摘要:用紫外可见吸收光谱法研究了阴离子染料、阳离子染料和非离子染料等各类染料与聚乙烯吡咯烷酮缔合作用的差异,以及染液pH对缔合作用的影响。
关键词:聚乙烯吡咯烷酮;染料;紫外可见吸收光谱;缔合作用
聚乙烯吡咯烷酮(PVP)是由N-乙烯基吡咯烷酮聚合而成的线性水溶性聚合物,能与染料发生缔合作用,从而提高染料的溶解、分散能力和匀染性,因此,在染色和印花的匀染剂、洗涤剂方面已有相关的研究报道〔1~4〕。本文通过测定聚乙烯吡咯烷酮对不同类型染料的紫外可见吸收光谱的影响,分析比较染料结构和染液pH等对聚乙烯吡咯烷酮与染料相互作用的影响,对聚乙烯吡咯烷酮在染整助剂中的进一步开发应用具有一定的借鉴意义。
1.实验材料与方法
1.1实验材料
直接耐晒蓝B2RL(C.I.直接蓝71,相对分子质量1029.8);活性蓝B-2GLN(C.I.活性蓝194,相对分子质量1205.3);活性艳蓝X-BR(C.I.活性蓝4,相对分子质量704.3);弱酸性桃红B(C.I.酸性红138,相对分子质量677.7);酸性媒介棕RH(C.I.媒介棕33,相对分子质量375.3);分散蓝2BLN(C.I.分散蓝56,相对分子质量365.2);阳离子艳红5GN(C.I.碱性红14,相对分子质量441.4)(均为商品染料)。
PVP(K-30,进口分装);平平加O,乳化剂OP-10(市售);Na2CO3,NaHCO3,NaAc,HAc(分析纯)。
1.2紫外可见吸收光谱的测定
配制含0、2g/L、8g/LPVP的染料溶液,染料质量浓度为0.08g/L,静置4h,在723PC分光光度计(上海欣茂仪器公司)上以1nm的波长间隔扫描测定紫外可见吸收光谱,波长范围为350~700nm。
2.结果与讨论
2.1染料结构类型对PVP缔合作用的影响
2.1.1分子较大的阴离子染料
图1(a)是直接耐晒蓝B2RL的吸收光谱曲线,随着PVP质量浓度的增加,吸收峰向长波方向移动,并且在638nm处出现新的吸收峰。图1(b)是活性蓝B-2GLN的吸收光谱曲线,随着PVP质量浓度的增加,在620nm处也出现新的吸收峰。这两个染料由于相对分子质量大(1000~1200左右),染料分子间存在较大的作用力,在染液中大量以二聚体形式存在,加入PVP后,由于染料分子与PVP间形成较强的分子间力和氢键作用,使染料聚集体逐渐解聚,并以单分子形态与PVP形成缔合物,从而在长波方向产生明显的染料单分子与PVP缔合的吸收峰〔5〕。说明相对分子质量大的染料与PVP的缔合作用强。图1(c)是活性蓝X-BR的吸收光谱曲线,随着PVP质量浓度的增加,由于PVP与染料的缔合作用,在640nm处单分子吸收峰的吸收强度明显增强。图1(d)是弱酸性桃红B的吸收光谱曲线,随着PVP质量浓度的增加,在554nm处单分子吸收峰的吸收强度也明显增高。这两个染料的相对分子质量在700左右,不含PVP的染液中由于单分子和二聚体的平衡,存在两个吸收峰,加入PVP后使二聚体减少,染料以单分子形态与PVP形成缔合物,使单分子吸收峰明显增强。说明分子量较大的染料也与PVP存在较强缔合作用。