醌式噻吩染料的分散性及其對(duì)染色性能的影響

，，，，崔志

(浙江理工大學(xué)，a.生態(tài)染整技術(shù)教育部工程研究中心；b.先進(jìn)紡織材料與制備技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，杭州 310018)

0 引 言

雜環(huán)分散染料因具有色澤鮮艷、發(fā)色強(qiáng)度高及優(yōu)異的提升性和染色牢度等特點(diǎn)而成為分散染料領(lǐng)域的重點(diǎn)研究對(duì)象[1]。其中，針對(duì)含噻吩結(jié)構(gòu)的分散染料研究已近七十年。由于噻吩等雜環(huán)小分子的π共軛體系有限，通常的分子設(shè)計(jì)思路是將噻吩單元作為重氮組分和/或偶合組分引入到偶氮染料中，從而獲取所需的顏色以及適宜的染色性能[2-4]。然而，基于噻吩結(jié)構(gòu)的非偶氮類染料則較少被報(bào)道。

近年來，醌式噻吩染料由于其優(yōu)越的分子間電荷傳輸性能而在光電材料領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注[5]。除此優(yōu)越的性能之外，醌式噻吩染料還具有結(jié)構(gòu)平面性高、骨架剛性強(qiáng)、HOMO/LUMO能級(jí)低、能級(jí)帶隙窄、摩爾消光系數(shù)高等一系列特點(diǎn)[6]。從染料分子設(shè)計(jì)的角度來說，醌式噻吩可以作為紡織品印染用染料的良好母體。例如，醌式噻吩染料在可見光區(qū)能夠產(chǎn)生強(qiáng)烈吸收特性。據(jù)報(bào)道[7-8]，該類染料的摩爾消光系數(shù)最高能夠達(dá)到2×105L/(mol·cm)。極高的摩爾消光系數(shù)將使醌式噻吩染料具有優(yōu)越的經(jīng)濟(jì)性。

通常，常規(guī)偶氮染料只在分子能量處于最低時(shí)才顯示結(jié)構(gòu)共平面性，而醌式噻吩染料由于各單元之間以雙鍵相連導(dǎo)致分子在任何時(shí)刻均呈現(xiàn)平面剛性結(jié)構(gòu)[6]。一方面，醌式結(jié)構(gòu)的平面性有利于增強(qiáng)染料與纖維之間的作用力，從而可提升染色織物的色牢度[9]。但另一方面，染料分子間作用力也將因此而增大，染料在染浴中形成單分子態(tài)的能力將受到限制，染料在纖維表面及內(nèi)部的擴(kuò)散也將受到很大影響[10]。因此，有必要研究醌式噻吩染料的高度分子平面性對(duì)其在染浴中分散性能的影響。

本課題組通過調(diào)控取代基空間效應(yīng)的方式設(shè)計(jì)合成了用于滌綸染色的醌式聯(lián)二噻吩系列染料，部分染料上染率能夠達(dá)到95%以上，且具有極佳的色牢度[11-12]。但同時(shí)也發(fā)現(xiàn)，與常規(guī)偶氮染料相比，醌式聯(lián)二噻吩染料的上染速度較慢，需要更長時(shí)間或更高溫度才能達(dá)到染色平衡[12]。本文以自制醌式聯(lián)二噻吩染料D1和D2為研究對(duì)象，系統(tǒng)研究了該類染料的分散性、分散穩(wěn)定性及其對(duì)染色性能的影響，并通過與常規(guī)偶氮染料對(duì)比，探討了醌式結(jié)構(gòu)平面性的影響規(guī)律。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)材料及儀器

