CN108484435B - 用于织物染整的改性偶氮苯衍生物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种含长链烷基季铵盐基团的偶氮苯类衍生物及其制备方法，以4‑甲基‑4’‑羧基偶氮苯为原料，经酰氯化反应、酰胺化反应、季铵盐化以及交联反应等步骤制得。本发明制得的衍生物具有优良的水溶性、光稳定性和染色性，不仅可以代替目前染整过程中发泡剂、消泡剂等化学试剂的使用，还可以提供着色性、色牢度等染色性能的改善。

Description

用于织物染整的改性偶氮苯衍生物及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种水溶性改性偶氮苯类染料助剂及其制备方法，属于纺织染料和有机合成领域。
背景技术
刺激响应性材料感受来自外界环境的刺激(例如光、pH值、温度等)时能够迅速改变自身性能参数，从而对刺激产生响应性变化，从而实现一些特定功能。其中，光刺激响应材料具有清洁、安全、易于操作控制及高效等优点而成为近年来广为关注的热点之一，广泛应用于液晶、催化、离子自组装、生物医学载体和分子开关等领域。例如，光感应脂质体是将光感应材料与磷脂共同形成脂质体包入药物，用外来光源诱导脂质体组分中的光感应材料发生结构上的变化，从而控制其内包药物释放。60年代末Rahman等人将脂质体作为药物载体应用于药物释放体系。
在本领域中，可发生光异构反应的光响应基团有偶氮苯、螺-苯并吡喃、三苯基甲烷衍生物等，带有这些基团的分子具有光刺激响应性。其中，偶氮苯作为光感应砌块有相当大的应用潜力，因为偶氮键的独特性能，即偶氮苯类化合物在紫外光照射下可以由较稳定的反式结构转化为顺式结构，然后在加热或辐射下再转化为反式结构，这种在光的照射下或加热时发生可逆地顺反异构化使得该类化合物成为重要的精细化工材料和有机合成的中间体，可广泛用于医药和染料行业；然而大多数偶氮苯衍生物具有不同程度的毒性和/或致癌性，且仅对紫外线敏感，由于高能量的紫外光对生物体的损害使其难以应用于生物体中，使得它们的医学应用受到了极大限制，因此在医药工业上应用价值不大。
然而，在染料行业中，偶氮苯类化合物却不受以上条件限制，是印染行业常用的染料成分。
近年来，含有生色团的偶氮苯衍生物，不仅可作为染料中间体，而且还具有电光、光致变色、热致变色等特性。在通常条件下，偶氮染料的顺式异构体不稳定，分子大多数处于反式异构体状态。在共振光作用下，反式偶氮分子吸收一个光子后，跃迁到单激发态，经过系间跃迁无辐射弛豫到三重激发态，偶氮双键之一绕另一键旋转，这样偶氮分子就由反式结构变为顺式结构。顺式分子不稳定，可以通过加热或光照射由顺式变为反式结构，利用偶氮分子的这种可逆光致异构特征可以实现光敏性开关。
偶氮苯染料的基本结构为Ar-N＝N-Ar，根据偶氮染料分子中被嵌入的偶氮基的数目和Ar结构的不同，可以在一定的光吸收范围内调节偶氮染料的最大吸收波长。通过Ar结构上引入不同的取代基可调节偶氮染料的溶解性和光、热性能。
示例性地，下列现有技术公开了偶氮苯化合物在染料行业的应用。
CN106928748公开了一种分散染料，该分散染料由结构式(Ⅰ)所示的偶氮苯类组分A、结构式(Ⅱ)所示的偶氮苯类组分B、结构式(Ⅲ)所示的偶氮苯类组分C、结构式(Ⅳ)所示的偶氮苯类组分D以及助剂组成；按质量分数计，所述组分A的质量分数为2～15％，所述组分B的质量分数为10～35％，所述组分C的质量分数为5～10％，所述组分D的质量分数为8～25％，其余为助剂。其染料染色的样布色光鲜艳，具有优良的耐洗牢度、耐摩擦牢度、耐汗渍牢度、耐晒牢度以及上色率。
