劉倩倩，李　紅

（大連工業(yè)大學(xué)紡織科學(xué)與工程，遼寧大連　116034）

一種活性分散染料的合成及染色性能

劉倩倩，李紅

（大連工業(yè)大學(xué)紡織科學(xué)與工程，遼寧大連116034）

以對位酯為重氮組分，2－羥基－1，4－萘醌為偶合組分，合成了一種活性分散染料。分析了酸的用量、亞硝酸鈉的加入速度、重氮化溫度、偶合介質(zhì)的pH、偶合反應(yīng)溫度對目標(biāo)染料轉(zhuǎn)化率的影響，并對它的染色性能進行測試。結(jié)果表明，當(dāng)無機酸的用量1.6mol、亞硝酸鈉的滴入時間40min、重氮化溫度6℃、偶合介質(zhì)pH為6、偶合反應(yīng)溫度14℃時，其收率可達75.0%。染品的干摩牢度可達到5級，濕摩牢度可達到4～5級，耐洗牢度可達到4～5級。

重氮；偶合；乙烯砜型；活性分散；染色性能

0　引　言

近50年來，世界纖維生產(chǎn)發(fā)展很快，合成纖維及其混紡織物的增長更為突出［1］?；旒徖w維的傳統(tǒng)染色方法是選用對混紡纖維不同組成分別適用的染料來上染纖維，但會出現(xiàn)以下問題：不同類型的染料在不同纖維上會產(chǎn)生不同的色調(diào)、深度和亮度，從而影響染品的外觀質(zhì)量；染料對纖維產(chǎn)生玷污的現(xiàn)象，勻染性差等［2］。而單一染料活性分散染料的研發(fā)能夠有效地解決混紡織物染色過程中出現(xiàn)的問題。這類染料具有分散染料的結(jié)構(gòu)特點，不帶水溶性基團而帶有活性基團，在染色的過程中除了能通過共價鍵與滌棉混紡織物中的棉纖維結(jié)合外，還能像分散染料一樣固著在滌綸纖維上，從而取得良好的染色效果［3］。作者以實驗室合成的天然染料指甲醌的發(fā)色母體2－羥基－1，4－萘醌為偶合組分，以對位酯為重氮組分，合成了一種乙烯砜型活性分散染料，用于滌棉混紡織物的染色，并對其染色性能進行了研究。

1　實　驗

1.1材料與儀器

滌棉漂白布（50／50）；對位酯、2－羥基－1，4萘醌、亞硝酸鈉、鹽酸、碳酸氫鈉、碳酸鈉、分散劑、醋酸，均為分析純。

CJ－SST－15加熱制冷循環(huán)機，JBWKS－10型反應(yīng)釜，Y571B型摩擦儀，SW－12A型耐洗色牢度試驗機，X－rite電腦測色配色儀。

1.2染料的合成

在反應(yīng)釜中加入一定量的水，在攪拌下加入對位酯和鹽酸，然后緩慢加入配好的亞硝酸鈉溶液。反應(yīng)一定時間后，用碳酸氫鈉溶液調(diào)整pH，快速加入2－羥基－1，4萘醌溶液，攪拌反應(yīng)一定的時間，重結(jié)晶，得目標(biāo)染料。

1.3染色工藝

活性分散染料染色工藝：將潤濕的織物投入到含有分散劑的染液中，調(diào)節(jié)染液pH至6～6.5。始染溫度為40℃，以1℃／min的速度將染液升溫至95℃，保溫30～60min，加入純堿，調(diào)節(jié)染液pH至8～9，在95℃固色。染色后進行水洗、皂洗、水洗，洗除浮色。

