前言
双氧水漂白的织物具有白度纯正、不泛黄、分解产物无污染、对设备无腐蚀,以及纤维适用性广等优点。但双氧水漂白通常需在近沸点温度及强碱性条件下才能达到最佳效果,存在能耗大、织物强力损失严重等缺点[1-2]。因此,研究具有高效催化活性的催化剂,对织物进行低温漂白,具有重要的意义。
目前,研究较多的双氧水低温漂白活化剂主要集中在能释放过酸的酰基类化合物(如四乙酰乙二胺、壬酰氧基苯磺酸钠)[3-5]和氨基腈类化合物(如甜菜碱酰胺乙氨基腈氯化物)[6],但是它们在纺织品双氧水漂白前处理中的应用尚未成熟。
l,4,7-三甲基.1,4,7一三氮环壬烷(Me3TACN)的双核锰配合物是一类高效催化剂,与双氧水共用时,其一系列氧化反应能催化烯烃氧化生成环氧化物或二元醇,醇氧化生成醛,硫化物氧化生成亚砜和砜,烷烃氧化生成对应的醇和酮,以及偶氮染料脱色等[7-9]。据文献[10]。报道,曾有公司将上述双核锰配合物添加到洗涤剂中,能有效去除织物上沾有的茶渍、咖啡渍、咖喱渍、糖渍等污物。但是将l,4,7一三甲基一l,4,7一三氮环壬烷(Me3TACN)的双核锰配合物作为过氧化氢分解的催化剂,则鲜有文献报道。
本项目合成了l,4,7一三甲基一1,4,7一三氮环壬烷(Me3TACN)及其双核锰配合物,采用核磁共振(HNMR)、元素分析(EA)、红外光谱(IR)、热重分析(DSC)表征其结构;并将该双核锰配合物应用于棉针织物双氧水低温漂白,探索漂白温度、配合物浓度、双氧水质量浓度、pH值及稳定剂质量浓度对漂白效果的影响,并优化其工艺。
l试验部分
1.1织物、药品和仪器
织物l8.5tex精练纯棉针织布(140g/m2)
药品98%甲酸、甲醛溶液、四水合氯化锰、六氟磷酸钾(KPF)、30%H2O2(上海国药集团化学试剂有限公司,均为分析纯),稳定剂DTA、渗透剂(上海康地恩生物科技有限公司,均为工业级)。
仪器Avatar380型傅里叶变换红外光谱仪(美国热电集团),TG209F1型热重分析仪(德国耐驰仪器制造有限公司),VarioELm型元素分析仪(德国El·mentar仪器制造有限公司),Avance400型核磁共振波谱仪(瑞士Bruker公司),MODEL6010型pH计(上海浦仪电子有限公司),SHZ一88A型往复式水浴恒温振荡器(太仓市实验设备厂),650型测色配色仪(美国Datacolor公司),H10K—S双臂万能材料试验机(美国TiniinusOlsen公司)。
1.2试验方法
1.2.1双核锰配合物的制备
按文献[11]方法合成1,4,7一三氮杂环壬烷(TACN),产率为52.4%。
配体1,4,7.三甲基一1,4,7三氮杂环壬烷(Me3TACN)的合成:在过量甲酸存在下,TACN与甲醛回流反应24h,通过Eschweiler—Clarke胺甲基化反应,引入甲基[12],产率为90%。
双核锰配合物[Mn2IV(μ-O)。(Me3TACN)2][PF6]2·H2O的合成:配合物的合成路线如图1所示。将1mmol配体Me3TACN溶人6mL乙醇中,同时加人lmmolMnC12·4H2O和1mmolKPF6;室温下搅拌2h得一悬浮液。加入2mL1mol/LH2O2溶液,搅拌片刻,加入硅藻土过滤,滤液浓缩至原体积1/2,室温下结晶,过滤得红色针状晶体,产率为52.6%。
1.2.2配体及配合物的结构表征
红外光谱分析利用Avatar380型傅里叶变换红外光谱仪,采用KBr干粉压片法,对纯化后的配体及配合物进行分析。
核磁共振波谱分析用Avance400型核磁共振波谱仪对配体结构进一步分析。
元素分析采用VarioELIU型元素分析仪测试纯化后配合物中碳、氢和氮元素的含量。
热重分析采用TG209F1型热重分析仪,对提纯后的配合物进行热重分析,送样前,样品在100℃条件下干燥4h。
1.2.3浸渍漂白工艺
漂白处方
30%H2O2/(g/L) 2~l2
配合物/(~mol/L) 2.5~20
稳定剂DTA/(g/L) 0.5~2.5
渗透剂/(g/L) 1
浴比 l:20
pH值 8~12
工艺流程按上述配方配制漂白工作液后,置于恒温水浴振荡器中,以2~3%/min升温至60~80℃,保温60min,然后热水洗、冷水洗,烘干待测。
1.3织物性能测试
白度按GB/T8424.2_2ool《纺织品色牢度试验相对白度的仪器评定方法》测定。试样折叠8层,用Datacolor650型电脑测色仪测4次,取平均值。
顶破强力利用H10K—S双臂万能材料试验机,按GB/T19976-2005(纺织品顶破强力的测定钢球法》,在试样不同部位剪取5块直径6cm圆形,测其顶破强力,取平均值。
毛效将试样剪成25cm×4cm布条,在恒温恒湿箱(温度20℃,湿度65%)内平衡2h,在离一端1cm处沿横向用铅笔划一条平行线,置于毛效测试仪上,记录30min内水沿织物上升的高度,若液面参差不齐,取最低值。
2结果与讨论
2.1配体Me3TACN的结构表征
2.1.1红外光谱分析
由图2可以知道,2966cm-1处的吸收峰为甲基的不对称伸缩振动引起;1367cm-1和1449cm-1处吸收峰可归于甲基的不对称弯曲振动和对称弯曲振动;2929cm-1、2841cm-1和1449cm-1处的吸收可分别归为亚甲基的不对称伸缩振动、对称伸缩振动及弯曲振动。由上述分析可知,在1,4,7一三氮杂环壬烷(TACN)上已成功引入甲基。
2.1.2核磁共振分析
配体的HNMR谱(C6D)如图3所示。
[1][2]下一页>>