大自然處處充滿了色彩:從雨后彩虹的絢麗多姿,到旭日初升的夢幻朦朧,從神州各地的青山綠水,到大江南北的奇花異草,無不體現了大自然的奇妙多彩。
充滿智慧的人類師從自然,在大自然的啟發下創造了種類繁多的人工合成染料,為日常生活增添了更多賞心悅目的美學元素。
人類對色彩的向往自古有之,古時候人工制造的顏色主要是用天然染料染色而成。由于天然染料產量極低,因此平民百姓很難有機會與之接觸。古羅馬人和腓尼基人使用的“帝王紫”,是從地中海底的一種海螺中提取的紫色染料,據說只有帝王們才能享用。由于8000個海螺才可以得到1公斤的紫色染料,所以“帝王紫”十分名貴。
我國是世界上最早使用天然染料染色的國家之一。春秋戰國時期,人們就開始用紫草給衣服染色了。紫草為多年生草本植物,外表暗紫色,斷面紫紅色,是一種名貴的中草藥和染料。
由于紫草的提取率不高,加工幾百千克紫草才能得到幾克紫色染料,所以紫色染料十分昂貴,用它做成的衣服只有王公貴族才能穿戴。那時的齊國,5匹素綢子只能換1匹紫綢子, 有時甚至還不易換到,難怪會有“滿朝朱紫貴”的說法。
像紫草一類的直接型植物染料是染料品種中最為豐富的一個大類,槐花、藎草、鼠李、黃護、麻棟、胡桃、五倍子等都屬于直接型植物染料。另外,還有一種采取“媒染”染色的方法。
槐花俗稱槐黃,其內所含的槐黃素是一種優良黃色染料的主要組成原料,古代的人們大多是將槐黃與錫、鐵、鋁、銅等不同鹽類進行媒染,以獲得豐富多彩的色調。另一種媒染染料——藎草,可直接染得鮮艷的黃色,但在古代采用最多的還是以膽礬(銅鹽)媒染得到綠色。
除植物染料外,一些礦物質也是古代染料的重要來源。1972年,湖南長沙馬王堆古墓中出土的西漢紡織品色彩仍然保持鮮艷,通過專家分析確認這些色彩中的朱紅色為硫化汞,銀灰色為硫化鉛,粉白色為絹云母,藍色為靛藍。
苯胺紫是人類歷史上第一種人工合成的染料,在有機合成史上具有極其重要的意義。
19世紀40年代,非洲英屬殖民地瘧疾肆虐,每天都有很多人死去。為了戰勝這種可怕的疾病,許多科學家都致力于尋找治療瘧疾的良藥。
終于,科學家們發現從金雞納樹中提取的奎寧是治療瘧疾的特效藥物,然而由于金雞納樹主要分布在南美洲,所以能提取的奎寧非常有限,遠遠滿足不了治療瘧疾的需要。
在這種情況下,時任英國皇家化學院院長的霍夫曼果斷地說:“難道就不能用煤焦油中的化學物質來制造奎寧嗎?”說干就干,1856年,霍夫曼招了一個18歲的研究生珀金當助手。珀金對從煤焦油中提取奎寧的實驗充滿了信心,并夜以繼日地進行實驗。
一天,實驗進行到最后一步時,反應瓶里竟然出現了一種奇妙的紫色粉狀物質。珀金感到十分奇怪,為了探究這種物質的性質,他隨手向容器中加了一點酒精,誰知這種紫色粉狀物質竟然變成了鮮艷的紫紅色。
珀金心想,這種東西能有什么用呢?他信手從瓶子里取出了一丁點紫色物質放在了手上,不巧灑落到他穿的白色衣服上,純凈潔白的衣服一下多了幾塊紫色的斑。珀金無暇顧及弄臟的衣服,卻敏銳地意識到了將這種紫色物質用作染料的廣闊前景。
盡管珀金沒有從煤焦油中制得奎寧,但卻意外地合成了世界上第一種人工染料,從而敲開了色彩世界的大門。他把這種染料命名為苯胺紫,并在英國申請了生產苯胺紫的專利。后來,珀金辭去了大學工作,專門從事染料生產。
這種合成染料打破了人們生活上的單調色彩,很快便流行于歐洲,珀金也因此成為一名富翁。
自珀金制成苯胺紫后,人工合成染料就進入到一個快速發展的新時期。從此,化學合成的染料堿性品紅、堿性品綠、堿性品紫等堿性染料相繼出現,這些都是以苯胺及其衍生物為原料進行生產的,所以被稱為苯胺染料。
1884年,隨著聯苯胺的出現,德國化學家博蒂格爾合成了直接大紅4B(又稱剛果紅),因其可以直接用來染棉纖維,因此被稱為直接染料。
20世紀20年代以后,化學合成染料的生產規模進一步擴大,并出現了許多使用方便的染料類型。到了50年代,染料工業進入全新的發展階段,應用于滌綸和腈綸染色的新型染料先后產生。20世紀80年代,合成染料工業達到高峰,全世界染料年產量達到了80萬噸。
我國的染料工業起步于20世紀初,當時大連、青島的染料廠都很有名。到20世紀80年代,染料工業已成為我國國民經濟中的重要部門之一,生產的品種大約有490種。
隨著全球化環保運動的興起,人們逐漸認識到合成染料對人類健康的危害和影響。在這種背景下,無毒、無害、無污染的綠色染料應運而生,并對世界染料生產格局產生了深遠影響。
1993年,德國衛生部門發現部分偶氮染料具有致癌性,于是開始禁止有毒染料的使用。原來,被禁用的偶氮染料與人體長期接觸后,會與代謝過程中釋放的成分產生還原反應,形成致癌化合物,對人體健康產生危害。
合成染料或多或少都會對人體產生一定的危害,即便是目前允許使用的合成染料也不一定就是安全的,尤其在兒童服飾及貼身紡織品方面對染料具有更高的要求。
進入21世紀以來,人們對合成染料的危害有了更深刻的認識,有益于人體健康的生態紡織品越來越受到人們的青睞。隨著綠色染料品種的增多和繁榮,安全無害的新型染料將走進人們的衣食住行,從而為人們打造五彩繽紛的嶄新生活。