苯乙烯吡啶盐类半花菁荧光染料设计、合成和应用

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课题组前期研究已经将苯乙烯吡啶盐类半花菁荧光染料做为阳离子染料应用在腈纶、阳离子可染涤纶,制备荧光纤维。本文以苯乙烯吡啶盐荧光染料能与棉、丝、毛等天然纤维形成牢度的共价键,实现良好的染色性能和荧光性能为目的,将苯乙烯吡啶盐染料进行合理的分子设计,从分子结构和染色方法两方面进行改进,开发适用于棉、丝、毛等天然纤维染色的苯乙烯吡啶盐类半花菁荧光染料,拓展其在纺织领域的应用范围。本文染料设计主要有两种创新思路:1、设计了集成苯乙烯吡啶盐与活性染料结构特点的苯乙烯吡啶盐阳离子活性染料Dye 1、Dye 2;2、设计了集成苯乙烯吡啶盐与交联染料结构特点的苯乙烯吡啶盐交联染料Dye 3、DHEASPBr-C2,Polymeric dye 1和Polymeric dye 2。对其中未报道的5支染料进行了合成,并用红外光谱、核磁氢谱、质谱、高分辨质谱、紫外吸光光度曲线、荧光发射曲线、Stokes位移和荧光寿命等手段对新合成染料Dye 1、Dye 2、Dye 3、Polymeric dye 1和Polymeric dye 2的结构和性能进行表征。所研究染料染色方法主要创新之处为:1、与普通活性染料相比,Dye 1和Dye 2水溶性基团为阳离子,Dye 2中α-溴代丙烯酰胺反应基团,可无碱条件高温固色,因此,Dye 1可以在无盐条件下对蚕丝染色,Dye 2可以实现对羊毛的无盐无碱染色,有利于清洁生产和环境保护。2、Dye 2既可按照阳离子染料染色工艺对腈纶染色,也可以按照活性染料染色工艺上染羊毛纤维,可实现腈/毛混纺产品的同一染料一浴染色工艺。3、使用聚马来酸做交联剂,次磷酸钠为催化剂,合适工艺条件下可实现DHEASPBr-C2对棉织物交联染色和抗皱整理工艺联合进行。Dye 1和Dye 2带有反应性基团(二氯三嗪和α-溴代丙烯酰胺),可按照活性染料浸染方法应用于丝、毛纤维上,Dye 3、DHEASPBr-C2、Polymeric dye 1和Polymeric dye 2带有活性基团(氨基和羟基),可通过交联染色方法将其应该在棉、丝纤维上,染料与纤维均通过共价键牢度结合,染色后染料具有较高的上染率、固色率和色牢度指标,染色性能良好。用UV灯下效果图、织物反射率曲线、织物荧光发射曲线和色度坐标等手段说明本文所研究苯乙烯吡啶盐荧光染料染色后织物和纱线具有良好的荧光性能。其中,合适浓度下,DHEASPBr-C2染色棉织物符合欧洲标准EN-471-200《职业高可视性警示服的试验方法和要求》荧光橙色色度要求,Dye 1染色后蚕丝纤维和Dye 2染色后腈/毛混纺纱线符合欧洲标准EN-1150-1999《非职业高可视性警示服的试验方法和要求》荧光粉红色色度要求。
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