Page 212 - 《精细化工》2021年第9期

·1926· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷

Ⅰ~Ⅳ染色后的羊毛纤维进行 SEM 测试，结果如图 6 下降。其原因在于羊毛纤维在染色过程中受到高压
和 7 所示。结果表明，4 例染料染色后的羊毛纤维 高温的影响，纤维表面鳞片层有轻微的破坏，导致
表面都分布一些颗粒物，这些附着在羊毛纤维表面 染料Ⅰ~Ⅳ染色后的羊毛断裂伸长率略有下降。
的物质可能为染料颗粒。同时，对染色后的羊毛纤
表 4 羊毛纤维力学性能参数
维进行切片处理，采用显微镜成像系统对染料在羊 Table 4 Mechanical property parameters of wool fibers
毛纤维内部的分布情况进行观察（图 7）。结果显示，
类型 断裂强力/cN 断裂伸长率/%
染色后的羊毛纤维截面呈均匀的黄色，且颜色较深，
羊毛原样 1.367±0.02 45.83
说明染料不仅仅只是附着于纤维表面，同时也进入
Ⅰ染色 1.176±0.02 38.60
羊毛纤维内部，与羊毛纤维间以化学键结合，提高
Ⅱ染色 1.241±0.02 43.21
了羊毛染色效果。
Ⅲ染色 1.122±0.02 43.49

Ⅳ染色 0.993±0.02 41.11

3 结论

（1）以对氨基苯甲酸、4-氨基-2-氯苯甲酸为偶
氮染料的重氮组分，苯胺和 p-甲苯胺为偶合组分，
设计合成了含有羧基的前驱体染料Ⅰ 1 ~Ⅳ 1 ，通过活
化羧基引入 NHS 活性酯，构建了Ⅰ~Ⅳ 4 例活性分
散染料，对其结构进行了表征。
（2）通过染料紫外-可见吸收光谱和光热稳定性
测试证明染料Ⅰ~Ⅳ适合用于 scCO 2 染色。研究了

scCO 2 中羊毛纤维染色的工艺，提出了各例染料的
a—染料Ⅰ；b—染料Ⅱ；c—染料Ⅲ；d—染料Ⅳ 最佳染色工艺，较低的染色温度（80 ℃）将有利于
图 6 经染料Ⅰ~Ⅳ染色后羊毛纤维的 SEM 图
染料未来染色的应用。因此，染料Ⅰ~Ⅳ的结构设计
Fig. 6 SEM images of wool fibers dyed with dyes Ⅰ~Ⅳ
方案为 scCO 2 染色专用染料结构的设计提供了思路。
（3）通过比较前驱体Ⅰ 1 ~Ⅳ 1 和染料Ⅰ~Ⅳ的耐皂
洗色牢度和固色率，耐皂洗色牢度能提高 2~3 级，
固色率最高能提升 63%，证明了活性酯的引入可明
显提高染料与羊毛纤维之间的作用，实现 scCO 2 中
羊毛纤维的原位染色。
（4）通过监测泄气阀端口残留物的质谱，229.1
的分子离子峰证明了偶氮活性染料Ⅰ~Ⅳ染色后的
副产物为 NHS，提出了合理的染色机理，从而实现
了 scCO 2 清洁化染色。

参考文献：

a—染料Ⅰ；b—染料Ⅱ；c—染料Ⅲ；d—染料Ⅳ [1] HUANG T T, KONG X J, CUI H S, et al. Waterless dyeing of zipper
图 7 经染料Ⅰ~Ⅳ染色后羊毛纤维的横截面放大 10 倍的 tape using pilot-scale horizontal supercritical carbon dioxide equipment
and its green and efficient production[J]. Journal of Cleaner Production,
照片
Fig. 7 Photographs of cross section of wool fibers dyed [2] 2019, 233: 1097-1105.
PENTHALA R, KUMAR R S, HEO G, et al. Synthesis and efficient
with dyes Ⅰ~Ⅳ with 10× magnification dyeing of anthraquinone derivatives on polyester fabric with
supercritical carbon dioxide[J]. Dyes and Pigments, 2019, 166:
2.10 染后纤维强力测试 330-339.
对染料Ⅰ~Ⅳ染色后的羊毛纤维随机抽取 500 根 [3] LUO X J, WHITE J, THOMPSON R, et al. Novel sustainable
synthesis of dyes for clean dyeing of wool and cotton fibres in
进行纤维强力测试，并与未经过 scCO 2 处理的羊毛 supercritical carbon dioxide[J]. Journal of Cleaner Production, 2018,
纤维进行比较，结果如表 4 所示。可以看出，与未 199: 1-10.
[4] ZHENG H D, ZHONG Y, MAO Z P, et al. Journal of CO 2 utilization
经过 scCO 2 处理的羊毛纤维相比，经过 scCO 2 染色
for the waterless dyeing: Characterization and properties of disperse
处理后的羊毛纤维断裂强力和断裂伸长率有小幅度 red 167 in supercritical fluid[J]. Journal of CO 2 Utilization, 2018, 24: