[發明專利]微交聯型聚二甲基二烯丙基氯化銨改性固色劑及其合成方法

無效

• 申請號: 201110370967.5
• 申請日: 2011-11-21
• 公開（公告）號: CN102504103A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 張躍軍;余義開
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: C08F226/02
• 分類號: C08F226/02;D06P5/08
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國

技術領域

本發明涉及一種固色劑及其合成方法，特別是一種微交聯型聚二甲基二烯丙基氯化銨改性固色劑及其合成方法。

背景技術

棉纖維作為一類纖維素結構的織物纖維之一，因其自身在服用方面具有良好的吸濕型、保暖性及柔軟的手感，且清潔保健和可降解回收利用等優點，而廣受人們青睞；同時，生活中人們對衣著織物有著不同色彩的需要，由此要對織物進行染色。用于棉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，但染料與纖維間的作用力較弱及利用率不高等因素致使染料的染色牢度不夠理想，需用固色劑進行固色。

聚二甲基二烯丙基氯化銨（PDMDAAC）固色劑作為一類較為理想的季銨鹽聚陽離子型無醛固色劑，由于其分子鏈單元結構與棉纖維纖維素結構的相似特點而可能具有較為緊密的分子間力作用，致其在棉纖維上應具有良好的固色性能，可應用于棉纖維上各種染料的固色。PDMDAAC固色機理是通過結構中的季銨鹽陽離子與染料結構中的陰離子以離子鍵相結合而形成色淀以達到固色目的，但因其與染料的離子鍵作用及與棉織物纖維間的范德華力作用在摩擦等外力的作用下容易受到破壞，致摩擦牢度尤其是濕摩擦牢度仍不夠理想。文獻1研究了一系列微交聯型陽離子型固色劑（其結構為二烯丙基按鹽酸鹽與三烯丙基按鹽酸鹽的共聚物）的固色性能，研究表明，通過微交聯的方式將聚陽離子型固色劑的線性結構變為類平面的網狀結構，則可以擴大染料與固色劑間的作用范圍，從而有利于進一步提高其固色性能，但沒有涉及目前常用的聚季銨鹽陽離子型固色劑PDMDAAC的微交聯化改性問題，同時也沒有涉及到其結構控制及相對分子質量（特征粘度）控制等對其性能影響的關鍵性問題[Iwata?M,?Saka?T,?Ikeda?T,?and?Kondo?N.?Production?of?di-?and?tri?allylamine?copolymer?[P].?JP?61?130?317,?1986-06-18]；同時，文獻2也表明，作為樹脂型固色劑的其中之一，PDMDAAC固色劑的固色性能與其相對分子質量（特征粘度）大小有著密切的關系，且特定特征粘度大小范圍內（0.24~0.47?dL/g）的PDMDAAC固色劑可表現出較為突出的固色性能,?但文中沒有涉及其微交聯結構改性等問題[Yu?Y?K,?Zhang?Y?J.?Molecular-weight-controlled?Synthesis?and?dye-fixing?properties?of?poly(dimethyldiallylammonium?chloride)?[J].?Journal?of?Vinyl?and?Additive?Technology,?2010?16?(4):277~283]。

發明內容

本發明的目的在于針對PDMDAAC固色劑目前存在的這些不足或弱點，進一步設計將交聯性單體三烯丙基甲基氯化銨（TAMAC）與單體二甲基二烯丙基氯化銨（DMDAAC）共聚，并通過控制產物的結構特點及相對分子質量（特征粘度）大小，從而獲得了一種相對分子質量及結構均受控的微交聯共聚改性PDMDAAC固色劑及其合成方法，為印染工業領域提供一類使干摩擦牢度及濕摩擦牢度均得到提高的新型聚季銨鹽高技術新固色劑產品，其反應方程式如式所示。

本發明的基本原理依據為：

一方面，就分子結構而言，所得微交聯PDMDAAC共聚改性固色劑其結構中可能的交聯程度即其中交聯性單體單元（TAMAC）的摩爾含量是影響其固色性能的關鍵因素。當其交聯度過低時，染料與固色劑間的作用范圍不夠充分，此時其固色性能較差；而且其交聯度過高時，可能會破壞改性固色劑主體結構PDMDAAC本身具有的與棉纖維在結構上的相似性，從而影響固色劑與棉織物間彼此間的緊密作用聯系，同時其交聯度過大致其空間體積過大也也使得所得改性固色劑很難滲入到纖維內部與染料充分作用，由此對其固色性能也形成負面影響。因此，其結構中的交聯性單體單元（TAMAC）含量在一定范圍內時其固色性能較好。另一方面，實驗研究發現，具有一定特征粘度值的樹脂型固色劑可表現出突出的固色性能，同時，考慮到PDMDAAC共聚改性固色劑作為樹脂型固色劑之一，其相對分子質量（以特征粘度計）預計與其固色性能有著密切的關聯。當相對分子質量過小時，其與染料的作用力較弱，固色效果較差；而相對分子質量過大時，則容易形成凝膠或沉淀及很難滲入到纖維內部與染料作用。因此，會影響其固色效果；因而控制考慮到PDMDAAC共聚改性固色劑相對分子質量在一定范圍內則可以提高其固色效果。