甲醇,溶于乙醇,难溶于乙醚。经浓氢氧化钾溶液的分解反应,能生成三甲胺。甜菜碱是在欧洲被发现的,主要存在于甜菜糖的糖蜜中，其效应直到七十年代才被发现。目前正在研究运用甜菜碱来替代盐进行低盐染色。甜菜碱上含有一个阳离子基和一个阴离子基，阳离子基可与染料上的磺酸基形成离子键结合，降低染料与纤维的电荷斥力，这样可使染料对纤维的直接性增大，从而可使染色中的盐的用量大为减少，实现活性染料的低盐染色。同时，甜菜碱对人体和环境无害，甚至大部分甜菜碱可在人体内被代谢，分解时产生的氮对环境负荷极其微小。
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通过试验我们发现甜菜碱可以显著减低盐的用量。通过加入不同量甜菜碱，使用不同活性染料对棉织物进行染色，测得其K/S值，计算不同用量下染物的 K/S值的提升率，如表1。
以上数据表明，加入甜菜碱可以显著提高染样的颜色强度，从而减少盐的用量。只是目前还停留在实验阶段，正在研究应用到工业生产中。
双季铵盐是一种更强的助剂，它含有两个阳离子基，与甜菜碱的作用机理相似，能同时与两个染料分子中的磺酸基形成离子键结合，使染料负电荷大为降低，分子量也有所增强，这样将使染色过程中的盐消耗量大为减少。但目前此方法还停留在研究阶段。
3 结束语
由于环保和清洁生产的要求，无盐和低盐染色技术是当今染色工艺的一个发展趋势。为了实现此工艺，本文从染料结构、纤维改性、染色助剂和染色工艺等方面进行了讨论。
活性染料低盐染色符合环保要求，深受各国染色工作者青睐.实现活性染料低盐染色的方法有多种，但均处于研究阶段，每种方法都存在缺点，有待进一步改进。但我们深信，随着该领域研究的深入，活性染料低 盐染色获得广泛应用的时代必将很快到来。
