2.1.2分子较小的染料
图1(e)、图1(f)、图1(g)分别为酸性媒介棕RH、分散蓝2BLN、阳离子艳红5GN的吸收光谱曲线。随着PVP质量浓度的增大,吸收强度略有增加,但最大吸收波长没有改变,说明这三个染料(相对分子质量在400左右)与PVP的缔合作用不明显。
2.1.3染料与PVP缔合作用原理分析
由于PVP分子结构中的聚乙烯主链上紧密排列着吡咯烷酮环,聚合物分子表面基本由主链和吡咯烷酮环上的亚甲基所覆盖,所以,相对分子质量较大的染料分子,因与PVP分子链间形成较大的范德华力和疏水作用,导致两者缔合作用较强。同时,由于吡咯烷酮环上的大量羰基连续排列在PVP分子链一侧,可与染料分子中的羟基、氨基等基团形成氢键作用,加强了两者的缔合作用。另外,吡咯环上含有叔胺氮原子,能吸附少量氢离子而使PVP带弱正电荷,对阴离子染料的缔合作用更明显。
2.2染液pH值对PVP缔合作用的影响
图2(a)是不同PVP质量浓度下直接耐晒蓝B2RL在pH4.7(HAc/NaAc缓冲液)时的吸收光谱,与中性条件的吸收光谱(图1(a))基本一致。图2(b)是不同PVP质量浓度下直接耐晒蓝B2RL在pH9.7(Na2CO3/NaHCO3缓冲液)时的吸收光谱,此时PVP对吸收光谱的影响明显减小,随着PVP质量浓度增大,最大吸收波长发生红移,但没有出现明显的新吸收峰。说明碱性条件下,PVP与染料的缔合作用明显减弱。其原因可能是PVP分子链的吡咯环上的叔胺氮原子,在碱性条件下吸附氢离子减少而减弱了缔合作用。但是由于PVP分子中的氮原子处于聚乙烯链和吡咯烷酮环之间,并不裸露在大分子链表面,其静电吸附作用不是主要的,对分子量较小的染料影响不明显,如活性蓝X-BR(见图3)。
3.结论
(1)聚乙烯吡咯烷酮(PVP)与各类染料间的缔合作用存在着明显差异。相对分子质量较大、分子尺寸较大的阴离子染料与PVP的缔合作用较强,如直接染料、活性染料、弱酸性染料等。而分散染料、酸性媒介染料、阳离子染料等分子较小的染料与PVP之间在实验条件下未发现明显的缔合作用。
(2)染液pH值对PVP与阴离子染料之间的缔合作用有一定影响,一般在中性和弱酸性条件下缔合作用较强,碱性条件会减弱两者的缔合作用。
(3)PVP与染料间的缔合作用主要来自分子间力和氢键缔合以及疏水结合作用,在中性和弱酸性条件,由于吡咯环上氮原子吸附氢离子而带弱正电荷,可增强对阴离子染料的缔合作用。
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