特用化学品工业.doc

特用化學品工業 工研院產業經濟與資訊服務中心，將我國特用化學品產業發展現況與產業趨勢，彙整成『2002年特用化學品工業年鑑』中提到，特用化學品分類應包含製藥、合成樹酯、半導體材料、染顏料、界面活性劑等五大產業。但目前生物科技與醫藥有著相當密切的關係，所以我們將於第五章，專章介紹醫藥與生物科技。 染顏料工業 自人類使用衣服以來，使用天然染料染色使衣服看起來更美觀的活動就很盛行。古代埃及金字塔法老王的墳墓中的衣服被發現曾使用靛藍（indigo blue）染料，靛藍為熱帶地區所產靛藍樹葉所得的植物性天然染料。一種古代很貴重的染料為泰耳紫（tyrian purple），是從黎巴嫩海邊一小島上的海螺的分泌物所提煉出來的動物性天然染料，因為二千個海螺僅能提煉出1克的泰耳紫，所以價格極為昂貴，又紫色是權力和尊嚴的象徵，只有皇宮的貴族能使用，所以又稱為皇宮紫。另一種常見的紅色古代天然染料，是由茜草植物的根部萃取出的茜素（alizarin）。直到1856年英國何夫曼研究所的年輕助理研究員派京（William Perkin）以苯胺合成瘧疾特效藥的奎寧（quinine）過程中，偶然發現一種符合作為染料特性紫色物質，取名為毛斐（mauve）。自此，靛藍、茜素等亦能由化學合成方式製得。 近幾年來，染料產業掀起一波巨大的全球性變動，變動的原因，是由於染料產業最早在亞洲係以日本、台灣、韓國為主，但是進入90年代，則是印度大陸崛起。由於印度與中國大陸都將染料工業列為國家的重要發展產業，也投入相當的國家力量在此產業上，同時，由於亞洲工資比較低廉，因此染料產業的重心已逐漸由歐洲移往亞洲，這是一個全球的大趨勢。 整體而言，全球染料的使用量約100萬噸，單以去年而言，中國大陸的染料生產量就高達33萬噸，可以說佔全球三分之一，其他則分佈於印度與台灣等地。 十年前臺灣染料平均單價可以賣到10美元，然而在逐年下跌的情況下，現在平均單價已跌至3美元，在產業獲利空間逐年壓縮，且染料是一個高污染行業，如果沒有能力做好污染控制的後續處理，則負擔就會更重。往後染料產業要繼續存在，與環保的關係非常重要。有關染料的環保處理包括清潔生產技術，例如在製程當中減少廢水產生，如果一噸染料原本產生50噸廢水，能夠減少為10噸廢水的話，其成本的差距就相當可觀。展望未來，染料業者是否能夠在環保方面持續努力是未來生存的關鍵之一。此外，染料業者是否開發一些符合環保要求的染料，例如染料吸收率提高、考慮到染整業者的減廢、注重健康、不影響消費者皮膚、牢度提高…等等，都是染料業者能否繼續生存的重要因素。 合成染料的分子中具有發色基（chromophore）及助色基（anxochrome）的物質，發色基會發出顏色，而助色基則會增強發色基放出的顏色。表4-1-1為染料常見的發色基與助色基。 表4-1-1 染料的發色基與助色基[1] 染料溶解於水後，染料分子與纖維之間必須有一種力量來使染料分子與纖維分子結合，一般有四種結合的方式：1.離子結合，染料分子或纖維分子具有陽離子或陰離子，利用靜電吸引力結合在一起。蠶絲、羊毛或耐綸纖維分子中含有胺基或羧酸等水中為離子的結構，因此這些纖維能夠與具有陰、陽離子的染料作結合。2.氫鍵結合，染料或纖維具有羥基（-OH）或胺基（-NH2）的，便能以氫鍵結合。3.共價鍵結合，有些染料分子能與纖維素的羥基或蠶絲、羊毛纖維的胺基起化學反應產生共價鍵。4.凡得瓦力結合，染料與纖維分子靠近時會產生弱的的分子間吸引力的結合，但因結合力較弱，較易褪色。 染料在染整上的應用大致可分為二種類型：一為化學構造分類法，另一為應用分類法。化學構造分類法是目前一般染料製造廠所採用分類法，而應用分類法則為染整廠普遍使用之分類法。染整廠以應用分類方法最常將染料分為直接性染料(Direct dyes)、酸性染料(Acid dyes)、分散性染料(Disperse dyes)、反應性染料(Reactive dyes)、鹽基性染料(Basic dyes)或稱為陽離子性染料(Cationic dyes)等五種。 ??? 現茲就各種染料主染纖維及其種類與特性分述於下[2]： 一、直接性染料(Direct dyes)：主染纖維：棉(Cotton)、嫘縈(Rayon)、麻(L、F)。特性：陰離子性染料，在中性染浴中染色。PH略大於7。染色結合原理：因纖維素在染浴中含有很多羥基與染料形成氫鍵結合。優點：染色時間短、易染、價 廉。缺點：色不鮮、牢度不佳。 二、酸性染料(Acid dyes)：主染纖維：尼龍(Nylon)、羊毛(Wool)、蠶絲(Silk)。 三、分散性染料 (Disperse dyes)：主染纖維：特多龍(Tetolon)、尼龍(Nylon) 四、反應性染料 (Reactive dyes)：主染纖維：棉(Co