系列半花青染料的合成及其纺织品染色性

荧光染料在纺织品中的应用充分迎合了人们崇尚个性的心理需求,研究开发多品种纺织用荧光染料是我们需要考虑的问题，寻找兼备优异荧光性能和染色性能的荧光染料是问题的关键。本项目申请者首次提出将C=C类半花青染料（苯乙烯吡啶盐）应用于纺织纤维染色的新思路，改进染料分子结构、调整染色工艺，旨在合成和开发出可用于多类纺织品染色的荧光染料，以期开发出高可视性警示服用新材料。主要研究内容包括：合成系列苯乙烯吡啶盐半花青染料、针对不同的纺织品纤维，选用合适的染料在适合的工艺条件下进行染色。通过实验，揭示染料结构和微环境对其光学性能的影响；研究染料结构与染色性能的关系，尤其是与耐洗/摩擦/日晒牢度和在纺织品上的荧光特性的关系；研究染料与不同纤维的结合方式及染料在纤维上分布状态与荧光特性的关系，为解释纺织品的荧光特性与工艺条件的关系提供理论依据。

本项目旨在合成和开发系列C=C 类苯乙烯吡啶盐荧光染料，并将其应用于纺织纤维染色，制备出高可视性警示服用新材料。在项目执行期间的研究工作主要进展包括三个部分：（1）合成系列苯乙烯吡啶盐染料，核磁谱图数据表明新合成的荧光染料属于CHR1=CHR2（反式）苯乙烯吡啶盐结构；（2）针对不同的纺织品纤维，选用合适的苯乙烯吡啶盐染料进行染色实验；（3）针对有机荧光染料寿命短的不足，尝试制备稀土有机配合物及无机荧光粉，并应用于荧光织物的制备。对于D-π-A型苯乙烯吡啶盐荧光染料，研究了染料分子结构（供电子基团和受电子基团）以及溶剂环境（溶剂极性、pH值、-环糊精）对染料溶液的紫外吸收光谱和单光子荧光发射光谱的影响，结果表明它们都会明显地影响光谱位置和峰强；苯乙烯吡啶盐染料固态粉末和商业荧光染料（荧光黄X-10GFF）固态粉末的发射光谱和荧光衰减曲线表明它们分别处于CIE 1931色度图中的橙色和黄色区域，但是衰减寿命都比较短，这决定了它们所染织物的耐光牢度不佳。苯乙烯吡啶盐属于阳离子染料，发色部分与普通阳离子染料一样是阳离子部分，它们大多数亲水性能很好，可以作为阳离子染料对纤维进行染色，主要通过离子键与纤维分子相结合，另外还有氢键、范德华力等作用力。在适当的染色条件下，苯乙烯吡啶盐荧光染料在腈纶、丝绸、阳离子可染涤纶、牛奶丝样品上都有很好的上染率，所染织物具有明显的荧光性能，染色动力学和热力学分析表明染料结构影响染色速率和平衡上染率、其染色吸附机理与朗缪尔吸附模型相吻合。参照欧洲标准EN471《职业用高可视性警示服一测试与方法》（2003）中规定了三种颜色（荧光黄、荧光桔红和荧光红）的色度坐标标准，商品荧光染料黄X-10GFF所染织物在实验范围内满足荧光黄的标准要求，可以用于制备高可视性警示服用新材料；而苯乙烯吡啶盐染料在一定的染料浓度内能够达到荧光桔红的标准要求。针对所染织物耐光牢度不佳问题，尝试了对织物进行后整理，对牢度提高有一定的改善作用。在项目资助期间，总计发表学术论文16篇（SCI收录9篇、EI收录6篇）、中国发明专利授权1项、硕士研究生授予学位1名。