CN105566947公开了一种基于偶氮苯结构的分散蓝至黑色染料组合物及其染料制品和应用，所述分散蓝至黑色染料组合物包括蓝色组分A、5～40％的紫色组分B、5～40％的黄色组分C和5～40％的红色组分D。所述分散蓝至黑色染料制品含有所述分散蓝至黑色染料组合物和助剂。
CN201510402944公开了一种D-π-A型氨基偶氮苯染料及其制备方法。氨基偶氮苯染料的制备方法，即在重氮盐偶合之前，通过亚硫酸氢钠、多聚甲醛或甲醛水溶液和芳香胺的类曼尼希反应合成芳香胺基甲磺酸钠对芳香胺的氨基进行保护，形成芳香胺的氨基保护基，之后再利用芳香胺基甲磺酸钠与重氮盐反应，之后脱除氨基保护基获得D-π-A型氨基偶氮苯染料，所述染料的最大吸收波长在405nm左右，光致变色性能显著。然而该制备方法过于繁琐。
CN101117447公开了一种黄色阳离子型偶氮苯染料及其制备方法，涉及以对甲苯胺为底物，通过重氮化和偶合反应、威廉森反应和季铵化反应合成了一类具有光电活性的阳离子偶氮苯染料。所述的阳离子染料，适用于液晶、非线性光学及光致变色等新型材料，还可作为阳离子插层剂与膨润土发生插层反应，形成插层型纳米复合材料。
CN201610575873公开了一种偶氮苯季铵盐光敏泡沫控制剂的绿色制备方法，属于纺织化工技术领域。以4,4’-二羟基偶氮苯为原料，采用绿色溶剂，分别取代4,4’-二羟基偶氮苯上羟基的氢，引入烷基链和季铵盐得到一类偶氮苯季铵盐光敏开关表面活性剂。然而，该方法制备的偶氮苯季铵盐化合物为单体，由于偶氮苯基团的光敏性，导致其光稳定性差，容易被光降解，不利于储存运输。而且该方法制备得到的化合物作为表面活性剂时起泡性不佳，另外该化合物效果比较单一，主要作为泡沫控制剂使用，不能作为染料助剂改善织物性能；最后，该化合物亲水基团少，水溶性差，不适合在水性染料溶液中高含量比例地使用；而且该化合物单体的光响应特性在水性溶液中效果不佳，尤其是在在大体积量的染整中会严重影响其光异构化效率和织物应用范围。
随着近年聚酯新纤维的快速发展和人们对纺织品需求的提高，相应地，对染料本身具有的染色性能、环保性能也提出了更高的要求，要求染料有高的提升力和各项染色牢度。现阶段应用较多的是分散染料，但这些染料很难同时具备有优良的染色性能和牢度性能，尤其是分散染料水溶性差，带来了高耗水、高能耗、以及使用有机溶剂导致的高污染的问题。
为了解决这些问题，目前印染越来越多地使用泡沫染整技术，泡沫染整可以提高染色处理的均匀性和上色性，但是泡沫染整技术中的泡沫发生和泡沫消除过程需要使用大量的起泡剂和消泡剂，一方面增加了成本和后处理步骤中残余泡沫清洗困难度，另一方面带来了新的化学试剂浪费和污染问题。因此，泡沫染整技术的工业应用在一定程度上受限。近年来已经开发了一些开关型表面活性剂以解决上述泡沫的问题。泡沫染整中偶氮苯表面活性剂通过紫外光照射可控制其分子构型，在光敏开关作用下，既可作为起泡剂，也可作为消泡剂，从而避免了传统染料行业中起泡剂和消泡剂的使用。但是，目前可工业应用的偶氮苯光敏开关剂功能单一，仅仅具备一定的泡沫控制效果，不能够同步提供着色性、耐性等染色性能改善以及蚕丝或轻质纤维类织物染整过程中的增重改良等效果改善。
综上，由于偶氮苯具有响应速度快、结构易改变性、光异构化的几何结构变化大而越来越备受关注，但是，现有技术中偶氮苯衍生物表面活性剂作为染料或泡沫助剂主要存在如下缺陷:
(1)光稳定性差：由于偶氮苯衍生物为光敏性物质，其在光照下具有较差的稳定性，时间久时具有光衰减的“疲劳性”，尤其是在强烈光照下存在光降解等缺点，给储存和运输带来不便。
