基于纺织荧光染色剂特性对我国纺织荧光染色的染料的应用

基于纺织荧光染色剂特性对我国纺织荧光染色的染料的应用

李丹萌

国家知识产权局专利局专利审查协作广东中心

        摘要：纺织用品中的可迁移荧光增白剂在体液中的迁移规律，考察了迁移溶液pH值、迁移温度、迁移时间、以及迁移溶液体积与样品质量比例等一系列实验条件，建立了紫外分光光度法测定纺织用品中可迁移荧光增白剂迁移总量的方法。纺织用荧光染料性能上要求染料荧光强度高、持久性好、荧光性不易受外界影响及染色牢度高，但现有纺织品用荧光染料品种不多且应用范围不广，且部分纺织用荧光染料还具有荧光强度低和持久性差等的缺点。随着经济和科技水平的快速发展，染经过多年的发展，中国的染料工业从无到有，品种从单一到丰富多样，中国逐渐成为染料强国。随着经济和社会的发展，传统的染料已经满足不了现代科学进步的需求，功能染料应运而生。作为功能荧光染料，有机荧光染料广泛应用于纺织、塑料、染色等多种行业，同时，荧光染料还用于生化医疗、军事能源、农业研究和防伪等多个领域。荧光染料既具有常规染料的着色特性，又能发射出荧光，使得织物的饱和度和鲜艳度提高。荧光染料应用于纺织品时，会产生不同寻常的荧光亮度，染色后的织物可以应用于环卫工人、交通警察等特殊职业服装上，其在光的照射下比较醒目，起到警示作用，提高人员的安全系数。随着各国政府对安全工作力度的加强和人们安全意识的提高，市场对高可视性警示服的需求逐渐增加，荧光纺织品已逐渐成为人们生活不可或缺甚至必备的个人安全防护用品。除此以外，荧光染料还可被广泛地应用在运动服、鞋帽、猎装的印花，提高了制品的美学价值。因此，获得种类更多、色彩更丰富的荧光纺织品离不开功能荧光染料的发展。

        关键词：荧光染料；纺织领域；应用

        引言

        随着人们对健康的重视以及对消费品质量安全的关注，研究消费品中荧光增白剂的迁移含量就变得非常重要。本工作采用紫外分光光度法对纺织用品中可迁移荧光增白剂在实际使用过程中与皮肤接触或被吞咽后的迁移规律进行研究，并对其检测方法进行优化，建立一种纺织用品中可迁移荧光增白剂总量的灵敏、快速、有效的检测方法，并考察市场上流通的纺织用品中可迁移荧光增白剂的迁移总量，为用品的质量控制提供理论与数据支持。

        1荧光碳点改性无纺布的制备

        首先采用柠檬酸和三聚氰胺通过水热法制备了荧光碳点。将PET无纺布剪裁为5cm×5cm，放入30mL无水乙醇中超声30min，之后用超纯水冲洗，将冲洗后的PET无纺布浸入到浓度为20mL2mol/L的DAMP溶液中，在50℃水浴锅中反应20h。取出氨基化改性的PET-DAMP无纺布，用超纯水冲洗后将其放入20mL10%（体积分数）的戊二醛（GA）溶液中，在25℃摇床中摇晃反应2h后用超纯水冲洗，之后置于温度约为4℃的冰箱中待用。将PET-DAMP-GA放入50mLCDs溶液中，在25℃摇床中摇晃反应16h后，用超纯水冲洗3—5次，最终得到颜色为红棕色、碳点接枝的聚对苯二甲酸乙二酯无纺布（PET-DAMP-CDs）。

        2荧光染色法

        将已取有患者皮损标本的玻璃片放置在水平位置，直接向样本滴１滴染色液。染色液以覆盖或淹没整个样品为准，使染液与样品进行充分的结合，然后盖上盖玻片，吸去多余染液，置于带有250-400ｎｍ滤镜的荧光显微镜（型号奥林巴斯ＣＸ23ＬＥＤＲ）下观察。氢氧化钾（ＫＯＨ）法：将已取有患者皮损标本的玻璃片放置在水平位置，直接向样本滴1滴15％的ＫＯＨ，以覆盖或者淹没整个样品为准，盖上载玻片，在酒精灯上稍微加热使标本溶解，直接在显微镜（型号奥林巴斯ＣＸ21ＦＳ１Ｃ）下观察。

