高分子染料在纤维染色中的研究进展

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专 露 综 述
高分子染料在纤维染色中的研究进展
王杰雄 张淑芬 唐炳涛 杨锦宗 赵 丹
（ 大连理工 大学精 细化工 国家重点 实验 室 ， 大连 １ ０ ） ６ １ １ ２
摘 要 ： 纤维染 色中， 在 染料可 以分 为反 应性 高分子 染料 ． 分散 高分子 染料 及酸性 高 分子 染料 等。这 些染料 具 有各 自鲜 明的 染 色性 能特 点 ， 如反 应性 高 分子 染料 可 与纤 维以共 价键 结合 而 染 色，分散 性 高 分子 染料 与纤 维有很好 的相 容性 ， 酸性 高分子染料 可 与相应 的单体 染料具 有相 同的 染 色性 能但热 稳 定性 更好 。 本文介 绍 了各 类高 分子 染料的 结构特 点 及在 纤维 染 色中的应 用情 况。 有２４ 参 考文献 。 篇 关键 词 ： 高分子染料 ； 色； 色率 ； 染 固 分散性 ； 光牢度 耐 中图分类号：Ｑ １ Ｔ ６０ 文献标识码： Ａ 文章编号：６２ｌ７（０６ １ ０ ５ １７ － ９ ０ ） － ０－ １ ２ ０ ０ ４
类， 可以分为反应性高分子染料 ， 分散性高分子染料 及酸性高分子染料 。本文按染色方式分类 ， 介绍 了高 分子染料在纤维染 色中的应用情 况。
１ 反应性高分子染料
反应性高分子染料带有与纤维可反应的化学基 团， 大多为羧基或氨基。用于棉及丝绸等天然纤维的 染色， 其特点是在众多的可反应基团中只要有一个反 应基团与所染纤维反应 ， 整个高分子染料就能与所染 纤维以共价键结合。 含羧基 的反应性 高分子染料 可以通过聚合单体 ２ 种致癌芳胺合成的染料受到禁用 ； ２ 能与纤维以共价 键结合的活性染料在染色和贮存过程中部存在严重 与染料单体共聚制得 ， 其活性基团和发色体都处于高 的活性基水解的问题 ， 每年 因活性基水解而造成 了 分子链的侧链 ， 为垂挂式结构。Ａ ｇ ｌ ａ ｎ ｅｉ 等人ｌ ｆ ｎ １ 将 叫 偶氮染料４ 氨基一 ’ 一 Ｆ基偶氮苯（Ｇ 与甲基丙 一 ２， － ｐ ３ Ｆ ） ２ ％￣ ０ 的活性染料损失， ０ ５％ 这不仅严重浪费资源 ， 而 且造成 了环境的污染 ； Ｉ 另外低分子量的分散染料在 烯酰氯反应生成可聚合染料单体 ， 然后与甲基丙烯酸 对合成纤维染色时还存在易迁移及不耐溶剂萃取等 共聚制得高分子染料（ 简称为Ｆ ＭＡ ＭＡ 高分子 Ｇ ｍ／ Ａ 缺点。高分子染料 由于分子尺寸大， 化学及热稳定性 染料 ， 见图１。 ） 好， 不易被皮肤所吸收， 具有安全低毒等特性 ， 而且高 Ｄ 日Ｎ ２＋ｃ ｙ． Ｈ ｌ Ｈ２ ｃ ３业 Ｈ Ｄ＿ 刊 ｙＨ ｅ一 Ｎ 分子染料在结构上可调 ， 既可以设计出与合成纤维相 Ｈ Ｃ ａ Ｈ３ 似的结构， 也可以设计出用于天然纤维染色的多活性 ｃ３ Ａ Ｎ Ｈ Ｉ 午 Ｂ ，， 、 午 。： Ｉ 基结构的高分子染料 ， 从而染色合成纤维时与所染纤 ＮＨ－ ｅ Ｄｙ Ｈ 维有好的相容性及耐萃取能力。这些优点使高分子 Ｄｙ ｅ 染料成为研究开发禁用染料的代替 品及合成更高效 ＣＨ ３ 环保 染料 的 热点Ｉ。 ６ ｌ Ｄｙ ＮＨ２ ￣ … 用于纤维染色的高分子染料 可以通过单体聚合 ＣＨａ 法， 聚合物化学改性法及金属络合等方法 。 制得 。 