N-乙烯基吡咯烷酮/乙酸乙烯酯共聚物的合成及应用研究

第25卷第4期印染助剂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应用研究孙敏杰，王祥荣(苏州大学材料工程学院，江苏苏州215021)摘要: 以N-乙烯基吡咯烷酮和乙酸乙烯酯为原料.制备了不同配比的共聚物,研究了共聚物与活性染料的相互作用，探讨了共聚物在印染加工用洗涤剂中的应用性能结果表明:N-乙烯基吡咯烷酮和乙酸乙烯酯的共聚物能与活性染料发生一定的作用改变了染料的最大吸收波长和最大吸收波长下的吸光度,有利于防止活性染料沾色空白棉布，提高染色布的湿摩擦牢度.关键词:乙烯基吡咯烷釅; 乙酸乙烯酯;共聚物;应用中图分类号: TS193.22 文献标识码: A文章编号: 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-乙烯基吡咯烷酮等领域有良好的应用前景,并在不少领域有取代PVP(NVP)在- -定条件下聚合而成的,是具有优异性能(良的趋势.VAP具有PVP的络合能力、表面活性及其胶好的溶解性、胶体保护能力、生物相容性.低毒性成体保护作用,使其在纺织印染工业中用途广泛-1本实膜性高分子表面活性等)、用途广泛的非离子型水溶验制备了不同单体配比的NVP和VAC共聚物,研究性高分子精细化学品,被广泛应用于医药、日用化学了共聚物与活性染料的相互作用,探讨了共聚物作为品、食品加工等领域.而N-乙烯基吡咯烷酮和乙酸乙防沾色剂的应用效果.烯酯(VAC)的共聚物(VAP)既保留了PVP作为功能高1实验分子的功能,与各种低分子物(如多酚各种金属离子等).高分子物和生物大分子(如蛋白质等)有很强的络1.1材料与仪器合能力，克服了PVP价格昂贵的缺点,又具有聚乙酸中国煤化工乙烯酯的某些性能特点,在食品、化妆品、医药印刷fHCNMH GI BASP化学公司),收稿日期: 2008-01-18作者简介:孙敏杰(1982-)，男，江苏常州人，硕土研究生,主要从事表面活性剂.纺织印染助剂开发和应用性能的研究.28印染助剂25卷乙酸乙烯i酯(国药集团化学试剂有限公司),偶氮二异2结果与讨论丁腈无水乙醇、醋酸钠硫代硫酸钠.碘(以上为分析纯试剂),活性红2、活性蓝21.2.1共聚 物的表征仪器:DF-101S型智能集热式恒温加热磁力搅拌按m(NVP):m(VAC)=2:3、1:1、3:2、4:1,合成了4种器(河南省予华仪器有限公司)、毛细管粘度计(乌氏)、共聚物，分别记为VAP23、VAP11 .VAP32、VAP41.共聚BZY-1型全自动表面张力仪(上海衡平仪器仪表厂)、物的红外光谱如图1所示.手动式干湿摩擦色牢度仪、傅立叶红外光谱仪Nico-let5700型(美国Nicolet公司)、Unico型紫外-可见分光光度计(UV- -2550型)、WD-5型全自动白度计(北京市兴光测色仪器公司).UtraScan XE型测色仪(Hunter-Lab.Ltd.USA).1.2 共聚物的合成以无水乙醇为溶剂,在装有回流冷凝管、搅拌子、温度计滴液漏斗的四口烧瓶中加入一定物质的量比的NVP和VAC,置于超级恒温水浴锅中.通氮气一定400030002000000 50时间,排出烧瓶中的空气,加热到60 C后,加入0.2%(对波数/nm单体质量)的引发剂偶氮二异丁腈进行聚合反应，随1-VAPI1;:2- -VAP23;3- -VAP32;4- -VAP41着聚合反应的进行,逐步滴加剩余的NVP单体,4 h后图1共聚物的红外光谱图结束反应将反应物减压蒸馏干燥得到固体用N-乙烯基吡咯烷酮结构单元的特征吸收峰有1.3 应用.3 400 cm'1的结合水吸收峰,1 270 cm-1的C-N键伸(1)共聚物与染料作用:将不同用量的共聚物加入，缩振动和1690 cm-'的- -CON-强吸收峰;而乙酸乙染料溶液[p(染料)=40 mg/L]中,在95 C下处理20 min,烯酯结构单元的特征吸收峰为1 740 cm-'的羰基伸冷却后在紫外-可见分光光度计上测其溶液的最大缩振动,1 020 cm'和1 240 cm'的酯基伸缩振动以及吸收波长及最大吸收波长下的吸光度.1 370 cm-1的甲基变形振动,四从图1中1 740 cm~'和(2)共聚物作为防沾色剂效果:将一块经活性 染料1690em-处的吸收峰强度可看出共聚物分子中内酰染色的棉织物和一块未染色的棉织物放人含有不同胺基和酯基的比例关系,也可说明大分子中两种单体用量共聚物的洗涤浴中,在浴比1:50,95 C下处理20组分的比例.min,然后洗净,晾干,测未染色织物的K/S值比较织物测定4种共聚物的K值,结果列于表1中.