多功能卡宾染料：实现纤维染色、共价交联与功能修饰的一体化创新方案

《Dyes and Pigments》：Multifunctional carbene dyes for simultaneous dyeing, covalent crosslinking, and functional modification of fibers and polymers

本文创新性地开发了含双/多叠氮基团的多功能卡宾染料（D1-D3），通过卡宾介导的C-H键插入机制，在无助剂温和条件下实现了纤维材料的染色-交联-功能化一体化加工。该技术显著提升了染料固着率和交联效率，使棉、涤纶（PET）、尼龙等织物获得高K/S值、优异色牢度，并成功应用于超高分子量聚乙烯（UHMWPE）粘接、聚合物亲水化改性及莱赛尔纤维抗原纤化处理，为纤维功能化提供了变革性解决方案。

　　

^{材料与仪器}

实验所用棉织物（100%，平纹，120 g/m²）、尼龙织物（100%，平纹，60 g/m²）、PET织物（100%，斜纹，150 g/m²）及莱赛尔纤维（100 dtex）均为商业采购。聚乙烯醇（PVA，M_w～100000 g/mol）、聚乙二醇（PEG，M_n=6000 g/mol）、聚乙烯（PE，M_n=4000 g/mol）、聚乳酸（PLA，M_w～80000 g/mol）、聚丙烯（PP，M_n=4000 g/mol）和聚氯乙烯（PVC，M_w～48000 g/mol）及其他分析级化学品均直接使用。

^{染料性能表征}

三种染料结构如图1所示，与D1相比，D2和D3分子结构中不含额外烯烃C-H和脂肪族C-H键，理论上减少了副反应位点。而D3因含有三个叠氮基团，其染料固着率和交联效率得到进一步优化。通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）对合成染料进行表征，结果显示...

^结论

本研究成功合成三种含双/多叠氮基团的多功能卡宾染料。其在加热条件下激活叠氮基团生成高活性卡宾中间体，通过与C-H、N-H、O-H等键反应形成共价交联网络。三种染料对棉、PET和尼龙织物均展现出优异K/S值和高固色率...