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水溶性TDI-乙醇棉改性剂的制备与应用

来源:管 宇 , 冒亚红, 郑庆康 发布时间:2011年02月17日
引言纯棉织物一般采用活性、还原等染料染色和印花,工艺过程繁琐,环境污染较大。为了解决上述问题,染色工作者长期在纯棉织物改性、分散染料染色和转移印花方面进行相关研究,如采用纤维改性剂使棉织物改性,封闭棉织物表面的极性羟基,并接枝上非极性基团,以实现非极性的分散染料染色或转移印花[ 1~5 ] 。但是,这些方法存在原料成本较高,棉织物改性过程复杂及环境污染等缺点。甲苯二异氰酸酯和乙醇具有毒性低、生物相容性好、价格低廉等特点, 广泛应用于化纤和染整工业中[ 6, 7 ] 。本研究以这二种物质为原料,合成一种能够与棉纤维中羟基反应的水溶性小分子改性剂;考察分散染料在改性后纯棉织物上的染色性能,以期为棉织物分散染料染色或转移印花提供参考。1 试验1. 1 材料与仪器药品 甲苯22, 42二异氰酸酯( TD I) 、异丙醇、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、无水乙醇(均为分析纯,成都科龙化学试剂厂) ,分散红E24B、分散黄SE23GE、分散翠蓝GL (江苏泰兴染化厂) ,柔软剂(自制) 。织物 19. 7 tex ×19. 7 tex 268根/10 cm ×268根/10 cm纯棉布(经退浆、煮练、漂白、丝光加工,成都市武侯织染厂) 。仪器 DJ21型电动搅拌器(金坛市大地自动化仪器厂) 、FA2104S型电子天平(上海精密科学仪器有限公司) 、170L冰箱(青岛海尔电器科技有限公司) 、Hz285型热定形机(UENOYAMA KIKO有限公司) 、RJ2118高温高压染色机(上海染料化工厂) 、SD2400 型轧车(广东鹤山精湛染整设备厂有限公司) 、QZ772101型烘箱(青岛空调设备仪器厂) 、SF600 电子测色配色仪(Datacolor公司) 。1. 2 改性剂合成由于异氰酸酯中含有氮、碳和氧的累积双键,键中的碳原子带有较高的正电性,因此该基团反应活性较强,可
以与亲核试剂发生加成反应,得到聚氨酯预缩体。本试验以异丙醇/水混合溶液为溶剂,通过TD I与乙醇反应生成预缩体,再与封端剂(亚硫酸氢钠)反应得到甲苯二异氰酸酯衍生物。其反应如下: 由于反应体系中存在大量水,而异氰酸酯基与水也有一定的反应能力,因此体系中还会发生副反应:将0. 2 mol无水乙醇放入干燥反应器中搅拌,然后迅速注入0. 2 mol TD I,反应温度控制在- 5~5 ℃,搅拌速率80~100 r/min,搅拌2 h得预缩中间体。然后,在反应体系中迅速加入0. 04 mol硫酸钠、0. 22 mol亚硫酸氢钠、一定比例的异丙醇/水混合溶液和0. 2 mL乙酸乙酯,保持原温度和搅拌速率,反应20 min。最后用10%盐酸溶液调节pH值至3~5,即得改性剂。1. 3 改性剂封端转化率的测定碘液滴定法 准确称量封端产物5 g, 溶解在60 mL 60%的异丙醇/水溶液中,用0. 5 mol/L碘2碘化钾液滴定游离的封端剂量。然后加入10 mL 300 g/L的NaOH溶液完全混合, 2 min后,用12 mL 200 g/L的H2 SO4 酸化,以淀粉作指示剂,用0. 5 mol/L的碘2碘化钾溶液滴定分解封端的产物量[ 8 ] 。

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