的沾色情况.并对染色布进行白度测试.表1合成共聚物的K值(3)共聚物作为皂洗剂效果:将一- 块活性染料染色共聚物VAP23VAPIIVAP32VAP41的棉织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为1:50,95 C下皂洗20 min,比较皂洗液的吸光度,并由表1可知，共聚物的K值随单体NVP量的增大对皂洗后的染色布进行湿摩擦牢度测试.而增大. .1.4 测试2.2 共聚物与染料的相互作用红外光谱:采用KBr压片法,在傅立叶红外光谱VAP与一般有机染料有很强的亲和力,特别是与仪Nicolet5700型上测定分子质量的计算:用K值来直接、还原、硫化染料有较强的结合力.原因是VAP表征,采用下式进行计算A:的内酰胺结构与染料的有机官能团(如羟基、氨基羧基)有较强的结合力.√300 log n.+(c+1.5c log 1.j+1.5c logm-c0.5 c+0.00322.2.1共聚物 与活性红2式中:K值越大，表示平均分子质量越高;c为被测样品中国煤化工量的共聚物对活性的精确粘度;n.为共聚物的相对粘度,以无水乙醇为溶红2C.HCNMHG长和吸光度也没有剂,在(25+0.1)C, p(共聚物)=0.1 g/L下,用乌氏粘度计太大变化，只是取大吸收仅长r时吸光度随着共聚物测定. .中NVP含量的增加而略微变大.由于聚乙酸乙烯酯的4期孙敏杰等:N-乙烯基吡咯烷酮/乙酸乙烯酯共聚物的合成及应用研究29水溶性很差,所以,当VAP中单体VAC的含量增多时，由图5可以看出,VAP41与活性蓝21的作用比VAP的水溶性变差.在实验过程中,95 C时VAP23出较明显,虽然最大吸收波长没有发生明显的变化，但最现浑浊现象,且随着VAP23含量的增加,浑浊现象越，大吸 收波长下的吸光度变化很大,随着VAP41质量浓明显.在测试吸光度时影响光的透射,故出现了VAP23度的增加,最大吸收波长下的吸光度明显提高.说明吸光度大于其他曲线的现象.VAP41对活性蓝21起到了作用.0.8.6 t2! 0.6s 0.4).3 F0.20.0450550650 .550 600 650 70波长/nm波长/m1-空白样: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图2不同共聚物对活性红2的作用比较图5 VAP41与活性蓝21的作用由图3可以看出,加入VAP41对活性红2的吸光2.3 共聚物作为防沾色剂的应用度有一定影响.随着VAP41用量的增加,溶液的最大活性染料染色后在织物上留下的浮色染料(包括吸收波长变大,且最大吸收波长下的吸光度也有变化.部分水解染料吸附于纤维而未参与共价反应的染料表明VAP41与活性红2发生了相互作用.以及消除硫酸酯后的乙烯砜基染料)对纤维有直接性,.8「不易从纤维上清除,同时又具有水溶性,在水处理过程中易掉落下来，沾污到其他织物上,造成织物间的).6 F沾污,在做湿处理牢度时造成牢度不合格.这是造成活性染料染色织物湿牢度(包括水洗、皂洗和湿摩擦).2 5牢度)不合格的主要原因.因此,洗除浮色尤为重要.通过水洗、皂洗去除浮色电解质和碱剂时，皂洗剂必须505s0650具有良好的渗透和分散功能，并对染料具有亲和力，形1-0.0g/L:2- -0.1 gL3- -1.0g/L:4- -3.0g/L:- 5.0g/L成内核为染料的胶束,稳定地分散在水中，阿VAP对活图3 VAP41 与活性红2的作用性红、活性蓝21染色棉布皂洗沾色的影响如表2.表2.2.2共聚物与活性 蓝213所示.从图4可以看出,不同单体含量的共聚物对活性表2 VAP 对活性红2染色棉布皂洗沾色的影响蓝21的影响也不同,随着NVP含量的减小，最大吸收VAP用量KS值白度波长下的吸光度逐渐增大,表明溶液中的染料浓度变Hg*L) VAP23 VAPII VAP32 VAP41 VAP23 VAPII VAP32 VAP41大了,同时也说明随着NVP含量的减小,共聚物对活0.026289.19性蓝21有- -定的增溶作用.