實(shí)驗(yàn)材料：滌綸織物(188T 75D×75D 2/2斜紋，嘉興耀翔紡織有限公司)；染料D1和D2參照文獻(xiàn)[12-13]制備，C.I.分散橙30(杭州下沙恒升化工有限公司)，實(shí)驗(yàn)中所有染料均經(jīng)柱層析分離及乙醇重結(jié)晶提純處理，并經(jīng)核磁共振氫譜及質(zhì)譜確認(rèn)，染料分子結(jié)構(gòu)見圖1；鋯珠(粒徑0.2～2.0 mm，浙江金琨鋯業(yè)有限公司)；醋酸、氫氧化鈉和保險(xiǎn)粉均為市售分析純，分散劑NNO、分散劑MF、木質(zhì)素磺酸鈉和洗凈劑209均為市售工業(yè)級(jí)，去離子水為實(shí)驗(yàn)室自制。

圖1 染料D1、D2和C.I.分散橙30的分子結(jié)構(gòu)

實(shí)驗(yàn)儀器：實(shí)驗(yàn)室微型研磨裝置(自建，結(jié)構(gòu)如圖2所示)、JJ-1型增力電動(dòng)攪拌器(常州普天儀器制造有限公司)、UV-2600型紫外分光光度計(jì)(日本島津公司)、Zetasizer Nano S型納米粒度及分子量分析儀(英國馬爾文儀器有限公司)、800B型低速臺(tái)式離心機(jī)(上海安亭科學(xué)儀器廠)、DYE-24型可調(diào)向式打色機(jī)(上海千立自動(dòng)化設(shè)備有限公司)、SF600X型測(cè)色配色儀(美國Datacolor公司)、Y571L型染色摩擦色牢度儀(萊州市電子儀器有限公司)、SW-241型耐洗色牢度試驗(yàn)機(jī)(溫州大榮紡織儀器有限公司)。

圖2 自建實(shí)驗(yàn)室微型研磨裝置

1.2 染料分散性測(cè)試方法

稱取染料(50.0 mg)、分散劑(100.0 mg)、鋯珠(20.0 g)和去離子水(50.0 mL)混合后放入實(shí)驗(yàn)室微型研磨裝置中，然后在室溫條件下進(jìn)行高速研磨。測(cè)試染料顆粒平均粒徑時(shí)，從研磨裝置中吸取染料分散液0.2 mL并稀釋10倍，靜置15 min后，取上層液裝入測(cè)定粒徑的專用比色皿，再靜置5 min，使用納米粒度分析儀測(cè)試樣品的平均粒徑[11]。

1.3 染料分散穩(wěn)定性測(cè)試方法

1.3.1 離心沉淀法

選擇優(yōu)化的研磨工藝將染料高速研磨12 h，采用尼龍網(wǎng)過濾除去研磨介質(zhì)后獲得染料分散液。取分散液0.5 mL并溶于DMF(10.0 mL)中，采用紫外-可見分光光度儀測(cè)試并記錄最大吸收波長處的吸光度值A(chǔ)1。采用臺(tái)式離心機(jī)在3000 r/min的轉(zhuǎn)速下對(duì)分散液進(jìn)行離心，并在選定時(shí)間點(diǎn)(5、15、30 min和45 min)分別取分散液上層和下層液體各0.5 mL并溶于DMF(10.0 mL)中，測(cè)試并記錄最大吸收波長處的吸光度值A(chǔ)2。以未離心時(shí)分散液中染料含量為標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算離心后分散液中殘留染料相對(duì)含量，計(jì)算公式如式(1)所示：

(1)

式中：C為分散液中染料相對(duì)含量，%；A1為未離心時(shí)分散液的吸光度；A2為離心一定時(shí)間后分散液的吸光度。

1.3.2 靜置沉淀法

選擇優(yōu)化的研磨工藝將染料高速研磨12 h，采用尼龍網(wǎng)過濾除去研磨介質(zhì)后獲得染料分散液。將分散液在室溫條件下靜置，每隔一定時(shí)間(1、7、14 d和24 d)在分散液中層取樣，采用納米激光粒度儀測(cè)試分散液中染料顆粒的平均粒徑。

