丝素与一氯均三嗪型活性染料反应性的HPLC研究.pdf
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1、第2 8 卷第6 期 2 0 0 7 年6 月 纺织学报 J o 啪a lo f7 I e x t i l eR e 8 e a r c h V 0 1 2 8N o 6 J u n 2 0 0 7 文章编号:0 2 5 3 9 7 2 1 ( 2 0 0 7 ) 0 6 0 0 8 3 0 5 丝素与一氯均三嗪型活性染料反应性的H P L C 研究 邵敏1 ,邵建中1 ,刘今强1 ,范钦国1 2 ( 1 浙江理工大学先进纺织材料与制备技术教育部重点实验室,浙江杭州3 1 0 0 1 8 ; 2 美国麻省理工学院材料与纺织系,马萨诸塞州M A 0 2 7 4 7 ) 摘要用异丙胺、对甲酚和甲醇
2、分别模拟蚕丝丝素上氨基、酚羟基和醇羟基,应用高效液相色谱( H P L C ) 研究一氯 均三嗪型活性染料与蚕丝亲核基团的反应性能。结果表明,一氯均三嗪型活性染料与蚕丝上不同亲核基团的反应 性能不同,酚羟基在8 5 左右,p H 值为8 9 的条件下最佳,氨基在9 5 ,p H 值为9 左右较好,而醇羟基更适合碱 性较强的反应条件。结合亲核基团分布状况及含量可以推断,一氯均三嗪型活性染料适宜在p H 值为8 9 和8 5 。 9 5 下对蚕丝染色,在此条件下,一氯均三嗪型活性染料主要与蚕丝上的酚羟基反应,氨基起次要作用,而醇羟基 的作用甚微。 关键词蚕丝;亲核基团;活性染料;反应性能;高效液相
3、色谱 中图分类号:碣1 9 3 6 3 2文献标识码:A S t u d v 伽t h er e a c t i O nb e h a v i o ro fs 铷| 【6 b r o i nw i t h m o n o c M o r o t r i 讹i 耻r e a 砸v ed y e sb yI 田P L C 舳a l y s i s S H A OM i n l ,S H A OJ i a n z h o n 9 1 ,L I U J i n q i a n 9 1 ,F A NQ i n g u 0 1 2 ( 1 研汹D 麟D 可旷A d m M 缸7 硫t 泷肘口把砌蠡口磁朋n
4、 咖新n g 娩加研,胝n 蠡竹旷E 也删如n 。z 砘洳n g i 一死c 矗溉沁璐毋, 讹增勘u ,删施增3 1 0 0 1 8 ,( 流讹;2 D e p 口n 胱mo ,讹把蒯s 口材如,肘删n c 删船凰拓船D ,z 锄加蚴,删0 2 7 4 7 ,啦哇) A b s t r a c t U s i n g1 s o p r o p y la I I l i n e , p m e t h y l p h e n o la n d l e t h a n o lf b rs i 瑚【u l a t i n gt h ea I I l i n o ,p h e n o la n d h
5、 y d r o x y lg r o u p so fs i l k6 b r o i nr e s p e c t i v e l y ,t h er e a c t i o no fm o n o c l l l o r o t d a z i n er e a c t i v ed y e sw i t hn u e l e o p h i l i c g r o u p so f s i l kf i b r o i nw a ss t u d i e dw i t hh i g h - p e r f o 珊a n c el i q u i dc h r o m a t o g m
6、 p h y ( H P L C ) 7 1 1 l er e s u l t ss h o w e d t h a tt h er e a c t i o no fm o n o c h l o r o t r i a z i n er e a c t i V ed y e s 诮t hn u c l e o p h i l i cg m u po fs i l kf i b r o i nv a r i e s 埘t hd i f k r e n t t y p e so fn u c l e o p h i l i cg r o u pw i t lo p t i m a lr e a
7、c t i o ne o n d i t i o n sa ta b o u t8 5 a n dp H = 8 9f o rt l l ep h e n 0 1 g r o u p ,a n d9 5 a I l dp H = 9f o rm ea I I l i n og r o u p H o w e v e r ,f o rt h eh y d r o x y lg r o u p ,呦r es t r o n gb a s i c c o n d i t i o ni sp I e f b r T e d B e s i d e s ,t a k i n gi n t oc o n