同样,由于VAP23水溶性0.5 0.024 0.020 0.024 0.021 89.75 90.18 89.85 91.01的问题,使其在最大吸收波长下的吸光度比其他曲线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对活性蓝21染色棉布皂洗沾色的影响.8 t来VAP用量_0.4 t(g*t) VAP23 VAPII VAP32 VAP41 VAP23 VAP11 VAP32 VAP41中国煤化工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- -空白样: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图4共聚物对话性蓝21的作用比较_30印染助剂. 25卷由表2、表3可以看出,VAP在织物皂洗时对活性含量的增加,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响,在加入 VAP的皂洗液中,加VAP时效果好.经过VAP处理的染色布，其湿摩擦染料沾色现象比不加时好得多,随着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随着VAP中单体NVP含量比较明显,比其他共聚物均好.而VAP23因水溶性向的增加,K/S值有下降的趋势,表明共聚物合成时NVP题,洗液的吸 光度比其他高.单体含量增加,防沾色效果增强,白度也提高另外,在3结论所有共聚物中,VAP32防沾色能力最强.2.4共聚物作为皂洗剂的应用(1)以N-乙烯基吡咯烷酮和乙酸乙烯酯为原料制共聚物对皂洗液吸光度和染色布湿摩擦牢度的备 的共聚物能与活性染料产生相互作用,在一定程度影响见表4.上改变了染料的最大吸收波长和吸光度.表4共聚物对皂洗液吸光度和染色 布湿摩擦牢度的影响(2)VAP作为皂洗剂能较好地洗除织物上的浮色,VAP用量吸光度湿摩擦牢度/级同时能防止洗下的染料再沾色到白布上,对织物的湿g*t") VAP23 VAP11 VAP32 VAP41 VAP23 VAPII VAP32 VAP41摩擦牢度有一定程度的提高.VAP32的防沾色能力较强,而VAP41的皂洗能力较优.01.141参考文献:0.5 1.282 1.254 1.157 1.2182~3 2~3 2~3 2-3[1]崔英德,易国斌.廖列文.聚乙烯 吡咯烷爛的合成与应用[M].北京:1.340 1.106 1.262 1.2472-3 2-3 2-3 2 -3科学出版社,2001:140-141.1.441 1.334 1.287 13512-3)~3 2~[2]严瑙楦.水溶 性高分子(M_北京:化学工业出版1礼1998:627- -628;144-144.注:染料为活性蓝21,吸收波长为671 nm.3] 王祥荣,李伟勇PVP在印染加工用洗涤剂中的应用研究[].印染从表4可以看出,VAP对活性蓝21染色布的洗助剂2005):8- 10.除浮色能力较强，吸光度比不加共聚物时有所提高,说4] 郭大建陆承东，韩光竹等乙烯基吡咯烷酮与乙酸乙烯酯共聚的明能洗下较多染色布上的浮色同样,随着VAP中NVP研究[]热固性树20010):64-67.苏州奥丽特化学有限公司JIUFINIS RPS -20Suzhou Alrtght Chemical Co.,LTD.吸水性起毛柔软剂本剂是专为聚酯纤维后整理加工所研发的新型柔软剂。松软、滑兼具的触感与绝佳的起毛效果,非- -般氨基硅柔软剂或起毛剂所能比拟,并具有吸水性与耐洗涤性。1.外观: 半透明液体2.组成: 有机硅主结构改性聚合物M3.离子性:阳/非两性离子4.浓度: 20%65.溶解性:易溶解于冷.熱水中璧性比较:柔软剂触感[起毛效果 稳定试验吸水性色牢度白度去除性成本RPS- -20氨基硅柔软剂Ax- -般起毛剂4吸湿排汗剂O:较佳0:一般x:较差 .中国煤化工免费提供:中试样品、锐明书及多种起YHCNMHG地址:苏州市甪直镇南场工业区鸿福路南侧TEL: 0512-85021599 (总机) FAX: 0512-85021590 邮编: 215127