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蚕丝蛋白质侧基偶合染色及其光谱特性研究

作　者: 程建伟
导　师: 陈维国
学　校: 浙江理工大学
专　业: 轻工技术与工程
关键词: 蚕丝蛋白质侧基重氮盐偶合反应色谱色牢度
分类号: TS193.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

蚕丝是一种蛋白质纤维,被誉为纤维“皇后”,深受人们喜爱。但是蚕丝制品的耐洗色牢度不佳,是目前国内外尚未很好解决的行业技术难题,严重影响了蚕丝制品的品质和服用性能,制约了蚕丝产业的发展。蚕丝蛋白质中具有较高含量的酪氨酸残基,有关蛋白质化学修饰的研究表明,其结构中的对亚甲基苯酚侧基可以和芳氨重氮盐偶合,生成偶氮结构发色体。本论文以蚕丝蛋白质中酪氨酸残基为偶合组分,在蚕丝蛋白质大分子上直接生成有色物质,从而完成对蚕丝纤维的着色。论文研究了蛋白质侧基偶合着色的工艺,以着色织物K/S值和匀染性为评价标准,得到最佳工艺条件：轧碱处理时碱液浓度为6g/L,重氮盐浓度为0.024mol/L,偶合浴pH5～6,浴比为1：100,偶合时间为10min。以此为基础,对典型芳胺化合物进行筛选,通过改变重氮组分的分子结构,制备出不同的芳胺重氮盐,用来丰富蛋白质侧基偶合着色织物的色谱。本论文采用两种方法改变重氮组分的分子结构,一种是向芳胺结构中引入不同类型、不同数量、不同取代位置的吸电子基,可使某些结构的芳胺重氮盐着色织物发生深色、浓色效应；另一种方法是采用隔离基将两个发色体连接形成拼色效应。为实现拼色效应,将间苯二胺和对苯二胺与溴氨酸通过乌尔曼缩合反应生成含间苯二胺基团的蒽醌型染料A和含对苯二胺基团的蒽醌型染料B,染料A和染料B都含有较活泼的氨基,可进行重氮化,与蚕丝蛋白质侧基进行偶合显色。通过傅里叶红外光谱、核磁共振、质谱等分析,结果表明已成功制得所设计的蒽醌型染料,将产物溶解在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中,对溶液进行紫外-可见吸收光谱分析,测得染料A和染料B的表观颜色分别为蓝色、绿蓝色。对蛋白质侧基偶合所得的着色蚕丝织物色牢度进行研究,测试耐洗色牢度、耐摩擦色牢度、耐溶剂萃取色牢度和耐日晒牢度等。结果表明,蛋白质侧基偶合的着色织物耐洗色牢度为≥4级；耐干摩擦牢度为4-5级,耐湿摩擦牢度为≥4级,溶剂萃取色牢度测试中,织物表观颜色基本无变化。各种芳胺重氮盐偶合着色的蚕丝织物耐日晒性都较好,日晒后,颜色只是有很小的变化,通过隔离基连接产生拼色效应的染料A和染料B重氮盐偶合修饰的蚕丝织物,耐日晒性比上述所选芳胺的耐日晒性稍差,但比普通蒽醌型酸性染料着色的蚕丝织物要好。综上分析,蛋白质侧基偶合着色是一种高色牢度的蚕丝染色方法。此外,对着色织物进行断裂强力测试分析,结果表明,织物经轧碱(6g/L氢氧化钠溶液)处理和偶合反应后,断裂强力损失率在10%以内,着色织物的机械性能无明显不利影响。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-11
第一章前言  11-22
  1.1 研究背景及意义  11-12
  1.2 蚕丝染色的现状与发展  12-14
    1.2.1 蚕丝的酸性染料染色  12
    1.2.2 蚕丝的直接染料染色  12-13
    1.2.3 蚕丝的活性染料染色  13-14
    1.2.4 蚕丝的天然染料染色  14
  1.3 蚕丝蛋白质化学修饰  14-17
    1.3.1 蚕丝蛋白质分子结构  14-15
    1.3.2 蚕丝蛋白质侧链基团的修饰反应  15-17
  1.4 偶氮染料的合成过程  17-20
    1.4.1 重氮化反应  17-19
    1.4.2 偶合反应  19-20
  1.5 主要研究内容  20-22
第二章染料A和染料B的合成及表征  22-31
  2.1 实验部分  22-25
    2.1.1 实验药品  22-23
    2.1.2 实验仪器  23
    2.1.3 染料A和染料B的合成过程  23-24
    2.1.4 染料A和染料B的结构表征  24-25
  2.2 结果与讨论  25-29
    2.2.1 染料A和染料B的红外光谱分析  25-27
    2.2.2 染料A和染料B的核磁共振分析  27-29
    2.2.3 染料A和染料B的液相色谱-质谱联用分析  29
    2.2.4 染料A和染料B的紫外-可见吸收光谱分析  29
    2.2.5 染料的产率  29
  2.3 本章小结  29-31
第三章蚕丝蛋白质侧基偶合着色工艺的研究  31-44
  3.1 实验部分  31-34
    3.1.1 实验材料、药品及测试仪器  31-32
    3.1.2 蚕丝蛋白质侧基偶合着色过程  32-33
    3.1.3 着色织物的分析测试  33-34
  3.2 结果与讨论  34-43
    3.2.1 碱液浓度对织物色泽的影响  34-35
    3.2.2 重氮盐浓度对织物色泽的影响  35-37
    3.2.3 偶合浴pH值对织物色泽的影响  37-38
    3.2.4 浴比对织物色泽的影响  38-39
    3.2.5 浸染时间对织物色泽的影响  39-41
    3.2.6 最佳工艺条件下实验的重现性  41
    3.2.7 着色织物的颜色特征  41-42
    3.2.8 着色织物拉曼光谱分析  42-43
    3.2.9 着色织物的断裂强力  43
  3.3 本章小结  43-44
第四章蛋白质侧基偶合着色蚕丝织物色谱的研究  44-55
  4.1 实验部分  44-48
    4.1.1 实验材料、药品及测试仪器  44-46
    4.1.2 蚕丝蛋白质侧基偶合着色  46-47
    4.1.3 着色织物的K/S曲线  47-48
  4.2 结果与讨论  48-54
    4.2.1 着色织物颜色和重氮盐化学结构的关系  48-54
  4.3 本章小结  54-55
第五章蛋白质侧基偶合着色蚕丝织物的色牢度  55-70
  5.1 实验部分  55-58
    5.1.1 实验材料、药品及测试仪器  55-56
    5.1.2 蚕丝蛋白质侧基偶合着色  56
    5.1.3 着色织物的分析  56-58
  5.2 结果与讨论  58-69
    5.2.1 着色织物耐洗色牢度的分析  58
    5.2.2 着色织物耐摩擦色牢度的分析  58
    5.2.3 着色织物耐溶剂萃取色牢度的分析  58-61
    5.2.4 着色织物耐日晒性分析  61-69
  5.3 本章小结  69-70
第六章结论  70-71
参考文献  71-74
致谢  74-75
附录  75-77
攻读硕士学位期间发表的学术论文  77

蚕丝蛋白质侧基偶合染色及其光谱特性研究

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