Page 207 - 《精细化工》2020年第2期
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第 2 期 张 莉，等: 多元羧酸与指甲醌染料交联染棉的结构及性能 ·409·
强的抗紫外能力 [29] 。PMA+CA 复配交联染色棉织物 个羧基在高温催化下脱水形成多个五元环酐，然后
的 UPF 值增加幅度更大，主要是因为棉织物上负载 活泼的环酐在 SHP 的催化下与纤维素以及染料分
的染料增加，可以吸收更多的紫外线。同时，织物 子上的羟基成酯。通过酯键形成网状交联结构体系
表面的染料增多使织物变密，能够有效阻止紫外线 把染料固着在棉织物上，实现了染料对棉织物的上
的通过，减小紫外线的通过率。两种作用叠加使交 染 [35-37] 。红外谱图分析也证实了染料通过酯键上染
联染色棉织物的抗紫外性能得到大幅提高 [30] 。 棉纤维织物，PMA+CA 复配交联染色比 CA 单独交
与未处理棉织物相比，直接染色棉织物的透气 联染色的棉织物形成的酯键含量更高，具有较高的
量降低了约 8%，PMA+CA 复配交联染色棉织物的 酯化效率。
透气量降低了约 18%。这是因为染色后，染料负载
到纤维表面，使纤维变粗，导致织物孔隙率降低， 3 结论
从而在一定程度上影响了织物的透气性；另外，
（1）应用 PMA+CA 复配生成的环酐中间产物
PMA+CA 与棉纤维发生交联后，导致纤维间排列紧
与染料和织物发生酯化反应，更多染料通过酯键固
密，其缝隙减小，气体通过缝隙受阻，因此，交联染
色棉织物透气量的下降率要高于直接染色棉织物 [31] 。 着到棉纤维上，从而使棉织物的 K/S 值及上染率比
2.5 染色机理 直接染色提高了 88%和 165%，改善了天然染料指甲
CA 的分子结构上带有 3 个相邻羧基，在催化剂 醌对棉织物的染色性能。与直接染色棉织物相比，
和加热条件下，相邻两个羧基先发生反应形成环酐， PMA+CA 复配交联染色棉织物的 WRA 提高了约
活泼的环酐与染料或纤维素分子的羟基酯化后释放 60%，且抗紫外性能得到改善，而透气量及断裂强
出一个羧基。当释放的羧基位于中间位置时，其能 力与未处理棉织物相比出现降低，降幅不到 20%，
够与相邻羧基再次反应生成第二个环酐。只有在这 对棉织物的服用性能影响不大。
种情况下，CA 分子才会依次形成两个环酐，与染料 （2）红外光谱及 X 射线衍射分析结果表明，
和纤维素的两个羟基发生酯化，在染料分子与纤维 PMA+CA 复配生成的环酐中间产物均与棉纤维织
素分子之间形成有效交联。但当释放的羧基位于侧 物以及染料发生了酯化交联，并且基本没有改变棉
端时，剩余两个羧酸相距较远不能形成第二个环酐， 纤维的晶体结构。
于是在处理棉织物过程中，CA 分子只形成一个环 多元羧酸复配交联染色仍需继续研究，如何在
酐，便不可能与染料和纤维素的羟基形成有效交联。 改善棉织物染色性能的同时减小断裂强力的损失及
所以 CA 的酯化交联效率低 [32] 。而 PMA 与 CA 复配 透气量的下降将是接下来的研究重点。
使用，两者在复配交联染色过程中，能够反应生成
参考文献：
多元羧酸，多元羧酸带有更多的相邻羧基，能够依
次形成多个环酐中间产物，与染料或纤维素分子的 [1] FENG X X (冯新星), CHEN J Y (陈建勇), XU D (许丹), et al. The
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