摘要：以1,10-癸二醇、环氧氯丙烷和三甲胺盐酸盐为原料,合成了一种新型阳离子Bola型表面活性剂DCPS2-10,通过FT-IR、1H-NMR表征产物的结构.研究了Bola型表面活性剂对阳离子染料染腈纶的缓染作用.结果表明:阳离子Bola型表面活性剂对阳离子染料具有显著的缓染作用,且不影响染料的最终上染百分率.
关键词：阳离子Bola型表面活性剂;阳离子染料;腈纶;缓染
Bola型表面活性剂是由2个亲水的极性基团用一根或多根疏水链连接键合起来的化合物,形似南美土著人的一种武器Bola(由一根细绳两端各连接一个小球)而得名.[1]由于Bola型分子的特殊结构,它在溶液表面是以U型构象,即2个亲水基伸入水相,弯曲的疏水链伸向气相,故在气液界面和水中有许多独特的性能.[2]因此,开发研究Bola型表面活性剂是一项很有意义的课题.[3]腈纶纤维(聚丙烯腈纤维)是以丙烯腈为主单体的三元共聚物,由于第三单体的引入而具有阴荷性,给予阳离子染料以染色的“席位”.腈纶纤维是热敏型纤维,其上染温度区域狭窄,染料上染集中,不利于匀染.当腈纶在玻璃化温度以上染色时,由于纤维大分子链的剧烈运动,大量的阳离子染料会在比较狭窄的温度范围内集中上染,极易产生染色不匀,特别是染浅色时更易出花,故常加入一些阳离子匀染剂而达到匀染的目的.[4-7]阳离子Bola型表面活性剂由于其特殊的结构使其对腈纶纤维具有亲和性,可以开发作为一种新型的亲纤维型缓染剂.本文以1,10-癸二醇、环氧氯丙烷和三甲胺盐酸盐为原料,合成了一种阳离子Bola型表面活性剂,并研究了其在腈纶染色中的应用.
1·试验
1.1材料及仪器
织物:腈纶;试剂:1,10-癸二醇(分析纯,国药集团制药有限公司),环氧氯丙烷、丙酮(均为分析纯,上海凌峰化学试剂有限公司),四丁基氯化铵、三甲胺水溶液(均为化学纯,上海凌峰化学试剂有限公司),氢氧化钠(分析纯,上海试剂总厂),无水乙醇、石油醚、三甲胺盐酸盐(均为分析纯,上海晶纯试剂有限公司),阳离子红X-GRL、阳离子艳红FG(工业品).
仪器:DF-101S智能集热式恒温加热磁力搅拌器(河南予华仪器有限公司),DHG-9146A型电热恒温鼓风干燥箱(上海精宏实验设备有限公司),RE-52C旋转蒸发仪(上海亚荣生化仪器厂),Nicolet 5700型傅立叶红外光谱仪(美国Nicolet公司),UNITY INOVA 400超导核磁共振谱仪(美国瓦里安公司),Starlet DL-8080型红外线打样机(韩国大林丝达乐株式会社),ShimadzuUV-2550双光束紫外可见分光光度计(日本岛津公司),ALC-210.4电子天平(Max210 g,d=0.000 1 g)(北京赛多利斯仪器系统有限公司).
1.2阳离子Bola型表面活性剂的合成
在装有搅拌器、温度计的三颈瓶中加入1,10-癸二醇(0.1 mol)、环氧氯丙烷(0.4 mol)、50%氢氧化钠(0.4mol)水溶液、四丁基氯化铵(0.01 mol)和石油醚(40mL),升温至52℃,剧烈搅拌5 h,冷至室温,抽滤,固相用石油醚洗涤2次,合并滤液与2次洗涤用石油醚,用50℃蒸馏水洗涤后,产物分2层,置于分液漏斗,放出下层物,取出上层液体,无水硫酸钠干燥30 min,蒸出石油醚及未反应的环氧氯丙烷,得到无色粘稠状的中间体1,10-癸二醇二缩水甘油醚.
取出一定量中间体放进干燥的三口烧瓶中,加入三甲胺盐酸盐(按1∶2反应)、无水乙醇(50 mL),将反应溶液以33%三甲胺水溶液调节pH至9,40℃搅拌反应3 h.蒸出乙醇和水,得到DCPS2-10粗品,将粗品用石油醚洗涤3次,再用丙酮多次重结晶.最后在真空情况下干燥5 h,得到DCPS2-10较纯品.
阳离子Bola型表面活性剂结构式如下:
1.3腈纶纤维的前处理
在配制好的处理浴(纯碱2 g/L,精练剂2 g/L,浴比1∶40)中放入腈纶纤维,100℃处理30 min,90℃水洗10min,晾干备用.
1.4升温上染速率曲线
按1∶100的浴比配制染液[阳离子染料1%,适量Bola型表面活性剂,HAc-NaAc调节pH至4.5],70℃入染,以1℃/min的升温速度升温至100℃,保温50min.分别在规定时间取出试样,充分洗净纤维上的残留染料,染色残液定容,求得上染百分率,作上染速率曲线.
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