[发明专利]一种能上染棉织物的pH变色活性染料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种能上染棉织物的pH变色活性染料及其制备方法，属于精细化工技术领域。本发明以杂环伯胺为重氮组分，4,4'‑二氨基二苯乙烯‑2,2'‑二磺酸和均三嗪为桥基，双一氯三嗪基为活性基，制备了可以上染棉织物的pH变色活性染料。本发明利用一氯均三嗪与纺织品结构中的羟基间发生亲核取代反应，从而将pH变色母体共价键合入纤维化学结构中，利用重氮基相邻位置的羟基与重氮基在不同pH调节下的可逆异构化反应，改变了染料的共轭体系大小和电子离域范围，实现了染料色光的可逆变化。而且，本发明的染料具有双发色体结构，提高了染料与‑H/‑OH结合的几率，将染料变色pH值有效调节至弱碱、弱酸甚至中性条件，并能上染棉织物。

技术领域

本发明涉及一种能上染棉织物的pH变色活性染料及其制备方法，属于精细化工技术领域。

背景技术

pH敏感型变色材料，是离子变色材料的一个分支，其颜色会根据pH值的变化而发生变化。pH变色纺织品是将具有pH指示功能的化合物通过染色、涂层或印花等方法施加到织物上制备而成。pH变色织物可应用于多种场合，如用于警告腐蚀性气体存在的防护服，指示伤口愈合情况的变色绷带、测量土壤pH值的农用纺织品等方面，受到人们广泛的关注。

目前，主要是通过以pH指示剂对织物进行染色的方法制备pH变色纺织品。由于水溶性pH指示剂数量较少，仅有刚果红、甲基橙、硝氮黄等少数几种，所制得织物的可变色范围受到限制。而且，不同于商品染料，普通pH指示剂与织物间缺乏足够的亲和力，致使所染变色织物稳定性较差，指示剂容易被释放泄露出来。还有，由于这些pH指示剂与纤维间仅靠较弱的范德华力和氢键结合，在外界较强的作用力(如反复摩擦、水洗等)下，染料易从纤维表面脱落，一方面导致变色织物耐久性较差，另一方面与其它织物同浴洗涤时容易造成沾色。

也有一些研究者对于合成染料的结构进行调整，以实现良好的pH相应效果，但是由于结构设计的原因，其很难上染棉织物；且染料的变色点需要在强酸或强碱的条件下，很难满足一些特殊场合的需要。

因此，制备一种可以与纺织品发生稳固共价键合反应，且在弱碱、弱酸甚至中性条件下即可变色的pH变色活性染料是有迫切的市场需求的。

发明内容

[技术问题]

目前现有的pH变色活性染料存在棉织物的上染率较低，导致得色量较低，且变色点需在强酸性或强碱性条件等问题。

[技术方案]

为了解决上述问题，本发明以杂环伯胺为重氮组分，4,4'-二氨基二苯乙烯-2,2'-二磺酸和均三嗪为桥基，双一氯三嗪基为活性基，制备了可以上染棉织物的pH变色活性染料。本发明利用一氯均三嗪与纺织品结构中的羟基间发生亲核取代反应，从而将pH变色母体共价键合入纤维化学结构中，利用重氮基相邻位置的羟基与重氮基在不同pH调节下的可逆异构化反应，改变了染料的共轭体系大小和电子离域范围，实现了染料色光的可逆变化。而且，本发明的染料具有双发色体结构，提高了染料与-H/-OH结合的几率，将染料变色pH值有效调节至弱碱、弱酸甚至中性条件，并能上染棉织物。

本发明的第一个目的是提供一种能上染棉织物的pH变色活性染料，其结构式如式Ⅰ：

其中，式Ⅰ中X和Y分别独立的为式1，R₁、R₂和R₃独立为-H、-NO₂、-OCH₃和卤素；

或，式Ⅰ中X和Y分别独立的为式2，R₁和R₂独立为-H、-NO₂；

或，式Ⅰ中X和Y分别独立的为式3，R₁和R₂独立为-H、-NO₂；