酰氟活性分散染料的合成及其在超临界CO2染色中的应用研究

• 作 者: 杨大发
• 机 构: 中国科学院大学
• 出 处: 中国科学院大学
• 发表日期: 2017年期
• 关键词: 酰氟活性分散染料 合成工艺 微观结构 性能表征

传统印染行业存在高排放，高污染，高能耗的缺点，因而迫切需要寻找可替代的清洁染色技术。超临界CO2生态染色技术相对于传统的水染工艺有明显的零排放，无污染，更节能，可回收和成本低的优势，因而受到越来越广泛的关注。目前超临界CO2染色技术对于合成纤维的染色已经取得了较为理想的染色效果，然而目前对棉纤维的染色仍然是个世界性的难题。对于棉纤维而言，超临界CO2无法打开氢键进而阻碍染料向棉纤维的扩散能力，使得染色效果不理想。因此棉纤维在超临界CO2中上染的关键是染料的选择。活性分散染料分子上的疏水性片段能够提高染料分子在CO2中溶解扩散能力，而且其分子上的活性基团也能够与纤维素分子中的C-6位置的羟基有亲和力进而能形成新的共价键。因此研究开发合适的活性分散染料，是超临界CO2染色技术在棉纤维染色应用中最有前景的方法之一。　　第一章:介绍了目前传统水染色工艺发展遇到的瓶颈，超临界CO2染色技术由于自身的各种优点是最有希望取代传统水染工艺的清洁染色技术。目前超临界CO2染色技术已经在各种规模下获得了应用，然而这种工艺对于棉纤维的染色效果仍然难以取得满意的效果。在超临界CO2对棉染色的各种解决方案中利用活性分散染料直接对棉进行染色有较多优势。　　第二章:通过筛选活性基团，发现酰卤是较为活泼的活性基团，其中酰氟有着较高的反应活性，而且作为活性基团有着相对较多的优点。设计合成两种类型活性分散染料，并对所合成染料的紫外吸收光谱进行了测试，同时也对所合成的染料分子结构进行了核磁结构表征，计算出相应的耦合常数，并最终确定了所合成的染料为目标的染料。　　第三章:将所合成的酰氟活性分散染料用于染色试验，并对染色后棉纤维的染色深度进行测试。发现染料在超临界CO2中可以实现对棉纤维的上染，而且染色后棉纤维的各项性能都达到了较好的等级，染料与棉纤维的结合能力性质较优良;同时还发现染色后的纤维固色率，色牢度较好;最后获得了染料染色的最佳工艺条件，并通过观察纤维素表面形态研究染色操作对于棉纤维产生的影响。　　第四章:首先猜测染色过程可能发生的机理过程，接着通过计算方法建立反应模型，几何优化和搜索过渡态，并对过渡态结构进行优化，确认，进而得到反应的过渡态和中间体结构。最后对得到的过渡态结构进行分析，深入地了解染色反应最可能发生的路径过程。