8、s i d e r a t i o nt h ec o n t e n ta n dd i s t r i b u t i o no fn u c l e o p h i l i cg m u p so f s i l k ,i tw a sd e d u c e dt h a tm o n o c h l o r o t r i a z i n eI a c t i v ed y e sw e r es u i t a b l ef b rd y e i n gs i l ku n d e rt h ec o n d i t i o n so f 8 5 9 5 a J l dp H = 8
9、 9 ,a I l d i nr e s p e c to ft h ee f f e c t o fr e a c t i n gw i t hn l o n o c h l o m t r i a z i n er e a c t i v ed y e s , p h e n o lg I - 0 u p so c c u p i e dt h ef i r s tp l a c e ,f o l l o w e db ya m i n og r o u p s ,w h i l eh y d m x y lg m u p s ,n e d i g i b l e K e yw o r d
10、 ss i l k ;n u c l e o p h i l i cg r o u p ;I e a c t i V ed y e s ;r e a c t i o nb e h a v i o r ;H P L C 蚕丝制品通常用酸性染料染色,耐洗色牢度较 差,用活性染料染色有望从根本上解决蚕丝制品水 洗色牢度问题。活性染料自应用以来,国内外学者 对活性染料及其对纤维素纤维染色性能及原理进行 了深入的研究。3 。,活性染料在纤维素纤维上的应 用技术比较成熟,但在蚕丝上的应用由于染色一次 正确率低,重演性差,固着率较低,提深性差等缺陷 而受到局限,对此,以往研究大多仅着眼于染色工艺 的改进和控
11、制H 1 。从前期研究结果看,要实现活性 染料在蚕丝上的稳定可控染色,蚕丝丝素结构、活性 染料性能以及它们之间相互作用的内在关系等许多 深层次问题尚待研究。 收稿日期:2 0 0 6 一1 2 一0 4修回日期:2 0 0 7 0 3 1 5 基金项目:国家自然科学基金资助项目( 2 0 0 7 5 0 2 3 ) ;浙江省自然科学基金资助项目( z c 0 2 0 7 ) 作者简介:邵敏( 1 9 6 8 一) ,女,工程师,硕士。主要研究领域为染整与仪器分析。邵建中,通讯作者,E m a i l :j s h a o 2 8 t u e d u c n 。 万方数据 PDF Waterma
12、rk Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 8 4 纺织学报第2 8 卷 活性染料对纤维的染色固色实质上是活性染料 与纤维上的亲核基团和水中的羟基的竞争反应。蚕 丝纤维蛋白质分子结构复杂,其大分子链上有多种 亲核基团,主要有氨基、醇羟基和酚羟基三大类”一。 本文选用异丙胺、对甲酚和甲醇分别模拟蚕丝丝素 上的氨基、酚羟基和醇羟基与一氯均三嗪活性染料 反应,利用反相离子对高效液相色谱分析方法测定 其反应过程中的染料与模拟物反应产物的含量变 化,分析比较蚕丝纤维上不同亲核基团与染料的反 应性能6
13、| 。 1实验部分 1 1 仪器及试剂 A 醇l e n t1 1 0 0 高效液相色谱( H P L c ) 仪,美国安捷 伦公司;T H 2 8 2 恒温振荡器。 甲醇,对甲酚,异丙胺,冰醋酸,碳酸钠,碳酸氢 钠,无水乙酸钠,乙酸胺,四丁基溴化胺,均为分析 纯;二次蒸馏水;乙腈为H P L C 级;活性艳橙K G ,活 性艳红K 2 B P ,为商用染料。 1 2 色谱条件 色谱柱:A g i l e n tz O R B A xE x t e n dc 1 8 ( 4 6 1 5 0m m ,5 ”m ) ;流动相:A 为1 0 0 乙腈,B 为离子对 缓冲液( 含2m m o l ,L
