N-乙烯基吡咯烷酮/乙酸乙烯酯共聚物的合成及應用研究

第25卷第4期印染助劑Vol.25 No.42008年4月TEXTILE AUXILIARIESApr.2008N-乙烯基吡咯烷酮/乙酸乙烯酯共聚物的合成及應用研究孫敏杰，王祥榮(蘇州大學(xué)材料工程學(xué)院，江蘇蘇州215021)摘要: 以N-乙烯基吡咯烷酮和乙酸乙烯酯為原料.制備了不同配比的共聚物,研究了共聚物與活性染料的相互作用，探討了共聚物在印染加工用洗滌劑中的應用性能結果表明:N-乙烯基吡咯烷酮和乙酸乙烯酯的共聚物能與活性染料發(fā)生一定的作用改變了染料的最大吸收波長(cháng)和最大吸收波長(cháng)下的吸光度,有利于防止活性染料沾色空白棉布，提高染色布的濕摩擦牢度.關(guān)鍵詞:乙烯基吡咯烷釅; 乙酸乙烯酯;共聚物;應用中圖分類(lèi)號: TS193.22 文獻標識碼: A文章編號: 100 04392008)0 0027-04Synthesis and application of copolymer of N- vinylpyrrolidone and vinyl acetateSUN Minjie, WANG Xiang-rong(School of Material Engineering, Suzhou University, Suzhou 215021, China)Abstract: Copolymers with dfferent compounding ratio were prepared with N-vinyl prrolidone and viny|acetate. The interactions between the copolymer and reactive dye, the application performance of copolymer asdetergent in dyeing and printing process were studied. The results indicated that the copolymer of N -vinylprrolidone and vinyl acetate could react with reactive dye, which changed the maximum absorption wavelengthand absorbance. Thus staining blank cotton was avoided and the wet crocking fastness of dyed fabric was im-proved.Key words: N-vinyl prolidone;i vinyl acetate; copolymers; application聚乙烯吡咯烷酮(PVP)是由N-乙烯基吡咯烷酮等領(lǐng)域有良好的應用前景,并在不少領(lǐng)域有取代PVP(NVP)在- -定條件下聚合而成的,是具有優(yōu)異性能(良的趨勢.VAP具有PVP的絡(luò )合能力、表面活性及其膠好的溶解性、膠體保護能力、生物相容性.低毒性成體保護作用,使其在紡織印染工業(yè)中用途廣泛-1本實(shí)膜性高分子表面活性等)、用途廣泛的非離子型水溶驗制備了不同單體配比的NVP和VAC共聚物,研究性高分子精細化學(xué)品,被廣泛應用于醫藥、日用化學(xué)了共聚物與活性染料的相互作用,探討了共聚物作為品、食品加工等領(lǐng)域.而N-乙烯基吡咯烷酮和乙酸乙防沾色劑的應用效果.烯酯(VAC)的共聚物(VAP)既保留了PVP作為功能高1實(shí)驗分子的功能,與各種低分子物(如多酚各種金屬離子等).高分子物和生物大分子(如蛋白質(zhì)等)有很強的絡(luò )1.1材料與儀器合能力，克服了PVP價(jià)格昂貴的缺點(diǎn),又具有聚乙酸中國煤化工乙烯酯的某些性能特點(diǎn),在食品、化妝品、醫藥印刷fHCNMH GI BASP化學(xué)公司),收稿日期: 2008-01-18作者簡(jiǎn)介:孫敏杰(1982-)，男，江蘇常州人，碩土研究生,主要從事表面活性劑.