活性染料与蚕丝丝素的反应性能研究

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活性染料是唯一一类能与蚕丝纤维以共价键结合的反应性染料,由于共价键的键能远远大于氢键、范得华力、离子键,因而应用活性染料染色有望从根本上解决蚕丝织物染色的湿牢度等问题。以往的研究主要集中在活性染料上染蚕丝织物的工艺方法上,而关于染料与蚕丝纤维键合机理的研究至今献有报道,加强这方面的研究是完善蚕丝活性染料染色的理论基础需要,也是提高蚕丝高色牢度高稳定性染色技术应用的需要。本文采用HPLC分析手段,进一步研究了乙烯砜型活性染料的水解动力学,染料乙烯砜基与蚕丝纤维上的亲核基团之间的反应性,探讨了乙烯砜型染料染蚕丝的染色性能,并用正交实验进一步研究了异双官能团型活性染料上染蚕丝织物的最佳工艺条件,以及探索低盐染色的方法。 应用反相离子对高效液相色谱分析研究了在不同温度、pH值、时间条件下乙烯砜型活性染料活性艳蓝KN-R(C.I.ReactiveBlue19)的水解情况,并探讨了它在强碱性条件下的水解动力学。结果表明:乙烯砜型活性染料的水解反应受温度、时间和pH值的共同影响。就染料的水解特性而言,活性艳蓝KN-R的最佳应用条件为:温度=50-70℃,pH=8-9,时间=40-80min。在强碱条件下,当染料硫酸酯型完全转变为染料乙烯砜型后,在[-OH]为常数时,该水解反应为准一级反应,准一级水解速率常数随温度的增加而增加。研究了活性染料的乙烯砜基与蚕丝蛋白主要亲核基团在不同pH值下的反应性能。反相离子对高效液相色谱分析结果表明:醇羟基更适合在pH=10的条件下与染料乙烯砜基发生亲核加成反应;酚羟基适合在pH=8.5的条件下和染料乙烯砜基反应;而氨基在pH=8.5和10的条件下都较易于染料乙烯砜基发生反应。醇羟基在蚕丝活性染料染色中的作用很小,酚羟基和氨基是蚕丝蛋白上参与固着反应的主要亲核基团,氨基的反应速度大于酚羟基的反应速度,但酚羟基在蚕丝蛋白中的含量大于末端氨基,且位于无定型区酪氨酸的侧链上,较易与染料接触,因此从乙烯砜基与氨基、酚羟基两者反应性可见乙烯砜型活性染料更适合在pH=8.5的条件下上染蚕丝纤维。 通过丝织物异双官能团型活性染料染色实验结果表明:乙烯砜型活性艳蓝KN-R染色蚕丝织物,在中温70~80℃、pH=8.5~9的条件下,具有较好的上染率、固着率及总固着率。异双官能团活性染料染色蚕丝织物的最件因子组合是:温度80℃、固色pH值为8.5、盐的浓度60g/L。经过一次皂煮后的染色织物具有良好的耐洗牢度和耐摩擦牢度。 采用适当的pH滑移方法,研究开发蚕丝纤维活性染料染色中低盐染色的染色方法。 结果表明:采用适当的pH滑移方法,该异双官能团活性染料染蚕丝纤维可以获得和常规染色工艺染色相当的上染率和固色率。
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