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聚二甲基二烯丙基氯化銨固色劑的研究概況

來源:印染在線 發(fā)布時間:2015年01月15日

 

聚二甲基二烯丙基氯化銨固色劑的研究概況   
                                      余義開  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,本文對前人的研究進行了較為系統(tǒng)的歸納總結。介紹了其在合成、應用性能及影響機理等方面的發(fā)展情況,并針對其目前存在的弱點問題,提出了預期解決方案。
    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,在紡織用纖維市場中扮演著重要的角色,并越來越受到人們的青睞。同時,為了滿足人們對織物不同色彩的需求,還需對棉纖維進行染色加工。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,利用率不高等缺點,需用固色劑進行固色。因而,研究開發(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離子型固色劑,可有效作用于棉織物的染色過程。
    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為主。最早由美國Calgon公司和Halliburton公司于20世紀70年代進行研制并投入工業(yè)化生產。我國在90年代初才開始研究并逐步工業(yè)化生產,起步較晚。1994年,徐東平等在溫度為50~80℃的條件下,通過硫酸銨為引發(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℃的反應溫度下,一次性加入m(AIBN)∶m(APS)為1∶1復合引發(fā)劑,也成功地制備了相應的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一步優(yōu)化及其工業(yè)化生產等提供良好的基礎。
    近年來的一些研究跡象表明,PDMDAAC的相對分子質量(特征粘度)大小及分布可能直接影響其固色性能,應該有效控制。因而,若通過一種能有效控制其相對分子質量的合成途徑,預計可以獲得更為理想的PDMDAAC固色劑產品,但有關這一研究仍未見系統(tǒng)報道。理論上,對于自由基聚合而言,其所得聚合物的動力學鏈長:
          
          
    2· PDMDAAC固色劑的結構與固色性能
    2.1 PDMDAAC固色劑的結構
    PDMDAAC固色劑是季銨鹽陽離子型的水溶性高分子,具有五元環(huán)或六元環(huán)結構及少量支鏈化結構(如圖1所示),主要為五元環(huán)結構。
            
    從結構上分析,PDMDAAC一方面具有很強的陽離子性,可與陰離子型的染料形成有效色淀;另一方面,其與棉纖維結構相似而相互間可能具有較為緊密的作用聯系,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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