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聚乳酸纤维(PLA)作为一种新型绿色环保生物质资源,凭借优良的可再生可降解性在各领域应用广泛,因其结构特点导致的适用染料匮乏、上染率低、色牢度差等因素一直制约着PLA在服用领域中的发展。为改善PLA的染色性能,本文根据相似相容原理,设计合成了与PLA具有相似结构单元的乳酸酯型分散染料,希望可以增大与PLA的亲和力,获得较高上染率和染色牢度,提高其应用性能。
选取N-甲基-N-羟乙基苯胺、N,N-二羟乙基苯胺为原料,与乙酸、丁酸、乳酸等进行酯化反应得含酯基的中间体,然后以对硝基苯胺、苯胺、2,4-二硝基苯胺为重氮组分,以含酯基的中间体为偶合组分,通过重氮偶合反应合成了八支含酯基分散染料;作为对照以相同的原料合成了四支不含酯基的染料;以2-氯蒽醌、N-甲基氨基乙醇为原料,经过取代反应后与乳酸进行酯化得到蒽醌结构的乳酸酯型分散染料。通过核磁氢谱1HNMR、核磁碳谱13CNMR、质谱MS表征了十四支染料的分子结构。
对十四支所合成的染料在PLA纤维上的染色行为做了研究,重点研究了分散染料结构对染料在PLA纤维上的染色性能影响。通过考察不同的染色影响因素得到了最佳的染色工艺条件:染色温度110℃、染色时间30min,染浴pH5.0,染色浴比1:20,色度(染料用量)2%(o.w.f)。研究表明染料结构中酯基的存在可提高染料与PLA纤维之间的亲和力,从而可提高其在PLA纤维上的染色性能;单酯型染料比双酯型染料染色性能更好,乳酸酯型偶氮结构分散染料较其他结构的分散染料更适用于PLA纤维染色;染料分子中引入乳酸酯基可提高染料染色性能的特点适用广泛。合成的五支乳酸酯型分散染料在PLA纤维上的上染率均在90%以上,耐升华牢度、耐摩擦牢度和耐水洗牢度均在4级以上,染色后的强力性能损伤在10%以内。通过扫描电镜SEM测试纤维表面形貌在染色后得到较好的保留,完全可用作聚乳酸纤维染色用的新型染料。
选取N-甲基-N-羟乙基苯胺、N,N-二羟乙基苯胺为原料,与乙酸、丁酸、乳酸等进行酯化反应得含酯基的中间体,然后以对硝基苯胺、苯胺、2,4-二硝基苯胺为重氮组分,以含酯基的中间体为偶合组分,通过重氮偶合反应合成了八支含酯基分散染料;作为对照以相同的原料合成了四支不含酯基的染料;以2-氯蒽醌、N-甲基氨基乙醇为原料,经过取代反应后与乳酸进行酯化得到蒽醌结构的乳酸酯型分散染料。通过核磁氢谱1HNMR、核磁碳谱13CNMR、质谱MS表征了十四支染料的分子结构。
对十四支所合成的染料在PLA纤维上的染色行为做了研究,重点研究了分散染料结构对染料在PLA纤维上的染色性能影响。通过考察不同的染色影响因素得到了最佳的染色工艺条件:染色温度110℃、染色时间30min,染浴pH5.0,染色浴比1:20,色度(染料用量)2%(o.w.f)。研究表明染料结构中酯基的存在可提高染料与PLA纤维之间的亲和力,从而可提高其在PLA纤维上的染色性能;单酯型染料比双酯型染料染色性能更好,乳酸酯型偶氮结构分散染料较其他结构的分散染料更适用于PLA纤维染色;染料分子中引入乳酸酯基可提高染料染色性能的特点适用广泛。合成的五支乳酸酯型分散染料在PLA纤维上的上染率均在90%以上,耐升华牢度、耐摩擦牢度和耐水洗牢度均在4级以上,染色后的强力性能损伤在10%以内。通过扫描电镜SEM测试纤维表面形貌在染色后得到较好的保留,完全可用作聚乳酸纤维染色用的新型染料。