论文部分内容阅读
蛋白质纤维及其混纺织物因其优异的服用性能，深受消费者的青睐，其中以羊毛和蚕丝的地位尤为重要。传统的蛋白质纤维染色方法存在很多缺陷，一定程度上影响了羊毛和蚕丝的应用性能，活性染料的发展为蛋白质纤维的高色牢度染色开拓了有效的途径。活性染料是唯一一类能与纤维以共价键结合的反应性染料，应用活性染料染色能从根本上解决染色牢度问题。目前，异双官能团型活性染料的应用越来越广泛，这种染料含有两种不同的活性基，一般为一氯均三嗪基和乙烯砜基。
近年来，蛋白质纤维的活性染料染色取得了一定进展，但是对于蛋白质纤维活性染料的染色机理尤其是羊毛和蚕丝的活性染料染色差异性的研究还有待于进一步深入和完善。本课题分别对不同类型的活性染料(一氯均三嗪型活性染料活性黄K-6G、乙烯砜型活性染料活性艳蓝KN-R和异双官能团型活性染料活性艳红M-3BE)在蚕丝和羊毛织物上染色性能的差异性进行比较，应用高效液相色谱法研究了三种活性染料的水解性能，并应用模拟反应法研究染料与蚕丝和羊毛上不同亲核基团的反应性能，进而分析并阐明了不同活性染料染色过程中羊毛和蚕丝与染料的反应差异性，为实现蛋白质纤维的可控染色及其含蛋白质纤维的多组分织物的同浴染色提供理论依据。主要研究结果如下：
异双官能团型活性染料在羊毛和蚕丝纤维上的染色性能均优于单活性基活性染料；在酸性条件、较高温度下(T≥70℃)异双官能团型活性染料染羊毛的染色性能优于染蚕丝的染色性能；同种活性染料在碱性条件、较高温度下(T≥70℃)染羊毛和蚕丝时，蚕丝上的总固着效率大于羊毛上的总固着效率；三种活性染料染蚕丝都在弱碱性条件下(pH9左右)有较好的染色性能；一氯均三嗪型活性染料不适合染羊毛；乙烯砜型活性染料KN-R在70℃时，弱酸性至弱碱性条件下对羊毛染色均有较高的总固着率(80％左右)；双官能团型活性染料M-3BE在90℃，弱酸性至弱碱性条件下对羊毛都有较高的总固着效率(85％左右)。
采用高效液相色谱分析技术研究活性黄K-6G、活性艳蓝KN-R和活性艳红M-3BE的水解动力学，结果表明三种活性染料的水解反应都为准一级反应，水解速率随着温度的升高、pH的增大而增大。相同条件下三种活性染料的水解速率常数大小顺序为：乙烯砜型活性染料KN-R>异双官能团型活性染料M-3BE>一氯均三嗪型活性染料K-6G。
采用模拟反应法研究蛋白质纤维上亲核基团与不同活性染料的反应性能。选用甲醇、异丙胺、对甲酚和乙硫醇分别模拟蛋白质纤维上的醇羟基、侧链氨基、酚羟基和巯基，通过高效液相色谱研究该四种模拟物与三种染料的反应性能。发现异双官能团型活性染料M-3BE与蛋白质纤维的亲核基团反应性要高于一氯均三嗪型活性染料K-6G和乙烯砜型活性染料KN-R，反应过程中两个活性基都可以参与反应；在与蚕丝纤维的染色过程中，异双官能团型活性染料M-3BE和乙烯砜型活性染料KN-R主要与酚羟基和氨基反应，一氯均三嗪型活性染料K-6G主要与酚羟基反应；在与羊毛纤维的染色过程中，巯基和氨基起主要作用；由于巯基可以在弱酸性及中性条件下与染料反应，氨基在近中性条件下也能反应，酚羟基在弱酸性及中性条件下反应性差，又由于羊毛纤维富含巯基和氨基，而蚕丝纤维的表面和无定型区富含酪氨酸酚羟基，因而在酸性条件下染色，羊毛纤维的活性染料染色性能要优于蚕丝；反之，在碱性和较高温度条件下(T≥70℃)染色，蚕丝纤维的活性染料染色性能要优于羊毛。