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《大连理工大学》 2007年
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季铵盐型抗菌单偶氮染料的合成及应用性能

刘深  
【摘要】: 在适宜的温度、湿度及养分条件下,纺织品表面易滋生细菌,而大量细菌的存在会给纤维带来一些负作用,如产生气味,PH变化,色变及纤维性能的损失,同时也会威胁人类的健康。抗菌纤维的生产及纤维的抗菌后整理是有效的抗菌途径,而抗菌染料的出现为纤维的抗菌处理提供了另一条渠道。本论文中将季铵盐基团引入到染料母体结构中,合成10个未见文献报道的染料。经FT-IR,~1H NMR,~(13)C NMR,ESI-MS等测试手段验证了染料的结构。其中系列1,2,3(共9个)染料是以带有不同长度烷烃碳链的季铵盐基团的芳胺为重氮组分,分别以N,N-二甲基苯胺和1—苯基—3—甲基—5—吡唑啉酮为偶合组分,通过重氮化偶合反应得到的。9个染料分子结构中含有氮正离子,是黄色系的阳离子染料。染料H1是以H酸为偶合组分,以含有12个碳原子的季铵盐基团的芳胺为重氮组分,通过重氮化偶合反应而得到的一个红色染料。 考察了10个染料水溶液的光谱性能。在3个系列(9个阳离子)染料中,同系列染料中不同的碳链长度对染料水溶液的吸光度产生影响,但对染料的最大吸收波长影响不大。在吡唑啉酮系染料(系列2和3染料)中,随染料中碳链长度增加,染料的吸光度值降低,而苯胺系染料(系列1染料)的情况正好相反。 吡唑啉酮系染料和染料H1中存在偶氮醌腙异构体。文中以染料2c为例,在其水溶液中加入酸或碱来实现偶氮醌腙体的相互转换。在酸性条件下,2c在水溶液中以醌腙体的形式为主;在碱性条件下,2c在水溶液中以偶氮体的形式为主。 9个阳离子染料可按照传统的阳离子染料浸染法上染腈纶纤维,各染料的上染率接近100%。从上染率曲线可看出,碳链长度和染料结构对染色时间及染色速率产生影响。 测试9个阳离子染料的染色牢度后发现吡唑啉酮系染料(系列2和3染料)的染色牢度较好。 文中以金黄色葡萄球菌和大肠杆菌为测试菌种,考察了10个染料的抗菌活性。 染料水溶液的最小抑菌浓度(MIC)数据显示,9个阳离子染料的结构及染料中不同的碳链长度对染料水溶液的抗菌活性产生影响。染色后纤维的抗菌率(细菌减少率)可达70%以上。随洗涤次数的增加,腈纶纤维的抗菌活性逐渐降低。 9个阳离子染料在上染腈纶纤维的同时也完成了抗菌整理过程,节省了能源和水源,具有较大的环保意义。 9个阳离子染料水溶液及其染色后的纤维对金黄色葡萄球菌的抗菌活性稍高于大肠杆菌。 染料H1水溶液的抗菌活性很低。用其染色后的纤维(染色深度为1%)未显示出抗菌活性。 文中初步考察了染料H1的染色性能,发现染料H1能在无盐条件下上染羊毛纤维,降低了染色废水中无机盐对环境的污染。虽然染色后纤维的色牢度欠佳,但为纤维的无盐染色提供了一条可行的思路。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TQ613.1

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【引证文献】
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