Page 208 - 《精细化工》2021年第9期

·1922· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷

边搅拌边将 NaNO 2 的水溶液缓慢滴加到烧瓶中，整 1.4 scCO 2 染色研究
个过程采用冰水浴控制温度在 0~5 ℃，搅拌 30 min， 1.4.1 羊毛纤维染色研究
制备得到重氮盐溶液；同时，将 3 mL 苯胺稀释于 染色前，将羊毛纤维在 60 ℃的烘箱中烘至恒
15 mL 水中，加入到 200 mL 圆底烧瓶中，将整个体 重，烘干后的羊毛毛条纤维装于密封袋后，置于干
系置于冰浴中，用 1 mmol/L 的 NaOH 溶液调节体系 燥器中备用。scCO 2 染色釜中预先放入石英槽，将
pH 至 8.0~9.0；然后将上述重氮盐溶液滴入该体系 o.w.f（染料质量占纤维质量的质量分数，下同）为
中，并用 pH 试纸检验反应体系的 pH，及时用 NaOH 3%的染料置于石英槽中，上端铺覆一层筛网，防止
溶液调节 pH，使其维持在 pH 9.0；反应 3~4 h 后， 染料聚集和堵塞反应装置。然后将已烘至恒重的羊
用淀粉碘化钾（KI）试纸检验 NaNO 2 是否反应完全， 毛纤维置于筛网上，关闭反应釜，充气加压，检查
直至试纸出现蓝色表明重氮化反应完成；反应结束 所有阀门，完成 scCO 2 染色。染色结束后，scCO 2
后，再用 HCl 溶液将反应体系的 pH 调至 4.0~5.0， 经放气阀缓慢释放压力。scCO 2 染色工艺条件分别
析出前驱体Ⅰ 1 ，抽滤，然后用蒸馏水和少量乙醇洗 设置为：染色压力为 15.0、19.5 和 24.0 MPa，染色
涤产品，40 ℃下真空干燥称重，得到Ⅰ 1 1.81 g，收 温度为 60、70、80、100 和 120 ℃，染色时间为 1.0、
率为 75%。前驱体Ⅰ 1 纯度较高，无需进一步纯化， 1.5 和 2.0 h。最终找到最优染色条件。
直接作为下一步反应的原料。 1.4.2 染色后羊毛纤维的耐皂洗色牢度测试
染料Ⅰ的合成：将上述前驱体Ⅰ 1 （1.205 g， 将棉、毛、腈纶和尼龙（100 mm×40 mm）作
0.005 mol）溶解在 5 mL 无水 DMF 中，搅拌 10 min 为单纤维标准贴衬织物，沿着 4 个侧面相互缝合，
使其充分溶解；然后将 DCC（1.236 g，0.006 mol） 并测量样品总质量以获得准确的皂洗液质量。皂洗
加入反应体系中，搅拌反应 10 min 后，再将溶于 液的配方为：碳酸钠（1 g/L）、皂粉（5 g/L）。样品
3 mL 无水 DMF 中的 NHS（0.69 g，0.006 mol）加 质量与皂洗液质量比按 1∶40 在（40±2）℃下采用
入反应体系中；冰浴搅拌反应 2 h，室温下反应 6 h 耐洗色牢度试验机洗涤 30 min。洗涤干燥后的羊毛
后，反应结束，将体系中的溶剂 DMF 蒸干，加入正 纤维放在标准光源箱中，D65 国际标准人工日光
己烷，然后超声处理，析出固体产物，抽滤，洗涤 （Artificial Daylight）下，使用评定变色用灰色样卡
后，40 ℃下真空干燥称重，得到染料Ⅰ。染料Ⅱ~ 来评定羊毛颜色变化，使用评定沾色用灰色样卡评
Ⅳ的合成步骤与染料Ⅰ相同，仅原料种类不同。 定贴衬织物的沾色程度，评定标准参考国家标准
1.3 表征与性能测试 GB/T3921—2008、GB/T250—2008 和 GB/T251—
1.3.1 紫外-可见吸收光谱分析 2008。
取适量染料溶解在DMSO 溶液中配制成1 mmol/L 1.4.3 染色后羊毛纤维的耐光色牢度测试
的母液，然后取 30 µL 母液溶解到 3 mL 不同溶剂中， 采用耐气候色牢度仪将染色后的羊毛样品梳理
在紫外-可见分光光度计上对 4 例染料在不同溶剂中 并均匀地铺在白纸上，将铺在白纸上的染色样品和
的紫外-可见吸收光谱进行测试，确定各染料的最大 标准羊毛样品覆盖 1/4，在湿度 40%、温度 45 ℃、
2
吸收波长（λ max ）。 舱内相对湿度 30%和辐射度 42 W/m 的条件下，光
1.3.2 紫外-可见光稳定性分析 照 8 h，评定参考国家标准 GB/T 8427—2008。
染料溶液的配制方法和上述紫外-可见吸收光 1.4.4 染色后羊毛纤维的 K/S 值和固色率测试
谱测试用的溶液配制方法一样。将各染料的溶液置 采用计算机测色配色仪对染色后的羊毛纤维色
于碘钨灯下照射 [19] ，染料溶液与碘钨灯之间放置盛 深值进行测定，用最大吸收波长处的 K/S 代表颜色
有 5 L 过饱和 NaNO 2 水溶液的玻璃器皿，以滤掉碘 深度，计算公式如式（1）所示：
钨灯产生的部分热量，碘钨灯与该 NaNO 2 水溶液相 K (1 R ) 2
 min （1）
隔 30 cm。每间隔 1 h 测试一次光照后溶液的紫外- S 2R min
可见吸收光谱，共测试 8 次，记录各染料每次紫外- 式中：K—羊毛纤维的吸收系数；S—羊毛纤维的散
可见吸收光谱的最大吸收波长处的吸光度，以此分 射系数；R min —可见光的反射率。
析染料的光稳定性能。 采用索氏提取法 [20] ，用 50%（质量分数）的丙
1.3.3 热稳定性分析 酮水溶液提取染色后的羊毛纤维样品 30 min，以去
在微机差热天平仪上测试各染料的热失重数据， 除染色过程中未固定在羊毛纤维上的多余染料。固
测试温度范围：50~700 ℃，升温速率 10 ℃/min， 色率的计算方法如公式（2）所示：
/ )
氮气氛围，气流速率为 50 mL/min，测试样品质量 (KS
固色率   max1 （2）
/ )
（10±0.1）mg。 (KS  max0