PDMDAAC改性固色劑的控制合成、性能及固色機理研究.pdf

1、固色劑作為提高織物染料色牢度的化學(xué)助劑，其所起的作用取決于織物的種類、染料的種類及固色劑自身的特性等。
　　 本文基于已有的文獻，介紹了從織物纖維，到棉織物染料，再到棉織物活性染料樹脂型固色劑的發(fā)展歷程和研究進展，指出了存在的若干問題，進而給出了本文研究工作的內(nèi)容和意義。針對聚二甲基二烯丙基氯化銨(PDMDAAC)固色劑對棉纖維活性染料固色后摩擦牢度尤其是濕摩擦牢度較差的弱點，本文以設(shè)計改性單體為出發(fā)點，對其結(jié)構(gòu)進行改性，同時通

2、過控制制備工藝來調(diào)節(jié)改性聚合物相對分子質(zhì)量大小及分布，開展了PDMDAAC改性固色劑的控制合成、性能改進及固色機理研究。具體的研究內(nèi)容包括以下幾個方面。
　　 第一PDMDAAC固色劑的相對分子質(zhì)量控制、性能及固色機理
　　 為了獲得提高PDMDAAC固色性能的新途徑，依托本課題組的前期工作基礎(chǔ)和聚合反應(yīng)原理，設(shè)計通過調(diào)節(jié)合成工藝條件和加料方式來調(diào)控PDMDAAC相對分子質(zhì)量大小及分布;對系列化相對分子質(zhì)量PDMDAAC

3、樣品進行了結(jié)構(gòu)表征和固色性能測定;對其色淀固色機理進行了驗證。結(jié)果表明，采用一次性加入單體連續(xù)滴加引發(fā)劑的方式，通過調(diào)節(jié)初始單體質(zhì)量分?jǐn)?shù)及引發(fā)劑用量可以獲得特征粘度為0.18-0.81 dL/g、分散系數(shù)為1.22～1.92的PDMDAAC系列化固色劑;固色性能研究發(fā)現(xiàn)特征粘度值在1.00-2.00dL/g的樣品性能優(yōu)良且穩(wěn)定，對兩種代表性染料染色的棉織物其干摩、白布沾色及原樣褪色等固色牢度為4級、4-5級，濕摩擦牢度為3-4級，優(yōu)于國

4、產(chǎn)市售的PDMDAAC固色劑0.5級，并接近于市售進口的陽離子型固色劑Fix。紅外光譜證實，PDMDAAC與染料間季銨鹽與染料中磺酸根的絡(luò)合反應(yīng)形成了沉淀物，而固色劑在棉織物的吸附則為分子間范德華作用力。由此可見，通過工藝控制使PDMDAAC在特定的相對分子質(zhì)量大小范圍是提高其固色性能的有效途徑之一，但因色淀為離子鍵易水溶和與棉織物的作用為范氏分子間力的弱作用影響，PDMDAAC的濕摩擦牢度仍然有待提高。
　　 第二PDMDAA

5、C共聚改性用陽離子單體的設(shè)計與合成
　　 為了PDMDAAC結(jié)構(gòu)改進的需要，選擇并設(shè)計合成了4種可用于對PDMDAAC進行共聚改性的功能性陽離子單體，交聯(lián)性陽離子改性單體即三烯丙基甲基氯化銨(TAMAC)和3-氯-2-羥丙基三烯丙基氯化銨(CHTAAC)，反應(yīng)性陽離子改性單體N，N-二烯丙基-3-羥雜氮環(huán)丁烷氯化銨(DHAC)和3-氯-2-羥丙基甲基二烯丙基氯化銨（CHMDAAC）;以紅外分析及核磁共振分析等手段對其結(jié)構(gòu)進行了表

6、征，研究了其與基準(zhǔn)單體二甲基二烯丙基氯化銨（DMDAAC）間的共聚反應(yīng)活性等問題。結(jié)果表明，所得的各改性單體均具有預(yù)期結(jié)構(gòu)，能與基準(zhǔn)單體DMDAAC發(fā)生有效的共聚反應(yīng)，由此為PDMDAAC固色劑進行共聚改性打下基礎(chǔ)。
　　 第三微交聯(lián)型PDMDAAC改性固色劑的控制合成、性能及固色機理
　　 為了提高PDMDAAC固色劑的固色性能，設(shè)計用交聯(lián)性單體TAMAC和CHTAAC,分別與基準(zhǔn)單體DMDAAC共聚，調(diào)節(jié)單體摩爾比例

