高分子染料具有良好的成膜性、耐迁移、耐溶剂和不易被人体吸收等优良性能,在染色、涂料印花和涂料染色方面有较好的应用。

本文设计合成了一系列聚丙烯酸大分子染料,应用于涂料染色和涂料印花时,具有较好的牢度性能,而且染料利用效率接近100%。该类染料染色时工艺简单、清洁环保、基本无有色污水和VOC排放。

通过沉淀聚合法合成了低分子量的聚丙烯酸,产品收率90%以上。在最佳条件下聚合残液循环利用研究结果表明,每次循环溶剂的回收率超过95%,循环利用5次累计产品收率达到92.6%,且聚合物的分子量基本稳定,维持在1000～1300g/mol。

以合成的聚丙烯酸为原料,在N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)中以氯化亚砜为酰氯化试剂,产物不经分离直接与芳胺缩合制备聚丙烯酸-co-丙烯芳酰胺类化合物。通过红外光谱、薄层色谱和核磁共振氢谱对产物结构进行表征。论文研究了芳胺与羧基投料摩尔比对芳胺利用率的影响,结果表明,在芳胺与羧基投料摩尔比为1：4时,反应14h,芳胺的反应率超过80%,最高可达96%。

实验结果表明该方法对苯胺、对硝基苯胺、对甲氧基苯胺和N,N-二乙基间苯二胺等都适用,为合成聚丙烯酸-co-丙烯芳酰胺类化合物的合成提供了一个合适可行的方法。 以聚丙烯酸为原料,通过接枝N,N-二乙基间苯二胺,合成了接枝率分别为25%和35%的聚(丙烯酸-co-(N-(3-二乙氨基)苯基)丙烯酰胺)(DA大分子中间体)。以接枝率为35%的DA大分子中间体为偶合组分,与苯胺类重氮盐和杂环芳胺类重氮盐偶合合成了13支DA(35%)聚丙烯酸大分子染料；以接枝率为25%的DA大分子中间体为偶合组分,与苯胺类重氮盐偶合合成了2支DA(25%)聚丙烯酸大分子染料；以聚丙烯酸为原料,通过接枝对硝基苯胺,合成了接枝率为15%的大分子中间体,经过硝基还原和重氮化,与吡啶酮中间体偶合合成了2支黄色聚丙烯酸大分子染料。所合成的聚丙烯酸染料用IR和1HNMR进行了结构表征。

本文合成了12种与聚丙烯酸染料相容性较好的聚丙烯酸酯类乳液粘合剂,并将其应用于聚丙烯酸大分子染料的涂料染色和涂料印花,并研究了所合成的聚丙烯酸大分子染料与聚丙烯酸酯粘合剂在涂料染色时的最佳染色条件。并在最佳条件下,以接枝率为35%的DA大分子中间体合成的聚丙烯酸大分子染料与非交联型(不含N-羟甲基丙烯酰胺)的0号粘合剂(用量15%)应用于涂料染色和涂料印花时,在棉纤维上干摩擦牢度、水洗牢度可以达到4级或4级以上,湿摩擦牢度可以到达3级或3级以上；在涤纶上干摩擦牢度、水洗牢度可以达到4级或4级以上,湿摩擦牢度可以到达4级。在印花色浆中加入6%的增稠剂海藻酸钠,涂料印花织物轮廓清晰度高,满足应用要求。

在相同的条件下,聚丙烯酸大分子染料与自交联型粘合剂(含自交联单体N-羟甲基丙烯酰胺)应用于涂料染色,部分染料在棉纤维和涤纶上的湿摩擦牢度和水洗变色牢度比使用非交联型粘合剂可以提高半级至1级。

论文研究了聚丙烯酸大分子染料发色体的结构与应用性能的关系,发色体中含有硝基和氰基基团的聚丙烯酸大分子染料,在涂料染色和涂料印花时摩擦牢度和水洗牢度更好。研究了染料的接枝率对应用性能的影响,结果表明在相同的发色体结构,接枝率高的聚丙烯酸大分子染料在涂料染色时具有更好的牢度性能。