图１ 含羧基的反应性高分子染料制备 高分子染料分类方式有很多种Ｉ， 引 按照发色体的相对 该高分子染料染色棉纤维时 ， 通过高分子染料上 位置分类 ， 以分为嵌入 式和垂挂式 ， 可 按发色体结构 的羧基与棉纤维上 的羟基反应染色。染色后的棉纤 表面润湿时间超过１ ０ ０ 秒。 分类 ， 可以分为偶氮式、 蒽醌式等； 按高分子链类别分 维表现出很高的疏水性 ， 类， 可以分为聚丙烯酸类、 聚酯类等 ， 按照染色方式分 棉纤维用相应的未与高分子相 连接的单体染料染 色
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ｏ ＝ ｌＨｅｎｊ ｎｌ ｎｅｌ １ｉ ｎ ｏ ｂｅｏ ｏ ｏ ｚ 占 ｃ 洲
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基金项 目： 国家杰出青年科学基金项 目（０ ２ ６ ０ ２５ ５２ ）
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染料 与染色
Ｄ Ｅ Ｔ Ｆ Ｓ Ａ Ｄ Ｏ Ｏ Ａ ＩＮ Ｙ Ｓ Ｕ Ｆ Ｎ Ｃ Ｌ Ｒ ＴＯ
高分子染料为一类有色聚合物， 已经有４ 多年的 ０ 发展历史… 由于是有色染料和无色聚合物化学结合 ， ； 使其既有染料母体的光吸收 、 光发射、 光导 电、 酸碱变 色和酶的选择吸附等功能 ， 同时还有聚合物的稳定 性、 相容性 、 卫生性和易成膜性等特性。这样的特性 使得高分子染料研究之初就受到人们的关注 ， 从而迅 速发展 ， 不仅在光电材料 亲和色谱 生物 医学 、 引 、 ０ 等 领域应用广泛 ， 而且给传统着 色领域提供了新的思 路， 尤其在纤维染色方面 。 １９年德国颁布了禁用部分偶氮染料的法令 ， ９４ 有
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但由于聚合 不具有此效果。用４ 氨基一 ’ 二 甲基偶氮苯（Ｇ 点是能增加棉纤维的抗水及耐水洗能力 ， 一 ２， ３ Ｆ ） ㈣ 物 上的羧基活性 并不高 ， ｃ 秒。偶 染色的棉纤维润湿时问在相同条件下只需０ ８ ． 其竭染率非常低 ， 且固色时 氮染料除了４ 氨基一 ’ 一 一 ２ ３ 二甲基偶氮苯（Ｇ 外 ， ， Ｆ ） 还可 需高温焙烘 。而含氨基 的反应性 高分子染料在这一 以为２ 羟基～ － ３ 甲基一 （－甲基苯基偶氮） 一 ｌ ［一 ４ ３ 苯基 方面有优异的表现 ， 染色棉及 丝绸等天然纤维 ， 能达 偶氮】 Ｓ Ｂ ，一 萘（Ｒ ） 羟基一 ［，一 甲基一 一 ２５ 二 到近１ ０ ２ 卜 ２５ 二 ４ （， ０ ％的固色率 。这类高分子染料常采用聚合物 甲基） 苯基偶氮基） 苯基偶氮基萘（ ｉ Ｒ ｄ Ｏ， Ｒ ） 化学改性法制备 。用于改性 的高分子既可 以是聚烯 Ｏ ｌ ｅ Ｏ Ｏ ， ６ 氨基一 －４ 羧基苯基偶氮基 ） １ 羟基萘一 磺酸 丙基胺等多胺类聚合物 ， 一 ２（ 一 －一 ３ 也可 以是明胶等蛋 白质高分 子； 发色体选用含有能与脂肪伯胺基反应的偶氮及葸 （ Ｎ） 一 ＡＣ Ｓ和６ 氨基一 一 ２ 苯基偶氮基一 一 １ 羟基 萘一 一 ３ 磺 醌类染料或硝基 氯苯类 化合物。 酸 （ ＮＳ（ 图２。 ＡＦ ） 见 ） Ｔ ｎ Ｉ等人将分子量为８０ 的聚烯丙基胺与２ ａｇ ｌ Ｈ ５０ ，