7、和聚合反應(yīng)條件，以獲得系列化微交聯(lián)型PDMDAAC改性固色劑，對其結(jié)構(gòu)進行表征并研究其固色性能和機理。結(jié)果表明，共聚改性獲得了一系列結(jié)構(gòu)及相對分子質(zhì)量大小受控的TAMAC微交聯(lián)改性PDMDAAC固色劑及CHTAAC微交聯(lián)改性PDMDAAC固色劑，其固色性能研究表明，受控相對分子質(zhì)量以特征粘度計為1.00-2.00 dL/g左右的PDMDAAC引入摩爾含量為5％左右的交聯(lián)性結(jié)構(gòu)單元TAMAC時，改性固色劑的固色性能優(yōu)良，尤其是濕摩擦牢度可

8、進一步提高0.5級;優(yōu)于市售國產(chǎn)的常用PDMDAAC固色劑1級及市售進口的常用同類陽離子型固色劑Fix0.5級，但優(yōu)化性能的穩(wěn)定范圍較小。紅外光譜(IR)及掃描電鏡(SEM)等手段研究其固色機理的結(jié)果證實，所得微交聯(lián)改性固色劑固色時其結(jié)構(gòu)中的季銨鹽陽離子結(jié)構(gòu)均與陰離子染料間可形成難溶于水的色淀結(jié)構(gòu)，提高了染料在棉織物上的色牢度，但其與棉織物間的整體作用依然較弱。由此說明，在相對分子質(zhì)量得以受控的基礎(chǔ)上，對PDMDAAC結(jié)構(gòu)進行適當(dāng)?shù)奈⒔?/p>

9、聯(lián)改性，其固色性能得以進一步提高。
　　 第四反應(yīng)性PDMDAAC改性固色劑的控制合成、性能及固色機理
　　 為了提高PDMDAAC固色劑的固色性能，設(shè)計用反應(yīng)性單體DHAC和CHMDAAC，分別與基準(zhǔn)單體DMDAAC共聚，調(diào)節(jié)單體摩爾比例和聚合反應(yīng)條件，以獲得系列化反應(yīng)性PDMDAAC改性固色劑，對其結(jié)構(gòu)進行表征并研究其固色性能和機理。結(jié)果表明，共聚改性獲得了一系列結(jié)構(gòu)及相對分子質(zhì)量大小受控的DHAC改性PDMDAAC

10、固色劑及CHMDAAC改性PDMDAAC固色劑。其固色性能研究表明，受控相對分子質(zhì)量以特征粘度計為1.00-2.00 dL/g左右的PDMDAAC結(jié)構(gòu)中分別進一步引入摩爾含量為1％左右的反應(yīng)性結(jié)構(gòu)單元DHAC及1％-5％左右的反應(yīng)性結(jié)構(gòu)單元CHMDAAC時，改性固色劑的固色性能尤其是濕摩擦牢度明顯提高0.5級;優(yōu)于市售國產(chǎn)的常用PDMDAAC固色劑1級及市售進口的常用同類陽離子型固色劑Fix0.5級。利用紅外光譜(IR)及掃描電鏡(SE

11、M)等手段研究其固色機理的結(jié)果證實:不僅固色劑中的季銨鹽陽離子結(jié)構(gòu)與陰離子染料間可形成難溶于水的色淀結(jié)構(gòu)，以此降低了染料的親水性和增加染料在棉織物上的色牢度，而且，分子中的反應(yīng)性DHAC或CHMDAAC結(jié)構(gòu)單元在固色時經(jīng)過180℃溫度焙烘處理3 min左右的條件，均可以與棉織物羥基形成有效的共價鍵合，來進一步提高固色劑固色性能。由此說明，在相對分子質(zhì)量得以受控的基礎(chǔ)上，在PDMDAAC基體結(jié)構(gòu)中引入適量的反應(yīng)性單元，其固色性能得以進一步