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为设计开发具有优异耐热迁移性能的分散染料,向染料分子中引入共平面结构被证实是有效方法之一。靛吩咛是一种以醌式噻吩结构为母体、吲哚-2-酮结构为端基的醌式杂环化合物,其共轭平面上的所有原子均处于同一平面上,具有较强的平面刚性,且在可见光区具有较高的摩尔消光系数。本文设计合成了以靛吩咛结构为母体的疏水性染料,并将其应用于涤纶织物染色,研究了靛吩咛染料分子共平面性与染料分散性能、染色性能等应用性能之间的构效关系,为基于醌式杂环结构的高性能染料的开发奠定了理论基础。
本文主要研究内容包括:设计合成了6支以靛吩咛结构为母体的疏水性染料D1-D6,并采用高温高压染色法对涤纶织物进行染色。研究了靛吩咛染料分子结构对上染率、染色速率及染后织物色深值和色牢度等染色性能以及染色过程中的动力学和热力学的影响;探讨了靛吩咛醌式共平面分子结构对染料分散性和分散稳定性的影响规律;针对靛吩咛染料耐日晒色牢度不佳的问题,提出将靛吩咛进行氧化修饰以提升染料结构耐光稳定性的方法及并探讨了其机理。
研究结果表明:所设计的靛吩咛染料对涤纶纤维具有良好的亲和力,能够上染涤纶并获得鲜艳的蓝色,且匀染性较好,染后织物的耐摩擦、耐皂洗和耐升华色牢度均达到了4级以上;与偶氮及蒽醌染料相比,靛吩咛染料的染色速率低,且其染色过程中的亲和力和扩散系数受温度影响更大,但其具有很好的耐热迁移性能;理论计算证明了靛吩咛染料与纤维间存在较大的相互作用,这是靛吩咛染料具有优异色牢度的原因。靛吩咛染料在充分研磨至达到平衡状态后,其分散体系具有比偶氮和蒽醌染料更低的平均粒径及更好的分散稳定性:靛吩咛染料的上染率及染后织物KIS值受分散体系中染料颗粒平均粒径影响较大;将乙基引入染料分子中可以调控靛吩咛染料分子间作用力,有利于提升染料的分散性能及上染性能。S,S,S,S-四氧化靛吩咛的醌式噻吩体系不易于在光照下形成自由基形式,可提高靛吩咛结构的光稳定性;在其结构上引入吸电子基团也有利于提升靛吩咛染料的光稳定性。
本文主要研究内容包括:设计合成了6支以靛吩咛结构为母体的疏水性染料D1-D6,并采用高温高压染色法对涤纶织物进行染色。研究了靛吩咛染料分子结构对上染率、染色速率及染后织物色深值和色牢度等染色性能以及染色过程中的动力学和热力学的影响;探讨了靛吩咛醌式共平面分子结构对染料分散性和分散稳定性的影响规律;针对靛吩咛染料耐日晒色牢度不佳的问题,提出将靛吩咛进行氧化修饰以提升染料结构耐光稳定性的方法及并探讨了其机理。
研究结果表明:所设计的靛吩咛染料对涤纶纤维具有良好的亲和力,能够上染涤纶并获得鲜艳的蓝色,且匀染性较好,染后织物的耐摩擦、耐皂洗和耐升华色牢度均达到了4级以上;与偶氮及蒽醌染料相比,靛吩咛染料的染色速率低,且其染色过程中的亲和力和扩散系数受温度影响更大,但其具有很好的耐热迁移性能;理论计算证明了靛吩咛染料与纤维间存在较大的相互作用,这是靛吩咛染料具有优异色牢度的原因。靛吩咛染料在充分研磨至达到平衡状态后,其分散体系具有比偶氮和蒽醌染料更低的平均粒径及更好的分散稳定性:靛吩咛染料的上染率及染后织物KIS值受分散体系中染料颗粒平均粒径影响较大;将乙基引入染料分子中可以调控靛吩咛染料分子间作用力,有利于提升染料的分散性能及上染性能。S,S,S,S-四氧化靛吩咛的醌式噻吩体系不易于在光照下形成自由基形式,可提高靛吩咛结构的光稳定性;在其结构上引入吸电子基团也有利于提升靛吩咛染料的光稳定性。