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作为最受青睐的可降解化学纤维,聚乳酸纤维以其优良的性能和广泛的应用赢得了人们的关注。但聚乳酸纤维因结构特殊性造成的适用分散染料相对匮乏的现状延缓了它在服用领域的进一步开发使用。本文在此背景下,根据部分含有特殊极性基团的分散染料在聚乳酸纤维上具有较高上染率的研究成果,设计并合成了九只具有羧酰胺结构的分散染料,并将其应用于聚乳酸织物的染色。研究发现,部分羧酰胺染料在聚乳酸纤维上具备高上染率和优异色牢度的特点。
以氯化亚砜为氯化试剂,N,N-二甲基甲酰胺为催化剂,对由1-苯基-3-甲基-5-吡唑啉酮与对氨基苯甲酸经重氮-偶合反应得到的羧酸盐化合物进行酰氯化反应,制得相应的羧酰氯化合物。在此基础上,选用九种不同结构的胺类化合物与羧酰氯化合物进行胺化反应,制备了九只含羧酰胺结构的分散染料,并利用红外光谱、质谱和核磁共振氢谱分析法表征了这一系列染料的分子结构。
在合成的基础上,对九只羧酰胺染料在聚乳酸织物和涤纶织物上的染色性能做了相应研究,并考察了部分羧酰胺染料的染色动力学和染色热力学参数。结果显示,三只含有羧酰叔胺结构的染料更适用于聚乳酸纤维染色,上染率均达到85%以上,其中Ta3的上染率达到了96.8%,且除耐升华牢度为3级外,耐摩擦色牢度和耐水洗色牢度均在4级以上;研究还发现九只羧酰胺类型的染料在涤纶织物上都体现出优良的染色性能,上染率在87%以上,色牢度也较好,可作为涤纶染色用分散染料;通过羧酰胺染料在聚乳酸纤维上的动力学和热力学研究可以发现,相比与羧酰伯胺染料,相同温度下羧酰叔胺染料在聚乳酸纤维上的上染速率更快,平衡吸附量更高,而且平衡吸附量随着羧酰叔胺端位与N原子相连的饱和烷基链长的增加而增加。羧酰叔胺染料与聚乳酸纤维之间的标准亲和力比羧酰伯胺染料的更高,且这种亲和力也随着羧酰叔胺端位与N原子相连的饱和烷基链长的增加而变大,呈现出良好的规律性。