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聚乙烯吡咯烷酮對直接染料染色的影響作者：互聯(lián)網(wǎng) 發(fā)布時間：2012-08-24 瀏覽：299 聚乙烯吡咯烷酮(PVP)是一種水溶性聚合物，具有優(yōu)良的溶解性、生物降解性、生理相容性、低毒性、高分子表面活性劑性質(zhì)以及與其他化合物良好的復(fù)配能力和對鹽、酸及熱的高穩(wěn)定性，目前廣泛用于醫(yī)藥、日用化學(xué)品、食品加工等領(lǐng)域，隨著PVP合 成方法的改進(jìn)和價格的下降，將得到更廣泛的應(yīng)用。水溶性聚合物與染料發(fā)生作用會改變?nèi)玖系娜旧阅芗袄w維的性能，可提高染料的溶解、分散能力和勻染性，因 此，有必要進(jìn)一步研究其對各類染料染色性能的影響，對開發(fā)染色助劑，控制染色過程，具有實(shí)用價值。本文主要從聚乙烯吡咯烷酮對直接染料上染速率和與染料間 的相互作用等方面分析對直接染料染色的影響，對活性染料、酸性染料等陰離子染料的染色也有借鑒意義。1實(shí)驗(yàn)材料與方法1.1實(shí)驗(yàn)材料漂白純棉布，直接耐曬藍(lán)B2RL(市售)，PVP K-30(進(jìn)口分裝)，平平加O(市售)，NaCl(分析純)等。直接耐曬藍(lán)B2RL(C.I.直接71)1.2實(shí)驗(yàn)儀器723PC型可見分光光度計(上海欣茂儀器公司)，722型分光光度計，恒溫振蕩小樣染色機(jī)等。1.3實(shí)驗(yàn)方法1.3.1上染速率曲線的測定以1：30的浴比，直接耐曬藍(lán)B2RL 1%(o.W.f)配制染液，按規(guī)定用量加入PVP等助劑后，升溫至規(guī)定溫度進(jìn)行染色。用殘液比色法分別測定5、10、20、40、60min時染色殘液經(jīng)適當(dāng)倍數(shù)稀釋后的吸光度，按下式計算上染百分率：式中：A。為起始染液的吸光度，A1為不同時間染液的吸光度，根據(jù)不同時間的上染百分率作圖得上染速率曲線。1.3.2染液吸收光譜的測定配制含不同濃度PVP及其他助劑的染料溶液，染料濃度為0.3gL，靜置4h后，吸取20mL稀釋至50mL，立即在723PC分光光度計上以1nm的波長間隔掃描測定可見吸收光譜。2結(jié)果與討論2.1 PVP用量對上染速率的影響圖1為不同的PVP用量下的上染速率曲線。從圖1看出，在60min的時間段內(nèi)，加PVP后的上染率均比同時點(diǎn)不加PVP明顯降低，緩染作用明顯，且相同用量下的作用程度比非離子表面活性劑平平加O大得多(見圖2)。這是由于PVP分子中內(nèi)酰胺結(jié)構(gòu)與染料分子中的羥基和氨基形成氫鍵結(jié)合，同時，染料分子中的4個萘環(huán)和偶氮基構(gòu)成的疏水部分可與PVP分子中的疏水區(qū)域形成疏水結(jié)合，染料分子結(jié)合到PVP的疏水性小囊中或PVP分子鏈的凹槽中，因而減少了水中能自由上染的染料離子數(shù)量。由于PVP分子中緊密排列大量內(nèi)酰胺環(huán)，且當(dāng)濃度增大時將從松散線岡構(gòu)象變?yōu)閺?fù)雜的纏結(jié)狀態(tài)，所以隨濃度增大，上染率急劇下降，用量過大將嚴(yán)重影響最終上染率，一般用量應(yīng)在0.050.1gL之間。經(jīng)測定含不同濃度PVP的染液吸收光譜(見圖3)，表明隨著PVP濃度的增加，染料的最大吸收波長發(fā)生紅移(見圖4)，而最大吸收波長處的吸光度卻逐漸下降(見圖5)，這表明PVP與染料發(fā)生了相互作用而形成締合物，從而減慢上染速度。圖3 PVP用量對染料吸收光譜的影響PVP用最：10g/l；2-0.05gL；3-0.lgL；4-0.2gL；50.5gL：61.OgL；圖4 PVP用量對染料最大吸收波長的影響圖5 PVP用量對染料最大吸光度的影響2.2不同溫度下PVP對上染速率的影響圖6為PVP用量為0.1gL，分別在60、80、95下測定的上染速率曲線。從圖中可看出，隨著溫度升高，染料的上染速率明顯提高，尤其在較低溫度段的提高程度更大。這是由于隨著溫度升高，染料分子的動能增大，較易擺脫染料與PVP之間的氫鍵和疏水作用，游離的染料分子數(shù)量增多。而相比之下，平平加0受溫度的影響程度要小一些(見圖7)，原因是PVP與染料的親和力要比平平加O大，所以染料分子要擺脫與PVP結(jié)合需要在較高溫度下才能有足夠的活動能量。2.3中性電解質(zhì)與PVP對上染速率的影響圖8為在PVP用量為0.1gL時，不同濃度NaCl對上染速率的影響。圖8表明，在PVP存在下加入NaCl的促染作用也是非常顯著的，但NaCl用量改變影響不大。另一方面，PVP的加入可明顯減弱NaCl促染作用，也就是說PVP可以較明顯的減小加促染劑時可能引起的染色不勻，可以比較平穩(wěn)地控制染色過程。相比之下，平平加0在NaCl存在下對上染速率的影響要小得多(見圖9)。通過染液吸收光譜(圖10)可以看出，染液中加入10gLNaCl后，由于中性電解質(zhì)促使染料的聚集，所以吸收峰向短波方向移動，且吸光度明顯下降。加入平平加O后，由于平平加O有一定的分散乳化作用，染料聚集度有所下降，吸光度有上升趨勢，但吸收峰位置無明顯變化。而在含NaCl的染液中加入0.1gL PVP后，吸光度明顯上升，且吸收峰明顯向長波方向移動并超過空白染液的最大吸收波長，說明在中性電解質(zhì)存在下，PVP能與染料發(fā)生締合作用，從而減緩上染速度，同時可減少織物表面聚集的染料，提高勻染性和滲透性。圖10 PVP、NaCl對染料吸收光譜的影響1一空白；2-NaCl 10gL+PVP 0.lgL；3-NaCl 10gL+平平加O.1gL；4-NaCl 10gL3結(jié)論(1)PVP(聚乙烯吡咯烷酮)可明顯降低直接染料的上染速率，起緩染和勻染作用。在達(dá)到相同效果的情況下，用量大大低于非離子表面活性劑平平加O，適宜用量為0.050.1gL，用量過高將導(dǎo)致大量染料不能上染，影響最終上染率。(2)PVP使直接染料的吸收光譜曲線向較長波長方向移動，且吸光度下降，表明兩者之問發(fā)生締合作用，染料聚集度下降。(3)