1.4染色性能的檢測

K／S：在X－rite電腦測色儀上測定織物正面的K／S。K／S越大，得色越深。

耐洗色牢度：參照GB／T3921—2008《紡織品色牢度試驗?zāi)驮硐瓷味取窚y定。

耐摩擦色牢度：參照GB／T3920—1997《紡織品色牢度試驗?zāi)湍Σ辽味取窚y定［4］。

2　結(jié)果與分析

2.1酸的用量

按反應(yīng)式計算，1mol氨基重氮化時需要2mol酸，而重氮鹽容易分解，只有在過量的酸液中才比較穩(wěn)定［5］。如圖1所示，在對位酯重氮化時加入1.6mol無機酸，產(chǎn)率即可達最大值。這是因為對位酯的酯基中含有質(zhì)子，在溶液中可以生成游離酸。

圖1　酸的用量與染料產(chǎn)率的關(guān)系曲線Fig.1　Relative　curve　between　the　amount　of　acid　and　yield

2.2亞硝酸鈉的滴加時間

如圖2所示，在對位酯的重氮化過程中，1mol的亞硝酸鈉用40min勻速滴入時收率可達75.2%。在重氮化反應(yīng)進行時，須始終保持亞硝酸稍過量，否則會引起自偶合反應(yīng)。這可由加入亞硝酸鈉溶液的速度控制。加料速度過慢，未重氮化的芳胺會和重氮鹽作用發(fā)生自偶合反應(yīng)；加料速度過快，溶液中產(chǎn)生的大量亞硝酸會分解或發(fā)生其他副反應(yīng)。

圖2　亞硝酸鈉滴加用時與染料產(chǎn)率的關(guān)系曲線Fig.2　Relative　curve　between　the　adding　time of　sodium　nitrite　and　yield

2.3重氮化溫度

實驗結(jié)果如圖3所示，在對位酯的重氮化過程中，6℃時產(chǎn)物收率最高，溫度繼續(xù)升高，產(chǎn)率反而下降。這是因為大部分重氮鹽在低溫下較穩(wěn)定，在較高溫度下重氮鹽分解速度加快。

圖3　重氮化溫度與染料產(chǎn)率的關(guān)系曲線Fig.3　Relative　curve　between　the　temperature of　diazotization　and　yield

2.4偶合介質(zhì)的pH

重氮鹽與酚類的偶合反應(yīng)通常在弱堿性介質(zhì)中（pH為9～10）進行［5］。如圖4所示，對位酯重氮鹽在偶合過程中，pH為6時產(chǎn)物收率最高，為75.1%。這是因為重氮鹽中的酯基在較高pH下會發(fā)生水解反應(yīng)，所以實驗中偶合反應(yīng)的pH在弱酸性條件下進行效果較好。

2.5偶合反應(yīng)溫度

圖4　偶合介質(zhì)的pH與染料產(chǎn)率的關(guān)系曲線Fig.4　Relative　curve　between　pH　of　coupling medium　and　yield

如圖5所示，在對位酯重氮鹽的偶合過程中，當(dāng)溫度為14℃時，產(chǎn)物的收率可達74.8%。在進行偶合反應(yīng)的同時，也發(fā)生重氮鹽分解等副反應(yīng)，且反應(yīng)溫度的提高對分解速率的影響比偶合速率要大得多。為了減少和防止重氮鹽的分解，生成焦油狀物質(zhì)，偶合反應(yīng)一般在較低的溫度下進行。

圖5　偶合溫度與染料產(chǎn)率的關(guān)系曲線Fig.5　Relative　curve　between　the　temperature of　coupling　and　yield

