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新型四酮染料在毛織物上的染色及防紫外性能研究

來(lái)源:印染在線 發(fā)布時(shí)間:2015年01月12日

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(duì)羊毛的染色織物,干或濕摩擦牢度大部分在4~5級(jí)以上,除皂洗變色牢度相對(duì)較差外,毛沾色牢度和棉沾色牢度均在4級(jí)以上;日曬牢度均在3級(jí)左右;染色羊毛織物的紫外線防護(hù)系數(shù)UPF最高可達(dá)174,長(zhǎng)波紫外線透過(guò)率TUVA及中波紫外線透過(guò)率TUVB最低可分別達(dá)到1.41%及0.38%。通過(guò)熒光光譜證實(shí),3只四酮染料具有吸收290~400nm波段紫外光、并將其轉(zhuǎn)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(jù)。

醌類化合物廣泛存在于高等植物中,近年來(lái),天然醌類優(yōu)異的紫外吸收以及可見(jiàn)到近紅外反射功能愈來(lái)愈引起人們的興趣,這對(duì)紡織品防紫外功能整理具有重要啟示。因此,本文重點(diǎn)研究了以指甲花醌為原料合成的四酮染料,對(duì)羊毛織物的染色及防紫外性能。

1·實(shí)驗(yàn)部分

1.1染化試劑及材料

羊毛織物(80S×80S);化學(xué)試劑均為分析純;染整助劑均為工業(yè)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(shí)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(cè)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(biāo)準(zhǔn)測(cè)試;防紫外性能按照澳大利亞/新西蘭AS/NZS439

9標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試;熒光光譜通過(guò)X熒光光譜儀EDX3200S測(cè)定。

2·結(jié)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(jī)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(duì)羊毛織物進(jìn)行染色。從表1、表2及表3中可以得出,染浴pH值為4.0時(shí)上染率較高,當(dāng)pH值大于4.0時(shí)上染率呈現(xiàn)減小趨勢(shì);當(dāng)pH值大于4.0時(shí),染色樣品K/S值呈現(xiàn)減小的趨勢(shì),說(shuō)明染后織物的色深隨著pH值的增大而變淺,其變化機(jī)理可能與四酮染料的結(jié)構(gòu)有關(guān),具體機(jī)理有待進(jìn)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(duì)染色羊毛織物進(jìn)行直接染色,再以Fe2+為媒染劑進(jìn)行絡(luò)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(duì)色相影響不大。媒染溫度、pH值、時(shí)間對(duì)K/S值有一定影響,需要進(jìn)一步優(yōu)化工藝;Fe2+對(duì)染料A2媒染K/S值的影響大于對(duì)染料A1的影響,這可能與染料的結(jié)構(gòu)有關(guān)。

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(jí)以上;日曬牢度均在3級(jí)左右,相對(duì)較差。染料皂洗和日曬時(shí)出現(xiàn)變色或褪色的機(jī)理復(fù)雜,與染料分子結(jié)構(gòu)、環(huán)境溫度、介質(zhì)組分、干濕程度等多種因素相關(guān)。四酮染料含有強(qiáng)供電子基,容易發(fā)生光氧化,但具體的光褪色途徑及機(jī)理有待于進(jìn)一步研究。

2.4四酮染料防紫外性能

根據(jù)澳大利亞/新西蘭標(biāo)準(zhǔn)確定的UPF及TUVA、TUVB數(shù)值,可將防紫外性能等級(jí)分為較好、非常好、非常優(yōu)異。歐洲標(biāo)準(zhǔn)草案作了如下規(guī)定:只有UPF值大于30的織物才可稱為抗紫外的功能性產(chǎn)品。從表9可以看出,染料A1、A2、A3直接染色的UPF最低也達(dá)到102,遠(yuǎn)高于抗紫外功能性產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn);TUVA、TUVB最大也分別僅有2.58%、0.69%。從以上數(shù)據(jù)可以看出A1、A2及A3均具有較好的防紫外性

能,而且從TUVA、TUVB數(shù)據(jù)可以看出染料A3比染料A1、A2具有更強(qiáng)的吸收紫外線的能力,當(dāng)pH值在4.0~4.6時(shí)比pH值為5.0時(shí)具有更優(yōu)異的紫外線的防護(hù)性能。

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(fā)下能產(chǎn)生較強(qiáng)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(qiáng)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(zhuǎn)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(jù)激發(fā)熒光強(qiáng)度范圍,認(rèn)為熒光性能按照A1、A2、A3的順序遞增,說(shuō)明這3只四酮染料具有較好的防紫外性能,并可能通過(guò)熒光改善染色的鮮艷度。

3·結(jié)論

(1)合成的3種四酮染料在弱酸性條件下可對(duì)羊毛織物直接染色,且在pH值為4.0時(shí),染料的上染率均較高,染后織物的K/S值也相對(duì)較高。

(2)直接染后織物的干濕摩擦牢度較高,均在4級(jí)左右;皂洗的毛沾和棉沾牢度較高,均在4級(jí)以上;皂洗的變色牢度和日曬牢度有待進(jìn)一步提高。

(3)以Fe2+為媒染劑對(duì)染料A1、A2染色的羊毛織物進(jìn)行媒染可進(jìn)一步提高染樣的K/S值;媒染的溫度、時(shí)間及pH值對(duì)K/S值也有一定影響。

(4)3種四酮染料在弱酸性條件下對(duì)羊毛織物進(jìn)行直接染色,染后織物均具有優(yōu)異的防紫外性能。

(5)經(jīng)熒光光譜分析驗(yàn)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(xiàn):略



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