2.2.2 PDMDAAC后处理固色时的固色性能
目前,PDMDAAC固色剂后处理固色已是针对棉织物上各染料最常用的固色方式之一。1995年,Burkinshaw等研究了PDMDAAC以后处理方式对棉织物活性染料固色时的固色性能,结果表明,其对活性染料的洗白布沾色及原样褪色牢度最好均为4~5级。2005年,张雄等以1%(o.w.f)的PDMDAAC固色剂(MRT-1)在60℃下后处理固色纯棉针织布上的活性3BS、3IS等染料后,干摩擦牢度达到4级、湿摩擦牢度达到3级、皂洗原样褪色5级、白布沾色5级、耐氯牢度5级,且织物固色后没有明显的色光变化,能保持原来的色泽;同时,其皂洗牢度及耐氯牢度等均比固色剂Y提高1~2级,表明固色剂能明显提高棉织物上各染料的色牢度。但是染色织物的耐摩擦牢度尤其是湿摩擦牢度(很难稳定在4级以上)等仍不够理想,是有待解决的主要问题。
2.3影响PDMDAAC固色剂固色性能的因素
依据目前已有的文献研究结果,影响PDMDAAC固色剂固色性能的主要因素可归纳为其结构特点和相对分子质量大小及分布。
2.3.1固色剂结构的影响
PDMDAAC分子结构中的季铵盐阳离子结构与阴离子型染料以离子键形成的色淀,湿摩擦时在有水分存在的作用下色淀较容易解离而导致染料脱落,造成其湿摩擦牢度不高。此外,PDMDAAC固色剂与织物纤维间的作用为范德华力,在外力作用(如摩擦力及水分影响等)下不够稳固,也致使固色后摩擦牢度不高。
2 003年,Rosunee等研究发现,织物上的PDMDAAC固色剂在经过多次(水)洗涤后,含量明显减少,这进一步表明了PDMDAAC固色剂与棉织物间范德华作用力仍然不够稳固,不能满足其实际固色应用的需要。因此,有必要加强染料、固色剂及棉织物间的作用联系,如引入共价键作用等,以提高其固色性能。
有文献报道,若在PDMDAAC固色剂的结构中进一步引入可以与染料或棉织物纤维发生有效共价交联的反应性基团(N-羟甲基及氨基等),则预计可以进一步将强染料、固色剂及棉织物间的作用联系,有利于进一步提高其固色性能。同时,引入的反应性基团含量也应该有效控制,这是因为反应性基团含量过少时,反应性基团与棉织物羟基不能发生充分有效的共价交联,不利于提高其固色性能;而反应性基团含量过多时,可能会破坏PDMDAAC基体结构本身具有的与棉织物纤维素结构的相似性,从而影响彼此间的紧密作用,也可能会致其固色性能下降。因此,在PDMDAAC的结构中引入受控量的反应性结构单元,预计将是有效解决PDMDAAC固色剂结构弱点问题的新途径。
2.3.2相对分子质量大小及分布的影响
一些研究迹象表明,PDMDAAC固色剂的固色性能可能与其相对分子质量大小及分布有密切的关联。张建功等认为,分级处理的PDMDAAC固色剂各项固色指标均为5级,而未经分级处理的产物各项牢度指标则与固色剂Y相当。
Komiya Kaoru等分别用特征粘度[η]为1.23、0.61 dL/g的PDMDAAC在60℃下处理Remazol Brilliant Blue R染色的棉织物,处理时间为15 min。结果表明,用[η]为1.23 dL/g的PDMDAAC处理时,耐洗、耐汗、耐光、耐氯牢度分别为5、4~5、4~5、4级;而用[η]为0.61 dL/g的PDMDAAC处理时,耐洗、耐汗、耐光、耐氯牢度分别为4、3~4、4~5、4级,耐洗和耐汗牢度差别明显。
曲文超等研究表明,PDMDAAC特征粘度大小范围为0.28~0.40 dL/g的固色剂产品可表现出非常优异的固色性能。这可能是因为固色剂相对分子质量过小时,其与染料的作用能力较弱,固色效果较差;相对分子质量过大时,则容易形成凝胶或沉淀,很难渗入到纤维内部与染料有效作用,也会影响其固色效果,因而其相对分子质量大小控制在一定范围内为宜。此外,理论分析认为,若能有效控制PDMDAAC固色剂的相对分子质量分布,则预计可提高固色剂中的有效成分,从而也有利于提高其固色性能。总之,通过有效控制PDMDAAC的相对分子质量大小及分布,预计也将是进一步提高其固色性能的有效途径之一。
3·展望
本文系统阐述了PDMDAAC固色剂的研究进展情况,并针对其目前存在的问题,提出了预期的解决方案。目前的研究结果表明,PDMDAAC固色剂一般具有良好的耐晒、耐氯、皂洗白布沾色及原样褪色等固色性能,但其耐摩擦牢度尤其是湿摩擦牢度等仍不够理想,是有待解决的主要问题,而影响其固色性能的主要因素包括其结构特点及相对分子质量等。因此,在今后的研究中,若能在其结构中进一步引入适量的可以与染料或棉织物纤维发生有效共价交联的反应性基团,并通过调节反应温度、单体浓度及引发剂用量等合成工艺条件有效控制PDMDAAC的相对分子质量大小及分布,预计将是进一步提高其固色性能的有效途径。
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