(2)水溶性差：现有技术中的偶氮苯类染料助剂除了容易被光降解之外，作为有机化合物往往具有较差的水溶性，影响了在水性溶液环境中的使用；
(3)光响应特性受限：现有的偶氮苯类化合物在有机溶剂中具有较好的光响应特性，在大体积量的水性染料溶液中响应特性大大下降；
(4)效果单一：不能够同步提供染色性、牢度、增重改良等染色性能的改善。
鉴于偶氮苯衍生物的光学开关特性，近年来已经开发了一些偶氮苯类开关型表面活性剂例如光敏型表面活性剂以解决上述在染整前后对泡沫需求不同的矛盾。然而，基于改性偶氮苯的光敏表面活性剂仍然研究较少，尤其是具有优良光稳定性(光降解和光衰减)、高水溶性、高表面活性和改善染色性的偶氮苯衍生物类染色助剂，仍然严重缺乏。因此，现有技术需要新的性能优异的用于织物染整的偶氮苯类染色助剂。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术缺陷，提供一种具有改善光响应性能和染色性能的光敏型偶氮苯类染料助剂。
一方面，本发明旨在提供具有优良水溶性、光稳定性和染色性的水性光响应偶氮苯类衍生物单体及其交联改性的偶氮苯类聚合物，其不仅可以代替目前染整过程中发泡剂、破泡剂等化学试剂的使用，还可以提供着色性、色牢度等染色性能的改善。
另一方面，本发明提供所述偶氮苯类衍生物单体及其交联改性的偶氮苯类聚合物的制备方法，其中交联改性聚合物通过偶氮苯类衍生物单体与一定比例的丙烯酸二甲氨基酯交联剂反应得到。
本发明中所述偶氮苯类衍生物单体含有长链烷基季铵盐基团，相比现有的偶氮苯季铵盐化合物具有更强的表面活性剂效果和起泡性，且大大增强了水溶性，从而显著改善染整的均匀性；同时，偶氮苯基团具备紫外光照射下的快速异构性能，起泡染整后可通过光敏异构消泡，避免了消泡剂的使用，并解决了现有技术中残余泡沫的清理步骤。
具体地，本发明所述偶氮苯类衍生物单体含有长链烷基季铵盐基团，具有以下结构式(I)所示的结构：
Figure BDA0001623418930000041
其中，R1为选自C10～C18的直链疏水性烷基基团。
优选地，所述R1为C12、C14或C16的直链疏水性烷基。
同时，本发明提供上述结构式(I)所示偶氮苯衍生物的交联改性聚合物，其通过与一定比例的丙烯酸二甲氨基酯或甲基丙烯酸二甲氨基酯交联反应得到。
具体地，本发明所述偶氮苯类衍生物单体的制备步骤如下：
S1、酰氯化反应：
原料4-甲基-4’-羧基偶氮苯在酰氯化试剂存在下进行反应，得到酰氯化产物(4-甲基-4’-酰氯偶氮苯)；
S2、酰胺化反应：
将S1步骤产物4-甲基-4’-酰氯偶氮苯溶于二氯甲烷溶剂中作为反应混合液1，在滴液漏斗中加入二氯甲烷、三乙胺和甲基丙烯酰胺作为反应混合液2，将反应溶液1在搅拌下加热至30-40℃后,开启滴液漏斗活塞滴加反应混合液2，控制滴加速度,维持搅拌速度和反应温度,滴加完毕后继续反应3-5h,反应完毕后减压脱去溶剂二氯甲烷,将得到的固体水洗2-3次,再用乙醇水溶液重结晶得到酰胺化中间体产物；
其中，甲基丙烯酰胺的摩尔用量为4-甲基-4’-酰氯偶氮苯的1-1.5倍；
S3、溴代及季铵盐化反应
将步骤S2得到的上述酰胺化中间产物溶于四氯甲烷或二氯甲烷溶剂中，加入N-溴代丁二酰亚胺，在氮气氛围和溴代引发剂存在下，加热回流反应8-12小时；反应完毕后将产物冷却析晶，抽滤得4-溴甲基化固体中间产物，乙醚洗涤；
