1、 高分子染料的合成及应用高分子染料的合成及应用 专专 业：业：高分子材料与工程高分子材料与工程 目目 录录 1.引言 1 2.高分子染料的优点 . 1 3.高分子染料的合成方法举例 . 2 3.1 高聚物侧链悬挂发色体的高分子染料的合成 2 3.2 利用染料重氮盐制备高分子染料 . 2 3.3 高聚物主链为发色体的高分子染料的合成 2 3.4 低分子染料与其它单体进行共缩聚反应 . 2 3.5 反应性高分子与低分子染料反应合成高分子染料 3 4.高分子染料的应用 . 3 4.1 纤维着色 3 4.2 塑料加工 3 4.3 油墨及织物喷墨印花 . 4 4.4 食品制造 4 4.5 化妆品及医药
2、5 4.6 光电材料 5 5.展望 5 1 摘要摘要: 高分子染料是通过一定的化学反应将发色基团引入高分子的主链或 侧链而形成的一类新的着色高分子聚合物。通常高分子染料的制备有两条路线： 单体合成路线(即通过含生色侧基单体的加聚、缩聚、配位聚合等制备高分子染 料)和大分子的改性路线(即通过大分子的侧链功能化)来获得高分子染料，本文 主要根据染料发色体与高分子骨架的相对位置对高分子染料进行了分类， 阐述了 不同类型高分子染料的合成方法，综述其在纤维、塑料、油墨、食品、化妆品、 医药、光电等领域的应用。 关键词关键词:高分子染料；染料；合成；应用。 1.引言 21世纪是人类与自然环境相互协调发展的
3、世纪。在不断开发新材料，改善已 有材料性能的同时，更要注重环境保护以及人类自身的健康。 当今世界生态环境急剧恶化， 年联合国在斯德哥尔摩召开第一次人类环境会 议，将环境污染、人类健康等问题提到日事议程当中之后，世界各国纷纷制定环 保法规，借以保护环境和生态平衡。绿色化学正是基于环境无害或环境友好的思 想发展起来的一门新兴学科。借助于绿色化学，发达国家竞相发展绿色工业。虽 然目前绿色产品的总产值所占比例不大，但是它的发展势不可挡。 在染料领域，一般染料活性染料除外是通过离子键、氢键、疏水性相互作用 等固定在被染材料上，结合力不强。在放置、水洗、干洗过程中，由均匀分散状 态迁移至材料表面，不断脱落
4、而变色。许多染料潜在的致癌性又相继被发现，同 时更多的有机染料的癌变性还待进一步的证实。 1994年德国颁布了禁用部分偶氮 染料的法令，22种致癌芳香胺合成的染料受到禁用。这使人们将目光转向代用染 料的合成和开发。 低分子染料的高分子化就可以有效地解决上述问题。 高分子染料就是将染料 小分子结合到聚合物的主链或侧链上，用于各种染色过程的材料。 2.高分子染料的优点 (1)高分子染料明显改善了一般小分子染料易迁移的缺点。尤其是偶氮染料 和葱醒染料的耐迁移性大大提高； 2 (2)高分子染料在溶剂中一般溶解很少或完全不溶解，不易褪色； (3)高分子染料分子量极大，不能为细胞膜所透过，不会被细菌、微生
5、物分 解。因此，不为生物体所吸收，对生物体无害； (4)高分子染料具有较高熔点，耐热性大大提高。相容性则因材料而异。如 果染料高分子所用的单体与被着色高分子单体化学结构相似，则相容性好。 很显然，由于大分子中含有了发色团，它成为结构有色材料。高分子染料属 于功能高分子，符合今后材料学发展的方向，同时也符合绿色染料化学发展的宗 旨。 3.高分子染料的合成方法举例 3.1 高聚物侧链悬挂发色体的高分子染料的合成 这种方法必须先合成高聚物，然后通过偶合、缩合成环等反应将染料中间体 连接于高聚物的侧链上，并同时在侧链上形成发色体。 3.2利用染料重氮盐制备高分子染料 重氮盐对光的稳定性较差，在光的照射
6、下会发生分解，形成自由基。利用重 氮盐的这种性质，可以先将含氨基的染料重氮化，再使之与乙烯基单体混合，在 光照下染料重氮盐分解形成自由基，从而引发乙烯基单体的聚合，用这种方法可 以合成得到分子链末端连接低分子染料的高分子染料。 3.3高聚物主链为发色体的高分子染料的合成 该方法是采用小分子的中间体，通过氧化缩合、重氮化和偶合、成环缩合、 金属络合聚合等反应合成高分子染料，高分子主链即为发色体。在纺织品上早已 应用的苯胺黑染料实际上就是由苯胺通过氧化缩合反应而制得的高分子染料1。 3.4 低分子染料与其它单体进行共缩聚反应 合成高分子染料通常有色的聚酰胺、聚酯(或聚氨酯)的合成就采用这种方法。 其中的一个典型的反应方程式如下，通过酯交换和缩聚反应，获得高分子染料。 3 3.5 反应性高分子与低分子染料反应合成高分子染料 高分子骨架可能具有亲电或亲核性。 采用垂挂色素法可将亲核或亲电染料小 分子用化学键键合在高分子骨架的侧链上。 例如高分子中含有活泼性极高的酰氯 基或环氧基，则可以与含有氨基或羟基的低分子染料反应。这一类型与第一类型 类似，只不过前者是先聚
