第2節　染料——織就色彩繽紛的服飾，讓世界豐富多彩

通過上面對各種“綸”字材料的介紹，我們知道了原來我們身上穿的衣服材料分門別類的有這么多種。其實，衣服原料不僅種類多，衣料上的顏色還有好多神奇的故事呢。通常把衣物纖維浸入一定溫度下的染料水溶液中，染料就從水相向纖維中移動，這種染料浸入到纖維中的現象，就稱為染色。也就是說，讓衣料有豐富多彩顏色的功臣是染料。

1. 染料的變遷歷程

（1）染料的分類

染料是能夠使一定顏色附著在纖維上的物質，且不易脫落、變色。染料分天然染料和合成染料兩大類。天然染料包括礦物、動物與植物染料三類。合成染料（又稱人造染料）一般按染料結構和應用性質分類。按照染料共軛發色體的結構特征分類：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、硝基和亞硝基染料等。按照應用分類：直接染料、酸性染料、陽離子染料、活性染料、還原染料、硫化染料、縮聚染料、不溶性偶氮染料（冰染料）、分散染料、熒光增白劑等。

（2）天然染料的發展歷程

古代采用天然物質作染料。天然染料一般有植物類染料，如樹木、草本植物、花卉、水果、中藥、茶葉等；礦物類染料，如朱砂、赭石、石青等；動物染料，如胭脂蟲，紫膠蟲、墨魚汁等。天然染料以植物染料為最多，用途也最為普遍。樹皮、樹根、枝葉、果實、果殼；花卉的鮮花、干花、花葉、花果；水果的外皮、果實、果汁等都可以用來染色。

染色是從泥染與炭灰開始的。當人們還是穿著獸皮，在河邊活動時，和上了河里的泥巴。泥巴中的礦物質就附著在獸皮上，不容易掉色；泥巴的顏色不同，染的色彩也不同。所謂的炭染就是用煮食后所剩余的黑色木炭涂抹，當時這就是最好的染料了。雖然這些染料的堅牢度都不是很高，拍拍就會掉落，但是取材容易，只要再涂染一次即可。這時染的概念還沒成熟，只是一種涂抹的累積性著色方法。這些用來涂抹上色的染料有礦物性或動物性的，大部分是以植物性染料來染成的。

中國是最早有紡織品、使用天然染料染色同時發展了染色工藝的國家。根據吳淑生、田秉毅著的《中國染織史》（上海人民出版社，1986年）的記載，北京周口店的山頂洞人早在1.5萬年以前就開始應用紅色氧化鐵礦物顏料，用骨針制作衣物。新石器時代，人們已經懂得應用赭黃、雄黃、朱砂、黃丹等礦物顏料在織物上著色。同時，也選用植物萃取的染料。經過長期的應用與改良，逐步掌握了各類植物染料的提取、染色等工藝技術，為原始紡織品增加色彩。長沙馬王堆西漢古墓出土的印花絲織品，色彩絢麗，說明了中國在2000多年前，已懂得應用印花技術。利用近代分析技術，確證朱紅色為硫化汞、銀灰色為硫化鉛、粉白色為絹云母、藍色為靛藍，由此可見當時的染料應用技術水平。533～544年，賈思勰所著的《齊民要術》卷五中，詳細記載了多種植物染料的提煉方法如“殺紅花法”、“造靛法”等，所制成的染料可長期使用。中國染料和染成的織物還通過絲綢之路運往歐洲。

考古資料顯示，公元前3000年古埃及和美索不達米亞人已掌握了織物染色的技術，用植物染料染成黃色、紅色、綠色等。古埃及尼羅河畔的金字塔的墓壁上的紅色和紅色的染色織物，說明了這一點。約在2500年前，印度已有從茜草提取茜紅和從藍草提取靛藍染棉織品的記錄。遠古時候紐克里特人制造了昂貴、著名的泰爾紫（Tyriam Purple），這是一種海螺分泌物經氧化后得到的染料，后來小亞細亞的腓尼基人掌握了制造技術，利用泰爾紫在毛織品上染鮮艷紫藍色，之后羅馬帝國的貴族更以這種顏色染制袍服，作為貴族階級的象征。