取所得4-溴甲基化固体产物溶于无水乙醇中，然后加入长链型三烷基胺N(R1)3，回流反应10-12小时；反应完毕后冷却至室温，旋蒸除去溶剂，过滤收集固体，二氯乙烷洗涤，得到含季铵盐基团的偶氮苯衍生物单体4-(N,N,N-三烷基铵甲基溴)-4’-甲基丙烯酰胺基羰基偶氮苯；
其中，溴代引发剂为过氧化二苯甲酰。
具体地，本发明交联改性的偶氮苯类聚合物的制备步骤(步骤S4：交联反应)如下：
在反应瓶中加入上述S3步骤制备得到的偶氮苯类衍生物单体以及溶剂乙腈，加入交联剂和偶氮类引发剂，将所得混合液在避光条件下充分搅拌，氮气鼓泡脱氧后密闭，于黑暗环境下70-75℃加热反应12-24h，反应完毕后降温离心，沉淀用乙腈洗涤，真空干燥至恒重，得到黄色固体粉末即交联化改性的4-(N,N,N-三烷基铵甲基溴)-4’-甲基丙烯酰胺基羰基偶氮苯类聚合物。
其中，所述交联剂选自丙烯酸二甲氨基乙酯或甲基丙烯酸二甲氨基乙酯，优选地，选自丙烯酸二甲氨基乙酯。
其中，所述偶氮类引发剂为偶氮二异丁腈。
其中，交联剂的摩尔用量为偶氮苯衍生物的3-6倍，优选3-5倍。
第三方面，本发明还提供了所述偶氮苯类衍生物及其交联改性聚合物在织物染整中作为光敏泡沫型表面活性剂和染色助剂的用途。
与现有技术相比，本发明的创造性改进和有益效果为：
(1)在偶氮苯单体中引入长链烷基季铵盐基团和具备特定染色性能的丙烯酸交联基团，使得4-(N,N,N-三烷基铵甲基溴)-4’-甲基丙烯酰胺基羰基偶氮苯相比一般的偶氮苯染料助剂具有改善的光响应性和染色性：其含有的长链烷基季铵盐使得化合物具有更好的表面活性效果和起泡性；另外，甲基丙烯酰胺基团在染料中常用作蚕丝或轻质纤维类织物染整过程中的改良剂结构单元，本发明中该基团的引入不仅仅起着聚合交联基团的作用，还使得织物在泡沫染整过程中具有改善的抗皱性、着色性和耐磨性；尤其是对蚕丝织物或桑丝纤维类轻质纤维(例如日本柞丝纤维)具有显著提高的抗皱性和洗涤时的耐磨性等效果，同时也具备对棉织物具有改善的抗皱性以及垂坠质感等效果。
(2)本发明的交联改性偶氮苯类聚合物具备极高的光稳定性，便于长期储存和运输，无需苛刻的避光环境，克服了一般的偶氮苯化合物在光照下的电荷迁移和光降解缺点；与一般的偶氮苯类化合物相比，能够在水性溶液中实现光致异构化，无需有机溶剂的存在。
(3)本发明的交联改性的偶氮苯类聚合物和一般偶氮苯衍生物单体相比具备更强的水溶性；且聚合物中交联剂所占比例越高，水溶性也相应提高；重要的是，交联改性的偶氮苯聚合物在大体积水溶液中仍然具备优异的快速光刺激响应能力。
(4)交联剂丙烯酸二甲氨基酯类化合物在染料中除了具备亲水性、抗静电性和柔软性效果之外，还具备优异的着色性、粘附性和耐磨性功能，是优良的染色助剂，聚合物中该交联剂的引入能够显著提升染色效果，因此通过改变聚合物中的交联剂或偶氮苯单体比例，可实现光敏性泡沫开关效果或染色性效果的侧重性功能选择，或者均衡效果选择。
(5)在泡沫染整工艺的泡沫控制方面，本发明的交联改性偶氮苯聚合物满足了现有技术中泡沫染整前后对起泡性、消泡性的双面矛盾需求，通过在紫外光和可见光照射下触发偶氮苯异构化作用，实现一种物质的两种效果，解决了泡沫发生和消除的快速控制问题。
(6)本发明制备方法简单，所用试剂容易获取，无需复杂设备，适合低成本生产。
综上，相比现有的偶氮苯衍生物，本发明改性的偶氮苯聚合物在水中具有优良的光刺激响应性，能够快速光致异构化，且染色性能更加全面，适合用于泡沫染整工艺，在工业和科研上具有良好的应用价值和潜力。
具体实施方式
下面通过具体的实施例对本发明进行详细说明，但这些例举性实施方式的用途和目的仅用来例举本发明，并非对本发明的实际保护范围构成任何形式的任何限定，更非将本发明的保护范围局限于此。