1.4 染色方法

按1.2節(jié)方法制備染料分散液，并按下述工藝進(jìn)行染色：染料用量為1.0% owf；分散劑NNO量為2.0 g/L；pH為4～5(醋酸)；染色溫度為130 ℃；浴比為1∶50。30 ℃入染，以1.5 ℃升溫至130 ℃，保溫60 min后降溫至60 ℃。取出試樣后水洗，還原清洗，水洗，烘干，待測(cè)。具體方法參考文獻(xiàn)[14]。

還原清洗工藝：NaOH量為2.0 g/L；保險(xiǎn)粉量為2.0 g/L；浴比為1∶30，于80 ℃下處理5 min。

1.5 染色性能測(cè)試方法

1.5.1 上染率測(cè)試

根據(jù)殘液法測(cè)定上染率，分別將染色前及染色后(包括還原清洗)染液稀釋至一定體積，分別用紫外-可見分光光度計(jì)測(cè)定染前染后染液在最大吸收波長處的吸光度值A(chǔ)o和At。計(jì)算公式如式(2)所示：

(2)

式中：W為上染率，%；Ao為染液染前稀釋的吸光度；At為染液染后稀釋的吸光度。

1.5.2 表面得色深度K/S測(cè)試

采用計(jì)算機(jī)測(cè)色配色儀在D65光源和10°視角下測(cè)定不同波長(400～700 nm)下染色織物的反射率曲線，記錄最大吸收波長處的K/S值，每個(gè)試樣測(cè)量3次取平均值。按照Kuberlka-Munk理論，計(jì)算公式如式(3)所示：

(3)

式中：K為吸收系數(shù)；S為散射系數(shù)；R為樣品的光譜反射率。

1.5.3 色牢度測(cè)試

采用GB/T 3921-2008測(cè)試方法測(cè)定耐皂洗色牢度；采用GB/T 3920-2008測(cè)試方法測(cè)定耐摩擦色牢度；采用GB/T 6152-1997測(cè)試方法測(cè)定耐升華色牢度。

2 結(jié)果與討論

2.1 醌式噻吩染料D1和D2的分散性研究

用于滌綸纖維染色的疏水性染料通常需要經(jīng)過分散研磨處理，將染料顆粒的粒徑分布主要集中于1 μm以下，以便染料在高溫染浴中形成單分子態(tài)而上染纖維[15]。本文首先探討醌式噻吩染料在分散研磨過程中分散劑種類、分散劑用量、研磨介質(zhì)、研磨時(shí)間等主要因素對(duì)染料顆粒平均粒徑的影響。

2.1.1 分散劑種類對(duì)染料顆粒平均粒徑的影響

疏水性染料在研磨過程中需要加入一定量的分散劑。分散劑是一種表面活性劑，它可以減弱染料粒子的聚集程度，促使粗染料顆粒細(xì)化分散，從而形成穩(wěn)定懸浮體[16]。本文以研磨后分散液中染料顆粒平均粒徑為標(biāo)準(zhǔn)，選用并考察了三只常見陰離子分散劑對(duì)醌式噻吩染料的細(xì)化分散效果，結(jié)果見表1。

表1 使用不同分散劑時(shí)染料顆粒的平均粒徑 nm

注：分散劑用量為染料用量的2倍，鋯珠粒徑為0.2 mm，研磨時(shí)間12 h。

由表1中數(shù)據(jù)可以看出，經(jīng)過12 h機(jī)械研磨之后，各組分散液中的染料顆粒均能夠被分散至極細(xì)狀態(tài)。在相同情況下，三支染料均以使用分散劑NNO獲得最小粒徑，而分散劑MF和木質(zhì)素磺酸鈉效果次之。這可能是因?yàn)椋悍稚㎞NO分子單元中含有以亞甲基連接的兩個(gè)α-萘環(huán)，具有較好的分子共平面性，能夠與醌式噻吩結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較強(qiáng)的范德華力；而分散劑MF分子中的α-甲基則破壞了分子共平面性，致使染料與分散劑的結(jié)合作用變?nèi)?；木質(zhì)素磺酸鈉的分子結(jié)構(gòu)中只有苯環(huán)，范德華力較弱。可見，分散劑NNO作為分散劑具有更高分散效率。