由于天然染料十分昂貴，只有少數人才能負擔得起。隨著合成染料的出現，人們的生活變得更加的豐富多彩。

（3）合成染料的發展歷程

1856年，英國人Henry William Perkin無意中發現了最早的“苯胺紫”煤焦油染料，從此苯胺染料誕生。

1861年，C. H. 曼恩發現第一個偶氮染料苯胺黃，從此偶氮染料誕生。

1868年德國化學家C.格雷貝（C.Craebe）和C. 李柏曼（C.Lieberman）將蒽醌溴化，然后與堿一起熔制，制得茜紅（Alizarine），稍后將茜素磺化制得茜紅染毛染料，至此開始了羥基蒽醌媒染染料（Hydroxylanthraquinone）的發展。

1870年德國巴登苯胺和蘇打水工廠（簡稱BASF）的化學家以苯胺為染料，合成茜素染料，從此開創了合成蒽醌染料。

★ 人類第一種合成染料——苯胺紫

Henry William Perkin（威廉·亨利·帕金）14歲進入英國皇家化學學校學習。他天資聰穎，學習勤奮，很快得到校長霍夫曼的垂青，不到一年即以學生的身份被任命為實驗室助手。

帕金最初是想通過實驗室人工合成治瘧疾的特效藥奎寧。從煤焦油里提煉出來的物質中，其中幾種的化學結構與奎寧的化學結構相近，所以帕金就對它們進行各種化學處理，想使它們變成與奎寧類似的物質。但是無論怎樣處理，都沒有成功。最后，他選用霍夫曼用苯制成的苯胺做原料，在其中加入重鉻酸鉀使其氧化，這時產生了黑色的沉淀物。細心的帕金將這種黑色沉淀物溶解于酒精，溶液呈現出鮮艷的紫色。將綢子浸泡在這種溶液里，綢子也染上了這種紫色。用肥皂清洗，再在太陽下曝曬10多天，紫色絲毫不褪，色調鮮艷如初。

當時，英國最大的染料公司之一——皮拉茲公司對帕金所發現的這種染料給予了很高贊譽。帕金為這種新穎紫色染料申請了專利，取名叫“mouve”，并全力進行開發生產工作，淡紫色服裝隨之在法國、英國時髦起來。

從生產mouve染料開始，用煤焦油做原料的人造染料工業得到了迅速發展，人造染料很快就取代了木蘭、茜草之類的天然染料，為塑料、化纖等合成化學工業的發展拉開了序幕。

★BASF——化學工業一體化生產的鼻祖

英國人帕金無意中發現了最早的苯胺紫煤焦油染料，并在1856年將煤焦油合成染料變為現實。Friedrich Engelhorn在德國曼海姆擁有一家煤氣公司，他迅速意識到了煤焦油這種副產品所蘊藏的商機。1861年，他開始生產品紅（一種紅色染料）和苯胺（從煤焦油中提煉出來的一種原料）。不過，在他心中還有更宏偉的藍圖——建立一家涵蓋整個生產流程的公司，從原料和助劑，到前驅體、中間體再到染料。1865年，Engelhorn在曼海姆發起成立了一家名為Badische Anilin-&Soda-Fabrik（BASF，巴登苯胺和蘇打水廠，即巴斯夫）的股份公司，總部設在萊茵河對岸的路德維希港，主要生產染料以及作為原材料的無機化學品。公司成立伊始，Engelhorn便遵循了一個開創性的想法，即在一個生產基地涵蓋所有的生產過程。巴斯夫正是在這里逐漸發展形成了標志性的Verbund（一體化）理念。經過150多年的發展，至今巴斯夫公司已成為多年來位居全球化工公司排行榜榜首的化工界老大，其路德維希港生產基地已成為世界上最大的由單一公司運營的一體化綜合化工生產基地。巴斯夫的Verbund（一體化）理念，已經成為其傲居業界榜首的傳統核心優勢，也被業界紛紛推崇效仿。

2. 功能性染料讓服裝給點陽光就燦爛

隨著科學技術的進步發展，合成染料的應用范圍越來越廣泛，除了其著色功能以外，逐漸出現了一些具有特殊功能或者特殊應用性能的染料，通常是利用這些染料特有的光、電、磁等物理或化學性質，達到染色以外的其他一些特殊應用。功能性染料通常包括激光染料、光敏變色染料、熱敏變色染料等。