14、 四丁基溴化胺和0 0 5m o l L 醋酸 胺) ,前1 0 “n :3 0 A ( 1 0 0 乙腈) ,7 0 B ( 离子对 缓冲液) ,1 0 1 5m i n 后流动相梯度至:5 0 A ,5 0 B ;流速0 9m L I I l i n ;进样量1 0 皿;柱温3 0 ;检测波 长:染料可见光区最大吸收波长( 活性艳红K 2 B P : 5 3 5n m ;活性艳橙K G :4 8 0n m ) 。 1 3 样品及数据处理 用不同p H 值的缓冲液配制不同亲核基团模拟 物溶液1 0 0m L ,加温至所需温度,加入准确称量的活 性染料,振荡,恒温水浴锅加温。每隔数分钟取样 5
15、m L ,加至已装有约( 略少于) 2 0m Lp H 值为4 的冷 缓冲液的容量瓶( 2 5m L ) ,稀释至刻度,过滤,H P L c 分析,并以峰面积归一法对H P L c 结果进行数据处 理及定量分析。本文以活性艳红K 一2 B P 与活性艳橙 K G 进行实验,结果基本一致,文中数据以活性艳红 K 一2 B P 为例。 2 结果与讨论 2 1 一氯均三嗪型活性染料与甲醇反应性 从活性艳红K 2 B P 与甲醇反应的色谱图( 见图 1 ( a ) 一( c ) ) 看出,未反应的活性艳红K 2 B P ( D ) 保留 时间t 。为1 6 1r I l i n ,随反应时间的增加,该
16、峰面积逐 渐减少,同时f 。为6 5r n i n 及1 5 8I I l i n 处色谱峰逐渐 增大,与染料水解色谱图( 图l ( d ) ) 比较可知,前者 ( f 。为6 5I I l i n ) 为水解染料( D O H ) ,后者( t 。为 1 5 8l l l i n ) 则为甲醇与染料的反应产物( D O R ) 。 68 l O 1 2 1 4 1 6 “1 l l i n ( a ) 染料在p l I - 1 0 8 5 条件下 与甲醇反应0 m i n 6 8 1 0 1 2 1 4 1 6 f m i l l ( b ) 染料在p H = l O 。8 5 条件下 与甲
17、醇反应2 0 m i n 681 01 21 41 6 舳i I l ( c ) 染料在毋I 1o 8 5 条件下 与甲醇反应6 0 m i n 681 01 21 41 6 f m i n ( d ) 染料在p 壬I - 1 1 ,9 5 条件下 水解反应4 0 m i n 图1 活性艳红K - 2 B P 与甲醇反应及水解的H P L C 色谱图 F i g 1C h m m a t o g r 眦8o fh y d r o l y s i s 蚰dr e a c t i o no fR e a c t i v e B r i UR e dK _ 2 B P 试mm e t I I a I
18、 l 0 1 ( a ) ,( b ) ,( c ) D y e 8r e a c t e dw 汕 m e t h a n o Ia tp H = 1 0 ,8 5 f o r0m i n 、2 0m i n 、6 0m i n ;( d ) D y e sh y d r o l y z e df o r4 0m i na tp H = 1 l ,9 5 甲醇( 1m o l L ) 与染料( 1g L ) 在不同条件下反 应,不同时间取样进行H P L c 分析。分析结果表明: 随温度升高,甲醇与一氯均三嗪染料亲核反应包括 水解反应速度增加;弱碱性条件下( p H 值9 ) 甲醇 与染料反
19、应速度反应性较差,p H 值增大,其反应速 度及染料水解速度同时加快,而前者速度的增加比 后者快( 见表1 ) 。该结果验证了实践中用一氯均三 嗪型染料在纤维素纤维染色固色需要高温和碱性较 强的条件,而在强碱性的固色条件下活性染料的水 解严重。 由于甲醇的电离常数很小,弱碱性下甲醇电离 的醇羟基氧负离子R 0 一的浓度很低,其亲核反应速 度很慢;p H 值增加,R O 一与H O 一的浓度同时增加, 反应速度增加;而甲基的供电子性使得R O 一比H O 一 亲核性强,因此碱性增加,R O 一与染料的亲核反应速 度增加比H O 一快。 万方数据 PDF Watermark Remover DEM
20、O : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 第6 期 邵敏等:丝素与一氯均三嗪型活性染料反应性的H P L c 研究 8 5 表1甲醇( 1 珊D L ) 与活性艳红K 2 B P ( 1g ,L ) 在不同 条件下反应砷m 蛔时各组分含量 1 a b 1A 嗍o f 岫涮t a n b 舡dh y 岫o fR 明c 廿w B r mR e dK 2 B P ( 1g ,L ) r 嘲c t e dw “hm 明删o l ( 1m D L ) f b r 卯m i n 蚰d 诳b 弛n t n d m 咖 注:表中数据
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