2.1.2 分散劑用量對(duì)染料顆粒平均粒徑的影響

考察了分散劑NNO的用量對(duì)分散液中染料顆粒平均粒徑的影響，結(jié)果如表2所示。當(dāng)染料/分散劑用量比分別為1∶1、1∶2和1∶4時(shí)，最終分散液中染料D1的平均粒徑為331、141 nm和136 nm，表明分散劑用量的增加有利于降低染料顆粒平均粒徑。染料D2和C.I.分散橙30也有著相似的規(guī)律。實(shí)驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)，染料與分散劑用量比為1∶1時(shí)，三支染料分散液在靜置1 d后即有明顯沉淀。這是由于分散劑用量較小時(shí)，分散劑NNO難以將染料顆粒表面完全包覆并形成穩(wěn)定雙電層結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致裸露的染料顆粒表面發(fā)生吸引而團(tuán)聚[17]。染料與分散劑用量比為1∶2時(shí)，已能獲得極低染料顆粒平均粒徑，繼續(xù)增加分散劑用量，染料顆粒平均粒徑已無明顯下降趨勢(shì)。因此，將分散劑NNO用量定為染料用量的兩倍較為適宜。

表2 使用不同分散劑用量時(shí)染料顆粒的平均粒徑 nm

注：分散劑為NNO，鋯珠粒徑為0.2 mm，研磨時(shí)間為12 h。

2.1.3 研磨介質(zhì)粒徑對(duì)染料顆粒平均粒徑的影響

選用合適的研磨介質(zhì)，對(duì)于提高研磨分散效率具有重大影響。常見的研磨介質(zhì)包括玻璃珠、陶珠、鋼珠、氧化鋁珠和氧化鋯珠等。其中，氧化鋯珠被證明在硬度、抗壓強(qiáng)度、耐磨性、研磨效率等方面均有優(yōu)勢(shì)[18]。本文選用5組具有不同粒徑的氧化鋯珠(簡(jiǎn)稱鋯珠)作為研磨介質(zhì)，考察了鋯珠粒徑對(duì)分散液中染料顆粒平均粒徑的影響，結(jié)果如表3所示。從表3中可以看出，隨著鋯珠平均粒徑從2.0 mm減小至0.2 mm，染料D1分散液中染料顆粒平均粒徑從896 nm大幅下降至141 nm；染料D2及C.I.分散橙30也表現(xiàn)出相同的規(guī)律?？梢?，鋯珠粒徑越小，研磨效率越高。

表3 使用不同粒徑鋯珠時(shí)染料顆粒的平均粒徑

注：分散劑為NNO，分散劑用量為染料用量的2倍，研磨時(shí)間為12 h。

2.1.4 研磨時(shí)間對(duì)染料顆粒平均粒徑的影響

理論上，常規(guī)偶氮染料由于染料分子間作用力較小，因此，染料更易破碎解離，所得染料顆粒平均粒徑應(yīng)當(dāng)小于醌式噻吩染料[12]。然而，在前述各項(xiàng)因素考察實(shí)驗(yàn)中，C.I.分散橙30的平均粒徑均高于染料D1和D2。為解釋該結(jié)果，本文考察了研磨時(shí)間對(duì)染料顆粒平均粒徑的影響。在使用分散劑NNO(質(zhì)量為染料的2倍)和鋯珠(平均粒徑為0.2 mm)情況下，對(duì)三只染料進(jìn)行分散研磨，每隔一定時(shí)間取樣測(cè)試分散液中染料顆粒平均粒徑，得到分散液中染料顆粒平均粒徑隨時(shí)間變化曲線，如圖3所示。