隨著功能性染料的出現，逐漸出現了變色服裝，讓服裝給點陽光就燦爛。變色服裝的變色方式分為：感溫變色、感光變色、遇水變色、紅外變色、紫外變色等。

☆溫度變色　當溫度達到變色的臨界點時，產生的顏色變化順序有：無色變有色、有色變有色、有色變無色。

☆光變色　根據陽光的強弱產生顏色變化，當陽光強的時候顏色比較深，也分為：無色變有色、有色變有色。

☆遇水變色　在干燥的時候是一個顏色，當遇到水的情況下是另外一個顏色。例如，女式服裝在烈日炎炎時呈純白色，具有反射熱量的功效；進入房間，溫度降低，衣服變為淺藍色；傍晚，隨著溫度的下降，又呈現出漂亮的玫瑰紫色。男式服裝，清晨呈現出明快的棕色，午后呈灰色，晚上呈黑色。

（1）見光色變的纖維

光敏變色纖維就是指在太陽光或紫外光等的照射下顏色會發生可逆變化的纖維，通常是通過在纖維中引入光敏變色體而制得。具有光敏變色特性的物質通常是具有異構體的有機物，當我們用光照射這些化學物質時，兩種化合物相對應的鍵合方式或電子狀態發生變化，可逆地出現吸收光譜不同的兩種狀態，于是我們就看到了光敏變色纖維顏色的改變。移走光源，纖維恢復原來的顏色。光敏變色纖維最簡單的制備方法就是，使用具有變色性能的染料參與纖維的染色。

最早的光敏變色纖維應用是在越戰期間，美國氰胺公司開發的可以改變顏色的作戰服。美國軍方研究人員認為，采用光導纖維與變色染料相結合，可以最終實現服裝顏色的自動變化，使得作戰服能夠像變色龍那樣隨著環境顏色的變化而變色。

（2）遇熱變臉的纖維

熱敏變色纖維是指隨溫度變化顏色發生變化的纖維。如含金屬鈦（或鉿、鋯）的纖維，在常溫下呈黃色，加熱至300～400℃，變為灰黑色，繼續加熱至500～600℃時，呈白色，而到1000℃，即變灰白色。獲得熱敏變色纖維的方法除了將熱敏變色劑充填到纖維內部外，還可將含熱敏變色微膠囊的氯乙烯聚合物溶液涂于纖維表面，并經熱處理使溶液成凝膠狀來獲得可逆的熱敏變色功效。

英國默克化學公司將熱敏化合物摻到染料中去，再印染到織物上。染料由黏合樹脂的微小膠囊組成，每個膠囊都有液晶，液晶能隨溫度的變化而呈現不同的折射率，使服裝變幻出多種色彩。通常在溫度較低時服裝呈黑色，在28℃時呈紅色，到33℃時則會變成藍色，介于28～33℃時會產生出其他各種色彩。

3. 一字之差的染料和顏料

在談到對什么東西染上顏色的時候，我們經常發現，一會兒說是染料，一會兒又說是顏料。這兩個“料”是一樣的嗎？

其實很好辨別，染料和顏料的主要區別在于對物體的著色方式不同，染料能夠滲透到物體內部進行著色，如纖維內部；而顏料只能作用于物體表面，如布料的表面。

通常，顏料是一種微細粉末狀的有色物質，一般不溶于水、油和溶劑，但能均勻地分散在其中。顏料是色漆的次要成膜物質，在木材裝飾過程中調制底漆、膩子以及木材著色，也經常使用顏料。不透明的色漆由于放入顏料，其涂膜具有某些色彩和遮蓋力。同時顏料還能增強涂膜的耐久性、耐候性、耐磨性等。

染料與顏料不同，它是能溶于水、醇、油或其他溶劑等液體中的有色物質。染料溶液能滲入木材，與木材的組成物質（纖維素、木質素與半纖維素）發生復雜的物理化學反應，能使木材著色而又不致模糊木材的紋理，能使木材染成鮮明而堅牢的顏色。