2.6織物染色性能

分別采用活性／分散染料一浴兩步法、兩浴法和活性分散染料對50／50滌棉混紡織物染色，并對染品的表觀得色量和色牢度進行了測試，實驗結(jié)果見表1。由表1可以看出，活性／分散染料一浴法染色所得染品的K／S最低，色牢度最差，這是因為當(dāng)采用活性／分散染料一浴法染色時，兩種不同類型的染料的上染條件不同，同浴染色不能同時滿足兩種染料的最佳上染條件，而且兩種染料在染色的過程中會互相影響從而不能達到好的染色效果。雖然傳統(tǒng)的活性／分散染料二浴染色法也能夠取得較好的染色效果，但是染色流程長，耗能高［6］。而活性分散染料所得染品的K／S最高，色牢度最好。這是因為活性分散染料兼具活性染料和分散染料的特點，在染色的過程中，染料通過分子間作用力和氫鍵而固著在織物上，同時它的活性基團能夠和棉纖維的羥基形成共價結(jié)合，從而提高染品的色牢度。

表1　滌棉織物的染色性能Tab.1　The　performance　of　the　dyed　polyester－cotton fabric

3　結(jié)　論

設(shè)計合成了一支活性分散染料，當(dāng)無機酸的用量為1.6mol，40min勻速滴入1mol的亞硝酸鈉，重氮化溫度為6℃，偶合介質(zhì)的pH為6，偶合反應(yīng)溫度為14℃時，其收率可達75.0%。

用活性分散染料染滌棉混紡織物時，先在酸性條件下染色，此時染料以分散形式上染織物，染料的遷移性和勻染性較好，對纖維疵點的遮蓋性好。然后再在堿性條件下固色，使染料的活性基與纖維分子發(fā)生反應(yīng)，將染料固著在纖維上。所得染色產(chǎn)品表觀得色量高，色澤鮮艷，勻染性好，同時染品的色牢度高，能夠滿足服用性的要求。

［1］吳祖望，董振堂.近十年活性染料的技術(shù)進展—紀(jì)念活性染料開發(fā)五十年［J］.染料與染色，2004，41（3）：1－13.

［2］張建，張曦文，唐炳濤，等.黃色活性分散染料的合成與表征［J］.染料與染色，2013，50（2）：13－16.

［3］GUPTAD.Themechanismsofnaturaldyestuffsdyed syntheticfibers［J］.Colour－age，2000（3）：23－26.

［4］崔永珠，張弛，于洋.黃土媒染黃檗染料的棉織物生態(tài)染色工藝研究［J］.大連工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2008，27（2）：183－187.（CUIYong－zhu，ZHANGChi，YUYang.Studyon cottonfabricsecologicaldyeingprocesswithcorktree barkbasedonloessmordant［J］.JournalofDalian PolytechnicUniversity，2008，27（2）：183－187.）

［5］張祥.活性藍M－2GE的合成研究［J］.染料與染色，2013，50（3）：21－23.

［6］何瑾馨.染料化學(xué)［M］.北京：中國紡織出版社，2009：36－38.

Synthesisanddyeingpropertiesofareactivedispersedye

LIUQianqian，LIHong
（SchoolofTextileandMaterialEngineering，DalianPolytechnicUniversity，Dalian116034，China）

Areactivedispersedyewassynthesizedwith4－aminobenzenesulphato－ethylsulphoneas diazocomponentand2－h(huán)ydroxy－1，4－naphthoquinoneascouplingcomponent.Theeffectofacid amount，addingrateofsodiumnitrite，temperatureofdiazotization，pHofcouplingmediumand couplingreactiontemperatureonconversionratewasdetermined.Thedyeingperformancewasalso tested.Theyieldcouldreachupto75.0%whentheamountofinorganicacidwas1.6mol，the infusiontimeofsodiumnitritewas40min，thediazotizationtemperaturewas6℃，pHofcoupling mediumwas6andthecouplingreactiontemperaturewas14℃.Thedyedfabricpresentedhighvaluesindry rubbingfastnessof5level，wetrubbingfastnessof4－5levelandwashingfastnessupto4－5level.

diazo；coupling；ethylsulphone；reactivedisperse；dyeingperformance

TS193；TQ616.9

A

1674－1404（2015）02－0122－03

2014－01－03.

劉倩倩（1988－），女，碩士研究生；通信作者：李紅（1971－），女，副教授.