《功能複合相變著色材料的設計與產品工程基礎研究》是依託大連理工大學,由張淑芬擔任醒目負責人的重點項目。
基本介紹
- 中文名：功能複合相變著色材料的設計與產品工程基礎研究
- 依託單位：大連理工大學
- 項目類別：重點項目
- 項目負責人：張淑芬
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目針對我國紡織業產業升級和可持續發展的瓶頸問題以及國際染料和印染行業發展前沿，綜合分散染料熱轉移升華印花和國外最新研究的噴墨列印墨水固-液相轉變原理以及清潔著色效果，為解決其存在的問題和不足，提出功能複合相變著色材料的設計和產品工程基礎研究，設計合成具有著色、相變化、黏附、與纖維進行化學結合或自交聯固色的功能複合著色材料；使其具有各種纖維適用性、印花和染色的著色方法靈活多樣性、著色技術低污染、低能耗、著色纖維牢度性能好的特點；通過該功能複合相變著色材料的設計、製備與套用研究，為實現印染後整理的高質量、低污染、低能耗的可持續發展提供新思路和新途徑。在這項研究中所提出的高分子材料結構與相變能力、黏附和反應能力的相關性研究，依據產品套用、環保和儲運方便性要求研究產品形態，為我國開發具有相變能力的複合功能材料及其產品工程提供理論基礎和實踐依據。
結題摘要
設計合成了以聚丙烯醯胺-co-乙烯胺、聚丙烯酸、聚馬來酸、聚馬來酸酯、氮羥甲基化聚馬來醯胺和聚馬來醯亞胺為高分子骨架，以吡唑啉酮、吡啶酮、對甲苯酚、H酸、N-烷基取代芳胺、萘環偶氮結構以及蒽醌染料為發色體共93個染料分子。其中21支染料具有相變能力、58支染料為新結構，其中聚馬來酸系染料未見同類報導，已申請中國發明專利和PCT專利。 研究發現：（1）以甲苯為溶劑合成聚馬來酸酐，將聚合殘液循環利用5次，馬來酸酐累計利用率可達90.3%，且產品平均分子量及性能基本不變，可實現聚馬來酸酐清潔合成。（2）以聚丙烯醯胺-co-乙烯胺接枝帶磺酸基偶合中間體，其溶液性能主要受結構中的氨基與磺酸基比例的影響，可通過控制分子結構中氨基與磺酸基比例調控高分子的溶解性。（3）聚丙烯醯胺-co-乙烯胺染料通過控制染料中氨基與磺酸基的比例調控該類染料的溶解性。（4） 聚丙烯酸染料在水中溶解度為30-50g/L；在DMF中溶解度大於150g/L；而在弱極性或非極性有機溶劑中幾乎不溶。（5）聚馬來酸酯相變染料中剛性結構越少、酯基碳鏈長度越長、酯化度越高，相變溫度越低。項目中所合成的21支聚馬來酸酯相變染料的相變溫度可調控在74~210℃範圍內。 實現了所合成染料在纖維上超高的固色率及優異的染色性能：（1）聚丙烯醯胺-co-乙烯胺染料通過交聯劑固色後，在棉上的固色率均達到95%以上，乾濕摩擦牢度3~4級，水洗牢度4~5級。該類黃色、紅色和藍色染料的日曬牢度分別為4~5、2~3和6級。（2）聚丙烯酸染料採用塗料染色工藝對棉和滌綸纖維進行染色。乾濕摩擦牢度3~4級以上，水洗牢度3~4級以上。（3）聚馬來酸染料以及氮羥甲基化聚馬來醯胺和聚馬來醯亞胺染料以硝酸鋅和雙氰胺為固色劑，在棉纖維上的固色率可達98%以上，水洗變色牢度以及乾濕摩擦牢度均達3級以上；氮羥甲基化聚馬來醯胺和聚馬來醯亞胺染料染色布樣甲醛釋量低於國家標準，且染色布樣具有一定的抗褶皺性能。聚馬來酸酯相變染料採用熱熔和塗料染色工藝對滌綸纖維進行染色。乾濕摩擦牢度3~4級以上，水洗牢度4~5級以上。 共發表標註項目支持的論文共39篇，其中被SCI收錄論文27篇，被EI收錄21篇。申請發明專利共8項，其中申請PCT專利1項。培養青年教師7人（其中訪問學者4人），博士研究生6人，碩士研究生7人。
