活性染料與不同親核基團的反應(yīng)差異性及多組分織物染色調(diào)控技術(shù).pdf

1、天然纖維在高檔紡織品中的地位不可或缺，應(yīng)用活性染料染色可顯著改善含天然纖維織物的色牢度。含多元天然纖維的紡織品是高檔紡織品的發(fā)展趨勢，然而活性染料對單一天然纖維織物的染色尚存在染色重演性和可控性較差等問題，對于含多元天然纖維的多組分織物要實現(xiàn)活性染料的可控染色就更具有挑戰(zhàn)性。
　　本文通過模擬反應(yīng)和高效液相色譜分析深入研究五種典型的活性染料與天然纖維上四種主要親核基團的反應(yīng)性能，并應(yīng)用實際染色法進一步研究不同活性基團的活性染料在棉

2、、羊毛、蠶絲等天然纖維及其多組分織物上的染色性能，結(jié)合模擬反應(yīng)法和實際染色法的研究結(jié)果，從親核基團的反應(yīng)能力、含量和分布以及纖維的表面和物理結(jié)構(gòu)等多角度出發(fā)，提出含多組分天然纖維織物應(yīng)用活性染料染色的適用染料和染色過程的調(diào)控原理和方法。
　　在模擬反應(yīng)法研究中，本文采用甲醇、異丙胺、對甲酚和乙硫醇等親核試劑分別模擬天然纖維上的親核基團醇羥基、氨基、酚羥基和巰基，應(yīng)用高效液相色譜分析技術(shù)逐一分析不同親核基團與一氯均三嗪型(MCT)、

3、乙烯砜型(VS)、一氯均三嗪/乙烯砜異雙活性基型(MCT/VS)、二氟一氯嘧啶型和α-溴代丙烯酰胺型活性染料的反應(yīng)速率、反應(yīng)效率和最佳反應(yīng)條件，以及在混合親核試劑體系中各親核試劑的競爭能力等。主要研究結(jié)果有:1)由HPLC分析發(fā)現(xiàn)，酚羥基和氨基與不同類型活性染料的反應(yīng)性能有截然不同的表現(xiàn)，酚羥基與MCT活性染料的反應(yīng)能力明顯優(yōu)于氨基，而氨基與VS活性染料的反應(yīng)能力則遠遠優(yōu)于酚羥基，其原因本文認為是:酚羥基的苯環(huán)與均三嗪環(huán)的適應(yīng)性以及苯環(huán)

4、對離去基團的“擠出效應(yīng)”致使酚羥基能迅速貼近均三嗪環(huán)并完成親核取代反應(yīng);而HPLC譜圖中反映的一個氨基能與二個乙烯砜基反應(yīng)的現(xiàn)象則是對氨基與VS活性染料有很高反應(yīng)效率的一種詮釋;HPLC分析進一步表明:在與MCT/VS異雙活性基團的活性染料反應(yīng)中，酚羥基優(yōu)先與MCT/VS活性染料上的MCT活性基團反應(yīng)，而氨基則優(yōu)先與MCT/VS活性染料上的VS活性基團反應(yīng)，在pH8-9的范圍，酚羥基和氨基在MCT/VS活性染料上“各得其所”，均能充分反

5、應(yīng)。該發(fā)現(xiàn)對于以酚羥基和氨基為主要親核基團的蠶絲活性染料染色選用MCT/VS活性染料染色提供了很好的理論指導(dǎo);2）HPLC分析也證實了酚羥基與二氟一氯嘧啶型活性染料的反應(yīng)性能優(yōu)于氨基，而氨基與α-溴代丙烯酰胺活性染料的反應(yīng)性能則優(yōu)于酚羥基。因而，二氟一氯嘧啶型活性染料更適合富含酚羥基的蠶絲纖維染色，而α-溴代丙烯酰胺型活性染料則更適合富含氨基的羊毛纖維染色;3）在HPLC譜圖中顯然可知巰基與各種活性基團的染料在較寬的pH和溫度范圍內(nèi)均有

6、較高的反應(yīng)速率和反應(yīng)效率，這可能正是富含巰基的羊毛表面具有較高的活性染料固著率的原因所在;4）HPLC譜圖證實醇羥基在弱堿性條件下與各種類型的活性染料的反應(yīng)速率均很低，隨著pH升高，醇羥基與活性染料的反應(yīng)速率和反應(yīng)效率均顯著提高，但染料的水解速率也隨之提高，揭示了活性染料在棉上的利用率通常較低的本質(zhì)原因。
　　在實際染色法研究中，本論文主要研究了上述五種典型的活性染料在棉、羊毛、蠶絲三種典型的天然纖維及其多組分織物上的上染率、固著

7、率和總固著效率。結(jié)果表明:1)蠶絲染色最適宜的活性染料是MCT/VS異雙活性基團染料，在染色溫度為70℃和pH8-10的范圍內(nèi)，蠶絲的MCT/VS異雙活性基團染料染色的固著率大于90％，染色的重演性和穩(wěn)定性好;其次適應(yīng)的是二氟一氯嘧啶型活性染料，而VS染料和α-溴代丙烯酰胺型活性染料在蠶絲纖維上的染色性能相對較差;2）對于羊毛的活性染料染色，本研究涉及的五種活性染料的適應(yīng)性排列是:α-溴代丙烯酰胺型＞乙烯砜型≈MCT/VS異雙活性基型＞

8、二氟一氯嘧啶型＞一氯均三嗪型;3）對于棉的活性染料染色，各種活性染料的總固著效率都較低，而MCT/VS異雙活性基型活性染料的總固著率相對較高;4）在雙組分天然纖維織物的染色中，MCT/VS活性染料均適合對絲/毛、絲/棉和棉/毛等雙組分織物的染色;通過染料選擇和染色工藝因素調(diào)控（調(diào)節(jié)染色溫度、染浴pH值、加堿方式、染色時間、中性鹽用量等），可有效控制和調(diào)節(jié)活性染料在各組分纖維上的分配，提高上染率、固著率和染色重演性，實現(xiàn)天然纖維多組分織物