紡織印染助劑開(kāi)發(fā)和應用性能的研究.28印染助劑25卷乙酸乙烯i酯(國藥集團化學(xué)試劑有限公司),偶氮二異2結果與討論丁腈無(wú)水乙醇、醋酸鈉硫代硫酸鈉.碘(以上為分析純試劑),活性紅2、活性藍21.2.1共聚 物的表征儀器:DF-101S型智能集熱式恒溫加熱磁力攪拌按m(NVP):m(VAC)=2:3、1:1、3:2、4:1,合成了4種器(河南省予華儀器有限公司)、毛細管粘度計(烏氏)、共聚物，分別記為VAP23、VAP11 .VAP32、VAP41.共聚BZY-1型全自動(dòng)表面張力儀(上海衡平儀器儀表廠(chǎng))、物的紅外光譜如圖1所示.手動(dòng)式干濕摩擦色牢度儀、傅立葉紅外光譜儀Nico-let5700型(美國Nicolet公司)、Unico型紫外-可見(jiàn)分光光度計(UV- -2550型)、WD-5型全自動(dòng)白度計(北京市興光測色儀器公司).UtraScan XE型測色儀(Hunter-Lab.Ltd.USA).1.2 共聚物的合成以無(wú)水乙醇為溶劑,在裝有回流冷凝管、攪拌子、溫度計滴液漏斗的四口燒瓶中加入一定物質(zhì)的量比的NVP和VAC,置于超級恒溫水浴鍋中.通氮氣一定400030002000000 50時(shí)間,排出燒瓶中的空氣,加熱到60 C后,加入0.2%(對波數/nm單體質(zhì)量)的引發(fā)劑偶氮二異丁腈進(jìn)行聚合反應，隨1-VAPI1;:2- -VAP23;3- -VAP32;4- -VAP41著(zhù)聚合反應的進(jìn)行,逐步滴加剩余的NVP單體,4 h后圖1共聚物的紅外光譜圖結束反應將反應物減壓蒸餾干燥得到固體用N-乙烯基吡咯烷酮結構單元的特征吸收峰有1.3 應用.3 400 cm'1的結合水吸收峰,1 270 cm-1的C-N鍵伸(1)共聚物與染料作用:將不同用量的共聚物加入，縮振動(dòng)和1690 cm-'的- -CON-強吸收峰;而乙酸乙染料溶液[p(染料)=40 mg/L]中,在95 C下處理20 min,烯酯結構單元的特征吸收峰為1 740 cm-'的羰基伸冷卻后在紫外-可見(jiàn)分光光度計上測其溶液的最大縮振動(dòng),1 020 cm'和1 240 cm'的酯基伸縮振動(dòng)以及吸收波長(cháng)及最大吸收波長(cháng)下的吸光度.1 370 cm-1的甲基變形振動(dòng),四從圖1中1 740 cm~'和(2)共聚物作為防沾色劑效果:將一塊經(jīng)活性 染料1690em-處的吸收峰強度可看出共聚物分子中內酰染色的棉織物和一塊未染色的棉織物放人含有不同胺基和酯基的比例關(guān)系,也可說(shuō)明大分子中兩種單體用量共聚物的洗滌浴中,在浴比1:50,95 C下處理20組分的比例.min,然后洗凈,晾干,測未染色織物的K/S值比較織物測定4種共聚物的K值,結果列于表1中.的沾色情況.并對染色布進(jìn)行白度測試.表1合成共聚物的K值(3)共聚物作為皂洗劑效果:將一- 塊活性染料染色共聚物VAP23VAPIIVAP32VAP41的棉織物放入含有不同用量共聚物的皂洗液中,浴比K值30.7833.3335.9644.37為1:50,95 C下皂洗20 min,比較皂洗液的吸光度,并由表1可知，共聚物的K值隨單體NVP量的增大對皂洗后的染色布進(jìn)行濕摩擦牢度測試.而增大. .1.4 測試2.2 共聚物與染料的相互作用紅外光譜:采用KBr壓片法,在傅立葉紅外光譜VAP與一般有機染料有很強的親和力,特別是與儀Nicolet5700型上測定分子質(zhì)量的計算:用K值來(lái)直接、還原、硫化染料有較強的結合力.原因是VAP表征,采用下式進(jìn)行計算A:的內酰胺結構與染料的有機官能團(如羥基、氨基羧基)有較強的結合力.√300 log n.+(c+1.5c log 1.j+1.5c logm-c0.5 c+0.00322.2.1共聚物 與活性紅2式中:K值越大，表示平均分子質(zhì)量越高;c為被測樣品中國煤化工量的共聚物對活性的精確粘度;n.