聚二甲基二烯丙基氯化銨固色劑的研究概況
余義開(kāi) 張躍軍 蔡明中
為更好地了解聚二甲基二烯丙基氯化銨（PDMDAAC）固色劑的研究概況，本文對(duì)前人的研究進(jìn)行了較為系統(tǒng)的歸納總結(jié)。介紹了其在合成、應(yīng)用性能及影響機(jī)理等方面的發(fā)展情況，并針對(duì)其目前存在的弱點(diǎn)問(wèn)題，提出了預(yù)期解決方案。
棉纖維由于自身在服用性能方面具有良好的吸濕型、保暖性及柔軟的手感，且可降解回收利用性能等特點(diǎn)，在紡織用纖維市場(chǎng)中扮演著重要的角色，并越來(lái)越受到人們的青睞。同時(shí)，為了滿足人們對(duì)織物不同色彩的需求，還需對(duì)棉纖維進(jìn)行染色加工。用于棉纖維（纖維素纖維）染色的染料主要有還原染料、直接染料、硫化染料及活性染料等，但普遍存在與棉纖維間的作用力不強(qiáng)，利用率不高等缺點(diǎn)，需用固色劑進(jìn)行固色。因而，研究開(kāi)發(fā)棉用固色劑具有十分重要的意義，聚二甲基二烯丙基氯化銨（PDMDAAC）固色劑就是一類較為理想的棉用聚陽(yáng)離子型固色劑，可有效作用于棉織物的染色過(guò)程。
1 ·PDMDAAC固色劑的合成
PDMDAAC固色劑是一種由單體二甲基二烯丙基氯化銨（DMDAAC）通過(guò)自由基均聚而成的水溶性高分子，其合成方法主要有溶液聚合法、反相乳液聚合法、反相懸浮聚合法和輻射聚合法等。由于DMDAAC單體極易吸水，且PDMDAAC本身具有較好的水溶性，因此，PDMDAAC的合成以水溶液聚合反應(yīng)為主。最早由美國(guó)Calgon公司和Halliburton公司于20世紀(jì)70年代進(jìn)行研制并投入工業(yè)化生產(chǎn)。我國(guó)在90年代初才開(kāi)始研究并逐步工業(yè)化生產(chǎn)，起步較晚。1994年，徐東平等在溫度為50～80℃的條件下，通過(guò)硫酸銨為引發(fā)劑引發(fā)單體DMDAAC水溶液均聚，獲得了固含量50%左右的PDMDAAC固色劑，即固色劑F。2005年，張雄等在80℃的反應(yīng)溫度下，一次性加入m（AIBN）∶m（APS）為1∶1復(fù)合引發(fā)劑，也成功地制備了相應(yīng)的PDMDAAC固色劑，即固色劑MRT-1。以上研究均為PDMDAAC固色劑合成工藝的進(jìn)一步優(yōu)化及其工業(yè)化生產(chǎn)等提供良好的基礎(chǔ)。
近年來(lái)的一些研究跡象表明，PDMDAAC的相對(duì)分子質(zhì)量（特征粘度）大小及分布可能直接影響其固色性能，應(yīng)該有效控制。因而，若通過(guò)一種能有效控制其相對(duì)分子質(zhì)量的合成途徑，預(yù)計(jì)可以獲得更為理想的PDMDAAC固色劑產(chǎn)品，但有關(guān)這一研究仍未見(jiàn)系統(tǒng)報(bào)道。理論上，對(duì)于自由基聚合而言，其所得聚合物的動(dòng)力學(xué)鏈長(zhǎng)：
2· PDMDAAC固色劑的結(jié)構(gòu)與固色性能
2.1 PDMDAAC固色劑的結(jié)構(gòu)
PDMDAAC固色劑是季銨鹽陽(yáng)離子型的水溶性高分子，具有五元環(huán)或六元環(huán)結(jié)構(gòu)及少量支鏈化結(jié)構(gòu)（如圖1所示），主要為五元環(huán)結(jié)構(gòu)。
從結(jié)構(gòu)上分析，PDMDAAC一方面具有很強(qiáng)的陽(yáng)離子性，可與陰離子型的染料形成有效色淀；另一方面，其與棉纖維結(jié)構(gòu)相似而相互間可能具有較為緊密的作用聯(lián)系，從而有利于提高染料在織物上的色牢度，其固色原理如圖2所示。
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