实施例1
制备聚合物(n丙烯酸二甲氨基乙酯：n 4-(N,N,N-三月桂基铵甲基溴)-4’-甲基丙烯酰胺基羰基偶氮苯＝5:1)
S1、酰氯化反应
将24g(100mmol)4-甲基-4’-羧基偶氮苯加入100mL氯化亚砜中，65℃搅拌过夜，旋蒸出去未反应得氯化亚砜，得到23.5g无色油状粗产物，即化合物4-甲基-4’酰氯偶氮苯。
S2、酰胺化反应
在装有磁力搅拌、恒压滴液漏斗、冷凝管和温度计的50mL三口瓶中,加入2.25g 4-甲基-4’-酰氯偶氮苯和10mL二氯甲烷作为反应混合液1，在恒压滴液漏斗中加入10mL二氯甲烷、1.2mL三乙胺和1.56g甲基丙烯酰胺作为反应混合液2，将反应溶液1在搅拌下加热至30-40℃后，开启恒压滴液漏斗活塞滴加反应混合液2，控制滴加速度，维持搅拌速度和反应温度,滴加完毕后继续反应3-5h，反应完毕后减压脱去溶剂二氯甲烷，将得到的固体水洗2-3次,再用15mL乙醇水溶液(等体积比)重结晶得到浅黄色固体产物4-甲基-4’-甲基丙烯酰胺基羰基偶氮苯2.15g。
S3、季铵盐化反应
将1.5g 4-甲基-4’-甲基丙烯酰胺基羰基偶氮苯溶于10ml四氯甲烷，加入0.6gN-溴代丁二酰亚胺，在氮气氛围和30mg引发剂BPO(过氧化二苯甲酰)存在下，加热回流反应8-12小时；反应完毕后将产物(4-溴甲基-4’-甲基丙烯酰胺基羰基偶氮苯)冷却析晶，抽滤得黄色固体1.4g，乙醚洗涤；
取上述步骤所得固体3mmol溶于30mL无水乙醇，然后加入5mmol三月桂胺，回流反应10小时；反应完毕后冷却至室温，旋蒸除去溶剂，过滤收集黄色固体沉淀，二氯乙烷洗涤，得到含季铵盐基团的偶氮苯衍生物4-(N,N,N-三月桂基铵甲基溴)-4’-甲基丙烯酰胺基羰基偶氮苯，以初始原料摩尔比计，产物收率为73.5％，结构式如下：
Figure BDA0001623418930000081
IR(KBr)ν/cm-1:3446,2971,2924,2865,1731,1717,1623,1601,1509,1426,1419,1382,1275,1267,1153,1139,1027,838,721,616。
S4、交联化改性
在反应瓶中加入3mmol S3步骤制备得到的偶氮苯衍生物以及500ml乙腈，再加入交联剂丙烯酸二甲氨基乙酯15mmol和偶氮类引发剂偶氮二异丁腈5mmol，将所得混合液在避光条件下充分搅拌，氮气鼓泡脱氧后密闭，于黑暗环境下70℃油浴反应16h，反应完毕后离心，沉淀用热乙腈洗涤，真空干燥，得到黄色固体粉末，即丙烯酸二甲氨基乙酯交联改性的偶氮苯类聚合物(n丙烯酸二甲氨基乙酯：n 4-(N,N,N-三月桂基铵甲基溴)-4’-甲基丙烯酰胺基羰基偶氮苯＝5:1)，以S3步骤产物摩尔计收率85.5％。
IR(KBr)ν/cm-1:2970,2914,1731,1623,1600,1553,1508,1470,1419,1315,1267,1200,1153,841,616。单体碳碳双键的特征峰消失，表明偶氮苯单体已交联到聚合物中。
实施例2
制备(n甲基丙烯酸二甲氨基乙酯：n 4-(N,N,N-三(十六烷基)铵甲基溴)-4’-甲基丙烯酰胺基羰基偶氮苯＝4:1)聚合物
S1、S2步骤同实施例1：
S1、酰氯化反应
将24g(100mmol)4-甲基-4’-羧基偶氮苯加入100mL氯化亚砜中，65℃搅拌过夜，旋蒸出去未反应得氯化亚砜，得到23.5g无色油状粗产物，即化合物4-甲基-4’-酰氯偶氮苯。
S2、酰胺化反应
