高分子季铵盐型活性染料的合成及应用

摘要

高分子染料自70年代首次合成以来，因其既具有小分子染料的光吸收性能，又具有高分子聚合物的稳定性、低毒性、生物相容性等特性，在光电材料、生物医学等多种领域广泛应用，而且给纤维染色领域提供了新的思路。阳离子季铵盐型活性染料可以在实现低盐染色的同时赋予染色织物一定的抗菌性能，且近年来高分子季铵盐的研究表明其具有毒性比单体弱，甚至无毒性的优点，结合高分子季铵盐与阳离子活性染料，开发可以赋予染色织物抗菌性能的高分子染料具有重要的研究意义。
　　 本文以聚乙烯亚胺为高分子骨架，设计合成了两种不同颜色的高分子季铵盐型活性染料。以活性艳红X-3B为染料母体，合成了高分子季铵盐型活性染料Ⅰ，以2-(1-蒽醌基氨基)-4，6-二氯-1，3，5-三嗪）为母体合成了高分子季铵盐型活性染料Ⅱ。用红外吸收光谱表征了产物的结构，紫外吸收光谱测定了染料的最大吸收波长分别为:528nm和436nm。
　　 探讨了合成高分子季铵盐型活性染料Ⅱ的最佳反应条件:(1)水与甲苯的比例为1∶5、聚乙烯亚胺浓度0.159 mol/L、温度65℃、反应时间5h，染料取代度11.9％;(2)叔胺化反应选择高分子溶液的浓度为10g/L左右、环氧丙烷用量与理论量摩尔比3∶1、反应温度0～5℃、反应6h，产率70％;(3)季铵化反应条件选择叔胺化产物溶液浓度为8g/L、氯化苄用量与理论量摩尔比3∶1、50℃、反应10h，产率50％。
　　 采用合成的高分子季铵盐型活性染料Ⅱ对棉织物和羊毛纤维进行染色，研究了不同的染色条件对织物上染的影响，并对染色织物的色牢度进行了测试。实验结果表明:高分子季铵盐型活性染料Ⅱ在染色温度90℃、染料浓度2％(o.w.f.)、固色45min条件下对棉的固色率在60％左右;对羊毛在染色温度95℃、染液浓度2％(o.w.f.)、固色时间60min条件下的固色率在66％左右;染色棉织物的耐摩擦色牢度在3～4级。
　　 通过用大肠杆菌(E.coli)对用高分子季铵盐型活性染料染色后的棉织物进行抗菌实验，研究了高分子季铵盐型活性染料染色棉织物的抗菌性能，采用平板活菌计数法考察染料浓度对其抗菌性能的影响。实验结果表明:高分子季铵盐型活性染料有非常好的抗菌性能，季铵盐浓度1g/L的染液对染色棉织物的抗菌性能达到90％以上。

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摘要

第一章 绪论

1．1 高分子染料

1．1．1 高分子染料简介

1．1．2 高分子染料的分类

1．1．3 高分子染料的性质

1．1．4 高分子染料的合成方法

1．1．5 高分子染料的研究现状

1．2 聚乙烯亚胺(PEI)的应用

1．2．1 聚乙烯亚胺的性质

1．2．2 季铵化聚乙烯亚胺的研究

1．3 纺织用抗菌材料的发展

1．3．1 纺织用抗菌材料简介

1．3．2 纺织用抗菌剂的发展

1．4 阳离子活性染料的发展

1．4．1 阳离子活性染料的产生和发展现状

1．4．2 阳离子活性染料的结构类型

1．4．3 阳离子活性染料的发展

1．5 论文的工作设计思想

第二章 实验部分

2．1 仪器及药品

2．1．1 实验药品

2．1．2 实验仪器

2．2 聚乙烯亚胺性质的测定

2．2．1 伯胺含量的测定

2．2．2 叔胺含量的测定

2．3 合成及表征

2．3．1 高分子季铵盐型活性染料Ⅰ的合成

2．3．2 高分子季铵盐型活性染料Ⅱ的合成

2．3．3 合成产物的表征

2．4 高分子季铵盐型活性染料Ⅱ的染色实验

2．4．1 高分子季铵盐型活性染料Ⅱ对棉织物的染色工艺

2．4．2 高分子季铵盐型活性染料Ⅱ对羊毛的染色工艺

2．4．3 染色色牢度的测定

2．5 高分子季铵盐型活性染料Ⅱ的抗菌实验

2．5．1 抗菌定性测试

2．5．2 抗菌定量测试

第三章 结果与讨论

3．1 聚乙烯亚胺的性质

3．1．1 聚乙烯亚胺的胺基含量

3．1．2 聚乙烯亚胺的红外光谱

3．2 合成及表征

3．2．1 高分子季铵盐型活性染料Ⅰ的合成中聚乙烯亚胺聚合度的影响

3．2．2 高分子季铵盐型活性染料Ⅱ的合成

3．2．3 产物的表征

3．3 高分子季铵盐型活性染料Ⅱ的染色

3．3．1 高分子季铵盐型活性染料Ⅱ对棉织物的染色

3．3．2 高分子季铵盐型活性染料Ⅱ对羊毛的染色性能

3．3．3 高分子季铵盐型活性染料Ⅱ染色织物的色牢度

3．4 高分子季铵盐型活性染料的抗菌性能

3．4．1 定性分析

3．4．2 定量分析

第四章 结论

参考文献

致谢