反应性受阻胺类抗紫外线整理剂的合成及应用

论文摘要

随着工业的发展,各种废气对大气的污染日益加剧,大气臭氧层遭到了破坏,到达地球表面的紫外线辐射量逐渐增强,对人类的健康造成了极大的危害。因此,国际上非常重视抗紫外线织物的开发与应用。纺织品防紫外线的有效方法是使用抗紫外线整理剂,该领域的研究成为纺织印染行业重要的课题之一。本文针对改善棉织物抗紫外线性能这一目标,通过在三嗪类紫外线吸收剂分子中引入受阻胺类光稳定基团的方法,设计并制备出了多种反应性受阻胺类抗紫外线整理剂。以苯并三唑、对（β-硫酸酯乙基砜）苯胺、间苯二胺、2,4-二氨基苯磺酸、对氨基苯磺酸、三聚氯氰等为原料合成了三嗪类紫外线吸收剂,然后向合成的三嗪类化合物分子中引入受阻胺哌啶醇,最终合成了4种反应性受阻胺类抗紫外线整理剂及其4种三嗪类中间产物,本文合成8种化合物均可用作紫外线吸收剂。本文通过红外光谱和紫外光谱对合成化合物的结构和紫外吸收特征进行了初步的表征。红外光谱显示出各化合物主要官能团的存在;紫外光谱显示出各化合物的紫外吸收均在200～400nm之间,吸收强度高,具有优良的紫外吸收性能。本文还研究了各化合物溶液作为抗紫外线整理剂在棉织物上的应用性能。通过正交实验得出各化合物溶液的优化整理工艺,并在此基础上研究了各化合物溶液对整理后棉织物各项应用性能的影响。实验结果显示:经各化合物溶液抗紫外线整理后的纯棉府绸和纯棉针织布的抗紫外线指数（UPF）均有很大的提高,当用量为6%（o.w.f）时所用棉织物的UPF值均可以从10左右提高到40以上,并且UPF值随整理剂用量的增加而增加;整理后纯棉府绸和纯棉针织布经50次洗涤后UPF值的保留率均在80%以上,并且整理前后纯棉府绸和纯棉针织布的物理机械性能变化很小;整理后纯棉府绸和纯棉针织布的日晒牢度均有所改善,可以提高约0.5～1级,由于受阻胺光稳定基团与三嗪类紫外线吸收基团的协同作用,合成的受阻胺类抗紫外线整理剂提高日晒牢度的效果要好于其三嗪类中间产物。实验结果表明,合成的8种化合物均可以改善棉织物的抗紫外线性能,具有优良的防紫外线效果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 前言
• 1.1 引言
• 1.2 紫外辐射及其对人类影响
• 1.3 抗紫外线整理剂种类及发展现状
• 1.3.1 二苯甲酮类反应性紫外线吸收剂
• 1.3.2 苯并三唑类反应性紫外线吸收剂
• 1.3.3 三嗪类反应性紫外线吸收剂
• 1.3.4 受阻胺类反应性紫外线吸收剂
• 1.3.5 其他类反应性紫外线吸收剂
• 1.4 反应性抗紫外线整理剂与纤维素纤维的反应机理
• 1.4.1 一氯均三嗪类
• 1.4.2 乙烯砜类
• 1.5 织物抗紫外线整理方法
• 1.5.1 高温高压吸尽法
• 1.5.2 常压吸尽法
• 1.5.3 浸轧法
• 1.5.4 涂层法
• 1.5.5 纺丝法
• 1.5.6 其他
• 1.6 织物抗紫外线检测方法
• 1.6.1 紫外防护效果的测试及评价
• 1.6.2 国内外抗紫外线整理测试标准
• 1.6.3 影响织物抗紫外线性能的因素
• 1.7 研究意义和内容
• 第2章 实验部分
• 2.1 实验设计
• 2.2 实验药品与仪器
• 2.2.1 实验仪器
• 2.2.2 实验药品
• 2.2.3 实验所用织物规格
• 2.3 反应性受阻胺类抗紫外线整理剂及其三嗪类中间产物的制备
• 2.3.1 3-（5-（（4-氯-6-（对-（β-硫酸酯乙基砜）苯基）氨基-1,3,5-三嗪）氨基）-2H-苯并三唑）-4-羟基苯磺酸钠（2-a）的合成
• 2.3.2 3-（5-（（4-氯-6-（2,2,6,6-四甲基-4-哌啶）氧基-1,3,5-三嗪）氨基）-2H-苯并三唑）-4-羟基苯磺酸钠（2-b）的合成
• 2.3.3 3-（5-（（4-（2,2,6,6-四甲基-4-哌啶）氧基-6-（对-（β-硫酸酯乙基砜）苯基）氨基-1,3,5-三嗪）氨基）-2H-苯并三唑）-4-羟基苯磺酸钠（2-c）的合成
• 2.3.4 4,4′-（1,3-亚苯基）-二（4-氯-2,6-二亚氨基-1,3,5-三嗪）-二苯磺酸钠（2-d）的合成
• 2.3.5 2,4-二（4-氯-6-（对-磺酸苯基）氨基-1,3,5-三嗪）氨基苯磺酸钠（2-e）的合成
• 2.3.6 2,4-二（4-氯-6-（对-（β-硫酸酯乙基砜）苯基）氨基-1,3,5-三嗪）氨基苯磺酸钠（2-f）的合成
• 2.3.7 2,4-二（4-氯-6-（2,2,6,6-四甲基-4-哌啶）氧基-1,3,5-三嗪）氨基苯磺酸钠（2-g）的合成
• 2.3.8 2,4-二（4-（2,2,6,6-四甲基-4-哌啶）氧基-6-（对-（β-硫酸酯乙基砜）苯基）氨基-1,3,5-三嗪）氨基苯磺酸钠（2-h）的合成
• 2.3.9 产物小结
• 2.4 反应性受阻胺类抗紫外线吸收剂及其三嗪类中间产物的应用
• 2.4.1 反应性抗紫外线整理剂优化整理工艺的探讨
• 2.4.2 反应性抗紫外线整理剂的应用性能测试
• 第3章 结果与讨论
• 3.1 引言
• 3.2 反应性抗紫外线整理剂的紫外吸收光谱
• 3.2.1 抗紫外线整理剂的紫外吸收光谱
• 3.2.2 抗紫外线整理剂的摩尔消光系数
• 3.3 整理工艺正交实验及其分析
• 3.4 抗紫外线整理剂用量对织物UPF值的影响
• 3.4.1 抗紫外线整理剂2-a溶液用量对织物UPF值的影响
• 3.4.2 抗紫外线整理剂2-b溶液用量对织物UPF值的影响
• 3.4.3 抗紫外线整理剂2-c溶液用量对织物UPF值的影响
• 3.4.4 抗紫外线整理剂2-d溶液用量对织物UPF值的影响
• 3.4.5 抗紫外线整理剂2-e溶液用量对织物UPF值的影响
• 3.4.6 抗紫外线整理剂2-f溶液用量对织物UPF值的影响
• 3.4.7 抗紫外线整理剂2-g溶液用量对织物UPF值的影响
• 3.4.8 抗紫外线整理剂2-h溶液用量对织物UPF值的影响
• 3.5 洗涤次数对织物UPF值的影响
• 3.6 抗紫外线整理剂对织物日晒牢度的影响
• 3.7 抗紫外线整理剂对织物物理机械性能的影响
• 3.8 同浴染色性能研究
• 第4章 结论
• 参考文献
• 附图化合物的红外谱图
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