圖3 染料顆粒的平均粒徑隨時(shí)間變化曲線注：分散劑為NNO，鋯珠粒徑為0.2 mm。

從圖3中可以看出，三只染料的曲線均呈現(xiàn)先急速下降、至一定粒徑時(shí)出現(xiàn)拐點(diǎn)、隨后緩慢下降至一定值的變化規(guī)律。拐點(diǎn)約在研磨1 h左右出現(xiàn)，在此之前，染料大顆粒由于在機(jī)械研磨及分散劑的作用下發(fā)生了破碎使得平均粒徑迅速從幾十微米大幅下降至1 μm以內(nèi)。細(xì)化后的染料顆粒依靠分子間作用力牢固結(jié)合，繼續(xù)裂解染料顆粒變得困難，直至染料顆粒結(jié)合作用與外界離解作用達(dá)到平衡，最終平均粒徑不再下降。

在圖3中通過比較不同染料的變化曲線，可以看出，在拐點(diǎn)前后醌式噻吩染料與常規(guī)偶氮染料表現(xiàn)出不同的規(guī)律。在拐點(diǎn)之前，C.I.分散橙30具有比醌式噻吩染料更高的分散效率，可見醌式噻吩染料顆粒的結(jié)合力更強(qiáng)。在拐點(diǎn)之后，C.I.分散橙30的細(xì)化顆粒粒徑幾乎難以再下降，最終其最小平均粒徑約為192 nm。相較而言，醌式噻吩染料的細(xì)化顆粒卻能夠繼續(xù)大幅下降，最終獲得比C.I.分散橙30更低的平均粒徑(染料D1，125 nm；染料D2，106 nm)。這是由于分散劑NNO的共平面結(jié)構(gòu)單元能夠與同是平面結(jié)構(gòu)的醌式噻吩染料分子形成足夠強(qiáng)的范德華力，阻止了染料細(xì)顆粒的團(tuán)聚，有利于染料顆粒在高速機(jī)械研磨作用下的進(jìn)一步破碎，直至達(dá)到平衡。

2.1.5 醌式噻吩染料結(jié)構(gòu)對(duì)染料顆粒平均粒徑的影響

染料結(jié)構(gòu)是影響染料分散性能的內(nèi)因。醌式噻吩染料的母體結(jié)構(gòu)呈剛性、平面狀態(tài)，致使染料分子間產(chǎn)生強(qiáng)大作用力，從而不利于染料的細(xì)化及單分子態(tài)的形成。與染料D1相比，染料D2結(jié)構(gòu)上連接具有一定空間位阻的正丁基基團(tuán)，可以在一定程度上增加染料分子母體間的接觸距離，減小了分子間作用力，從而有利于染料顆粒的細(xì)化。從表1—表3中，均可以看出，相同情況下，染料D2分散液的染料顆粒平均粒徑均小于染料D1?？梢姡邗洁绶匀玖现幸脒m宜的空間位阻基團(tuán)是調(diào)節(jié)該類染料分散性能的有效方法[12]。

2.2 醌式噻吩染料D1和D2的分散穩(wěn)定性

本文以常規(guī)偶氮染料C.I.分散橙30為參考，考察了經(jīng)研磨后已經(jīng)達(dá)到分散平衡的醌式噻吩染料D1和D2分散液分別在高速離心狀態(tài)及靜置狀態(tài)下的分散穩(wěn)定性[19]。