為共聚物的相對粘度,以無(wú)水乙醇為溶紅2C.HCNMHG長(cháng)和吸光度也沒(méi)有劑,在(25+0.1)C, p(共聚物)=0.1 g/L下,用烏氏粘度計太大變化，只是取大吸收僅長(cháng)r時(shí)吸光度隨著(zhù)共聚物測定. .中NVP含量的增加而略微變大.由于聚乙酸乙烯酯的4期孫敏杰等:N-乙烯基吡咯烷酮/乙酸乙烯酯共聚物的合成及應用研究29水溶性很差,所以,當VAP中單體VAC的含量增多時(shí)，由圖5可以看出,VAP41與活性藍21的作用比VAP的水溶性變差.在實(shí)驗過(guò)程中,95 C時(shí)VAP23出較明顯,雖然最大吸收波長(cháng)沒(méi)有發(fā)生明顯的變化，但最現渾濁現象,且隨著(zhù)VAP23含量的增加,渾濁現象越，大吸 收波長(cháng)下的吸光度變化很大,隨著(zhù)VAP41質(zhì)量濃明顯.在測試吸光度時(shí)影響光的透射,故出現了VAP23度的增加,最大吸收波長(cháng)下的吸光度明顯提高.說(shuō)明吸光度大于其他曲線(xiàn)的現象.VAP41對活性藍21起到了作用.0.8.6 t2! 0.6s 0.4).3 F0.20.0450550650 .550 600 650 70波長(cháng)/nm波長(cháng)/m1-空白樣:2- -VAP113- -VAP23;4- -VAP32;5-VAP4lp(共聚物)=1 g/L1- -0.0g/L:2- -0.1 g/L:3- -1.0 g/L:4- -3.0 g/L:- -5.0 g/L圖2不同共聚物對活性紅2的作用比較圖5 VAP41與活性藍21的作用由圖3可以看出,加入VAP41對活性紅2的吸光2.3 共聚物作為防沾色劑的應用度有一定影響.隨著(zhù)VAP41用量的增加,溶液的最大活性染料染色后在織物上留下的浮色染料(包括吸收波長(cháng)變大,且最大吸收波長(cháng)下的吸光度也有變化.部分水解染料吸附于纖維而未參與共價(jià)反應的染料表明VAP41與活性紅2發(fā)生了相互作用.以及消除硫酸酯后的乙烯砜基染料)對纖維有直接性,.8「不易從纖維上清除,同時(shí)又具有水溶性,在水處理過(guò)程中易掉落下來(lái)，沾污到其他織物上,造成織物間的).6 F沾污,在做濕處理牢度時(shí)造成牢度不合格.這是造成活性染料染色織物濕牢度(包括水洗、皂洗和濕摩擦).2 5牢度)不合格的主要原因.因此,洗除浮色尤為重要.通過(guò)水洗、皂洗去除浮色電解質(zhì)和堿劑時(shí)，皂洗劑必須505s0650具有良好的滲透和分散功能，并對染料具有親和力，形1-0.0g/L:2- -0.1 gL3- -1.0g/L:4- -3.0g/L:- 5.0g/L成內核為染料的膠束,穩定地分散在水中，阿VAP對活圖3 VAP41 與活性紅2的作用性紅、活性藍21染色棉布皂洗沾色的影響如表2.表2.2.2共聚物與活性 藍213所示.從圖4可以看出,不同單體含量的共聚物對活性表2 VAP 對活性紅2染色棉布皂洗沾色的影響藍21的影響也不同,隨著(zhù)NVP含量的減小，最大吸收VAP用量KS值白度波長(cháng)下的吸光度逐漸增大,表明溶液中的染料濃度變Hg*L) VAP23 VAPII VAP32 VAP41 VAP23 VAPII VAP32 VAP41大了,同時(shí)也說(shuō)明隨著(zhù)NVP含量的減小,共聚物對活0.026289.19性藍21有- -定的增溶作用.同樣,由于VAP23水溶性0.5 0.024 0.020 0.024 0.021 89.75 90.18 89.85 91.01的問(wèn)題,使其在最大吸收波長(cháng)下的吸光度比其他曲線(xiàn)0.022 0.024 0.017 0.01990.18 90.24 91.31 90.97大得多.0.017 0.021 0.014 0.018 91.12 90.46 92.23 91.511.2 r表3VAP對活性藍21染色棉布皂洗沾色的影響.8 t來(lái)VAP用量_0.4 t(g*t) VAP23 VAPII VAP32 VAP41 VAP23 VAP11 