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基于聚乙烯亚胺结构的高分子活性染料的合成及应用

作　者: 马辉
导　师: 赵涛
学　校: 东华大学
专　业: 纺织化学与染整工程
关键词: 高分子活性染料聚乙烯亚胺固色率染色牢度棉织物
分类号: TQ615.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

高分子染料自70年代首次合成以来,是一种功能性有色高分子化合物,具有小分子染料的光吸收性能,有具有高分子聚合物的稳定性。分子尺寸较大,具有化学及热稳定性,不易被皮肤吸收,具有低毒性、生物相容性等优点。在光电材料、生物医学等多种领域广泛应用,而且给纤维染色领域提供了新的思路。阳离子染料在棉织物在低盐、无盐方面具有一定发展,同时能赋予染色织物一定的抗菌性能。结合高分子染料和阳离子染料的特性,开发可以实现染色和抗菌性能的高分子染料具有重要研究意义。本论文设计合成了一种可交联型高分子染料和两种不同发色基团的阳离子型高分子活性染料。可交联高分子染料Ⅰ主要指将小分子染料3-苯基偶氮-4-羟基-5-[(4,6-二氯)-1,3,5-三嗪]氨基-2,7-萘二磺酸钠(俗称活性艳红X-3B)与高分子骨架聚乙烯亚胺(PEI)通过亲核取代反应,制备得到含有大量活性基团和可交联基团(氨基)的可交联高分子染料Ⅰ。阳离子高分子活性染料是将不同活性染料母体(活性黄X-RG及2-(1-蒽醌基氨基)-4,6-二氯-1,3,5-三嗪)接枝到高聚物PEI的分子链上,再将所得染料进行阳离子化反应。在合成过程中主要研究了聚乙烯亚胺的浓度、反应温度、时间、pH值等对高分子染料产率的影响。在进行N原子的修饰中,分别选用一步完成的碘甲烷(季胺化试剂)对高分子染料Ⅱ(PEI与2-(1-蒽醌基氨基)-4,6-二氯-1,3,5-三嗪反应得到的染料)进行阳离子化得到阳离子高分子染料Ⅱ；两步完成的季铵化反应步骤包括：环氧丙烷作为叔胺化试剂对所得高分子活性染料Ⅲ(PEI与活性黄X-RG亲核取代而得到的染料)进行叔胺化,用氯化苄进行季铵化得到阳离子化高分子活性染料Ⅲ,并考察了温度、浓度、时间、溶剂等条件对产率的影响。使用紫外分光光度法,测定高分子染料的产率。利用红外光谱表征了所合成的产物,利用TG表征合成产物的热稳定性,用紫外吸收光谱测定染料的最大吸收波长分别在528nm,436nm和428nm。合成的可交联高分子活性Ⅰ染料对棉织物进行轧染,并用交联剂进行固色,研究了交联剂用量和pH对织物固色率的影响,并对染色织物的色牢度进行了测试。实验结果表明：在交联剂浓度为4%,pH≈7时棉织物,固色率96%。利用合成的阳离子高分子活性染料Ⅲ对棉和羊毛两种纤维进行浸染无盐(少盐)染色研究。考察了染液的浓度,温度,碱用量因素等对染色效果的影响,实验结果表明：阳离子高分子活性染料Ⅲ在染色温度95℃、染液浓度2%(o.w.f.)、固色55分钟的实验条件下对棉的固色率在60%左右；对羊毛在染色温度95℃、染液浓度2%(o.w.f)、固色时间60分钟条件下的固色率在40%左右,固色率较低；染料对棉染色织物的耐摩擦色牢度在3-4级。

基于聚乙烯亚胺结构的高分子活性染料的合成及应用

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