摘要：以1,10-癸二醇、環氧氯丙烷和三甲胺鹽酸鹽為原料,合成了一種新型陽離子Bola型表面活性劑DCPS2-10,通過FT-IR、1H-NMR表征產物的結構.研究了Bola型表面活性劑對陽離子染料染腈綸的緩染作用.結果表明:陽離子Bola型表面活性劑對陽離子染料具有顯著的緩染作用,且不影響染料的最終上染百分率.
關鍵詞：陽離子Bola型表面活性劑;陽離子染料;腈綸;緩染
Bola型表面活性劑是由2個親水的極性基團用一根或多根疏水鏈連接鍵合起來的化合物,形似南美土著人的一種武器Bola(由一根細繩兩端各連接一個小球)而得名.[1]由于Bola型分子的特殊結構,它在溶液表面是以U型構象,即2個親水基伸入水相,彎曲的疏水鏈伸向氣相,故在氣液界面和水中有許多獨特的性能.[2]因此,開發研究Bola型表面活性劑是一項很有意義的課題.[3]腈綸纖維(聚丙烯腈纖維)是以丙烯腈為主單體的三元共聚物,由于第三單體的引入而具有陰荷性,給予陽離子染料以染色的“席位”.腈綸纖維是熱敏型纖維,其上染溫度區域狹窄,染料上染集中,不利于勻染.當腈綸在玻璃化溫度以上染色時,由于纖維大分子鏈的劇烈運動,大量的陽離子染料會在比較狹窄的溫度范圍內集中上染,極易產生染色不勻,特別是染淺色時更易出花,故常加入一些陽離子勻染劑而達到勻染的目的.[4-7]陽離子Bola型表面活性劑由于其特殊的結構使其對腈綸纖維具有親和性,可以開發作為一種新型的親纖維型緩染劑.本文以1,10-癸二醇、環氧氯丙烷和三甲胺鹽酸鹽為原料,合成了一種陽離子Bola型表面活性劑,并研究了其在腈綸染色中的應用.
1·試驗
1.1材料及儀器
織物:腈綸;試劑:1,10-癸二醇(分析純,國藥集團制藥有限公司),環氧氯丙烷、丙酮(均為分析純,上海凌峰化學試劑有限公司),四丁基氯化銨、三甲胺水溶液(均為化學純,上海凌峰化學試劑有限公司),氫氧化鈉(分析純,上海試劑總廠),無水乙醇、石油醚、三甲胺鹽酸鹽(均為分析純,上海晶純試劑有限公司),陽離子紅X-GRL、陽離子艷紅FG(工業品).
儀器:DF-101S智能集熱式恒溫加熱磁力攪拌器(河南予華儀器有限公司),DHG-9146A型電熱恒溫鼓風干燥箱(上海精宏實驗設備有限公司),RE-52C旋轉蒸發儀(上海亞榮生化儀器廠),Nicolet 5700型傅立葉紅外光譜儀(美國Nicolet公司),UNITY INOVA 400超導核磁共振譜儀(美國瓦里安公司),Starlet DL-8080型紅外線打樣機(韓國大林絲達樂株式會社),ShimadzuUV-2550雙光束紫外可見分光光度計(日本島津公司),ALC-210.4電子天平(Max210 g,d=0.000 1 g)(北京賽多利斯儀器系統有限公司).
1.2陽離子Bola型表面活性劑的合成
在裝有攪拌器、溫度計的三頸瓶中加入1,10-癸二醇(0.1 mol)、環氧氯丙烷(0.4 mol)、50%氫氧化鈉(0.4mol)水溶液、四丁基氯化銨(0.01 mol)和石油醚(40mL),升溫至52℃,劇烈攪拌5 h,冷至室溫,抽濾,固相用石油醚洗滌2次,合并濾液與2次洗滌用石油醚,用50℃蒸餾水洗滌后,產物分2層,置于分液漏斗,放出下層物,取出上層液體,無水硫酸鈉干燥30 min,蒸出石油醚及未反應的環氧氯丙烷,得到無色粘稠狀的中間體1,10-癸二醇二縮水甘油醚.
取出一定量中間體放進干燥的三口燒瓶中,加入三甲胺鹽酸鹽(按1∶2反應)、無水乙醇(50 mL),將反應溶液以33%三甲胺水溶液調節pH至9,40℃攪拌反應3 h.蒸出乙醇和水,得到DCPS2-10粗品,將粗品用石油醚洗滌3次,再用丙酮多次重結晶.最后在真空情況下干燥5 h,得到DCPS2-10較純品.
陽離子Bola型表面活性劑結構式如下:
1.3腈綸纖維的前處理
在配制好的處理浴(純堿2 g/L,精練劑2 g/L,浴比1∶40)中放入腈綸纖維,100℃處理30 min,90℃水洗10min,晾干備用.
1.4升溫上染速率曲線
按1∶100的浴比配制染液[陽離子染料1%,適量Bola型表面活性劑,HAc-NaAc調節pH至4.5],70℃入染,以1℃/min的升溫速度升溫至100℃,保溫50min.分別在規定時間取出試樣,充分洗凈纖維上的殘留染料,染色殘液定容,求得上染百分率,作上染速率曲線.
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