VAP32 VAP41中國煤化工82.9500 550 600 650 700CNMH; 85.69 87.98 87.69:TYH0.144 0.109 0.110 U.IUD 81.56 88.44 88.31 88.701- -空白樣:2- -VPI13- VAP23;4-VAP32;5- -VAP41p(共聚物)=1 gL2 0.117 0.090 0.079 0.093 88.07 89.45 90.24 89.14圖4共聚物對話(huà)性藍21的作用比較_30印染助劑. 25卷由表2、表3可以看出,VAP在織物皂洗時(shí)對活性含量的增加,洗除浮色的能力有所下降,但仍然比不染料沾色白棉布有一定影響,在加入 VAP的皂洗液中,加VAP時(shí)效果好.經(jīng)過(guò)VAP處理的染色布，其濕摩擦染料沾色現象比不加時(shí)好得多,隨著(zhù)VAP用量的增加，牢度 也有一定的提高就皂洗效果而言,VAP41的效果K/S值和白度都有所提高隨著(zhù)VAP中單體NVP含量比較明顯,比其他共聚物均好.而VAP23因水溶性向的增加,K/S值有下降的趨勢,表明共聚物合成時(shí)NVP題,洗液的吸 光度比其他高.單體含量增加,防沾色效果增強,白度也提高另外,在3結論所有共聚物中,VAP32防沾色能力最強.2.4共聚物作為皂洗劑的應用(1)以N-乙烯基吡咯烷酮和乙酸乙烯酯為原料制共聚物對皂洗液吸光度和染色布濕摩擦牢度的備 的共聚物能與活性染料產(chǎn)生相互作用,在一定程度影響見(jiàn)表4.上改變了染料的最大吸收波長(cháng)和吸光度.表4共聚物對皂洗液吸光度和染色 布濕摩擦牢度的影響(2)VAP作為皂洗劑能較好地洗除織物上的浮色,VAP用量吸光度濕摩擦牢度/級同時(shí)能防止洗下的染料再沾色到白布上,對織物的濕g*t") VAP23 VAP11 VAP32 VAP41 VAP23 VAPII VAP32 VAP41摩擦牢度有一定程度的提高.VAP32的防沾色能力較強,而VAP41的皂洗能力較優(yōu).01.141參考文獻:0.5 1.282 1.254 1.157 1.2182~3 2~3 2~3 2-3[1]崔英德,易國斌.廖列文.聚乙烯 吡咯烷爛的合成與應用[M].北京:1.340 1.106 1.262 1.2472-3 2-3 2-3 2 -3科學(xué)出版社,2001:140-141.1.441 1.334 1.287 13512-3)~3 2~[2]嚴瑙楦.水溶 性高分子(M_北京:化學(xué)工業(yè)出版1禮1998:627- -628;144-144.注:染料為活性藍21,吸收波長(cháng)為671 nm.3] 王祥榮,李偉勇PVP在印染加工用洗滌劑中的應用研究[].印染從表4可以看出,VAP對活性藍21染色布的洗助劑2005):8- 10.除浮色能力較強，吸光度比不加共聚物時(shí)有所提高,說(shuō)4] 郭大建陸承東，韓光竹等乙烯基吡咯烷酮與乙酸乙烯酯共聚的明能洗下較多染色布上的浮色同樣,隨著(zhù)VAP中NVP研究[]熱固性樹(shù)20010):64-67.蘇州奧麗特化學(xué)有限公司JIUFINIS RPS -20Suzhou Alrtght Chemical Co.,LTD.吸水性起毛柔軟劑本劑是專(zhuān)為聚酯纖維后整理加工所研發(fā)的新型柔軟劑。松軟、滑兼具的觸感與絕佳的起毛效果,非- -般氨基硅柔軟劑或起毛劑所能比擬,并具有吸水性與耐洗滌性。1.外觀(guān): 半透明液體2.組成: 有機硅主結構改性聚合物M3.離子性:陽(yáng)/非兩性離子4.濃度: 20%65.溶解性:易溶解于冷.熱水中璧性比較:柔軟劑觸感[起毛效果 穩定試驗吸水性色牢度白度去除性成本RPS- -20氨基硅柔軟劑Ax- -般起毛劑4吸濕排汗劑O:較佳0:一般x:較差 .中國煤化工免費提供:中試樣品、銳明書(shū)及多種起YHCNMHG地址:蘇州市甪直鎮南場(chǎng)工業(yè)區鴻福路南側TEL: 0512-85021599 (總機) FAX: 0512-85021590 郵編: 215127