在装有磁力搅拌、恒压滴液漏斗、冷凝管和温度计的50mL三口瓶中,加入2.25g 4-甲基-4’-酰氯偶氮苯和10mL二氯甲烷作为反应混合液1，在恒压滴液漏斗中加入10mL二氯甲烷、1.2mL三乙胺和1.56g甲基丙烯酰胺作为反应混合液2，将反应溶液1在搅拌下加热至30-40℃后，开启恒压滴液漏斗活塞滴加反应混合液2，控制滴加速度，维持搅拌速度和反应温度,滴加完毕后继续反应3-5h，反应完毕后减压脱去溶剂二氯甲烷，将得到的固体水洗2-3次,再用15mL乙醇水溶液(等体积比)重结晶得到浅黄色固体产物4-甲基-4’-甲基丙烯酰胺基羰基偶氮苯2.15g。
S3、季铵盐化反应
将1.5g 4-甲基-4’-甲基丙烯酰胺基羰基偶氮苯溶于10ml四氯甲烷，加入0.6gN-溴代丁二酰亚胺，在氮气氛围和30mg引发剂BPO(过氧化二苯甲酰)存在下，加热回流反应8-12小时；反应完毕后将产物(4-溴甲基-4’-甲基丙烯酰胺基羰基偶氮苯)冷却析晶，抽滤得黄色固体1.4g，乙醚洗涤；
取上述步骤所得固体3mmol溶于30mL无水乙醇，然后加入5mmol三(十六烷基)胺，回流反应12小时；反应完毕后冷却至室温，旋蒸除去溶剂，过滤收集黄色固体沉淀，二氯乙烷洗涤，得到含季铵盐基团的偶氮苯衍生物4-(N,N,N-三(十六烷基)铵甲基溴)-4’-甲基丙烯酰胺基羰基偶氮苯，收率70.8％。
S4、交联化改性
在反应瓶中加入3mmol S3步骤制备得到的偶氮苯衍生物以及500ml乙腈，再加入交联剂甲基丙烯酸二甲氨基乙酯12mmol和偶氮类引发剂偶氮二异丁腈3mmol，将所得混合液在避光条件下充分搅拌，氮气鼓泡脱氧后密闭，于黑暗环境下70℃油浴反应12h，反应完毕后离心，沉淀用热乙腈洗涤，真空干燥，得到浅黄固体粉末状丙烯酸二甲氨基乙酯交联改性的偶氮苯类聚合物(n甲基丙烯酸二甲氨基乙酯：n 4-(N,N,N-三(十六烷基)铵甲基溴)-4’-甲基丙烯酰胺基羰基偶氮苯＝4:1)，以S3步骤产物摩尔计收率82％。
IR(KBr)ν/cm-1:2971,1731,1635,1553,1508,1470,1419,1315,1267,1201,1153,840,617。
实施例3
光稳定性测试
用去离子水配制1×10-5mol/L的实施例1制备得到的交联化聚合产物悬浊液(去离子水中超声10min)，于石英吸收池中用UV-Vis检测其吸收峰,用410nm单色光和450nm单色光轮流照射,定时检测410nm吸收峰紫外吸收光谱变化。
结果表明，在410和450nm光交替照射下，在经过20个循环光照后,410nm处吸光度几乎没有衰减；50个循环光照后，410nm处吸光度仅衰减2.6％。说明本发明制备的交联改性偶氮苯聚合物在光照下比较稳定,基本不会发生光降解和光衰减，可以用作光刺激响应性材料。
相比较S3步骤得到的偶氮苯单体，在经过15个循环光照后,410nm处吸光度已经衰减6.5％。
实施例4
染色性测试
将实施例1制备的交联改性偶氮苯聚合物和水性染料分散蓝G配制成染液，其中偶氮苯类聚合物浓度为1.5wt％，用醋酸调节染液pH为5.5，升温至60℃时搅拌染液至产生均匀的泡沫，涂覆织物进行染整着色，并烘干织物。染整后将染液经紫外光照射10min，使得反式偶氮苯单元异构化从而消泡，回收染液并用可见光照射30min重新异构化以留待循环利用。
分别采用国标GB/T3921-1997、GB/T3920-1997、GB/T8427-1998测试样布的耐水洗牢度、耐摩擦牢度以及耐日晒牢度，采用GB/T9337-2009方法测定染料上色率，测试结果见下表：