        3纺织用荧光染料的研究进展

        3.1萘酰亚胺类荧光染料

        1，8-萘酰亚胺及其衍生物是一类具有黄绿色荧光的染料，有三类典型代表，分别是4-氨基-1，8-萘酰亚胺类、苯并咪唑类和苯并氧（硫）杂蒽类荧光染料。其中，应用最为广泛的是4-氨基-萘酰亚胺衍生物，是最早工业化合成并应用的荧光材料，如C.I.分散黄11可用作荧光颜料、塑料着色及锦纶、维纶和醋酸纤维的染色。为了提高分散黄11上色率和耐升华牢度，合成了一系列1，8-萘酰亚胺衍生物作为分散染料和荧光增白剂，这类染料应用于涤纶纤维染色时，染样呈鲜艳的黄色和橙色，伴有绿色荧光，耐升华牢度较好，但耐日晒牢度有待提高。并对聚酰胺织物进行染色，染样呈强烈的黄绿色，色牢度良好。使用经两个带氨基树枝状大分子改性的染料对羊毛纤维进行染色。染料的摩尔消光系数明显提高，纤维呈很强的绿黄色荧光，经测试发现，其色牢度得到明显提高且染后获得的荧光纤维还具有一定的抗菌性。4-溴-1，8-萘酐为原料，通过在萘环4位上引入吡咯基团，得到了具有不饱和双键强绿色荧光的1，8-萘酰亚胺类分散染料21。通过共聚反应将其接入丙烯腈分子骨架中，采用静电纺丝法成功制备了荧光聚丙烯腈纳米纤维膜，该方法突破了传统染色过程中使用阳离子染料获得荧光腈纶织物的局限，为后续开发荧光织物提供重要的技术手段。

        3.2点的荧光光谱

        CDs在不同激发波长下的荧光发射光谱，取3mL100μg/mLCDs溶液注入荧光比色皿中，在不同的激发波长下进行测试。CDs具有激发波长依赖性，即多发射行为，也就是荧光强度和峰值依赖于激发波长。在大约450nm波长处，CDs的荧光强度达到最高；随着激发波长的增加，其峰值出现红移。随着激发波长的增加，其荧光强度出现峰值的波长从460.8nm增加到466.8nm。这是由于CDs表面有丰富的氨基，氨基中的N存在孤对电子，使得CDs的电子密度增大，进而使得CDs的最高被占据轨道（HOMO）与最低未被占据轨道（LUMO）之间的能隙变小，导致其荧光峰值向长波方向偏移。

        3.3半花菁类荧光染料

        半花菁染料摩尔吸收系数大和荧光量子产率高，除此外，半花菁染料由于其特殊结构可上染腈纶和羊毛纤维，腈纶上的酸性基团电离使纤维带负电荷与半花菁阳离子染料中的正电荷之间产生静电引力，从而使染料阳离子向纤维迁移并吸附在纤维表面。因此，增加染料结构中阳离子数目可提高染料的各项牢度，同时，通过改变季铵盐结构的烷基链长度和阴离子种类可改变菁染料的水溶性，从而改变染料的染色性能。对天然纤维染色时，可在半菁染料结构中引入可与羟基、氨基反应的活性基团，或者使用交联剂，以交联剂为桥基，与染料发生共价键结合的同时与纤维中的氨基、羟基、巯基等也形成共价键结合而实现天然纤维的染色。

        结语

        纺织用品中的可迁移荧光增白剂在体液中的迁移规律，考察了迁移溶液pH值、迁移温度、迁移时间、以及迁移溶液体积与样品质量比例等一系列实验条件，建立了紫外分光光度法测定纺织用品中可迁移荧光增白剂迁移总量的方法。纺织用荧光染料性能上要求染料荧光强度高、持久性好、荧光性不易受外界影响及染色牢度高，但现有纺织品用荧光染料品种不多且应用范围不广，且部分纺织用荧光染料还具有荧光强度低和持久性差等的缺点。随着国际纺织市场对染料各项性能要求，应用性能和环境与生态等各方面的要求日益提高，新品种的纤维和印染技术不断被开发，传统的纺织用荧光染料或愈来愈表现出不足和缺陷。因此，在传统荧光母体上引入提高染料荧光强度、水溶性、稳定性的基团是未来染料结构设计时需要重要考虑的方向。

        参考文献：

        [1]竹百均，肖锦平，程德文．我国荧光增白剂工业改革开放三十年的巨变［J］．精细化工原料及中间体，2019，（5）：18-22．

        [2]佘集锋．浅谈食品包装用纸中有毒有害物质的来源及其危害［J］．湖北造纸，2020，（2）：36-38．

        [3]王海涛，张小慧，曲志勇，等．荧光增白剂检测方法研究进展［J］．化学分析计量，2020，25（2）：100-102．

        [4]周利英，左鹏飞，朱骏，等．现代仪器分析技术在荧光增白剂检测中的应用［J］．理化检验：化学分册，2020，53（11）：1357-1364．