2.2.1 離心分散穩(wěn)定性

分別將染料D1、D2和C.I.分散橙30進(jìn)行充分研磨，將所得分散液進(jìn)行高速離心處理，分別取上下層溶液測(cè)試其吸光度，計(jì)算離心一定時(shí)間后分散液中殘留染料含量，結(jié)果如表4所示。從表4中可以看出，隨著離心時(shí)間的增加，C.I.分散橙30分散液中染料含量逐漸減少，其中上層染料相對(duì)含量由100.0%逐漸下降至50.8%，下層染料相對(duì)含量開始有所增加，隨后也大幅下降至52.5%。實(shí)驗(yàn)中也發(fā)現(xiàn)，當(dāng)離心5 min后，即可在底部看到明顯的染料顆粒沉淀。與之相比，在離心45 min后，染料D1上層相對(duì)含量仍有68.0%，而下層則高達(dá)82.7%；染料D2上層相對(duì)含量為57.1%，下層相對(duì)含量為76.0%。該結(jié)果表明醌式噻吩染料的分散液比常規(guī)偶氮染料更為穩(wěn)定，這可能是因?yàn)轷洁绶匀玖吓c分散劑之間的作用力更強(qiáng)，從而保證了染料細(xì)顆粒的穩(wěn)定。另外，由于沒有空間位阻基團(tuán)，染料D1與分散劑NNO之間的相互作用力更強(qiáng)，所形成的膠束更加穩(wěn)定，使得染料D1分散液比染料D2更為穩(wěn)定。

表4 三支染料分散液的離心穩(wěn)定性數(shù)據(jù)

注：分散液制備條件：染料量為50.0 mg，分散劑NNO量為100.0 mg，去離子水量為50 mL，鋯珠粒徑為0.2 mm，研磨時(shí)間為12 h；C上表示分散液上層染料相對(duì)含量，C下表示分散液下層染料相對(duì)含量。

2.2.2 靜置分散穩(wěn)定性

分別將染料D1、D2和C.I.分散橙30進(jìn)行充分研磨，將所得分散液進(jìn)行靜置沉淀實(shí)驗(yàn)。每隔一定時(shí)間，取中層分散液進(jìn)行粒徑測(cè)試，所得結(jié)果如表5所示。從表5中可以看出，C.I.分散橙30分散液中染料顆粒平均粒徑隨著靜置時(shí)間延長而大幅增長，同時(shí)，分散液底部在靜置幾天后即開始逐步有染料顆粒沉淀，至24 d后再進(jìn)行測(cè)定時(shí)發(fā)現(xiàn)，絕大部分染料已沉淀，只有少量極細(xì)染料顆粒留于水溶液中；相比之下，染料D1的平均粒徑在考察時(shí)間范圍內(nèi)均能保持較低的水平，且分散液底部幾乎無沉淀；染料D2在14 d內(nèi)均能維持較低平均粒徑，但之后在分散液底部開始出現(xiàn)沉淀，至24 d后測(cè)試時(shí)，分散液上層只有極細(xì)染料顆粒存在，大部分染料沉淀于底部。由此可見，三支染料分散液的靜置穩(wěn)定性從染料D1、染料D2至C.I.分散橙30，依次減弱，這與離心分散穩(wěn)定性規(guī)律相符。

表5 不同天數(shù)后分散液染料顆粒平均粒徑 nm

注：a表示分散液底部有較多沉淀；b表示分散液上層較為澄清，底部有較多沉淀。

2.3 醌式噻吩染料D1和D2的粒徑對(duì)染色性能的影響

通過控制研磨時(shí)間及鋯珠粒徑大小，可以獲得具有不同平均粒徑的染料分散液，在高溫高壓條件下分別對(duì)滌綸織物進(jìn)行染色，從而探討分散液中染料顆粒平均粒徑對(duì)染色性能的影響[20]。

2.3.1 上染率、色深與色差

在染料粒徑1 μm以內(nèi)分別研磨制備了4組具有不同粒徑的染料分散液，采用常規(guī)分散染料染色條件對(duì)滌綸纖維染色，均能獲得鮮艷的顏色且具有很好的勻染效果，其中，染料D1和D2的顏色為粉紅色。使用不同平均粒徑的染料分散液在相同時(shí)間內(nèi)對(duì)滌綸染色所獲得的上染率、染色織物色深值及色差值數(shù)據(jù)如表6所示。

