熱轉(zhuǎn)移印花是繼篩網(wǎng)印花和輥簡印花后發(fā)展起來的一種新型印花方式。它具有層次豐富，表現(xiàn)力強，能印制出照片效果的花紋圖案;工藝流程短，設(shè)備結(jié)構(gòu)比較簡單，便于操作;最突出的優(yōu)點是幾乎沒有污水排放，從源頭節(jié)約了水資源。但是，現(xiàn)有的熱轉(zhuǎn)印黑色染料大多是混拼的，且不適合棉織物。本文意欲探索出一種適合于棉織物熱轉(zhuǎn)印的黑色染料。
本文的研究思路是：選用橙色光、耐光且安全的二茂鐵和發(fā)其補色的分散紫RL通過適宜的合成路線試制出所期望的黑色染料。
1實驗
1.1主要儀器及試劑
Nicolet670型傅立葉變換顯微紅外拉曼聯(lián)用儀，Nicolet公司IBmeXIII型飛行時間質(zhì)譜儀，Bruker公司DHC2一l型壓燙機，北京怡德精品有限公司I二茂鐵北京化學試劑公司;分散紫28，江蘇亞邦集團。
1.2染料的合成
(1)用量簡量取15mL濃硫酸置于冰鹽浴中，在攪拌下緩慢加入1.80gNaNO2，然后將其緩慢升溫至7O℃使其溶解，降溫No℃以下備用。
(2)稱取分散染料3.07g(0.Olmo1)~1人已置于冰鹽浴中的l5mL濃硫酸中，加熱到40"C使其溶解，降溫0℃以下備用。
(3)將上述兩溶液在攪拌下緩慢混合，反應約2小時(在反應過程中蘸取1~2滴重氮液加入2ml~3ml清水中看是否變渾濁，以檢驗反應終點)。反應完畢，將反應體系倒人大量的冰水中，形成重氮鹽冰水液。
(4)將3.72g二茂鐵和O.5g四甲基溴化銨加入到50mL乙醚中溶解，攪拌下將此溶液加入到重氮鹽冰水液中，加畢繼續(xù)攪拌0.5小時，蒸去乙醚，加抗壞血酸還原生成的二茂鐵正離子。
(5)過濾。NaHC03飽和溶液洗滌，清水洗滌，得濾餅并干燥，稱量得4.5g。
(6)取2.Og濾餅用硅膠柱分離，二氯甲烷為洗脫劑，有黃紫黑三種組分，得棕黑色晶體組分1.2g。產(chǎn)率為42%。
1.3結(jié)構(gòu)鑒定
將粗分離樣品送到中國科學院分析檢測中心采用飛行時間質(zhì)譜檢測，將經(jīng)過柱層析后的樣品用衰減全反射法測紅外光譜。
1.4熱轉(zhuǎn)移印花
(1)棉織物的預處理
純棉織物經(jīng)自制的架橋劑在室溫下兩浸兩軋后，在110℃下烘1O分鐘。
(2)熱轉(zhuǎn)印紙的制作
將濾餅染料或經(jīng)分離后的染料配制成油墨，然后刮涂到熱轉(zhuǎn)印紙上晾干，制成熱轉(zhuǎn)印紙。
(3)熱轉(zhuǎn)印
將熱轉(zhuǎn)印紙正面與經(jīng)預處理的純棉織物相貼，在壓燙機上230℃，壓印3O秒。
2分析與討論
2.1結(jié)構(gòu)鑒定
從飛行時間質(zhì)譜圖(圖2)可知，分子量為645.3的目標產(chǎn)物存在，且相對含量較高。
從紅外譜圖(圖3)00也可得到佐證，l100及1020附近的吸收是二茂鐵的特征吸收，733.43為C—C1鍵的伸縮振動吸收，2923.54及3290.61等處的強吸收是二茂鐵以及芳環(huán)上的C—H振動吸收峰，1669.39是葸醌環(huán)上的C=O鍵的吸收。
以上結(jié)果表明，本實驗合成出了目標產(chǎn)物。
