以指甲花醌為原料合成3只四酮染料,在弱酸性沸染條件下對羊毛的染色織物,干或濕摩擦牢度大部分在4~5級以上,除皂洗變色牢度相對較差外,毛沾色牢度和棉沾色牢度均在4級以上;日曬牢度均在3級左右;染色羊毛織物的紫外線防護系數UPF最高可達174,長波紫外線透過率TUVA及中波紫外線透過率TUVB最低可分別達到1.41%及0.38%。通過熒光光譜證實,3只四酮染料具有吸收290~400nm波段紫外光、并將其轉化為熒光的能力,為染料賦予羊毛織物顯著的防紫外線性能提供了依據。
醌類化合物廣泛存在于高等植物中,近年來,天然醌類優異的紫外吸收以及可見到近紅外反射功能愈來愈引起人們的興趣,這對紡織品防紫外功能整理具有重要啟示。因此,本文重點研究了以指甲花醌為原料合成的四酮染料,對羊毛織物的染色及防紫外性能。
1·實驗部分
1.1染化試劑及材料
羊毛織物(80S×80S);化學試劑均為分析純;染整助劑均為工業品;染料A1(4–氯苯基)–13–苯基–5H–二苯并呫噸–5,7,12,14(13H)–四酮、A2(4–羥基–3–甲氧基苯基)–13–苯基–5H–二苯并呫噸–5,7,12,14(13H)–四酮和A3(2–羥基苯基)–13–苯基–5H–二苯并呫噸–5,7,12,14(13H)–四酮均由本課題組合成。
1.2直接染色工藝
羊毛織物2.0g,浴比1∶40,染料1.0%(o.w.f),將毛織物用沸水煮15min,冷卻擠干水分,在40℃入染,以1℃/min升溫至沸,染色60min,水洗,烘干。媒染浴比1∶40,70℃時加入FeCl21.0%(o.w.f),以1℃/min升溫至80℃或沸騰,媒染45、60min,水洗,烘干。
1.3性能測試
摩擦牢度、皂洗牢度和日曬牢度分別按GB/T3920—1997、GB/T3921.2—1997和GB/T8426—1998標準測試;防紫外性能按照澳大利亞/新西蘭AS/NZS439
2·結果與討論
2.1四酮染料的染色性能
由于四酮染料的染色機理與酸性染料相似,故選擇在pH值4.0~5.0的弱酸性條件下對羊毛織物進行染色。從表1、表2及表3中可以得出,染浴pH值為4.0時上染率較高,當pH值大于4.0時上染率呈現減小趨勢;當pH值大于4.0時,染色樣品K/S值呈現減小的趨勢,說明染后織物的色深隨著pH值的增大而變淺,其變化機理可能與四酮染料的結構有關,具體機理有待進一步研究。
2.2四酮染料的媒染性能
在pH值4.0的條件下,采用染料A1、A2對染色羊毛織物進行直接染色,再以Fe2+為媒染劑進行絡合。由表4、表5可以看出,媒染使染樣的明度和彩度有所下降,但對色相影響不大。媒染溫度、pH值、時間對K/S值有一定影響,需要進一步優化工藝;Fe2+對染料A2媒染K/S值的影響大于對染料A1的影響,這可能與染料的結構有關。
2.3四酮染料的染色牢度
從表6、表7、表8中可以看出,用合成的3種四酮染料直接染羊毛的干濕摩擦牢度較好;皂洗牢度除變色牢度較差外,毛沾色牢度和棉沾色牢度均在4級以上;日曬牢度均在3級左右,相對較差。染料皂洗和日曬時出現變色或褪色的機理復雜,與染料分子結構、環境溫度、介質組分、干濕程度等多種因素相關。四酮染料含有強供電子基,容易發生光氧化,但具體的光褪色途徑及機理有待于進一步研究。
2.4四酮染料防紫外性能
根據澳大利亞/新西蘭標準確定的UPF及TUVA、TUVB數值,可將防紫外性能等級分為較好、非常好、非常優異。歐洲標準草案作了如下規定:只有UPF值大于30的織物才可稱為抗紫外的功能性產品。從表9可以看出,染料A1、A2、A3直接染色的UPF最低也達到102,遠高于抗紫外功能性產品的標準;TUVA、TUVB最大也分別僅有2.58%、0.69%。從以上數據可以看出A1、A2及A3均具有較好的防紫外性
2.5四酮染料熒光光譜
從圖2、圖3、圖4可知3只四酮染料在紫外光激發下能產生較強的熒光,其主要熒光峰位于400nm左右。更為重要的是,3只四酮染料均在480~490nm有較強的熒光反射,并在600nm后逐漸淬滅。這3只染料具有吸收290~400nm的紫外光并將其轉化為熒光的能力,這與一些熒光增白劑或熒光染料具有相似的作用。根據激發熒光強度范圍,認為熒光性能按照A1、A2、A3的順序遞增,說明這3只四酮染料具有較好的防紫外性能,并可能通過熒光改善染色的鮮艷度。
3·結論
(1)合成的3種四酮染料在弱酸性條件下可對羊毛織物直接染色,且在pH值為4.0時,染料的上染率均較高,染后織物的K/S值也相對較高。
(2)直接染后織物的干濕摩擦牢度較高,均在4級左右;皂洗的毛沾和棉沾牢度較高,均在4級以上;皂洗的變色牢度和日曬牢度有待進一步提高。
(3)以Fe2+為媒染劑對染料A1、A2染色的羊毛織物進行媒染可進一步提高染樣的K/S值;媒染的溫度、時間及pH值對K/S值也有一定影響。
(4)3種四酮染料在弱酸性條件下對羊毛織物進行直接染色,染后織物均具有優異的防紫外性能。
(5)經熒光光譜分析驗證,合成的3種四酮染料均具有較好的防紫外性能。
參考文獻:略
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