表1着色效果测试
Figure BDA0001623418930000101
对比实施例1
除将实施例1季铵盐化步骤中的的三月桂基胺替换为三乙胺之外，其余反应条件不变，实施了对比实施例1，得到交联改性的4-(N,N,N-三乙基铵甲基溴)-4’-甲基丙烯酰胺基羰基偶氮苯聚合物D1。
起泡性及染色性对比：与实施例1制备得到的聚合物进行比较，采用相同温度条件下相同搅拌时间(60℃搅拌10min)进行起泡，以产生的泡沫体积量计，D1起泡性为实施例1产物的55％；采用上述染色性测试方法进行染色性测试，D1耐水洗牢度有所下降，为4-5级。
应当理解，这些实施例的用途仅用于说明本发明而非意欲限制本发明的保护范围。此外，也应理解，在阅读了本发明的技术内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动、修改和/或变型，所有的这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种4-(N,N,N-三烷基铵甲基溴)-4’-甲基丙烯酰胺基羰基偶氮苯类聚合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、酰氯化反应：
以4-甲基-4’-羧基偶氮苯为原料，在酰氯化试剂存在下进行酰氯化反应，得到酰氯化产物(4-甲基-4’-酰氯偶氮苯)；
S2、酰胺化反应：
将S1步骤产物4-甲基-4’-酰氯偶氮苯溶于二氯甲烷溶剂中作为反应混合液1，在滴液漏斗中加入二氯甲烷、三乙胺和甲基丙烯酰胺作为反应混合液2，将反应溶液1在搅拌下加热至30-40℃后,开启滴液漏斗活塞滴加反应混合液2，控制滴加速度,维持搅拌速度和反应温度,滴加完毕后继续反应3-5h，反应完毕后减压脱去溶剂二氯甲烷，将得到的固体水洗2-3次，再用乙醇水溶液重结晶得到酰胺化中间体产物；
S3、溴代及季铵盐化反应：
将步骤S2得到的上述酰胺化中间产物溶于四氯甲烷或二氯甲烷溶剂中，加入N-溴代丁二酰亚胺，在氮气氛围和溴代引发剂存在下，加热回流反应8-12小时；反应完毕后将产物冷却析晶，抽滤得4-溴甲基化固体中间产物，乙醚洗涤； 取所得4-溴甲基化固体产物溶于无水乙醇中，然后加入长链型三烷基胺N(R1)3，回流反应10-12小时；反应完毕后冷却至室温，旋蒸除去溶剂，过滤收集固体，二氯乙烷洗涤，得到含季铵盐基团的偶氮苯衍生物单体4-(N,N,N-三烷基铵甲基溴)-4’-甲基丙烯酰胺基羰基偶氮苯；
其中，R1为选自C10～C18的直链疏水性烷基基团；
S4、交联反应：
在反应瓶中加入上述S3步骤制备得到的偶氮苯类衍生物单体以及溶剂乙腈，加入交联剂和偶氮引发剂，将所得混合液在避光条件下充分搅拌，氮气鼓泡脱氧后密闭，于黑暗环境下70-75℃加热反应12-24h，反应完毕后降温离心，沉淀用乙腈洗涤，真空干燥至恒重，得到交联化改性的4-(N,N,N-三烷基铵甲基溴)-4’-甲基丙烯酰胺基羰基偶氮苯类聚合物；
其中，步骤S2中甲基丙烯酰胺的摩尔用量为4-甲基-4’-酰氯偶氮苯的1-1.5倍；
其中，步骤S3中溴代引发剂为过氧化二苯甲酰；
其中，步骤S4中，所述交联剂选自丙烯酸二甲氨基乙酯或甲基丙烯酸二甲氨基乙酯；所述偶氮引发剂为偶氮二异丁腈；所述交联剂的摩尔用量为偶氮苯衍生物的3-5倍。
2.根据权利要求1所述方法制备得到的聚合物在织物泡沫染整中的用途，其特征在于，作为光敏型泡沫表面活性剂或染色助剂。
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