2.2合成工藝
結(jié)構(gòu)鑒定表明，通過以上工藝能夠合成出所期望的結(jié)構(gòu)物質(zhì)，但產(chǎn)率較低。這可能是因為在酸性水溶液中分散紫28重氮鹽發(fā)生分解，此副反應極易發(fā)生即使保持在零度也會慢慢水解生成酚和放出氮氣。
反應溫度一般在室溫下進行，溫度過高容易導致重氮鹽分解，產(chǎn)率也就相應降低。此外，重氮鹽的制備也是合成二茂鐵基芳香族化合物的重要因素。對于一般芳胺，重氮化時一般用稀酸，然后在冷卻下加入亞硝酸鈉溶液。對于制備該類二茂鐵衍生物，由于所使用的是弱堿性芳胺，這類芳胺的銨鹽易水解，它們的重氮化就要用亞硝酰硫酸，在濃硫酸或冰醋酸中進行。
在酸性條件下重氮鹽較穩(wěn)定緩慢放出氮氣產(chǎn)生的芳基自由基可以和二茂鐵充分反應減少了副反應的發(fā)生，反應機制如下：
即重氮鹽先與亞硝酸鈉反應生成芳香自由基，再與無水乙醚中另一個芳香化合物反應，形成偶聯(lián)產(chǎn)物。
2.3應用效果
(1)若是用濾餅制成的熱轉(zhuǎn)印紙，則熱轉(zhuǎn)印棉織物為褐色，皂洗牢度可達3~4級。這主要是由于濾餅中分散紫28的重氮鹽分解副產(chǎn)物較多，重氮鹽分解導致氨基被羥基取代使蒽醌環(huán)上給電子性減弱，發(fā)色向黃光偏移，使整體印花顯褐色。
(2)若在自制的油墨中加入少量分散藍56的原染料，即可得到黑色的熱轉(zhuǎn)印棉織物，皂洗牢度可達3～4級。因為褐色與藍色是一對補色，它們相拼合，吸收了對應的補色從而形成黑色印花。
(3)若是將濾餅用硅膠柱分離去除雜質(zhì)，用分離后的純?nèi)玖显贌徂D(zhuǎn)印到棉織物上是黑色，皂洗牢度可達3-4級。該結(jié)果是由于在紫外和藍紫光區(qū)域具有吸收的發(fā)色基團以及在黃光和紅光區(qū)域具有吸收的發(fā)色基團，利用適當?shù)臉蜴I構(gòu)建，從而形成黑色印花。
(4)在熱轉(zhuǎn)移印花過程中，由于溫度高，纖維有一定的溶漲，染料分子動能也大，所以染料能夠滲入到纖維各種尺度的微孔內(nèi)不僅能夠與架橋劑或纖維形成部分氫鍵，而且還能產(chǎn)生相當強的范德華力。原有染料嫁接上兩個二茂鐵基團后，芳香平面增多，分子量增大，與纖維之間的范德華力得到加強，因此具有較高的皂洗牢度。另據(jù)研究，在含二茂鐵基偶氮染料分子內(nèi)存在有效的從偶氮染料母體到二茂鐵基團的分子內(nèi)三重態(tài)一三重態(tài)能量傳遞過程。二茂鐵作為分子內(nèi)光穩(wěn)定劑可以降低染料激發(fā)三重態(tài)的生成，能避免染料的過早降解，從而提高了染料的光穩(wěn)定性。
3結(jié)論
將分散紫RL與二茂鐵偶聯(lián)，制備棉織物熱轉(zhuǎn)印用的黑色染料的合成工藝可行。并由此可以推論，將在紫外和藍紫光區(qū)域具有吸收的發(fā)色基團以及在黃光和紅光區(qū)域具有吸收的發(fā)色基團，利用適當?shù)臉蜴I構(gòu)建一系列黑色染料是可行的。
來源 張永康，王紅鳳，王建華
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