表6 不同平均粒徑染料對(duì)應(yīng)的上染率、染色織物色深值及色差值

注：染色條件：染料濃度為1.0% owf，分散劑濃度為2.0 g/L，浴比為1∶50，pH為4，溫度為130 ℃，時(shí)間為1 h。

由表6可知，分散液中染料平均粒徑對(duì)醌式噻吩染料D1和D2的上染率、得色深度有著明顯影響，且不同染料粒徑所染織物色差明顯。染料D1在粒徑為173 nm時(shí)的上染率為82.0%，當(dāng)粒徑至703 nm時(shí)，上染率下降至75.0%，K/S值則從11.97下降至8.22；染料D2在粒徑為152 nm時(shí)，上染率達(dá)到94.0%，當(dāng)粒徑達(dá)到803 nm時(shí)，上染率則下降至85.0%，K/S值則從18.82下降至16.12。可見，醌式噻吩染料的顆粒粒徑對(duì)上染率影響較大，平均粒徑越大，上染率越低，染色織物K/S值也相應(yīng)下降。相對(duì)而言，分散液染料顆粒粒徑對(duì)C.I.分散橙30的上染性能則影響較小，各粒徑下所得上染率基本在95.0%以上，直至染料顆粒粒徑上升至889 nm時(shí)，上染率才略微下降至89.0%，所染織物色差變化也比醌式噻吩染料較小。該結(jié)果表明，由于具有高度分子平面性的醌式噻吩染料的分子間作用力遠(yuǎn)強(qiáng)于常規(guī)偶氮染料，在同等時(shí)間內(nèi)醌式噻吩染料更難于形成單分子態(tài)，從而影響上染纖維。因此，在相同情況下，為將更多醌式噻吩染料上染到纖維上，應(yīng)當(dāng)將染料盡可能研磨至最小平均粒徑，以便于大量單分子態(tài)染料的快速形成。

2.3.2 色牢度

對(duì)上述各條件下所染織物進(jìn)行色牢度測(cè)試，所得結(jié)果如表7所示，可以看出，雖然不同染料平均粒徑對(duì)上染率和色深有所影響，但對(duì)染色織物的色牢度幾乎沒有影響。由于醌式結(jié)構(gòu)的高度平面性增大了染料與纖維間的分子間作用力，醌式噻吩染料D1和D2的耐皂洗、耐摩擦和耐升華色牢度均在4～5級(jí)以上，與經(jīng)典偶氮染料C.I.分散橙30基本相當(dāng)。由于染色過程是染料顆粒首先形成單分子態(tài)、在染浴中擴(kuò)散至纖維表面并被吸附、進(jìn)而擴(kuò)散進(jìn)入纖維內(nèi)部的過程。不同平均粒徑的染料所染織物的色牢度均較高，表明醌式噻吩染料只要能上染到纖維上即能很好地?cái)U(kuò)散至纖維內(nèi)部并與纖維牢固結(jié)合。考慮前述染料顆粒粒徑對(duì)上染率的影響，可進(jìn)一步推斷單分子態(tài)染料的形成是醌式噻吩染料染色的關(guān)鍵步驟。

表7 不同平均粒徑染料對(duì)應(yīng)的色牢度數(shù)據(jù)

3 結(jié) 論

本文研究了兩支具有平面性醌式噻吩結(jié)構(gòu)的染料D1和D2的分散性、分散穩(wěn)定性及其對(duì)染色性能的影響，并與常規(guī)偶氮分散染料C.I.分散橙30進(jìn)行對(duì)比，得出以下主要結(jié)論：

a) 在1 h內(nèi)醌式噻吩染料D1和D2的分散效率低于C.I.分散橙30，而經(jīng)過12 h充分研磨后，醌式噻吩染料可以獲得比常規(guī)偶氮分散染料更低的染料顆粒平均粒徑，且具有更高的分散穩(wěn)定性。

b) 單分子態(tài)染料的形成是醌式噻吩染料染色的關(guān)鍵影響因素，因而，相比常規(guī)偶氮分散染料，醌式噻吩染料對(duì)滌綸纖維的上染過程更易受染料顆粒平均粒徑的影響，粒徑越小，上染率更高，而染色織物色牢度不受染料粒徑影響。